電磁鐵驅動的玩偶眼睛的製作方法

2023-10-08 01:45:29

專利名稱：電磁鐵驅動的玩偶眼睛的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種用電磁鐵驅動的可以做轉眼和眨眼動作的玩偶的眼睛。
背景技術：
現有的能轉動眼球的玩偶的眼睛設計都是用電機帶動的，如申請號為01253781. O的專利 申請和專利號為ZL200420093028.6的實用新型專利就是如此，用電機就必須用減速器，還要 解決定位的控制問題，結構比較複雜，運轉時噪音大，不易於小型化。還有一些用電磁裝置 帶動的可以眨眼的設計，實際上就是使眼球以水平方向的軸為圓心擺動，如公告號CN2426754Y 和公告號為CN2868367的實用新型專利，上述專利技術中，都是眼球體上有水平方向的樞軸， 樞接在眼球盒上，在眼球體後偏離樞軸一側的地方固定兩個或一個磁鐵，在磁鐵後安裝兩個 或一個電磁鐵，電磁鐵通電後對位於眼球軸線一側的磁鐵產生一個推力或拉力，帶動眼球以 水平方向的轉軸為圓心擺動，摹仿眨眼的動作。其電磁鐵對磁鐵的作用是推拉式的，只能帶 動眼球在一個扇區範圍內作兩點定位的摹仿眨眼的擺動，不能使眼球定位在中間，動作範圍 有限；而且，因為這個原因，也不能轉用於使眼球轉動的技術，因為眼球首先要能定位在中 間，然後才談得上左右轉動或作圓周轉動。 發明目的
本實用新型要解決的技術問題，是要在眼睛的轉軸上，安裝以一個磁鐵和一個電磁鐵組 成的一套相當於旋擺電磁鐵的驅動裝置，可控的帶動玩偶眼球在水平的一個扇區內作左、中、 右三點定位的擺動或在豎直的一個扇區內作上、中、下三點定位的擺動。
在此基礎上，本實用新型還要解決用上述一套電磁鐵驅動裝置帶動兩隻眼球做同步轉動 的技術問題。
本實用新型還要解決用兩套這樣的電磁鐵驅動裝置組合起來，帶動眼球在水平的一個扇 區和垂直的一個扇區內作出各自的三點定位擺動和組合起來的多點定位轉動的技術問題。
本實用新型還要解決在上述有關眼球上安裝活動眼帘的技術問題，該活動眼帘用上述同 樣的電磁鐵驅動裝置帶動時，不但可做出兩點定位的睜眼、閉眼和眨眼動作，還能在這範圍 之外，做出睜大眼睛的動作；也可以用推拉式的電磁鐵驅動裝置帶動活動眼帘，只是做兩點 定位的睜眼、閉眼和眨眼動作。
本實用新型是這樣實現的在空心半球狀的眼球體半徑位置有水平方向的樞軸或軸孔， 把眼球體樞接在眼球盒的外端，眼球體後部固定有一個磁鐵，眼球盒裡安裝有一個電磁鐵 眼球體後的磁鐵可以是矩形的，固定在眼球樞軸的後部或眼球瞳孔中垂線部位，磁鐵後眼球 盒裡對應安裝的電磁鐵有平面的極靴；眼球體後的磁鐵可以是圓筒形的，套接在眼球樞軸上，磁鐵後眼球座裡對應安裝的電磁鐵有圓弧形極靴；上述磁鐵內部的磁力線與樞軸軸線相垂直， 未通電的情況下，上述磁鐵內部的磁力線與磁鐵後眼球盒裡對應安裝的電磁鐵極靴的平面或 圓弧形極靴兩端的連線是相互平行的，這時眼球體處於常態位置；給電磁鐵加以不同方向的 電流並結合斷電，可驅動眼球體以樞軸為圓心在一個豎直的活動扇區內作上、中、下三點定 位的擺動。上述磁鐵內部的磁力線與磁鐵後眼球座裡對應安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形 極靴兩端的連線也可以成一定的角度，眼球盒安裝一個限位板，使眼球體在電磁鐵未通電時 保持在常態位置；給電磁鐵斷續通電勵磁，可帶動眼球體在一個活動扇區內作兩點定位的擺 動。
兩個這樣的眼睛共同安裝在一個玩偶的臉上時，兩個眼球上的樞軸可以同軸地連接在一 起，這樣，只需一個眼睛上安裝的電磁鐵驅動機構就可以帶動兩個眼球作同步的擺動。也可 以把磁鐵安在連接兩個眼球樞軸的共軸上，磁鐵後安裝配套的電磁鐵，用這一套電磁鐵驅動 機構帶動兩個眼球作同步的擺動。
