专利名称：魔幻滚筒玩具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池动力的能自行滚动的圆筒玩具。
背景技术：
目前，公知的能在地面移动的玩具，大都靠轮子与地面的摩擦力来实现其运动。无论外型如何变化，都可以大体分为车体和车轮两部分。这种玩具不但没有新意，而且还容易发生车轮绞到儿童的手指及头发等危险。也曾有过重心偏移类运动玩具，但因其生产制作难度大、静平衡难以解决、无反向控制电路等原因而未普及开来。
发明内容
为了提高玩具的新颖性、可玩性和安全性，本实用新型提供一种滚筒玩具，它没有轮子，外观仅仅是一个圆柱体或椭圆柱体，但它却可以自由滚动，在碰到障碍时会自动朝相反的方向滚动，而且能够发出美妙的声音和闪光。
本实用新型解决滚动技术问题所采用的技术方案是将驱动装置(电机、减速装置、配重等)装在滚筒的内部与带齿轮的滚筒中心轴(中心轴与滚筒固定连接)啮合。电机旋转，驱动装置与滚筒中心轴发生相对转动，滚筒重心发生偏移，当偏心力矩大于滚筒前进阻力的摩擦力矩时，滚筒便会滚动。
为了方便安装和更换电池，将电池室设置在滚筒的一侧。因滚筒与驱动装置是相对运动的，所以需要有一个电源转接器来避免电线卷绕问题。它由两片滑环电极构成，一侧与滚筒中心轴固定，连接电源线至电池室；另一侧能绕中心轴转动，负荷线接至电机。
本实用新型解决换向技术问题所采用的技术方案是角度触发器是一个能灵活围绕中心轴相对转动的部件，在自重和配重的作用下保证了滚筒滚动的时候角度触发器的重心线始终竖直向下。当滚筒在滚动中受阻停止前进的时候，驱动装置继续围绕滚筒中心轴转动，当转到一定角度时驱动装置架与角度触发器相互作用，拔杆触动微动开关(二部件中一个安装有拔杆，另一个安装有微动开关)产生一个电信号，这个电信号触发换向电路，使得输出的电源极性改变，所以电机改变转向，这样就达到了滚筒在遇到障碍后能够自动改变方向的目的。本实用新型还提供了定时自动换向功能，它是通过定时电路触发换向电路来实现。
本实用新型为了提高视觉效果(尤其是在夜间)和听觉效果，在滚筒两侧加装了发光二极管和喇叭，增强了趣味性。
本实用新型的有益效果是，功能新颖、结构简单、趣味性强，同时可以避免带车轮的玩具可能发生的绞手指、缠头发等危险。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型第一个实施例的电路原理图。
图2是本实用新型第一个实施例的纵剖面构造图。
图3是图2的A--A剖视图和B--B剖视图。
图中1.音乐闪光集成电路 2.发光二极管组 3.扬声器 4.电阻 5.电阻 6.电容 7.电容8.电容 9.泄流二极管 10.电阻 11.三极管 12.三极管 13.电阻 14.电阻 15.电阻 16.三极管 17.三极管 18.电源转接器 19.箝位二极管 20.箝位二极管 21.微动开关 22.电机 23.三极管 24.三极管 25.滚筒 26.角度触发器 27.拔杆28.驱动装置架配重 29.大齿轮 30.滚筒中心轴 31.小齿轮 32.减速器 33.驱动装置架 34.角度触发器配重。
具体实施方式
参阅
图1，图中音乐闪光集成电路(1)驱动发光二极管组(2)和扬声器(3)发出闪光和美妙的音乐。(F1)～(F6)为反相器，所选IC为六反相器集成电路CD4069。三极管(16)、(17)、(23)、(24)组成驱动电机的输出电路，其输出经过电源转接器(18)与电机(22)电连接；反相器(F3)～(F6)，电阻(14)、(15)组成双稳态电路用以控制输出电路即控制电机电源的极性。
三极管(11)、(12)，电阻(10)、(13)，电容(8)、二极管(9)组成改变双稳态电路状态的触发电路。比如当反相器(F3)、(F4)的输出为高电平时、反相器(F5)、(F6)的输出为低电平，三极管(12)发射结反偏而截止，三极管(11)的基极至发射级经限流电阻(10)有微电流通过，但这个电流不足以使反相器(F3)、(F4)的状态发生改变。这时如果经电容(8)有高电位信号送入，则这个高电压会经过已是导通状态的三极管(11)的集电极和发射极送至反相器(F3)、(F4)的输入端，则会使反相器(F3)、(F4)的输出变为低电平，相应反相器(F5)、(F6)的状态也会发生改变。合理地选择电容(8)的容量，可以保证即能有效触发而又不会在状态改变后继续对双稳态电路产生影响。泄流二极管(9)的作用是电容(8)的阳极变为低电平后使电容(8)的电荷泄掉，以返回初始的状态。
