可投掷飞行器的制作方法

专利名称：可投掷飞行器的制作方法
背景技术：
不同形状和大小的飞行玩具成为玩具工业的一部分已有七十五年多的历史。飞行玩具包括飞碟、模型飞机、飞镖、风筝以及环形螺旋桨。这种类型玩具的流行是由于人们普遍爱好飞行和享受投掷可飞行物品的快乐。
玩具滑翔机开始是由薄而重量轻的木头、以柔软的皮革材料覆盖的木头框架、后来为泡沫聚苯乙烯例如商品名称为泡沫聚苯乙烯(Styrofoam)的材料制成。现在，已经使用由泡沫聚苯乙烯、闭孔树脂(closed cell resin)以及泡沫塑料制成的新材料。
所有以前的玩具滑翔机具有一个共同的特点，必须像发标枪一样发射它们。或者是用手、弹簧、橡皮筋或者是通过气流发射，都必须在直的，向前(或向上)的方向上推动它们。机械发射器的生产是由于两个原因一个原因是为了提供更有力的发射以产生更长的飞行。第二个原因是使不能灵巧地发射滑翔机的儿童可以玩耍这些玩具。

发明内容
气动玩具能够克服或减小现有技术的上述和其它缺点和不足，握住机翼的一部分并像投掷飞碟一样投掷出去可以发射这种气动玩具。更具体地，可投掷玩具飞行器具有大体上平的，沿第一平面延伸的第一主体部分，该第一主体部分为单片材料；平衡块相邻于所述前端固定到第一主体部分的机头部分；大体上为平的并沿第二平面延伸的第二主体部分。第一平面和第二平面相交于一条直线，该直线从所述前端到第一主体部分的尾端纵向地延伸。第二主体部分包括尾部并从第一主体部分的中点后的一点向第一主体部分的后端部分延伸。
根据以下的详细描述和附图，本领域技术人员将明白和理解本发明的上述和其它特点和优点。


在附图中，紧密关联的附图具有相同的数字但是字母后缀不同。
图1是可投掷飞行器的透视图；图2是图1中可投掷飞行器的分解的透视图；图3是可投掷飞行器的第一附加实施例的透视图；图4是图3中可投掷飞行器的俯视图；图5是图3中可投掷飞行器的尾部部分的侧视图；图6A是图3中可投掷飞行器的侧视图，机翼和水平尾部控制表面在上部；图6B是图3中可投掷飞行器的侧视图，机翼和水平尾部控制表面在下部；图7A是图3中可投掷飞行器的尾部部分的俯视图，表示向左转；图7B是图3中可投掷飞行器的尾部部分的俯视图，表示向右转；图8是可投掷飞行器的第二附加实施例的透视图；图9是图8中可投掷飞行器的分解的透视图；图10是可投掷飞行器的第三附加实施例的透视图；图11是图10中可投掷飞行器的侧视图；图12是用于可投掷飞行器的座舱罩平衡块的附加实施例的透视图；图13是用于可投掷飞行器的座舱罩平衡块的附加实施例的透视图；图14是用于可投掷飞行器的座舱罩平衡块的附加实施例的透视图；图15是用于可投掷飞行器的座舱罩平衡块的附加实施例的透视图；图16是用于可投掷飞行器的座舱罩平衡块的附加实施例的透视图；图17是可投掷飞行器的第四附加实施例的分解图；
图18是垂直尾翼的附加实施例的侧视图；图19是可投掷飞行器的第五附加实施例的分解透视图；图20是具有金属圈加固腔的机翼的截面图；图21是可投掷飞行器的第六附加实施例的分解透视图；以及图22是可投掷飞行器的第六附加实施例的透视图。
具体实施例方式
图1和2分别表示可投掷飞行器的基本模型的透视图和分解图，机头、机翼、机身以及水平尾部22。本发明的可投掷飞行器可以由任何数量的材料构造，对于给定飞行器的比重和重量这些材料为飞行器的机翼提供合适的强度，例如，塑料、泡沫及其组合，而没有限制。在一个示例性实施例中，主要的材料是聚烯烃或泡沫聚苯乙烯或其等价物。在另一个实施例中，飞行器是0.25英寸(6mm)厚闭孔茂金属聚烯烃泡沫或其等价物的单个冲切件。在另一个实施例中，使用泡沫聚苯乙烯或其等价物。在另一个实施例中，使用1/8英寸泡沫聚苯乙烯。此外，还可以使用上述材料的组合或其等价物。
