專利名稱：一種空氣動(dòng)力飛行環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來講涉及一種投擲器具，具體地講，這種投擲玩具通常是指飛行環(huán)或飛行盤。
很多專利現(xiàn)有技術(shù)涉及到這樣的玩具。同樣，對(duì)這種玩具的興趣已經(jīng)激發(fā)了大量的和不同的商業(yè)上的實(shí)踐。
這種玩具最成功之處在于其操作根據(jù)基本的空氣動(dòng)力學(xué)原理，尋求得到增加飛行距離和改變方向或飛行路線控制中任一項(xiàng)或同時(shí)得到兩項(xiàng)。
本文涉及的這種投擲玩具對(duì)于其廣泛的應(yīng)用范圍來說是非常特別，對(duì)其產(chǎn)生興趣的人包括非常年輕的和很成熟的人。盡管飛行環(huán)一般只是被兒童用作投擲玩具，可以從一個(gè)兒童傳給另一個(gè)，這種玩具還經(jīng)常地用于競爭性場合。例如，這種投擲器具已經(jīng)用于模擬高爾夫游戲，進(jìn)行打靶練習(xí)，目標(biāo)是擊中柱子、套到樁子上，或擊中目標(biāo)，及類似的場合?？紤]到現(xiàn)有技術(shù)廣泛的應(yīng)用范圍，可以想到已知的飛行玩具已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這種玩具的基本目的，取得不同程度的成功。
目前已知的飛行環(huán)或盤相對(duì)垂直軸是對(duì)稱的，當(dāng)投出時(shí)，具有平衡的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶來了飛行環(huán)的穩(wěn)定，造成了有序飛行姿態(tài)。然而，現(xiàn)有的飛行環(huán)或盤只有當(dāng)盤沿其路線向前移動(dòng)時(shí)能夠提供希望或要求的上升。這就是說，已知飛行環(huán)或盤的固有設(shè)計(jì)大部分要求這種空中向前運(yùn)動(dòng)，從空氣動(dòng)力學(xué)原理上減少所要的上升，以保持飛行。
本發(fā)明的另一個(gè)主要方面或目的是設(shè)置特別的結(jié)構(gòu)，與玩具的向前推動(dòng)運(yùn)動(dòng)相比，可增強(qiáng)玩具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶來的空氣動(dòng)力學(xué)的上升作用。結(jié)合這種結(jié)構(gòu)，可以具有單獨(dú)的上升作用，其反作用于和減緩從飛行最高點(diǎn)的正常下降，一定程度上近似于直升機(jī)無動(dòng)力降落的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。因此，對(duì)飛行時(shí)間和飛行環(huán)路線控制都能夠更有效地進(jìn)行控制。
作為實(shí)現(xiàn)了上述目的的本發(fā)明飛行環(huán)結(jié)構(gòu)的副產(chǎn)品，如將在下面所介紹的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的飛行環(huán)，在旋轉(zhuǎn)的玩具，更具體地講是外周邊或圓周邊，在空中移動(dòng)時(shí)，可產(chǎn)生希望的可聽到的哨音或顫音。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這主要是由玩具結(jié)構(gòu)造成的，而不是利用特殊的發(fā)聲器件。
結(jié)構(gòu)上，飛行環(huán)是環(huán)狀盤，主要由薄剛性材料制成，例如，重量輕的塑料，其帶有內(nèi)圓邊，曲線的外周邊，一般與內(nèi)圓邊同軸；和橫向上在內(nèi)和外周邊之間是圓弧的空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)圍繞環(huán)連續(xù)地形成。環(huán)的彎曲外周邊是圓形，帶有圓形突出部分形成的被認(rèn)為是方形化的位于4個(gè)等間距點(diǎn)的邊。飛行環(huán)所形成的外部形狀可稱之為“方形化”圓或“圓整的”方形，即方形帶有圓角。
圓形突出部分形成手把握區(qū)，與具有一般圓形外周邊的這種玩具相比，把握區(qū)與投擲人員的手更密切相符并與手更相配合。這樣，使用者的掌握就更舒服和使手部有更自然的沿所希望釋放路線的運(yùn)動(dòng)。換句話，本發(fā)明的飛行環(huán)容易投擲的更好，在這些曲線中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)各把握區(qū)的圓弧結(jié)構(gòu)，其沿圓周向繞飛行盤圓周略少于四分之一延伸，也是空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，當(dāng)環(huán)推動(dòng)向前時(shí)可增強(qiáng)和產(chǎn)生額外的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