上述沒有同軸連接在一起的眼睛，其眼球盒前端還可固連有豎直方向的，與眼球同軸心 的樞軸，樞接在眼球盒外眼球座的前端，樞軸後方固定有一矩形的磁鐵，磁鐵後眼球座裡對 應安裝的電磁鐵有平面的極靴；樞軸上也可以套接有一圓筒形的磁鐵，磁鐵後眼球座裡對應 安裝的電磁鐵有圓弧形的極靴；上述磁鐵內部的磁力線與樞軸軸線相垂直，未通電的情況下， 上述磁鐵內部的磁力線與磁鐵後眼球座裡對應安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形極靴兩端的 連線是相互平行的，給電磁鐵加以不同方向的電流並結合斷電，可帶動眼球盒和眼球體以樞 軸為圓心在一個平面的活動扇區內作左、中、右三點定位的擺動。在相關電路控制下，把該 眼球以水平軸為圓心的，上、中、下三點定位的可控擺動與以豎直軸為圓心的，左、中、右 三點定位的可控擺動組合起來，該眼睛的眼球就可以可控地做出居中和在一個圓周範圍內八 點定位的轉動。
兩個這樣的眼睛共同安裝在一個玩偶的臉上時，兩個眼球座上的兩隻豎直方向的樞軸可 以用兩根搖杆和一根連杆連接起來組成一個平行連杆機構，這樣，只需一個眼球座裡安裝的 電磁鐵驅動機構就可以帶動兩個眼球作同步的擺動。
上述的眼睛還可安裝能活動的眼帘，眼帘形狀是空心球體的一部分，其內球面半徑略大
於眼球的外半徑，眼帘兩旁水平方向的半徑位置連接有樞軸，樞軸樞接在眼球座的前端，使
眼帘罩在眼球體上，眼帘的一根樞軸從眼球座的外壁伸出到外接盒裡，樞軸後方固定有一矩
形的磁鐵，磁鐵後外接盒裡對應安裝的電磁鐵有平面的極靴；樞軸上也可以套接有一圓筒形
的磁鐵，磁鐵後外接盒裡對應安裝的電磁鐵有圓弧形的極靴；上述磁鐵內部的磁力線與樞軸
軸垂直，未通電的情況下，上述磁鐵內部的磁力線與磁鐵後外接盒裡安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形極靴兩端的連線是相互平行的，這時眼帘保持在常態位置，給電磁鐵加以不同方 向的電流並結合斷電，可驅動眼帘以樞軸為圓心在一個豎直的活動扇區內作上、中、下三點 定位的擺動。磁鐵內部的磁力線與磁鐵後外接盒裡對應安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形極 靴兩端的連線也可以成一定的角度，眼球座或安外接盒裡裝一個限位板，可以使眼帘在電磁 鐵未通電時保持在常態位置，給電磁鐵斷續通電勵磁，可驅動眼帘在一個活動扇區內作兩點 定位的擺動。
本實用新型還可以這樣實現在空心半球狀的眼球體半徑位置連接有豎直方向的樞軸， 樞軸樞接在眼球盒的前端，樞軸後方固定有一矩形的磁鐵，磁鐵後眼球座裡對應安裝的電磁 鐵有平面的極靴；樞軸上也可以套接有一圓筒形的磁鐵，磁鐵後眼球盒裡對應安裝的電磁鐵 有圓弧形的極靴；上述磁鐵內部的磁力線與樞軸軸線相垂直，未通電的情況下，上述磁鐵內 部的磁力線與磁鐵後眼球盒裡安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形極靴兩端的連線是相互平行 的，這時眼球體保持在常態位置，給電磁鐵加以不同方向的電流並結合斷電，可驅動眼球以 樞軸為圓心在一個平面的活動扇區內作左、中、右三點定位的擺動。
兩個這樣的眼睛共同安裝在一個玩偶的臉上時，兩個眼球上的樞軸可以用兩根搖杆和一 根連杆連接起來組成一個平行連杆機構，這樣，只需一個眼睛上安裝的電磁鐵驅動機構就可 以驅動兩個眼球作同步的轉動。
上述眼球上還可安裝可活動的眼帘，眼帘形狀是空心球體的一部分，其內球面半徑略大 於眼球的外半徑，眼帘水平方向的半徑位置連接有樞軸，樞軸樞接在眼球盒的前端，使眼帘 罩在眼球體上，眼帘後部連接有一塊伸進眼球盒的磁鐵座板，磁鐵座板上固定有一片磁鐵； 磁鐵下方的眼球盒裡固定有一個電磁鐵或電磁線圈，給電磁鐵或電磁線圈通電勵磁可推動磁 鐵從而帶動眼帘向下眨動。也可以在樞軸後方固定有一矩形的磁鐵，磁鐵後眼球盒裡對應安 裝的電磁鐵有平面的極靴；樞軸上也可以套接有一圓筒形的磁鐵，磁鐵後眼球座裡對應安裝 的電磁鐵有圓弧形的極靴；上述磁鐵內部的磁力線與樞軸軸垂直，未通電的情況下，上述磁 鐵內部的磁力線與磁鐵後眼球盒裡對應安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形極靴兩端的連線是 相互平行的，這時眼帘保持在常態位置，給電磁鐵加以不同方向的電流並結合斷電，可驅動 眼帘以樞軸為圓心在一個豎直的活動扇區內作上、中、下三點定位的擺動。