此外，飞行器可以通过任何合适的方法构造，切割、成型等。在一个示例性实施例中，飞行器是由冲切泡沫制成的。在冲切之前可以进行印刷、油漆、层压、丝网印制或其它给材料上色的方法。在冲切前或冲切后可以使用粘着剂，而不管粘着剂是功能性的或是装饰性的。孔44和46(图2)、切口34和36、尾部切口38和垂直尾翼24可以与机头、机翼、机身和水平尾部22的整体形状同时进行冲切。
在冲切和移去切割下的部分后，垂直尾翼24可以通过粘着或热焊接的方法而被附加。第一平衡块26和第二平衡块28可以被插入到前部第一平衡块孔44和前部第二平衡块孔46。顶部座舱罩30和底部座舱罩32可以通过粘着的方法而被附加。在一个示例性实施例中，顶部座舱罩30和底部座舱罩32为一种塑料，其有弹性，质量轻并足够耐用以将第一平衡块26和第二平衡块28包含在合适的位置，即使在有力地撞击坚硬的表面的情况下，也是如此。
在图1和2所示的基本的示例性模型中，左外部机翼40和右外部机翼42使用左环形连接部分52和右环形连接部分54附加到左水平尾翼部分48和右水平尾翼部分50。机身56连接到前水平尾翼58和机头60的后部。尽管在图1和2中垂直尾翼24被表示为单个垂直尾翼，但是可以加入多个尾翼。应该知道图1和2所述的基本模型是可以使用的许多可能和可行和可选的设计之一，这些设计不会脱离本发明的精神和范围。例如，可投掷飞行器可以被设计为没有机身，即，没有任何连接机头和尾部的中心部分，其中机头和尾部全部由机翼部分连接。很容易想到许多其它这种修改。
不同于所有以前的玩具滑翔机，可投掷飞行器的优势是可以如同投掷飞碟一样被发射要发射可投掷飞行器，可以在拇指和食指、中指、无名指和小指之间握住左外部机翼40或右外部机翼42。使用右手的人可以握住可投掷飞行器的右外部机翼42并将其放置在身体的左边。可以通过在肘部快速有力地旋转和伸展手臂并在伸展后释放可投掷飞行器而发射可投掷飞行器。机翼、机身、水平尾翼部分的整体构造或完好接合的构造，以及材料的良好的耐用性方便了以这种方式投掷飞行器。
此外可投掷飞行器可以以正手的方式投掷。使用右手的人可以握住可投掷飞行器的左外部机翼40并将其放置在身体的右侧。可以通过在肩部更直线性的更具有爆发性的旋转和伸展手臂而发射可投掷飞行器。
此外可以握住可投掷飞行器的几乎任何地方以几乎任何方式投掷。整体设计、材料、垂直尾翼24、第一平衡块26以及第二平衡块28，每一个都有助于可投掷飞行器的独特发射和飞行能力。
图3到7B表示可投掷飞行器的可选的示例性实施例。具体地，第一可选实施例包括允许使用者通过操作控制表面而改变飞行的冲切控制表面。图3表示具有冲切控制表面62的组装的可投掷飞行器的透视图。已增加了左外部翼弦64和右外部翼弦66的尺寸以容纳左机翼控制表面68和右机翼控制表面70。带有垂直尾翼控制表面73的垂直尾翼72代替了垂直尾翼24。在该附加实施例的设计和冲切中加入左水平尾翼控制表面74和右水平尾翼控制表面76。图4表示具有冲切控制表面的可投掷飞行器的俯视图。图5表示具有控制表面72和其垂直尾翼控制表面73的垂直尾翼的侧视图。图6A是具有冲切控制表面的可投掷飞行器的侧视图，表示左机翼控制表面68和左水平尾翼控制表面74都处于上部位置。图6B是具有冲切控制表面的可投掷飞行器的侧视图，表示左机翼控制表面68和左水平尾翼控制表面74都处于下部位置。图6A和6B还表示使用顶部泡沫座舱罩78和底部泡沫座舱罩80。图7A是表示具有控制表面72和在左转位置的垂直尾翼控制表面73的垂直尾翼的部分俯视图。图7B是表示具有控制表面72和在右转位置的垂直尾翼控制表面73的垂直尾翼的部分俯视图。
