專利名稱：墻壁玩具賽車的制作方法
墻壁玩具賽車
本發(fā)明是申請?zhí)枮?00610081339.4，申請日為2006年5月18日，發(fā)明名稱為 墻壁玩具賽車的分案申請。
默領(lǐng)域
本發(fā)明涉及無線操縱的機動化玩具車，該玩具車能夠在所有方向的表面進行操 作，比如說在墻壁上和天花社以及地面上。
背景技術(shù)：
無線操縱的機動化玩具車，也就是由電動機驅(qū)動并且響應(yīng)遠程傳送的指令進行 駕駛的小車，當然是公知的。在懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面非常精密復(fù)雜的玩具車是可以 實現(xiàn)的也是非常常見的?？梢栽诜峭耆降谋砻嫔闲旭偟?，并且可以以有競爭力 的價格制造并且銷售的玩具車是人們非常期待的，比如說可以在垂直墻壁上行駛或 者在天花板上倒置行駛的玩具車。
Urakami的第5,014,803號專利展示了一種"吸力粘附"到墻上并且沿墻移動的 裝置，比如說清空儲油箱或類似部件的內(nèi)部的裝置。Umkami所發(fā)明的裝置依賴于相 對真空；也就是說，氣體由真空抽氣機從密封部分抽出，該密封部分在裝置內(nèi)部和 墻壁之間形成，從而裝置外表面的氣體壓力使得該裝置支靠在墻壁上。這使得在裝 置外圍的周邊形成實質(zhì)上氣密的密封體成為必要。在移動裝置和固定表面之間形成 氣密的密封體并不是一個簡單的問題，Urakami的發(fā)明主要關(guān)注這些密封體。要克服 的顯著的問題是密封件和墻壁之間的摩擦力，該摩擦力阻止裝置的移動并且弓l起密 封件的老化，引起表面不規(guī)則地真空缺失，并且消耗形成有效真空所需要的大量電 力。對于玩具車而言該方法不是令人滿意的，由于玩具車由兒童操作時應(yīng)當是耐用 的并且能夠在有限的電池數(shù)量的前提下能夠操作充分長的時間從而不致于使得用戶 掃興。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種機動化的玩具車，該玩具車能夠在例如墻壁和天花板的垂直面 上行駛和水平面上倒置行駛，同時可以以合理的成本制造并且可以使用擁有充足使 用期的電池操作，該使用期足以令使用者盡興。本發(fā)明中的小車，在下文中被稱為 墻壁賽車，使用小車內(nèi)側(cè)臨近表面的外圍部分間的自由流動的空氣流，以產(chǎn)生與周 圍空氣不同的氣壓，因此周圍空氣的氣壓使得墻壁賽車支靠在表面上。更為具體地， 一個或者多個電池驅(qū)動的風機從墻壁賽車底盤外圍的所有部分或 者指定部分抽進氣體，該氣體通過在底m面和并列面之間形成的優(yōu)質(zhì)塑形管抽進，
從而與該表面直接臨近的部分管道中的氣體高速流動。根據(jù)伯努利定律(Bemouilli's Principle),高速氣體流具有低氣壓；低壓氣體流和周圍氣體的相對高壓之間的差異 促使小車支靠在表面上，允許該小車附著在例如±音壁的垂直表面上，或者在例如天 花板的水平面上倒置行駛。因而促使小車支靠在表面上的不同的氣壓在此處作為自 動化工業(yè)中的"下壓力"被提及。因為氣體流必須自由流動以獲得高速，例如使用 真空的(并且如上所述，該真空使得提供可使用的小車非常困難)墻壁爬行小車所 需的密封件是不必要的。事實上，氣體進入到在底皿面和并列面之間形成的管道 是必須的，并且該進入被仔細控制以確保穩(wěn)定并且確保在可能的非紊流氣流范圍之 內(nèi)。
提供能夠在地板上操作和墻壁上爬行之間轉(zhuǎn)換的無線操縱的小車具有不言而喻 的驚人利益，或者"玩具價值"，并且在該實施例中的墻壁賽車可以實現(xiàn)這些。為了 小車能夠?qū)崿F(xiàn)該轉(zhuǎn)換，只有當小車開始墻壁上爬行時驅(qū)動氣流的風機啟動。
墻壁賽車的其他具有創(chuàng)造性的方面在下面討論過程中會顯現(xiàn)。


如果參考從屬的附圖本發(fā)明可以更好地加以理解。其中
圖1和圖2分別顯示了墻壁賽車的第一個實施例的透視圖和局部剖視的頂艦圖； 圖3和圖4分別顯示了墻壁賽車的第二個實施例的透視圖和局部剖視的側(cè)視圖； 圖5， 6和7是在圖3和4演示的實施例中使用的傳動機構(gòu)的視圖； 圖8和圖9分別顯示了墻壁賽車的第三個實施例的透視圖和局部剖視的側(cè)視圖； 圖10和圖11分別顯示了墻壁賽車的第四個實施例的透視圖和局部剖視的側(cè)視
圖12顯示了用于形成高速氣流的管道的成功形狀的詳細示圖，比如說在圖3 和圖4的第二實施例中使用的管道；
圖13顯示用于在墻壁賽車從地面操作轉(zhuǎn)向墻壁操作的時候啟動風機的開關(guān)的 剖視圖，基于安全原因該開關(guān)防止在天花板上倒置的操作，同時圖13A顯示了典型 的該開J^f應(yīng)用于的電路；并且