磁鐵內部的磁力 線與磁鐵後眼球盒裡對應安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形極靴兩端的連線也可以成一定的 角度，眼球盒裡安裝一個限位板，可以使眼帘在電磁鐵未通電時保持在常態位置，給電磁鐵 斷續通電勵磁，可驅動眼帘在一個活動扇區內作兩點定位的擺動。
上述兩個這樣的眼睛共同安裝在一個玩偶的臉上時，兩個眼帘上的樞軸可以同軸地連接 在一起，這樣，只需一個眼帘上安裝的電磁鐵驅動機構就可以帶動兩個眼帘作同步的擺動；也可以把磁鐵安在連接兩個眼帘樞軸的共軸上或共軸後，磁鐵後安裝配套的電磁鐵，用這一 套電磁鐵驅動機構帶動兩個眼帘作同步的擺動。
本實用新型使用一個磁鐵和一個電磁鐵組成的一套簡單的旋擺式電磁鐵驅動機構，就可 以可控的帶動玩偶眼睛的眼球在以水平軸轉動的扇區內或以垂直軸轉動的扇區內作三點定位 的擺動，比具有相應功能的用電機帶動的可轉動的玩偶眼睛結構簡單，體積小，噪音少，容 易控制。比起現有用推拉式電磁鐵驅動的，只能做兩點定位以模仿眨眼動作的玩偶眼睛的設 計，有了質的改進，因此可以用於控制眼球的轉動。其中使用矩形磁鐵和相應電磁鐵相配合 的旋擺式電磁鐵驅動眼球的創新設計，簡化了常規旋擺式電磁鐵的結構，使眼球的驅動機構 更加簡單、價廉，易於裝配。本實用新型還提出了把兩套這樣的電磁鐵驅動裝置組合在一個 眼睛上，使該眼睛的眼球可以可控地做出居中和在一個圓周範圍內作八點定位轉動的技術方 案，現有的能做到類似功能的機器人眼睛，要用兩部電機組合起來才能實現，比起用電機來 帶動的相關技術，本實用新型結構上要簡單的多，體積上小巧的多，並且性能更加可靠，控 制更加容易。本實用新型還提出了安裝在活動眼球之外的，電磁鐵驅動的活動眼帘，使活動 眼睛更加逼真。本實用新型還提供了用一套電磁鐵驅動裝置就可以帶動兩個眼球或兩個眼帘 作同步擺動的玩偶眼睛的技術方案，對於只需要雙眼作同步動作的玩偶來說，進一步簡化了 結構，降低了成本。由於本實用新型具備了上述優點和特點，因此可以用來製作中、高檔電 動玩偶或小型化的仿人形機器人臉上的眼睛，使這些眼睛可以簡單、可控、可靠地轉動。

圖l是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例l的結構示意圖。
圖2是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例2的結構示意圖。
圖3是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例3的結構示意圖。
圖4是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例4的結構示意圖。
圖5是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例5整體結構示意圖。
圖6是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例6整體結構示意圖。
圖7是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例7中的眼球盒正視圖。
圖8是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例7整體結構示意圖。
圖9是實施例7中的眼球盒俯視方向剖視圖。
圖10是實施例7中的磁鐵固定座立體結構示意圖。