如该附加示例性实施例所示，将控制表面加入到设计和冲切中，就允许对可投掷飞行器飞行中的飞行路径和动作进行特殊控制。在发射前将任何控制表面按下为上或下、右或左的位置就改变了接下来的飞行中的飞行特征。
图8和9分别表示具有翼片和翼缝设计的示例性可投掷飞行器82的透视图和分解图。图9表示具有翼片和翼缝设计的可投掷飞行器各个部分的分解透视图。具有翼片和翼缝设计的垂直尾翼86被插入到用于垂直尾翼的切口94中。平衡块90(其可以是任何合适的材料但被表示为橡胶球)被插入到用于球90的切口89中，并且具有球形捕获件(ball trap)88的机头被插入到用于球形捕获件88和球90的切口92中。
在该附加实施例中所示的翼片和翼缝加入到设计和冲切中使得制造商以未组装的形式配销完成的产品。顾客将橡胶球/平衡块90插入到具有球形捕获件88的机头的切口89中。接着这个配件被插入到切口92中，其有效地捕获和容纳球。具有翼片和翼缝设计的垂直尾翼86可以被弯曲并插入切口94中从而完成组装过程。
图10和11分别表示根据另一个实施例的示例性注模可投掷飞行器96的透视图和侧视图。注模的制造方法允许包括几个重要的特征。第一是从左翼梢100到右翼梢102的气动流线型前缘98。示出了弧形的左翼104和弧形的右翼106。垂直尾翼108被表示为可投掷飞行器的一个整体部分。前平衡块110也被表示为制造在注模的可投掷飞行器中。可选地，在注模过程之后，可以产生小孔(未示出)以使平衡块/座舱罩(参考图12-16)插入其中。图11表示在可投掷飞行器的整体长度中设计了微小弧面112的侧视图。图11中还示出了嵌入模内的平衡块110和弧形的左翼104。
该附加示例性实施例中所示的注模可投掷飞行器将由于弧形的机翼，前缘和整体微小的弧度产生很大的升力。其结果将导致更长的飞行和改进的飞行性能。由于示例性注模可投掷飞行器96所示的弧形设计的不对称特征，其将仅使一边飞起。冲切模型使两边飞起。
图12到16表示座舱罩平衡块的附加示例性实施例。图12表示具有平衡块116在内部和开槽的腔114以将其保持在可投掷飞行器内的注模或研磨泡沫球的透视图。图13表示具有圆柱形平衡块118在内部和开槽的腔120以将其保持在可投掷飞行器内的注模或研磨泡沫球的透视图。图14表示具有上部平衡块122和下部平衡块124的注模或研磨泡沫泪状座舱罩的透视图。菱形圆柱126维持座舱罩的具体方向并且开槽的腔128将其保持在可投掷飞行器中。图15表示具有开槽的腔130和菱形圆柱132以将其保持在可投掷飞行器中的开孔、注模座舱罩的透视图。图16表示具有桶孔134，塞子136和开槽的腔138以将其保持在可投掷飞行器中的注模中空泪状座舱罩的透视图。
这些附加实施例说明了可投掷飞行器的座舱罩平衡块部分。使该部分可以移动就允许有不同的座舱罩用于不同的情况。轻的平衡块可以用于没有风的情况，较重的平衡块可以用于有风的情况。
图12，13和14表示使用密度大的耐用的泡沫的各种变换。图15表示用于更大的户外模型的开孔模型，其被设计为浸满水作为其平衡块。在炎热的天气里捕捉这个模型将会给捕捉可投掷飞行器的人溅上凉爽的水。图16表示可以填充水或沙子的注模塑料座舱罩，其可以对于不同的情况对平衡块进行特殊的调整。应该知道在任何情况下，可以使用密度大的材料，如软橡胶对腔和平衡块进行组合。
图17表示可投掷飞行器的第四附加示例性实施例的分解图，其使用冲切腔144和冲切平衡块142代替图1和2中的第一平衡块26和第二平衡块28。顶部座舱罩30和底部座舱罩32与图1和2中的相同。冲切尾翼腔148与垂直尾翼146的圆形部分150、152啮合以校准和粘合并加速装配过程。图18表示垂直尾翼146和圆形部分150和152的侧视图。