圖14， 15和16分別顯示了用于墻壁賽車的一些實施例中的車輪的透視圖，局 部被剖視的側(cè)視圖，和放大剖視圖；其中圖14A顯示了與圖14相對應(yīng)的部分示圖， 闡明了可選擇的變化。
具體實施方式
很明顯，期望提供的一種類型的玩具墻壁賽車類似于汽車，例如賽車，然而其 他種類的車也是具有利益的，該其他種類的車例如卡車或者諸如裝甲坦克的軍用車。 此處討論的墻壁賽車的第一、第二和第四實施例總體上具有細長的形狀，以適于現(xiàn) 代汽車車體，而不是在其他方面以有利于墻壁賽車的操作，然而第三實施例是圓形 的并且可以用于裝配太空交通工具類型的"飛碟"。所有這些實施例操作類似，具有 不同主體形狀弓胞的差異。
舉例而言，圖1和2分別顯示了墻壁賽車的第一個實施例的透視圖和局部剖視 的側(cè)視圖，所提及的這些圖被總體拉長并且能夠便利地適用于現(xiàn)代賽車或者其他汽
車車體(未示出)。如上所述，為了促使墻壁賽車支靠鄰接面w(下文中用以簡化"墻
壁")的下壓力得以形成，高速空氣流被弓l導(dǎo)、鵬車身下部的文丘里管，該文丘里管
形成于i音壁賽車底盤的下表面和墻壁W之間。根據(jù)伯努利定律，如上所述，該高速 空氣流相對于周圍空氣具有降低的氣壓。該降低的氣壓和周圍空氣氣壓之間的差異 產(chǎn)生合力D，被稱為"下壓力"，其中正如此處所述該力的方向例如使得小車朝著墻 W"下壓"。下壓力D的大小與產(chǎn)生低壓的區(qū)域面積成比例，與每單元區(qū)域的壓力差 成比例，因而為實5見該目的區(qū)域面積和壓力差必須皿當?shù)摹?br> 于是，如圖1和2所示，風機10裝配在延伸穿越底盤12的風機管道中，并且 被電池供電的電動機11驅(qū)動以至少從底盤12的外圍設(shè)備的一部分中吸入高速氣體 流。氣體流在車身下部的文丘里管15中流動，該文丘里管在底盤12下表面和墻壁 W的并列表面之間形成，并且氣體流在底盤12的"上"側(cè)被排出，也就是說在遠離 鄰接墻壁W的一側(cè)。下壓力D如上所述由于在車身下部的文丘里管中的高速氣體流 的低壓和周圍空氣之間的壓力差而產(chǎn)生；如上所述，下壓力的總量大小與產(chǎn)生低壓 的區(qū)域面積成比例，與每一點上的壓力差成比例。
為了最大化低壓區(qū)域面積，該最大^il過避免空氣沿著底盤12的邊緣12a被抽 進實現(xiàn)，也就是確保空氣流主要從底盤12的末端12b被抽進，柔韌裙部14從底盤 12朝著墻壁W延伸并且形成兩者之間的局部密封體，限制來自與風機管道并列的底 盤側(cè)面空氣的"短切削"。裙部接著設(shè)定底盤下部外表面的一個或者多個部分，此處 為兩個，在該部分氣體被抽進車身下部文丘里管的入口部分，該文丘里管引導(dǎo)氣流 fuA風機管道。因此，氣體主要在末端12b被抽進，該末端具有較大的半徑以確保 平穩(wěn)的和在可能范圍內(nèi)的非紊流氣流；基于類似的原因，底盤12的底面12c是平滑 的。因此高速氣流延伸通過底盤全部長度的重要部分，確i呆形成充足的下壓力。
相比較而言，在圖8和9 (將在下面深入討論)中顯示的墻壁賽車的總體為圓 形的第三實施例中，在底盤下表面外偵啲所有點和位于中心的排氣管道之間存在一 定距離，因此該實施例中的氣流呈放射狀地從各個方向進入內(nèi)部，在底盤周圍一律 形成下壓力，并且沒有裙部需要裝備。
正如所闡述的，壓力差和如此形成的下壓力是空氣速度的一項功能，在一定意 義上其可以通過下述方式提高，該方式是降低在底盤的下側(cè)和墻壁W之間形成的管 道的截麗積，也就是，斷氏墻壁賽車的離鵬巨離。然而，如果截面面積降低過多，湍流會妨礙氣流并且會降低期望的功效；降低離地距離也會提高墻壁賽車對于不規(guī) 則表面和類似情況的靈敏度。還沒有可以得到期待功效的優(yōu)化的詳細理論計算得以 開展。舉例而言，M優(yōu)化管道設(shè)計電動機驅(qū)動風機引導(dǎo)氣流的現(xiàn)有缺陷可以被縮 減，提高每次電池充電的操作時間。在墻壁賽車的領(lǐng)賦成功的實施例中使用的管道 和其他組件的詳細具體情況在下面提供。
回到圖1和圖2的第一實施例的討論中，正如所闡釋的，底盤12由兩個相對的 驅(qū)動輪16和18支撐，并且在底盤12的任一端通過相對的腳輪20 (也就是，包括裝 配用以繞垂直于轉(zhuǎn)動軸的軸向旋轉(zhuǎn)的自由轉(zhuǎn)動輪的裝置)支撐，上述驅(qū)動輪在其中 的中點附近位于底盤的任何一側(cè)并且相互橫向隔開。如圖表上所示通過傳送帶裝置 22，相對的驅(qū)動輪16和18分別被電動機24提供動力，該電動機由電池組28提供 電流以響應(yīng)無線操縱接收器26提供的控制信號。除了此處提及但未詳述的部分之外， 這些組件的全部結(jié)構(gòu)和操作都是現(xiàn)有的。因此，如果兩個電動機被控制在相同方向