圖11是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例8中的活動眼帘立體結構示意圖。 圖12是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例8整體結構示意圖。 圖13是圖12A-A方向的剖視圖。圖14是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例9中眼球和眼球座部分俯視方向 結構示意圖。
圖15是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例9整體結構示意圖。 圖16是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例10中眼球和眼球座俯視方向剖 面示意圖。
圖17是實施例10中眼球座的立體結構示意圖。 圖18是實施例10中眼帘的立體結構示意圖。
圖19是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例10整體結構側視方向剖面示意圖。
圖20是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例10整體結構側視方向部分剖面示 意圖。
圖21是本實用新型提出的電磁鐵驅動的玩偶眼睛實施例11整體結構正視圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的各實施例作詳細說明。
圖1中，眼球l為空心半球體，正中嵌裝有一個瞳孔2 (瞳孔未剖視)，眼球水平方向的半 徑位置連有一根樞軸3，樞軸的兩端樞接在眼球盒4的前端。樞軸中部套接有一個圓筒形的磁 鐵7，磁鐵內部的磁力線與樞軸軸線垂直。磁鐵後的眼球盒裡固定有電磁鐵，電磁鐵包括線圈 6和極靴5，極靴5前端是半圓筒形的凹槽，與圓筒形磁鐵7同圓心地間隙配合。當眼球如圖所 示處於常態位置，也就是瞳孔位於正前方時，磁鐵7內部磁力線的方向是垂直的，與電磁鐵極 靴5半圓筒形凹槽兩端的連線相互平行。這樣，電磁鐵未通電時，磁鐵與電磁鐵極靴相互作用 產生的保持力可保持眼球處於常態位置。給電磁鐵施加正、反向電流，可驅動磁鐵7並帶動眼 球l向上或向下轉動，眼球盒內的上下部位分別有一個限位板8a、 8b，可對眼球的轉動起到限 位作用。
圖2所示的實施例2與實施例1結構基本相同，差別在於(1)磁鐵13是矩形的，固定在從 眼球後瞳孔中心部位伸出來的連杆11後的磁鐵座12內。(2)電磁鐵14前的極靴是平面的。當 眼球如圖所示處於常態位置，也就是瞳孔位於正前方時，磁鐵13內部磁力線的方向是垂直的， 與電磁鐵14前極靴的平面相平行，這樣，電磁鐵未通電時，磁鐵與電磁鐵極靴相互作用產生 的保持力可保持眼球處於常態位置。給電磁鐵施加正、反向電流，可驅動磁鐵13並帶動眼球 向上或向下轉動。斷電後眼球轉回到常態，也就是如圖所示的中間位置。
實施例1中的旋擺式電磁鐵驅動機構可以使磁鐵和電磁鐵極靴之間的磁隙在運動中始終
保持在一個較小的固定值，有利於提高效率，並且旋轉角度較大，但製造成本較高，安裝比較費事。實施例2中的旋擺式電磁鐵驅動機構是獨創的，效率相對較低，轉動角度也小，但相 對簡單和便宜，完全可以滿足一般情況下眼球轉動的要求。該實施例中，適當調整連杆ll的 長度和磁鐵13的大小可有助於抵消眼球重力產生的力矩，更有利於保持眼球在靜止和運動中 的平衡。該實施例中，電磁鐵M前極靴的長度大於磁鐵13豎直方向(也就是兩個磁極所在端 面之間)的長度，這樣有利於在沒有通電時保持磁鐵處於常態位置。按照這樣的安裝方法， 磁鐵13與電磁鐵14極靴之間的距離越近，斷電後的保持力越大，但通電後磁鐵13的轉動角度 越小，適當調整磁鐵13與電磁鐵14之間的距離，就可控制眼球的轉動角度。當然也可以用限 位板來控制。