主動(dòng)和增強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)于玩具的意義在于，4個(gè)把握區(qū)在其下表面和環(huán)橫向上的空氣動(dòng)力圓弧徑向向外處設(shè)置了圓周向的狹長的分開的空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)凹部，當(dāng)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)可提供主動(dòng)的向上運(yùn)動(dòng)，并可與環(huán)主體的主橫向圓弧提供的基本升力相結(jié)合。各個(gè)把握區(qū)的空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的額外升力是在環(huán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生，而主升力是在環(huán)向前飛行運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生。這樣動(dòng)作的結(jié)果是，當(dāng)環(huán)從飛行的最高點(diǎn)開始下降時(shí)，環(huán)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)將提供主動(dòng)上升力，這將減緩環(huán)的下降，因此增加了飛行時(shí)間和增加了飛行模式。如上所示，徑向延伸的圓形突出部分使玩具具有增強(qiáng)的哨音或顫音，聲音是由玩具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的空氣壓力水平變化造成，其中圓形突出部分使環(huán)的基本圓形進(jìn)行了方形化。
通過下面進(jìn)行的對(duì)本發(fā)明所作更詳細(xì)的介紹，對(duì)本發(fā)明的上述和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)可有更清楚的了解。
具體參考圖3、4和5，環(huán)主體橫向截面在內(nèi)圓邊12和同軸的外圓邊16之間是圓弧形。該圓弧形成了連續(xù)的空氣動(dòng)力形狀，帶有上凸的上表面和相應(yīng)的內(nèi)凹的下表面，連續(xù)圍繞內(nèi)圓邊或圓周邊12和外圓邊16之間的環(huán)主體。從截面的細(xì)部可注意到，與外圓邊16相比，橫向圓弧結(jié)構(gòu)的最高點(diǎn)更接近內(nèi)圓邊12，橫向圓弧在其整個(gè)范圍基本上是曲線，即在各個(gè)過渡點(diǎn)沒有尖銳的角。
參閱圖4和5中的基線18，可以看到內(nèi)圓邊12與外圓邊16相比稍微向上偏移。另外可以看到形成所希望的空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)的環(huán)主體的橫向圓弧相對(duì)基線18從內(nèi)圓邊12向上延伸，首先以第一角度延伸到圓弧的橫向頂點(diǎn)20，然后在頂點(diǎn)20圓弧過渡，以較小的角度向下和向外下降到基線，在通往基線18上外圓邊16的很陡的角度部分結(jié)束。
具體參閱

圖1、2和3，在圓周向上4個(gè)等距點(diǎn)處的外圓邊16具有范圍或長度22，其形成了所述環(huán)的外周邊14的一部分。
環(huán)的外周邊14，如上所述，具有圍繞其長度的曲線和圓整的方形結(jié)構(gòu)，側(cè)面圓形的突出部分在外圓邊16上以互相90°的間距形成方形化的角部。因此外周邊具有在徑向相對(duì)的兩個(gè)圓形突出部分26的尖端或頂端之間延伸的最大直徑，和在兩個(gè)外露的相對(duì)外圓邊長度22之間短一些的最小直徑，長度22位于兩個(gè)最大直徑中間，相距大約45°。
特別參閱圖3、5和6，各個(gè)圓形突出部分26本身設(shè)置成可在玩具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)提供空氣動(dòng)力作用。為此，各個(gè)圓形突出部分26在其下表面具有內(nèi)凹的凹部34，凹部橫向上位于外圓邊16和圓形突出部分的外圓周部分36之間。凹部34橫向上基本以同一個(gè)半徑形成，形成了平滑的圓弧。參閱圖6，各個(gè)凹部34從對(duì)應(yīng)圓形突出部分中部的最大寬度及深度逐漸縮小到圓形突出部分的兩個(gè)相對(duì)端部30的內(nèi)點(diǎn)處的最小直徑及深度?；旧希鱾€(gè)凹部34的內(nèi)范圍沿著環(huán)主體外圓邊16弧線，而凹部34的外范圍沿著圓形突出部分的外周邊部分36收斂的圓弧。在圖3中可看到，圓形突出部分26的外周邊部分36與環(huán)主體的外圓邊16是共面的。
通過上述方式，4個(gè)圓周向的圓形突出部分形成了方形化的彎曲外周邊，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過具有如上介紹位置的圓形突出部分，在突出部分上可形成強(qiáng)化的把握區(qū)，圓形突出部分可握在手掌中，不僅有助于向前推動(dòng)環(huán)，還可以增強(qiáng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該增強(qiáng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)具有的特殊意義在于，圓形突出部分的額外空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)共同作用，除了環(huán)本身主體的空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的上升外，還可提供額外上升功能。因此，即使環(huán)的向前運(yùn)動(dòng)或飛行減慢，仍能產(chǎn)生環(huán)旋轉(zhuǎn)，通過與空氣動(dòng)力凹進(jìn)部分相結(jié)合的圓形突出物的外凸平滑外表面的空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，連續(xù)的上升作用可延緩了重力造成的投擲環(huán)的下降，因此延長了空中飛行和增加了對(duì)飛行模式的額外控制。