上驅(qū)動輪16和18，墻壁賽車在該方向上移動，同時轉(zhuǎn)換方向是通過在不同方向上或 者以不同功率驅(qū)動輪16和18實現(xiàn)的。腳輪20是無動力的，裝配在底盤12的縱向 中心線上，并且簡便地用于維持底盤12的底面12c和墻壁W之間恰當?shù)目臻g；腳 輪20的f，位置和設(shè)計在下面討論。
因為下述原因，顯示的該"差動"驅(qū)動方案優(yōu)于例如傳統(tǒng)四輪底盤，該傳統(tǒng)四 輪底盤具有一X寸提供動力的輪子和一對用于操控的輪子。為了實現(xiàn)小車可以爬上垂 直墻壁，充足的下壓力必須得以運用，使得小車朝向墻壁，不僅能夠支持小車克服 重力，而且能夠提供充足的牽弓l力以克服重力垂直腿小車。(相比較而言，提供在 天花板上倒置行駛的小車較為簡單，因為其只需要支持自身并不需要垂直爬行。)確 保良好的牽引力因此變得極為重要。為了最大化下壓力所提供的有效的牽引力，驅(qū) 動輪居中設(shè)置，位于由下壓力所發(fā)出的壓力的中心，從而實質(zhì)上所有的下壓力直接 傳送到驅(qū)動輪以最大化牽弓l力。
腳輪20最好被架置從而兩者不會同時接觸平面，從而三點支撐總是有效的，驅(qū) 動輪16和18形成三個接觸點中的兩個。如此提供的運動此處被稱為"緩行"，通過 該運動小車可以沿著驅(qū)動輪16和18的軸線前后輕輕搖動。因此下壓力在中心驅(qū)動 軸上平衡，該下壓力最大化牽引力，同時允許小車被相對的驅(qū)動輪16和18的差動 驅(qū)動所操控。
相比較而言，如果四輪驅(qū)動設(shè)計被使用，也就是說具有位于矩形底盤的角上的 四個驅(qū)動輪，提供預(yù)定大小的下壓力所需的總牽引力將等于上述墻壁賽車得到的牽 引力，但是四輪設(shè)計會對表面上任何不平整的地方更加敏感。另外，該小車涉及至 少兩輪的操控和所有四輪的驅(qū)動，將更為復(fù)雜、笨重和昂貴。最后，該設(shè)計將涉及 由于"輪胎摩擦"導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換方向的阻力，也就是，越過各個輪胎的輪胎面由"接 觸點"的不同有效旋轉(zhuǎn)半徑弓l起的摩擦阻力。為了限制所示墻壁賽車驅(qū)動設(shè)計的輪 胎摩擦，相對狹窄的輪胎適用于驅(qū)動輪16和18。為了提高外觀美感，并且為了準許 在厚地毯或者類似物品上操作，具有略小半徑的由輕質(zhì)量的泡沫或者類似物品(未示出)形成的較寬附加輪胎面可以裝配到驅(qū)動輪16和18的外表面。
圖3和4顯示了墻壁賽車的第二實施例。該實施例出現(xiàn)適合于對應(yīng)墻壁賽車的 最早產(chǎn)品版本。圖12提供了有關(guān)該實施例的詳細空間信息，并且預(yù)生產(chǎn)的說明也在 下面提供。
如圖3所示，在該實施例中兩個排氣風機38被提供，沿著底盤40的橫向中心 線相互橫向隔開，并且每一風機都被電動機39驅(qū)動，該電動機具有直接裝配在電動 機軸上的風機。六個驅(qū)動輪42被提供，底盤40每一側(cè)有三個驅(qū)動輪，并且在底盤 一頂啲三個驅(qū)動輪42相互嚙合(或者皮帶驅(qū)動)從而一起被兩個分離的無線操縱的 電動機驅(qū)動。無線操縱接收器和電池未示出，并M"本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是通常的。 圖5， 6和7 (下面討論)顯示了優(yōu)選的傳動機構(gòu)和電動機設(shè)計方案。因此，正如在 圖1的實施例中，操控通艦底盤40的每一側(cè)的輪子差動驅(qū)動實現(xiàn)。正如所顯示的， 裙部44又一次被提供，以便于確保氣流主要從底盤的末端流入風機排氣管道46，并 依次確保足夠面積的高速低壓氣體流被提供以產(chǎn)生充足的下壓力。如圖4所闡釋的， 在底盤上中間一對車輪比兩端的車輪稍微低一些，從而實現(xiàn)"緩行"并且確保驅(qū)動 輪中的中間一對驅(qū)動輪總是與墻壁W保持良好接觸。
底盤兩端的車輪對42相對于底盤的相應(yīng)末端稍微隆起(也就是稍微延伸超過 底盤的相/^端)，從而當小車在墻壁上運行M墻壁的時候，車輪首先接觸到墻壁。 因此本實施例中提供的六輪設(shè)計允許墻壁賽車在任何方向從地板轉(zhuǎn)向墻壁。因此下 壓力促使朝著地板方向的墻壁賽車并不阻止墻壁賽車最初京M墻，風機38只有在底 盤40達到相對于水平面呈預(yù)定傾斜度的時候才被通電。圖13顯示了優(yōu)選的開關(guān)并 且圖13A顯示了相應(yīng)地控制風機的電路。