把實施例1和實施例2的眼睛以水平方向的軸向轉90度，眼球就是左右擺動了。 圖3所示的實施例3中，眼球1的下部固連有一根位於垂直半徑位置上的樞軸15，樞接在眼 球座16的前端。樞軸的正後方連接有一個磁鐵座17，磁鐵座裡固定有一個矩形磁鐵18，磁鐵 後的眼球盒16裡固定有電磁鐵19，電磁鐵19上有一個平面的極靴，磁鐵18內部磁力線是水平 方向的，與樞軸15垂直，當眼球如圖所示處於常態位置，也就是瞳孔位於正前方時，磁鐵18 內部的磁力線與電磁鐵19的極靴平面是平行的，即圖中所示的20為磁鐵18的一個磁極，其對 面為另一極。這樣，給電磁鐵19加以正反向電流時，可驅動磁鐵18並帶動眼球1向左或向右轉 動，斷電後眼球轉回到常態，也就是如圖所示的中間位置。該實施例中，電磁鐵19前極靴的 長度大於磁鐵18兩個磁極所在端面之間的長度，這樣有利於在沒有通電時保持磁鐵處於常態 位置。
圖4所示的實施例4中，矩形磁鐵22安裝在眼球1後面水平樞軸21的後部，當眼球如圖所 示處於常態位置，也就是瞳孔位於正前方時，磁鐵22內部的磁力線(g卩22a和22b之間的連線) 與電磁鐵24極靴的平面既不平行，也不垂直。這樣，電磁鐵未通電時，需要一個限位板23擋 在眼球的後部，使眼球保持在常態位置。給電磁鐵24通電勵磁，可帶動眼球向下轉動，斷電 後眼球轉回到常態。
上述四個實施例主要是為了說明使用這種旋擺式電磁鐵來驅動眼球轉動的基本結構和方 法，以下的各實施例中驅動眼球或眼帘轉動的旋擺式電磁鐵的安裝和使用方式同上述實施例
一樣的，就不再一一詳述了。
圖5所示的玩偶眼睛整體實施例5與實施例2的結構基本一樣，不同之處在於(l)瞳孔安
在眼球體中心偏下的部位。(2)如同現在大多數玩偶的眼睛一樣，眼球上安有眼睫毛25，眼 球盒27的外端安有眼球罩26,眼球罩上有孔可將瞳孔部分露出。(3)眼球盒裡限位板28a和28b 的長度使得眼球只能向上轉一個小角度，以防止眼睫毛碰到眼球罩；向下可轉比較大的角度， 以表現眨眼的動作。優於現有電磁驅動的玩偶眼睛之處在於該眼睛的眼球不但能在旋擺電磁鐵帶動下向下轉動模仿閉眼或眨眼的動作，還能在旋擺電磁鐵帶動下向上轉動，做出睜大 眼睛或向上看的動作。
圖6所示的玩偶眼睛實施例6是把兩個如實施例5—樣，但沒有安電磁鐵驅動裝置的玩偶眼 睛安裝在一個大眼球盒裡，兩個眼球的兩根樞軸29A、 29B用一根共軸30連在一起，共軸30後 部安有磁鐵31,磁鐵後的眼球盒裡安有電磁鐵32。這樣，只需一套旋擺電磁鐵驅動裝置就可 以驅動兩個眼球作同步的轉動。當然，把一個如實施例5—樣的眼睛與另一個不帶電磁鐵驅動 裝置的眼睛同軸地連接起來，可以達到同樣效果。
圖7至圖10所示的實施例7中，眼球33垂直半徑位置上伸出兩根樞軸34a、 34b，兩根樞軸 分別樞接在眼球盒35中兩個支架36、 37前端的開口中。其中，如圖9所示，支架36前端的收口 部位有一個圓形開口38，可以利用開口的彈性形變將眼球上面的樞軸34a卡進圓形開口中。下 面的樞軸34b上套接有一個磁鐵固定座39，如圖10所示，磁鐵固定座後的凹槽中固定有一個磁 鐵40，磁鐵固定座下部伸出有一個定位板41。磁鐵後的眼球盒裡有一個凹槽42 (參見圖7、圖 8),裡面固定一個電磁鐵43，磁鐵40與電磁鐵43組成的電磁鐵驅動機構與實施例3相同，電磁 鐵的電線從旁邊眼球盒的開孔44中穿出，電磁鐵43可驅動眼球左右轉動。磁鐵固定座的定位 板41在向兩邊擺動到一定角度時會被眼球盒內壁擋住，可以對眼球的轉動起到限位的作用。 眼球盒上還安有可活動的眼帘45，眼帘形狀是空心球體的一部分，其內球面半徑略大於眼球 33的外半徑，眼帘兩旁水平方向的半徑位置連接有樞軸46a、 46b，樞軸樞接在眼球盒35前端 的兩個凹槽47a、 47b中，使眼帘罩在眼球體上。眼帘後部連接有一塊伸進眼球盒的磁鐵座板 48，磁鐵座板下部固定有一片磁鐵49。眼球盒內壁相應部位的兩側分別有一對夾板50a、 50b 和50c、 50d,電磁鐵座板51插在兩對夾板中固定在眼球盒裡，電磁鐵座板上有一個凹槽，裡 面固定一個電磁鐵52，電磁鐵的電線從旁邊眼球盒的開孔中穿出。眼球盒外端蓋有一個眼球 罩53，眼球罩上有一個開孔可將眼球的瞳孔部位露出，眼球罩還可將樞軸34b卡在支架37的凹 槽中。當眼帘如圖8所示處於睜眼位置時，磁鐵49內部的磁力線與電磁鐵52內部的磁力線是平 行的，給電磁鐵52通電勵磁，可推動眼帘45向下擺動做出閉眼或眨眼的動作，支架36可對磁 鐵座板48的擺動從而對眼帘的擺動起到限位的作用。斷電後電磁鐵52吸引磁鐵49使眼帘回到 原位，支架36仍起到限位的作用，防止磁鐵49與電磁鐵52相碰撞。該實施例中，為了防止兩 個電磁鐵驅動裝置相互幹擾，可在兩個電磁鐵之間的眼球盒35內鋪設磁屏蔽膜54。