圖7顯示了飛行環(huán)的另一實(shí)施例，其中環(huán)的內(nèi)圓邊或圓周邊設(shè)置了單獨(dú)模制的彈性涂層40，可作為一種邊角保護(hù)方式和加墊的把握邊，這取決于把握環(huán)進(jìn)行投擲的方式。如果需要，彈性模制部分40，不僅僅是內(nèi)圓邊的涂層，實(shí)際上可以模制到環(huán)主體上，形成內(nèi)圓周邊。
類似地，為了進(jìn)行邊角保護(hù)和強(qiáng)化把握，圓形突出部可以類似地涂復(fù)適當(dāng)?shù)哪Ｖ茝椥泽w42，彈性涂層在環(huán)主體上相鄰?fù)膺叢糠盅由煲欢▍^(qū)域。或者，事實(shí)上，各個(gè)圓形突出部可以用彈性材料模制到主體。在任何一種情況下，飛行環(huán)的形成都涉及到兩個(gè)模制步驟或兩次注射，其中環(huán)的主體是用適當(dāng)?shù)谋傂运芰喜牧夏Ｖ贫?，其后彈性體涂層或元件模制其上，形成基本上是整體的單元。
繼續(xù)參考圖7，應(yīng)當(dāng)注意到形成圓形突出部的彈性把握區(qū)的上表面上可以設(shè)置一系列的表面坑窩44。類似地，環(huán)形把握加強(qiáng)筋46可以在環(huán)主體的上表面沿圓周向形成。
應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖7中顯示了實(shí)施例的提議的變化，首先介紹的實(shí)施例的主要重大結(jié)構(gòu)特征都結(jié)合其中。很明顯，這包括形成圓形突出部的方形化曲線結(jié)構(gòu)和各個(gè)圓形突出部的翼片或空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，包括所形成的底表面上的凹部。
前面的說明應(yīng)當(dāng)被視為對(duì)本發(fā)明原理的說明。盡管為了說明提出了優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很容易進(jìn)行變化，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行這些，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種飛行環(huán)，包括具有內(nèi)和外連續(xù)同軸邊的環(huán)狀盤，所述盤橫向上在所述內(nèi)和外邊之間是弧形的，形成有空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，其橫向上具有上凸的上表面和內(nèi)凹的下表面，所述空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)連續(xù)圍繞所述環(huán)狀盤，4個(gè)等間距分開的圓形突出部在所述外邊外延伸，具有圓弧狀外邊的各所述圓形突出部沿圓周向是窄長的，在所述外邊之外的各所述圓形突出部在其中部尖端有最大的徑向?qū)挾龋蚱鋬蛇呏饾u變小在兩個(gè)端部具有最小寬度，所述端部與間隔開的相鄰圓形突出部的相鄰端部基本上平齊，并與所述盤的外邊基本上平齊，所述圓形突出部外邊和在所述圓形突出部之間的所述盤外邊形成了方形化圓狀結(jié)構(gòu)的外周邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述各圓形突出部，即所述盤的內(nèi)凹下表面的徑向向外部分，具有在下表面形成的窄長的橫向上為內(nèi)凹的空氣動(dòng)力凹部，所述凹部沿所述圓形突出部分長度是窄長的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述圓形突出部分的凹部從徑向?qū)R所述圓形突出部分尖端處的最大寬度逐漸縮小到所述圓形突出部分兩個(gè)端部的最小寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛行環(huán)，其特征在于，各所述圓形突出部分具有外表面，在橫向上形成了與所述盤的外凸外表面連續(xù)的弧形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述盤的上和下表面在其內(nèi)和外邊之間是連續(xù)的曲面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述盤的橫向外凸上表面和橫向內(nèi)凹下表面具有平行的彎曲，與所述盤的所述外邊相比，最大高度更接近所述盤的所述內(nèi)邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述各圓形突出部分的外表面形成了多個(gè)防滑的坑窩。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述盤的外凸上表面在所述盤的內(nèi)和外邊中間包括一系列圓周向延伸的向上突起的筋部。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述盤的所述內(nèi)邊和所述圓形突出部分通過將彈性材料模制到所述盤形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述各圓形突出部分的凹部從與所述圓形突出部分的尖端徑向?qū)R處的最大深度逐漸縮小到在所述圓形突出部分的兩端附近的最小深度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述外周邊是連續(xù)的曲線。