反相器(F1)、(F2)、电阻(4)、(5)、电容(6)、(7)组成振荡电路，反相器(F2)的输出与触发电路相连。合适地选择各元件的参数值，使反相器(F2)的输出端电压波形为长间隔的正脉冲，这就实现了定时触发双稳态电路的目的。
在任何时候，微动开关(21)发生动作(即滚筒遇到了障碍)，由于箝位二极管(19)、(20)的作用，使反相器F2的输入端电位保持在0.7V(即低电平)，所以反相器F2的输出变为高电平，即向触发电路发出了改变双稳态电路状态的高电平信号。
本实用新型由三节电池供电，控制电路所选的IC都可以很容易地得到，而且价格便宜，整个电路设计合理，仅用一块CD4069便可实现整体动作过程。
参阅图2，空心滚动体分为两个腔。左侧小空腔包含电路部分和电池室。电路部分包括电路板(声光电路和反向控制电路)和扬声器。合理地选择其与电池夹的位置，使安装完电池的滚筒有较好的静平衡。右侧大空腔为机械传动机构。从左侧小空腔的电路部分到右侧大空腔有5根电线，其中2根连接发光二极管组，另3根接至电源转接器(2根为电机线，1根为角度触发器信号线)。电源转接器的一侧与滚筒中心轴固定，另一侧能绕轴转动。从图3的A--A剖视图可看出，电源转接器的右半边下侧有一凹槽与驱动装置架上的拔杆配合，使其能够随驱动装置架共同转动。
因角度触发器能绕滚筒中心轴自由转动，所以在自重和配重(34)的作用下，其重心线竖直向下，两个微动开关(21)的位置如图3的B--B剖视图所示，始终保持水平状态(也可以在驱动装置架上安装开关，而靠角度触发器上设置拔杆来达到同样的效果)。当遇到障碍滚筒停止滚动时，驱动装置架继续绕中心轴转动，当转到大约90度左右时，拔杆会触动微动开关发出电信号引起双稳态电路变态。电机(22)经减速器(32)降速，输出的小齿轮(31)与滚筒中心轴(30)上的大齿轮(29)啮合，传递扭矩。
本实施例的全部部件推荐用塑料制成。滚动体中心轴与滚动体采用装配结构，其上的各部件的位置是相对固定的，用卡簧固定。轴上的大齿轮可以与轴是一体结构或装配结构。
权利要求1.一种魔幻滚筒玩具，由电池供电、电机驱动，可自由滚动，其特征是A.具有一个空心滚动体(25)，驱动装置(含电机、减速器、配重等)在滚动体内部，减速器(32)的输出齿轮(31)与滚动体中心轴上的齿轮(29)啮合；B.在空心滚动体中心轴上装配有一个角度触发器(26)；C.在空心滚动体中心轴上装配有一个电源转接器(18)；D.角度触发器(26)与驱动装置架(33)两部件相对动作产生触发信号(其中一部件有拔杆，另一部件有微动开关)；E.空心滚动体的一侧设有一个电池室；F.有反向控制电路和音乐闪光电路。
2.根据权利要求1所述的魔幻滚筒玩具，其特征是所述空心滚动体是圆柱体或椭圆柱体。
3.根据权利要求1所述的魔幻滚筒玩具，其特征是所述角度触发器能是一个能围绕滚动体中心轴转动且靠重力的作用始终保持重心线垂直向下的部件。
4.根据权利要求1所述的魔幻滚筒玩具，其特征是所述电源转接器为滑环电刷结构。
5.根据权利要求1所述的魔幻滚筒玩具，其特征是所述驱动装置架是一个能固定电机、减速器、配重等部件的构架。
6.根据权利要求1所述的魔幻滚筒玩具，其特征是空心滚动体的两侧端面沿圆周分布装有发光二极管组(2)。
7.根据权利要求1所述的魔幻滚筒玩具，其特征是反向控制电路的放大输出由三极管(16)、(17)、(23)、(24)完成。
专利摘要魔幻滚筒玩具。外观是圆柱体或椭圆柱体，驱动装置安装于滚筒内部。电机通电后，驱动装置绕滚筒中心轴转动，滚动体重心发生偏移，当偏心力矩大于摩擦力矩时，滚筒开始滚动；遇到障碍时，角度触发器会产生触发信号控制电机反转，滚筒便朝相反的方向返回。该滚筒还具有定时反向滚动功能，并能发出美妙的声响和闪光，使其更具娱乐趣味性。其滚动时不会发生传统带轮子玩具可能造成的绞住儿童手指或头发等危险，所以保证了娱乐时的安全，尤其适于儿童群体。
文档编号A63H29/00GK2794593SQ20042015052
公开日2006年7月12日 申请日期2004年9月29日 优先权日2004年9月29日
发明者孙兆国 申请人:孙兆国