圖11至圖13中所示的實施例8中，玩偶眼睛實施例6的眼帘60軸心部位連接有一根軸61， 軸61當中套接有一個圓筒形的磁鐵62。眼帘兩個軸耳的下方分別連接有兩隻擋杆63a、 63b， 軸61兩端連接有伸出軸耳的軸頭64a、 64b。眼球65下部樞軸66的上、下兩端分別樞接在眼球 盒67下部擋板和底板的前端，樞軸66上套接有與實施例7—樣的磁鐵固定座68，磁鐵固定座後固定有矩形磁鐵69，磁鐵後的眼球盒裡固定有電磁鐵43，電磁鐵43可驅動眼球65左右轉動。 眼帘60的兩個軸頭64a、 64b樞接在眼球盒67的前端，眼球盒67裡固定有一個電磁鐵70，電磁 鐵前端極靴是半圓筒形的凹槽，與圓筒形磁鐵62同圓心地間隙配合，電磁鐵70可驅動眼帘60 上下擺動。眼球盒67頂部中央有一塊限位扳71，可擋在眼帘體後部，限制眼帘向上轉動的角 度。眼帘兩個軸耳下方的兩隻擋杆63a、 63b不但可以起到平衡重心的作用，而且在眼帘向下 轉到一定位置時，就會被眼球盒的後壁擋住，起到限位的作用。該眼睛實施例與圖8所示的實 施例7不同之處在於眼帘60不但可以向下眨動，而且可以從常態位置略微向上轉動，做出睜 大眼睛的動作。兩個這樣的眼睛並列安裝在眼球盒67中，在每個眼球磁鐵固定座的下端連接 有一個搖杆72、 74，兩個搖杆後樞接有一根連杆73，組成一平行連杆機構，這樣，只需一個 眼球的電磁鐵驅動機構就可以帶動兩個眼球作同步的轉動。該實施例中，也可以將兩個眼帘 同軸地連接起來，用一套電磁鐵驅動裝置帶動兩個眼帘作同步的擺動。
圖14中和圖15所示的實施例9是一個把兩個旋擺式電磁鐵驅動機構組合起來，使眼球能夠 以X軸和Y軸做兩種自由度轉動的實施例。該實施例中，眼球1如實施例2—樣安裝在眼球盒75 上，電磁鐵76可驅動眼球上下擺動。眼球盒75上蓋和下底的前部分別固連有一根樞軸77a、77b， 其軸線與眼球l垂直方向的軸線重合。兩根樞軸分別樞接在眼球座78的前端，下面的樞軸77b 後安裝有同上述實施例一樣的旋擺電磁鐵驅動裝置，可驅動眼球盒75並帶動眼球左右擺動。 這樣，只要用相關電路控制好兩個電磁鐵的通電時間和電流方向，眼球1不但能夠以眼球盒75 上的軸為圓心在一個豎直的活動扇區內做上、中、下三點定位的擺動，還能以樞軸77a、 77b 為圓心在一平面的活動扇區內做左、中、右三點定位的擺動，兩者組合起來，該眼球就可以 在一個圓周範圍內做出八點定位的可控轉動，斷電後眼球可回到居中的初始位置。
該實施例中，驅動眼球左右轉動的電磁鐵驅動裝置是安裝在眼球盒和眼球座的下部，根 據需要，也可以安裝在眼球盒和眼球座的上部。
圖16至圖20所示的是在類似實施例9的活動眼睛基礎上加裝了活動眼帘的施例10。該實施 例中，眼球80與實施例1一樣有一根橫向的軸81，軸上套有一個圓筒形的磁鐵82，眼球盒83 裡安有一個與實施例1一樣的電磁鐵84，眼球盒前部伸出兩片支架85a、 85b，每片支架前端各 有軸孔86a、 86b，軸81樞接在軸孔86a、 86b中，電磁鐵84可驅動眼球80上下擺動。眼球盒83 底部固連有一支樞軸87，樞軸87如圖12所示的實施例8—樣樞接在眼球座93的下部，樞軸上套 接有一個磁鐵固定座88，磁鐵固定座後安裝有矩形磁鐵89,磁鐵後的眼球盒安有電磁鐵90， 眼球80在兩個電磁鐵驅動裝置的帶動下可以如實施例9一樣做出同樣的多種動作。該實施例中 的眼帘軸心兩旁各有一支軸92a、 92b，樞接在眼球座93的前端；其中一支92b是長軸，從眼球 座側面伸進眼球座的外接盒95裡，軸上如圖11所示的實施例一樣套接有一個圓筒形磁鐵94，磁鐵後的外接盒95裡安有一個電磁鐵96，電磁鐵96可驅動眼帘91上下擺動。眼球座93裡有一 塊限位板97，可限制眼帘向上擺動的角度。眼球座前端安有一個整體的眼球罩98，可將眼球 盒和眼球座整體遮擋蓋起來。眼球罩上有一個開孔，可露出瞳孔和部分眼帘。該眼睛實施例 的眼帘在旋擺式電磁鐵驅動裝置的帶動下，除了能做出常態的睜眼(如圖19)、閉眼和眨眼三 種動作外，還能作出睜大眼睛(如圖20所示)的動作。