如上所示，圖5、 6和7顯示了圖3和4的實施例中用于差動驅(qū)動墻壁賽車的六 個車輪的兩個驅(qū)動電動機和相應(yīng)的傳動機構(gòu)的 設(shè)計。圖5顯示了俯視圖，并且 圖6和7分別顯示了沿線6—6和7—7的剖視圖。因此，假設(shè)在圖5中墻壁賽車朝 右行駛，因此圖的上部是"左"，并且下部是"右"，具有所提供的分別向左側(cè)和向 右側(cè)驅(qū)動的電動機150和152。電動機150和152各自分別驅(qū)動縮減傳動裝置154 和156;每一傳動裝置的齒輪，軸承的，也就是繞軸158旋轉(zhuǎn)，從而當相互獨:^j:也 轉(zhuǎn)向的時候來自兩傳動裝置的齒輪可以支撐在同一軸158上。傳動裝置154和156 的輸出齒輪分別驅(qū)動齒輪160和162，該齒輪160和162可以依靠在固定軸168上分 別相對于套筒輪軸164， 166固定，并且因此分別相對于齒輪170、 172固定。齒輪 170、 172固定到相應(yīng)的驅(qū)動輪174、 176上，并且進一步驅(qū)動傳動裝置178、 180， 該傳動裝置178、 180驅(qū)動中心驅(qū)動齒輪182、 184，該中心驅(qū)動齒輪182、 184固定 到中心驅(qū)動輪186、 188上。中心驅(qū)動齒輪182、 184也進一步驅(qū)動傳動裝置190、 192; 這些傳動裝置又依次驅(qū)動齒輪194、 196，該齒輪固定到輪198、 200上。本驅(qū)動設(shè)計 的實現(xiàn)是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)；同時傳動裝置和輪軸被顯示裝配在金屬架202上，在 產(chǎn)品中該底盤將典型地包括澆鑄組件。
正如所提及的，圖12顯示了車身下部文丘里管50的詳細視圖，該文丘里管在底盤40的下表面和如墻壁W的并列表面之間形成。如圖3和4所示，車身下部的 該實施例使用在本發(fā)明的墻壁賽車的第二實施例的一個測試成功的版本中。圖12進 一步提供底盤40的空間細節(jié)的參考。在該版本中具有六個直徑為2.524"的輪子的底 盤全部長度H是11.828";為了嚙合垂直表面并且因此使得墻壁賽車可以從地板爬到 墻上，外部車輪對的軸距？是9.50"，從而車輪相對于底盤隆起，也就是說，稍微延 伸超過底盤40的末端。中心輪軸與墻壁W之間比兩端輪軸對與墻壁W之間近 0.050"，因此預(yù)期的"緩行"被提供。
車身下部的文丘里管50關(guān)于中心線J縱向X寸稱，在圖12中只有一個末端詳細 顯示。如圖12所詳細顯示的，形成在底盤40的下表面和墻壁W之間的車身下部管 50的每"一半"包括入口部分50a、轉(zhuǎn)換部分50b和出口部分50c，上述部分形成通 向也具有文丘里管形狀的風機管道46的平穩(wěn)的傳送，風機位于在該風機管道中。在 底盤40的外圍的入口處，空氣進入車身下部的文丘里管的每一半，其被車身下部文 丘里管50的入口部分50a界定。入口部分50a被形成于底艦端的半徑R界定；在 顯示的版本中，該半徑是U64"。前部車輪對和后部車輪對的輪軸位于該半徑的中 心，并且在半徑上稍大一些，從而正如所記錄的，每一輪胎的旋轉(zhuǎn)表面相對于底盤 末端稍微隆起。入口部分50a被流線化并與擴展的扁平的由底盤下部的扁平表面形 成的轉(zhuǎn)換部分50b平滑連接；由于在底盤40的下部和墻壁之間形成的管道50具有 該區(qū)域中的最小橫截面積，最大氣體流速禾咽此帶來的每單元區(qū)域上的最大下壓力 在此處形成。
設(shè)計車身下部的文丘里管50的目標是在最優(yōu)化橫截面尺度的同時最大化具有 最小橫截面積的區(qū)域的長度，從而提供平滑的、最好是非紊流的氣流流入和流出該 區(qū)域，所有這些都是為了最大化氣流速度。為了保證平穩(wěn)的氣流，詳細限定入口部 分50a上部界限的底盤40的下表面的截面是輻射式的，并且限定出口部分50c上部 界限的相應(yīng)截面描述為橢圓的一部分。在所描述的測試成功的版本中，該橢圓周線 是使用2"X4"的橢圓繪制的，該橢圓可以在繪圖員的"30度"模板上得到；也就是 說，D和C尺度分另偽1"和2"。正如所闡釋的，接著，扁平部分50b的長度E是 2.25"，形成了 "管道平面"。小車基于中心的車輪對平衡，從而扁平部分50b與墻壁 平行，兩者之間的離ii^巨離G是0.098"。扁平部分50b形成通向出口部分50c的平 滑轉(zhuǎn)換，正如所記載的，其長度為2.00"并且在縱向截面是橢圓的。出口部分50c依 次形成向風機管道46的中心文丘里截面46a平滑轉(zhuǎn)換，風機位于該風機管道中。在 圖3和4中描述以及在圖12中詳細描述的兩風機實施例中，該文丘里截面46a的最 狹窄部分的軸向尺度B是1.00";截面46a延及穿過底盤50以形成橫向的"傳遞狹 鵬"。正如其延伸遠離墻壁，傳遞狹窄通道部分46a接著逐漸地縱向加寬并且沿著 縱向中心線被分開以形成兩個圓JM面管道46b，風機38位于該管道中；風機的直 徑，尺度A，是1.625"。