图19表示可投掷飞行器的第五附加示例性实施例的分解图。该实施例类似于图17所示的实施例，只是增加了示范腔154和156(被表示为冲切腔，尽管可以由其它方法形成该腔)，和至少部分地位于腔154和156中的四个加固部件。在所示的实施例中，腔的加固通过金属圈/索环元件实现。然而，当希望加固腔时，可以使用其它的结构或材料(树脂、塑料、橡胶等)。
图20表示右翼、腔154以及装配的金属圈/索环158和160的截面图。有带状物165穿过腔154。在一个实施例中，在两个机翼中都具有带状物165。在另一个示例性实施例中，带状物具有相同的长度。在另一个实施例中，用单套结将带状物打结以防止滑动。
在包括带状物165的实施例中，可以以动力学的方式通过抓住带状物的一端在头顶上方旋转飞行器并接着释放带状物而发射实施例的任何可投掷飞行器。
图21表示可投掷飞行器的第六附加实施例的分解透视图，其包括有翼缝的尾部组件176和涂满粘着剂的冲切平衡块168。
图22表示图21中可投掷飞行器的透视图，以下为划线178、182和186是允许右翼向上形成角度的右侧划线。左侧划线180、184和188允许左翼向上形成角度。使机翼向上形成角度可以帮助稳定整个飞行特性。正好在后部水平尾部前面的三个划线190、192和194允许尾部部分向上调整，这就调整了飞行的高度。
例子根据图1和2的示例性可投掷飞行器具有下述规格户内/户外模型翼展＝4 21/32英寸平均气动翼弦＝1 1/4英寸机头到尾部(没有垂直尾翼)＝7 3/8英寸机头到尾部(有垂直尾翼)＝8 7/8英寸机头到平衡块＝29/32英寸水平尾部宽度＝2 23/32英寸圆形臂宽度＝15/32英寸机翼角度(冲击)＝30度重心(从机头)＝2 5/16英寸重量(滚珠)＝17.2234克滚珠尺寸＝3/8英寸使用的材料Rogers公司，高性能泡沫(部门)F-孔2.0——闭孔茂金属聚烯烃泡沫1/4英寸厚密度——测试方法＝ASTM D-3575美国单位＝2.0PCF公制单位＝32千克/立方米户外模型翼展＝7 7/16英寸平均气动翼弦＝2 1/16英寸机头到尾部(没有垂直尾翼)＝10 3/8英寸机头到尾部(有垂直尾翼)＝13 1/8英寸机头到平衡块＝1 3/8英寸水平尾部宽度＝4 1/4英寸圆形臂宽度＝7/8英寸机翼角度(冲击)＝30度重心(从机头)＝2 3/4英寸重量(滚珠)＝78.7357克滚珠尺寸＝5/8英寸使用的材料Stanlar工业100％聚烯烃7/16英寸厚已经发现当如前述有力地投掷可投掷飞行器时，可投掷飞行器可以飞行的距离出乎意料地长。发明人相信与真正的或模型的飞机的弧形机翼的空气动力特性的关系相比，可投掷飞行器的空气动力特性与纸飞机的空气动力特性的关系更密切。机身并不是垂直放置的，其是平的并且与机翼和水平尾部在同一平面上。机头平衡块比传统的模型滑翔机重，这就使重心大体靠近机头位置。从机头到重心的距离与可投掷飞行器的总长度的比值在20％到约26％的范围内。从机头到重心的距离与传统模型滑翔机的总长度的比值在32％到大于40％的范围内。对于根据图1和2制造的可投掷飞行器，翼展与机头到尾部的长度(没有垂直尾翼)的比为0.63，尽管在约0.6到0.8范围内的任何比值都是较佳的。应该知道传统的玩具滑翔机的翼展大于机头到尾部的长度，其比值约为1.2。机翼后的冲切部分、尾部以及从翼梢到尾部的连接处也是重要的(但不是必要的)部件。可以相信冲切部分是作为轻型飞机上的翼缝或大飞机上的辅助机翼工作的，其是可以允许空气从机翼下方流过机翼汇合并激励机翼顶部的界面层的通道，其作用是延缓飞机的失速。这就有利于可投掷飞行器的更长更稳定的飞行。