圖21所示的實施例11中，兩個如實施例10—樣的眼睛並列安裝在一個大眼睛盒99裡。兩 個眼睛的眼帘91、 IOO的軸同軸地連結在一起，這樣， 一套電磁驅動裝置就可以帶動兩個眼帘 做同步的動作。該眼睛實施例中，兩個眼睛的眼球可以獨立做出各自的不同動作。也可以像 圖13所示的實施例8—樣把兩個眼睛座的樞軸用一個平行連杆機構連結在一起，這樣，用一套 電磁鐵驅動裝置就可以帶動兩個眼球在一個平面的扇區內做同步的左右擺動。
權利要求1、電磁鐵驅動的玩偶眼睛，包括半球狀的眼球體，眼球座，眼球體半徑位置有水平方向的樞軸或軸孔，樞接在眼球座的前端，眼球體後部固定有一個磁鐵，眼球座裡安裝有一個電磁鐵，其特徵是眼球體後的磁鐵是矩形的，固定在眼球樞軸的後部或眼球瞳孔中垂線部位，磁鐵後眼球座裡對應安裝的電磁鐵有平面的極靴；眼球體後的磁鐵也可以是圓筒形的，固定在眼球樞軸上，磁鐵後眼球座裡對應安裝的電磁鐵有圓弧形極靴；未通電的情況下，上述磁鐵內部的磁力線與磁鐵後眼球座裡安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形極靴兩端的連線是相互平行的，這時眼球體處於常態位置；磁鐵內部的磁力線與磁鐵後眼球盒裡安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形極靴兩端的連線也可以成一定的角度，眼球盒安裝一個限位板，使眼球體在電磁鐵未通電時保持在常態位置，給電磁鐵施加不同方向的電流勵磁，可以驅動眼球作出相應的轉動。
2、 如權利要求l所述的電磁鐵驅動的玩偶眼睛，其特徵是兩個這樣的眼睛共同安裝在一 個玩偶的臉上時，兩個眼球體上的樞軸可以同軸心地連接在一起，這樣，只需一個眼睛上安 裝的電磁鐵驅動機構就可以帶動兩個眼球作同步的擺動；也可以把磁鐵安在連接兩個眼球樞 軸的共軸上，磁鐵後安裝相應的電磁鐵，用這一套電磁鐵驅動機構帶動兩個眼球作同步的擺 動
3、 如權利要求l所述的電磁鐵驅動的玩偶眼睛，其特徵是眼球盒的前端還可固連有豎直 方向的，與眼球同軸心的樞軸，樞接在眼球盒外的眼球座的前端樞軸後方可以固定有一矩 形的磁鐵，磁鐵後眼球座裡對應安裝的電磁鐵有平面的極靴；樞軸上也可以固定有一圓筒形 的磁鐵，磁鐵後眼球座裡對應安裝的電磁鐵有圓弧形的極靴；上述磁鐵內部的磁力線與樞軸 軸線相垂直，未通電的情況下，上述磁鐵內部的磁力線與磁鐵後眼球座裡安裝的電磁鐵極靴 的平面或圓弧形極靴兩端的連線是相互平行的，這時眼球體處於常態位置；給眼球盒和眼球 座裡的電磁鐵分別或同時通電勵磁，可以驅動眼球作出相應的轉動。
4、 如權利要求3所述的電磁鐵驅動的玩偶眼睛，其特徵是兩個這樣的眼睛共同安裝在一 個玩偶的臉上時，兩個眼球座上的兩隻樞軸可以用兩根搖杆和一根連杆連接起來組成一個平 行連杆機構，這樣，只需一個眼球座裡安裝的電磁鐵驅動機構就可以帶動兩個眼球作同步的 擺動。
5、 如權利要求3所述的電磁鐵驅動的玩偶眼睛，其特徵是在眼球上還可安裝能活動的眼 簾，眼帘形狀是空心球體的一部分，其內球面半徑略大於眼球的外半徑，眼帘兩旁水平方向 的半徑位置連接有樞軸，樞軸樞接在眼球座的前端，使眼帘罩在眼球體上，眼帘的一根樞軸從眼球座的側面伸進外接盒樞軸後部可以固定有一矩形的磁鐵，磁鐵後外接盒裡對應安裝 的電磁鐵有平面的極靴；也可以在樞軸上固定一圓筒形的磁鐵，磁鐵後外接盒裡對應安裝的 電磁鐵有圓弧形的極靴，未通電的情況下，上述磁鐵內部的磁力線與磁鐵後外接盒裡安裝的 電磁鐵極靴的平面或圓弧形極靴兩端的連線是相互平行的，這時眼帘保持在常態位置，用不 同方向的電流給電磁鐵通電勵磁，可驅動眼帘做出相應的擺動；磁鐵內部的磁力線與磁鐵後 外接盒裡安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形極靴兩端的連線也可以成一定的角度，眼球座或 外接盒裡安裝一個限位板，可以使眼帘在電磁鐵未通電時保持在常態位置，給電磁鐵斷續通 電勵磁，可驅動眼帘擺動。