下面是墻壁賽車測試成功版本的主要規(guī)格，該墻壁賽車如圖3和4所示，并在 圖12中標出尺寸軸距(尺度F) 9.5"(前輪到后輪) 輪距5.8"(中心線到中心線，縮減點上) 車身下部管道寬度4.9"(裙部之間) 底盤重量584g 車身重量29g 總重量 613g重量分配(沒有車身，中心軸線的時候不支持)前軸260g (44.5%)后軸324g (55.5%) 離地間隙(尺度G) 0.098"電動機電壓6V。額定值(5節(jié)1.2￥1000111011的鎳金屬氫化物電池)下壓力風機電流共4安培管道風機(兩個)—直徑1.625"， 3個槳葉總共的凈下壓力1280g緩行(teeter)(中心軸偏移量)0.050"風機30， 000轉(zhuǎn)/分底盤本身可以用輕型泡沫塑料鑄造，該底盤的下表面適合于與墻壁W的表面協(xié) 同界定文丘里管50。下述操作是便利的，這，作包括裝配組件，例如負載車輪 的軸的軸承，驅(qū)動電動機和齒輪或者皮帶驅(qū)動組件，無線控制接收器，電池和電動 機和風機裝配單元，這些位于裝配在底盤泡沫塑料中的凹處。特別地，在可替代的 情況下風機裝配單元可以包括硬塑料鑄造的管道，風機和驅(qū)動電動機保留在該管道 中；車身下部文丘里管的出口部分接著被塑形以在其中平滑地匹配。在測試成功的原型中，裙部44 (圖3)形成于"高密度聚乙烯合成紙"膜狀材 料，該裙部被設(shè)置大小和被設(shè)置位置從而當與±嗇壁接觸時以額定的45度向外彎曲； 塑制硬化條可以預(yù)期防止局部彎曲，該條粘合在高密度聚乙烯合成紙裙部下邊緣， 但是與該裙部稍微隔開?？紤]到本發(fā)明的上述詳細公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的實現(xiàn)上沒有困 難。尤其是，可以理解電池(示例的具體實例在上面被提供)被提供用于給風機和 驅(qū)動輪供給動力，可以理解在圖3和4的實施例中每邊有三個驅(qū)動輪，驅(qū)動輪相互 連接并且連接到各自的驅(qū)動電動機，該連接如圖5， 6和7所示通過傳動裝置實現(xiàn)， 或者通過皮帶或者氣體方法實現(xiàn)，可以理解以無線發(fā)送器和接收器對的形式通過操 作者提供的信號電動機可以被個別控制。本發(fā)明執(zhí)行中的上述方面屬于本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以實現(xiàn)的范圍內(nèi)。分別驅(qū)動六個車輪中的每一個也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，也就是說，消除傳動裝置或者皮帶的設(shè)計，每個車輪具有獨立電動機，但是該替代方 案被認為是不可取的，因為其會引起重量上的代價。圖8和圖9顯示了墻壁賽車的第三個版本，在該版本中具有圓形底盤60以提供 "飛碟"的外形。在該版本中，兩個驅(qū)動輪62和64被提供在底盤60的直徑相對點 上，腳輪66位于相對iii:，沿著驅(qū)動輪62和64之間軸線垂直的線。該腳輪可以被 稍微提離包括驅(qū)動輪和腳輪的平面以提供上述的"緩行"(較明顯該版本的墻壁賽車 不能完成地板和墻壁之間的轉(zhuǎn)換。)下壓力被位于中心的風機68提供，該風機被置 于文丘里管70中并且被電動機72驅(qū)動。驅(qū)動輪62和64分別被電動機74和76驅(qū) 動，該電動機響應(yīng)來自無線控制接收器78的控制信號，并且驅(qū)動輪62和64由電池 80提供動力。在該版本中，如上所述，排氣管道70與底盤60外圍部分的所有點距離相等， 從而在底盤60周圍的所有點上朝向內(nèi)部的氣體流的路徑長度相等。因此，裙部沒有 必要，并且氣術(shù)荒,"卜圍周邊方謝狀地流入。此外，在底盤60的較低邊緣的外圍， 徑向射線被提供，如60b處所示，從而車身下部的文丘里管的入口開口處在底盤周 圍圓周狀地擴散，并且在車身下部管道82匯合排氣管道70之處，大范圍的或者橢 圓形的轉(zhuǎn)換裝置60c被提供，以保證平穩(wěn)的和實質(zhì)上非紊流的氣流。正如所闡釋的， 形成于底盤60的底面60a和墻壁之間的車身下部管道82的轉(zhuǎn)換部分在截面上， 淺圓錐形形狀，從而隨著其相對于與排氣管道70中心的半徑變化，管道82的截面 面積保持不變；通過這種方式內(nèi)流氣流的速度和因此施加的差動壓力都實質(zhì)上保持 不變，從而下壓力被均勻地充分地施加在底盤60的實質(zhì)上的所有點上，也就是管道 70之外。圖10和11顯示了墻壁賽車的更高版本，也具有拉長的底盤90，該底盤適于模 型賽車車身或者類似部件的裝配。在該實施例中，單個風機92位于底盤中心，被電 動機94驅(qū)動，并且設(shè)置在排氣管道96中，該排氣管道與車身下部文丘里管98相通， 該文丘里管形成于底盤90的底面和墻壁W之間。