扁平的前缘和非弧形的机翼可能在前缘产生大的气压梯度，这就有助于转移到湍流边界层，接着又促成了上表面上的前缘后的涡流。这就迫使空气在上表面上移动的更远更快，以与在机翼和机身/尾部下方移动的空气相遇，从而产生压力差，而压力差产生升力。涡旋提升随升力系数指数地增加，因此这可能就是为什么为了实现最好的飞行性能，最好进行有力快速地投掷的原因。引起的升力也可以看作是该原因的一部分。尽管这些是被认为要涉及的动力特性，但是发明人并不想被其限制。
因此，读者将知道可投掷飞行器无需传统的标枪类发射就可以实现飞行。可投掷飞行器可以由不能灵巧地投掷传统滑翔机的儿童有效地发射。可投掷飞行器可以用最少数量部件简单地制造出来。
尽管描述中给出的说明表示每个情况下一个实施例的举例，但是许多设计，材料和尺度都是可行的。例如，诸如用于沙滩或游泳池的可充气模型的可选实施例。由尼龙制成的特大模型可以被投掷或用作风筝。由耐用的弹性塑料制成的具有橡胶机头的小模型可以制成羽毛球，其在被球拍击中后飞出。在黑暗发光的材料或涂料可以用于夜晚的飞行。电子发光可以与电池组件结合也可以用于夜晚或黄昏的飞行，电池组件作为平衡座舱罩。还可以使用发声组件，其或者是电子发声或者是风力产生。可以设计可投掷飞行器，使其像动物、怪物、飞船或标志。由柔软的重泡沫制成的模制的机舱罩平衡块可以采用卡通、电影或任何许可人物的形式。还可以开发发射辅助设备。
尽管已经示出和描述了示例性实施例，但是可以进行各种修改和替换而不脱离本发明的精神和范围。这里使用的名词“第一”和“第二”不是要表示重要性或位置的顺序，而仅是在一个元件和同类的另一个元件之间进行区分。应该知道本发明仅是通过图例的方式进行描述，这里所公开的图例和实施例不认为是对权利要求的限制。
权利要求
1.一种气动玩具，包括飞行飞机，被配置为通过从所述飞机的机翼部分投掷发射飞行，所述飞机包括负荷的机头部分，大体上水平的机翼部分，向后延伸的大体上垂直的部分。
2.如权利要求1所述的气动玩具，其中所述飞行飞机被配置为通过从带状物或其它附加到所述飞机的机翼部分的薄的、可弯曲的材料投掷发射。
3.如权利要求1所述的气动玩具，其中从所述飞机前部到重心的距离相对于所述飞机的总长度小于约30％。
4.如权利要求1所述的气动玩具，其中所述翼展的长度与所述水平部分的总长度的比小于约1.0。
5.一种气动玩具，包括可投掷飞行器，包括第一大体上平的主体部分，其沿第一平面延伸，所述第一主体部分为单片材料；平衡块，其作为所述第一主体部分的机头部分的一部分、在其上或其内，邻接所述前端；以及第二大体上平的主体部分，其沿第二平面延伸，所述第一平面和所述第二平面沿一直线相交，所述直线从所述前端到所述第一主体部分的尾端纵向地延伸，所述第二主体部分包括所述尾部，并且从所述第一主体部分的中点后的一点向所述第一主体部分的后端部分延伸。
6.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述第二主体部分是由分离的一块材料形成并被附加到所述第一主体部分上。
7.如权利要求6所述的可投掷飞行器，其中使用粘着剂将所述第二主体部分附加到所述第一主体部分。
8.如权利要求6所述的可投掷飞行器，其中通过将翼片插入在所述第一主体部分中形成的翼缝而将所述第二主体部分附加到所述第一主体部分。
9.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述第一主体部分和所述第二主体部分是由单片材料形成的。
10.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述平衡块包括金属球或冲切平衡块。
11.如权利要求10所述的可投掷飞行器，其中所述平衡块被置于通过所述第一主体部分形成的孔内，所述孔被座舱罩覆盖以防止所述平衡块脱离所述孔。