6、 如權利要求5所述的電磁鐵驅動的玩偶眼睛，其特徵是兩個這樣的眼睛共同安裝在 一個玩偶的臉上時，兩個眼帘上的樞軸可以同軸地連接在一起，這樣，只需一個眼帘上安裝 的電磁鐵驅動機構就可以帶動兩個眼帘作同步的擺動；也可以把磁鐵安在連接兩個眼帘樞軸 的共軸上或共軸後，磁鐵後安裝相應的電磁鐵，用這一套電磁鐵驅動裝置帶動兩個眼帘作同 步的
7、 電磁鐵驅動的玩偶眼睛，包括半球狀的眼球體，眼球盒，眼球體後部固定有一個磁鐵， 眼球盒裡安裝有一個電磁鐵，其特徵是眼球體半徑位置連接有豎直方向的樞軸，樞軸樞接在 眼球盒的前端樞軸後方固定有一矩形的磁鐵，磁鐵後眼球盒裡對應安裝的電磁鐵有平面的極靴； 樞軸上也可以固定有一圓筒形的磁鐵，磁鐵後眼球盒裡對應安裝的電磁鐵有圓弧形的極靴；未通電的情況下，上述磁鐵內部的磁力線與磁鐵後眼球盒裡安裝的電磁鐵極靴的平面或 圓弧形極靴兩端的連線是相互平行的，這時眼球體保持在常態位置，用不同方向的電流給電 磁鐵通電勵磁，可驅動眼球做出相應的轉動。
8、 如權利要求7所述的電磁鐵驅動的玩偶眼睛，其特徵是兩個這樣的眼睛共同安裝在 一個玩偶的臉上時，兩個眼球體上的樞軸可以用兩根搖杆和一根連杆連接起來組成一個平行 連杆機構，這樣，只需一個眼睛上安裝的電磁鐵驅動機構就可以帶動兩個眼球作同步的轉動。
9、 如權利要求7所述的電磁鐵驅動的玩偶眼睛，其特徵是在眼球上還安有可活動的眼 簾，眼帘形狀是空心球體的一部分，其內球面半徑略大於眼球的外半徑，眼帘兩旁水平方向 的半徑位置連接有樞軸，樞軸樞接在眼球盒的前端，使眼帘罩在眼球體上，眼帘後部有一塊 伸進眼球盒的磁鐵座板，磁鐵座板上固定有一片磁鐵；磁鐵下方的眼球盒裡固定有一個電磁 鐵或電磁線圈，給電磁鐵或電磁線圈通電勵磁可推動磁鐵從而帶動眼帘向下眨動；也可以在 樞軸後部固定一矩形的磁鐵，磁鐵後眼球盒裡對應安裝的電磁鐵有平面的極靴；樞軸上也可以固定一圓筒形的磁鐵，磁鐵後眼球座裡對應安裝的電磁鐵有圓弧形的極靴；未通電的情況 下，上述磁鐵內部的磁力線與磁鐵後眼球盒裡安裝的電磁鐵極靴的平面或圓弧形極靴兩端的 連線是相互平行的，這時眼帘保持在常態位置，用不同方向的電流給電磁鐵通電勵磁，可驅 動眼帘做出相應的擺動；磁鐵內部的磁力線與磁鐵後眼球盒裡安裝的電磁鐵極靴的平面或圓 弧形極靴兩端的連線也可以成一定的角度，眼球盒裡安裝一個限位板，可以使眼帘在電磁鐵 未通電時保持在常態位置，給電磁鐵斷續通電勵磁，可驅動眼帘擺動。
10、如權利要求9所述的電磁鐵驅動的玩偶眼睛，其特徵是兩個這樣的眼睛共同安裝在 一個玩偶的臉上時，兩個眼帘上的樞軸可以同軸地連接在一起，這樣，只需一個眼帘上安裝 的電磁鐵驅動機構就可以帶動兩個眼帘作同步的擺動；也可以把磁鐵安在連接兩個眼帘樞軸 的共軸上或共軸後，磁鐵後安裝相應的電磁鐵，用這一套電磁鐵驅動裝置帶動兩個眼帘作同 步的擺動。
專利摘要電磁鐵驅動的玩偶眼睛，將磁鐵安裝在空心半球狀的眼球樞軸上或樞軸後或眼球瞳孔的中垂線上，磁鐵後安有相應的電磁鐵，使用這種旋轉電磁鐵式的驅動方法，可以可控的驅動眼球在水平的活動扇區或在豎直的活動扇區作三點定位的轉動；還可以把兩個這樣的電磁鐵驅動裝置組合起來，驅動眼球作中心定位和一個圓周範圍內八點定位的轉動；上述眼睛還可以安裝可活動的眼帘。該玩偶眼睛可用於中、高檔電動玩偶和仿人形機器人。
文檔編號A63H3/00GK201223724SQ20072017367
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月17日 優先權日2007年10月17日
發明者周志昌 申請人:周志昌