車身下部管道98如上所述總體上 根據(jù)圖12設(shè)計。在該實施例中，單個驅(qū)動輪100位于小車的縱向中心線上，在下壓力作用力的 中心附近，但是被布置在朝向底盤的一端從而不會妨礙排氣管道96，該驅(qū)動輪被電 動機驅(qū)動，該電動機由電池提供電力并且響應(yīng)由無線控制接收器(沒有標號的組件 都未示出)提供的控制信號。兩個腳輪102和104裝配在底盤90的相對一端。腳輪 102可以自由地沿垂直于墻壁W的軸轉(zhuǎn)動，同時腳輪104也可以沿同樣的垂直軸轉(zhuǎn) 動，但該轉(zhuǎn)動只會^在一定角度界限范圍之內(nèi)(參見圖14A，參見下文)。因此，底盤90被擱在由驅(qū)動輪100和腳輪102和104組成的三角支撐物上。如 果驅(qū)動輪100被驅(qū)動以致驅(qū)使小車朝著底盤一端的方向運動，該底盤的一端是驅(qū)動 輪100被安置的一端，也就是說，在圖ll的右側(cè)，腳輪拖在后面，并且小車沿直線 行駛；如果驅(qū)動輪100被驅(qū)動朝著相反的方向(圖11中的逆時針)，裝備有角度停 止器的腳輪104沿著與墻壁W垂直的軸旋轉(zhuǎn)，直到該繞軸旋轉(zhuǎn)被停止在一個或者另一個角度界限，于是小車轉(zhuǎn)向某方向直到行駛方向倒轉(zhuǎn)。因此本實施例中的墻壁賽車的方向控制實質(zhì)上受到限制；該實施例非常簡化，因此最適合于本發(fā)明的低成本 版本。如上所述，圖14—16分別顯示用于墻壁賽車的一些實施例中的腳輪102的透視 圖、截面圖和放大部分截面圖，同時圖14A顯示了對應(yīng)于圖14的部分視圖，闡釋了 可選擇的變化。在這些視圖中腳輪102被顯示倒轉(zhuǎn)，也就是說腳輪具有與墻壁W并 置的在圖中朝向"上方"的表面。與墻壁W接觸的滾軸110被軸112支撐，該軸112 被裝酉調(diào)以在旋轉(zhuǎn)臺114上旋轉(zhuǎn)；臺114沿軸A旋轉(zhuǎn)，該軸垂直于但是偏離于被軸 U2限定的方向。在顯示的實施例中，旋轉(zhuǎn)臺114依次壓在大量球116上，該球承載 在閉合圈118上；閉合圈118被固定在架120上，該架120可以裝配在底盤上。于 是，滾軸110嚙合墻壁，并且隨著小車被操縱沿軸112旋轉(zhuǎn)；滾軸IIO、軸112和臺 114的組裝部件可以隨著后者的操控，相對于架120旋轉(zhuǎn)并且因此相對于小車底盤旋 轉(zhuǎn)。軸112相對于軸A偏移，臺114沿著軸A旋轉(zhuǎn)，因此隨著小車被操控，臺114 沿著臺114的旋轉(zhuǎn)軸A旋轉(zhuǎn)并且滾軸110 i^宗臺114的旋轉(zhuǎn)軸A。如果人們期望限制臺114的旋轉(zhuǎn)，比如說例如上面有關(guān)圖10和11中顯示的墻 壁賽車的版本中所討論的，為了提供特定角度轉(zhuǎn)動，盡管不能精確控制，舉例而言 其可以如圖14A中所顯示的方式實現(xiàn)。正如所闡釋的，銷122延伸穿過并且被保留 在架120的上ii^彖，并且安裝在有角度的凹部114a中，該有角度的凹部形成于旋轉(zhuǎn) 臺114的上表面；該有角度的凹部限制了對于臺114而言允許的沿軸A的旋轉(zhuǎn)的角 度。最后，正如所提及的，在±嗇壁賽車的實施例中，該墻壁賽車能夠在地板上操作 并且能夠爬到墻上(也就是，圖3—7的實施例)，人們期望提供一個只有在墻壁賽 車達到期望的角度時才啟動排氣風機的開關(guān)，典型的情7兄下該期望的角度在相對于 7K平面30至60度之間，從而下壓力不會隨著車輪嚙合墻壁表面而阻止小車開始爬 上墻壁。圖13顯示用于如此工作的開關(guān)128，并且如果墻壁賽車被置于顛倒，背靠 天花板時，該開關(guān)也可以較少風機的動力；基于安全原因這一操作被推薦，從而墻 壁賽車不會下落到任何人身上。圖13A顯示了典型的線路，在該線路中開關(guān)128可 以被艦。開關(guān)128包括傳導(dǎo)金屬球130，該球裝置在中空的開關(guān)體132中。開關(guān)體132 關(guān)于垂直軸對稱，并且詳細說明了總體上截頭為圓錐體的下部132a、圓盤狀中心部 分132b和總體上截頭為圓錐體的上部B2c;如全文所示，當小車處于地板上時球 130?？吭诳傮w上截頭為圓錐體的下部132a中；當小車開始被垂直定向的時候如虛 線所示球落入圓盤狀中心部分B2b中，例如當小車開始爬行墻壁的時候；如果小車 位于靠著天花板顛倒的位置，球130落入總體上截頭為圓錐體的上部132c中。傳導(dǎo) 性接觸點134被設(shè)置在下部132a和上部132c的內(nèi)表面，從而當球130被置于上部 或者下部時該球連驗觸點134。如圖13A所示，接觸點134 (其中兩個共用連接)與常開繼電器140和電池28串,接，接觸點134控制包括電池28和風機電動機39的線路。因此，在開關(guān)128 閉合的情況下，也就是墻壁賽車完全水平、球130在接觸點134之間^1連接的情 況下，如所示繼電器140被關(guān)閉；當墻壁賽車不再充分水平球130流出下部132a流 入上部132b的時候，繼電器140打開，關(guān)閉電動機電路并且激發(fā)電動機39，從而驅(qū) 動風機38。在該實施例中，如果墻壁賽車置于背靠天花板倒立的位置，球130落入 上部132c，類似iK^t觸點134并且阻止風機電動機39的操作。雖然本發(fā)明的一，選實施例在此處詳細地公開，但是本發(fā)明并不僅限于該公 開的實施例，這些公開的實施例只是示例。