12.一種飛行環(huán)，包括由內(nèi)圓邊和同軸外周邊形成的環(huán)形盤，所述盤橫向上從環(huán)形圍繞所述盤的所述內(nèi)周邊向外是圓弧形，形成空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，其具有橫向上外凸的外表面和橫向上內(nèi)凹的內(nèi)表面，所述盤的外周邊具有互相間隔90°的第一和第二等長最大直徑，與最大直徑間隔45°而互相間隔為90°的第一和第二等長最小直徑，所述最小直徑的長度短于所述最大直徑的長度，所述盤的外周邊是普通的方形，帶有圓整角部和沿長度方向的連續(xù)彎曲。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述盤的最大直徑的各端形成把握區(qū)，所述各把握區(qū)沿所述外周邊是狹長的，從與相對(duì)應(yīng)的最大直徑對(duì)齊的最大寬度到最小直徑附近的最小寬度，其寬度是變化的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述各把握區(qū)具有下表面，其上形成有空氣動(dòng)力凹部，所述凹部與所述盤的所述空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)向外間隔開，所述凹部沿所述把握區(qū)長度的至少大部分延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述各凹部的寬度，從對(duì)應(yīng)把握區(qū)中心的最大橫向?qū)挾鹊剿霭盐諈^(qū)兩側(cè)的最小寬度，是逐漸變小的。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的飛行環(huán)，其特征在于，在所述圓形內(nèi)圓邊和所述把握區(qū)之間的所述環(huán)形盤是剛性材料的，所述把握區(qū)是永久粘結(jié)在所述剛性材料上的柔性很高的彈性材料制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的飛行環(huán)，其特征在于，所述內(nèi)圓邊具有粘結(jié)其上的彈性層。
18.一種空氣動(dòng)力飛行環(huán)，具有橫向截面為圓弧的環(huán)狀體，其包括內(nèi)圓邊和同軸的基本為彎曲的外周邊，所述外周邊是普通方形結(jié)構(gòu)，具有等長的平邊和4個(gè)圓角部分，所述圓角部分形成手把握區(qū)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的空氣動(dòng)力飛行環(huán)，其特征在于，所述橫向?yàn)閳A弧的主體沿圓周向在所述內(nèi)邊和所述把握區(qū)之間具有橫向外凸上表面和內(nèi)凹下表面，所述表面形成了空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，各所述把握區(qū)具有在所述主體的所述內(nèi)凹下表面外的下表面，其上形成有單獨(dú)的內(nèi)凹凹部，所述凹部沿所述把握區(qū)長度的大部分延伸，所述內(nèi)凹的凹部在各所述把握區(qū)形成單獨(dú)的空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，其獨(dú)立于所述把握區(qū)里面的所述主體的所述空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)，由此所述飛行環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可實(shí)現(xiàn)額外的上升功能。
全文摘要
一種飛行環(huán)，具有內(nèi)圓邊和圓整方形狀的外周邊。位于內(nèi)圓邊外的飛行環(huán)主體橫向上沿整個(gè)環(huán)形長度是弧形的，并設(shè)置了上凸的上表面和內(nèi)凹的下表面，下表面繞主體形成了連續(xù)的凹進(jìn)部分。4個(gè)等間距分開的圓形突出部在環(huán)狀盤周圍形成，各包括帶有弧形空氣動(dòng)力凹部的下表面，窄長的凹部在主體凹進(jìn)部分之外和獨(dú)立于主體凹進(jìn)部分，當(dāng)環(huán)被推動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)凹部可提供額外的升力。
文檔編號(hào)A63B65/00GK1439444SQ03106648
公開日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月22日
發(fā)明者P·F·科特索尼斯, J·E·薩姆特 申請(qǐng)人:達(dá)特工業(yè)公司