12.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述第一主体部分包括至少一个冲切控制表面，所述冲切控制表面可被操作以使所述冲切控制表面的一部分可以从平面结构移开从而影响所述可投掷飞行器的飞行特性。
13.如权利要求12所述的可投掷飞行器，其中所述第二主体部分包括至少一个冲切控制表面，所述冲切控制表面可被操作以使所述冲切控制表面的一部分可以从平面结构移开从而影响所述可投掷飞行器的飞行特性。
14.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述第二主体部分包括至少一个冲切控制表面，所述冲切控制表面可被操作以使所述冲切控制表面的一部分可以从平面结构移开从而影响所述可投掷飞行器的飞行特性。
15.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述平衡块是在所述机头部分中的冲切腔内的冲切平衡块。
16.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述平衡块是围绕加重的材料的注模或研磨的泡沫球，被配置为所述腔的形状以牢固地与所述腔壁的至少一部分啮合。
17.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述第一和第二主体部分中的至少之一基本为平的。
18.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述第一主体部分包括至少一个带状物或其它薄的、可弯曲的材料附加其上。
19.如权利要求18所述的可投掷飞行器，其中所述至少一个带状物或其它薄的、可弯曲的材料，通过穿过在所述第一主体部分中形成的加固腔将其环绕，而穿过所述第一主体部分固定。
20.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述第一主体部分的一部分被配置为接收和容纳可变数量的水或沙子。
21.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述被配置为接收和容纳水或沙子的部分永久地附加到所述第一主体部分。
22.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述第一和第二主体部分的至少之一至少部分地由设计为吸收水的开孔泡沫构成。
23.如权利要求5所述的可投掷飞行器，其中所述第一主体部分包括至少一条划线，其被设置为允许所述第一主体部分的一部分弯出相对于所述第一主体部分的另一部分的水平面。
全文摘要
公开了一种气动玩具，其包括飞行飞机，该飞行飞机被配置为通过从飞机的机翼部分投掷而被发射进行飞行，该飞机包括加重的机头部分、大体上为水平的机翼部分以及向后延伸的大体上垂直的部分。还公开了一种可投掷玩具飞行器，其具有大体上为平的，沿第一平面延伸的第一主体部分，该第一主体部分是单片材料；平衡块固定到第一主体部分的机头部分，相邻于所述前端；以及大体上为平的并沿第二平面延伸的第二主体部分。第一平面和第二平面沿一直线相交，该直线从所述前端到第一主体部分的尾端纵向地延伸。第二主体部分包括尾部，并从第一主体部分的中点后的一点向第一主体部分的后端部分延伸。
文档编号A63H33/18GK1809406SQ200480017345
公开日2006年7月26日 申请日期2004年6月18日 优先权日2003年6月20日
发明者马修·艾布斯浩斯 申请人:马修·艾布斯浩斯