權(quán)利要求
1、一種電池驅(qū)動的，遠程操縱的玩具汽車，該車能夠在垂直表面上運行，該車包括具有下表面的底盤；至少一個車輪，所述至少一個車輪被裝配在所述底盤上且與所述底盤配合，以便在所述車輪所支撐的實際水平表面上支持所述底盤，從而所述底盤的下表面被維持在離所述水平表面預(yù)定距離的位置，接收器，該接收器響應(yīng)來自遠程傳送器的控制信號，電池，第一驅(qū)動電動機，該第一驅(qū)動電動機由所述電池提供電流，并響應(yīng)所述接收器提供的信號，所述車輪的至少一個，其被所述第一驅(qū)動電動機可操控地驅(qū)動；第二風機驅(qū)動電動機，也由電池提供電流，和由所述第二電動機驅(qū)動的風機，所述風機被裝配在風機管道中，該風機管道貫穿所述底盤并且被設(shè)計總體上與所述水平表面正交，從而在所述底盤的所述下表面和所述水平表面之間驅(qū)動空氣流，其中，所述底盤的所述下表面被塑形，從而當將所述至少一個車輪與所述水平表面接觸而放置所述小車時，所述下表在所述水平表面一起限定車身下部的文丘里管，所述車身下部的文丘里管從位于所述下表面的外圍的入口部分延伸到所述風機管道，通過該管道所述車身下部文丘里管中的所述氣體流和周圍氣體之間的差動氣壓產(chǎn)生下壓力，該下壓力促使所述底盤朝向所述水平表面。
2、 鵬腰求i戶;^^m欺艦在于在mm^中由臓下表面和臓水^f^面確定的車身下部SttEII管皿入口 ，該入口部分具有處于所述車身下部的外圍的相對大的入口開口和相對小的出口開口，所述入口開口和出口開口被塑 形的表面連接從而所述入口部分的截面面積平滑地變化；轉(zhuǎn)換部分，該轉(zhuǎn)換部分具有實質(zhì)上統(tǒng)一的截面面積，該轉(zhuǎn)換部分連接所述入口部分的出口開口；和出口部分，所述出口部分與所述風機管道平,接，通過該管道氣#^1平穩(wěn)流過所述車身下部 的文丘里管，從所述入口部分的入口開口流向和流出所述風機管道。
3、 她又禾展求2戶;Mfimim^，欺射正在于在mm^中戶;M^身下部:iEa 徵勺人口部分鄉(xiāng)腚為0M^j戶;M下麵^siK敝，M^m口開口超瞎爐;Miti 口開口。
4、 鵬麟2戶;i^g^m^，鵬正在于在mm^中戶;M^身下部;tES飾出口^^向麵為WM，從而將戶;^^iOT職娜;MWi難。
5、 她又禾展求2戶/m^W^，謝^e在于在i^m^中灘;iimi頓舌具撤WiiW只的入口部分禾唭mMiiWRW^，在i^A口船戶;MWt1^^ 身下部:ffiS都勺戶;Ma]口敝卿體在親m^iiKRam、。
6、 鵬鵬i戶;i^^m^，期鵬于戶;MS^i^^舌一對鵬撒， 該一娥,相頓立體舒;i^/^^i，并且一對鵬撒齢離的柳腫沐驅(qū) 動，該柳，鵬自臓嫩激言號從ra^鵬淬，臓分寓的柳幾繊;m^— 働柳幾。
7、 鵬腰求6戶;M^m:，欺鞭在于在mmw—x刑嫩鵬鄉(xiāng); i^±，實處沿與鵬 ^胎勺戶鵬 ^ ^ 1咧。
8、 她又鞭求7戶細^i^，欺射正在于在mm^中戶娜晚鄉(xiāng)她體 從而敏 司戶/ (^僅有一個和戶脈鵬^ ,。
9、 辦又禾展求8戶;Mi^^m^，欺射正在于-在ww^中戶;M/^&體為(im 具有位于,/^K艦幾并鵬中戶;MW下部;5^a骸腿嫩糊爾。
10、 鵬鵬8鵬mw^，細正在于在 ^中戶;^^、體帳具有位于繊H鋤鵬，并且車身下部^ES管自^^驗伸至位于/^心的艦管邋并朋;Miw^^^^沿/^:"feiM串^ijm部yM^:下^E和戶;^^平
11、 她又禾鵬7戶M^m^，欺艦在于在誕^imwM^翻己 ^^M軸，戶;^^i斷n戶皿由的^^K^用于勢M^t歐寸^固定e^4由的自由 糊，臓臺歐頓掌用于翻樹于麟固定麟^由的自由糊，戶Mm4鵬于 戶臓i由swffif聰樹于戶;im^離，戶;^w戰(zhàn)掛鵬鄉(xiāng)驢，娜紡式，繊鵬繊J^M機姘朋鵬彌翻耐于鵬K^E移動時，臓臺ww^ja維，從而將戶;^樹,鵬郝動舫向上。
12、 鵬鵬i戶;Mfi^m^，期維在于在mm^中戶;M/^、體超申并且頓shx寸馬,，戶;mhx^^謝;^^Hjf^iim^^m立于麟中心麟，雜，t對馬,WM^^i鵬—雜，繊H啲所有三傾 辦被,闘，鵬;^^ [貝蛇"1 ^^九働，并且其中只^$ 鵬W"^^n中i^^對可以同Ei^feKWffi。
13、 鵬鵬i2戶;Mam^^，期鞭在于iM^Kfflj^^歸皮^a^M/ffim從而^WW可以^W給i繊驢于^fe^t4^柳中
14、 鵬鵬i3戶Mim^c^，欺維在于在mm^中M^^fe間的戶M^的^^^^以限定略小于戶;i^^Na^^5，并且實Mi:與戶;^t^^同 軸，戶M^6W^^gl繊形淑鵬身下部;tea飾入n船。
15、 她又禾腰求14戶;M^g^m:，欺^tiE在于i^^^^Dffit部， 著/^jfeM申鵬^:下麵禾嚇WKtl司的M^封。
16、 嫩禾鵬13戶/M^m^，欺鞭在于i^^舌開關(guān)，i妍關(guān)被鵬、車餘TOM向驢織彌乍，以iSM啟動戶;Mi^幾。
17、 鵬腰求16繊飯^m^，期鞭在于在i^i^中臓開細舌"^傳辦，謝專糊鄉(xiāng)蹄贓^t^跡;M/^]船織內(nèi)，其中戶;Mi^幾娜;i^乍 鄉(xiāng)JWt的電子^fe于戶/i^W]內(nèi)塾從而，/Mtt位于艦于水預(yù)麟—體 時與戶;^w am并鵬;M&位于艦于水預(yù)臓二艘時與臓球電Tii離。
18、 鵬鵬i戶細^m^，鵬正在于在誕7^m^w^綱帳，WW&位于麟4腿,，車身下部^EM管自fr^繊申至位于/^心的艦管 邋并且單W際Jj^^^^^m向中A錢，位于灘幾tW^(則，i^Wll;lfi<Hfl^滾漸棚驢,附，其中戶;M^n^^舌戶;M^tMjm
19、 她又禾腰求18戶;M^m^，期ftiE在于^^^^I刃I4M部， 著繊^M申鵬M^下麵,K^Stl、司的M^封。
20、 她又禾腰求18戶;Ml催7W^，欺fSE在于在銜tWC^中^^WI^&^舌翻磁^ 由，戶;^辦口鵬鵬齢鵬拿用于窮鵬效耐于臺固定麟4由的 自由糊，臓臺^raf用于,耐于麟固定臓^由的自由糊，戶臓4綞 直于戶鵬iWTO(跑耐于戶;Mm，扁離，戶;ww覘掛脫糊臓，麯i^，;i^鵬鵬Jc賴面M^朋鵬鄉(xiāng)翻斷臓KTOE移動時，所述臺舒;wiaii維，從而糊;i^^^^te^^j^^動敝向上，據(jù)中戶;i^ifet^J戶誠臺柳^t^l鄉(xiāng)蹄iB^腚的自頓M^度，ftl!ji^:，;i^J^^皮馬^^脫滾Mr^向廁，糊M^辦的臓^t滾ffeM鵬鞭。
21、 鵬鵬i戶;M^m^，欺鞭在于在mm^中齡艦鵬共， 置于灘幾難中并與戶;^身下部^ESim兩艦被柳鵬力畫立于鵬鄉(xiāng) /^w卜iit^j入p嫩嫩氣佩鵬;M^身下部;ffia管，并MiTOWi管
22、 一種艦胸,^i^m^，雜 1:麵跑亍，雜繊 具軒麵的離至d^t雜，戶;M&"個雜被翻鵬^w^iia與戶;M/^fis合，以便頓 ^^f^剪^M上娥戶/^/^:，從而戶;M^j下表面總封鵬臓評 繊臓瞎^s，嫩器，i纖酈,自繊^M^賠號，柳，第一馬闘柳幾，i織一鵬力柳幾由臓敏鵬共頓，荊,;^i夂鵬細信號，戶/M^j致"個，勢M^^糊幾可擬數(shù)鵬驗由戶;Mm二娜;u胸的艦，戶;MW被翻awa難中，綱幾t^穿臓 j^m被設(shè)計總體上與臓jc^E政從而砂M/^j臓下麵和臓jc賴面力、日"M^t流，其中，戶^/^]臓下表面w^，從而，;M&^t雜與臓Jc賴鵬蟲 的時候戶/^下表面和戶;^^ ^腚自戶;^下^5外圍^^入口開口涎申的車身下部:iEM管，下麵招Mffi上鵬了filKA口船、繊鵬灘讕形出口嫩、，鵬 戶/i^身下部;ffiM管附iiW,評,從口開口鵬鵬賄J、白微敝，并且其后 鵬,戶;iwa離鵬出口部分，,敏W^身下部:ffiS飾戶鵬銀船 ,綱啁圍^ttl、司的嶽壓力弓,M^^:朝向臓JcWE的下壓力。
23、 鵬鵬22戶M^W^，鵬正在于在i^W戶/M^^于戶;MW幾繊嫩糊爾，從而戶;m口開口被;M^MiiraJwm在其中下麵em嫩、 Mi:繊樹于臓jc賴畫喊斗，對誠te^^身下部:ffia徵微敝具有 >的面積1 直# 0^，從而其中WIMffi積實^h針對其中6^勉柳Ig^ 頓從而經(jīng)由其中,微L^i^Rh被。
24、 女敝禾腰求22戶;wimi^，期^e在于在m^中戶;j^/^^帳，i鄉(xiāng) 好橫向綱爾，艦tOT預(yù)黃向祉，并朋; 有才,端，在繊aw爾 孵身下部^EE飾入口開口形成，并且據(jù)中下表面的戶;i^嫩微向截面艦于 水賴,亍，從而她鵬鵬身下部;ffifi管6^部^mWW艦沐變。
25、 ,鵬24戶;i^g7WW，欺鞭在于i^^織刃鵬部，瀬 著戶M/^^M申。
全文摘要
一種機動化的玩具汽車或者墻壁賽車，其能夠在例如墻壁和天花板的垂直面上行駛和水平面上倒置行駛，同時可以以合理的成本制造并且可以使用擁有充足使用期的電池操作，該使用期足以令使用者盡興。一個或者多個電池驅(qū)動的風機從墻壁賽車內(nèi)部容積的外圍的所有部分或者指定部分抽進氣體，該氣體通過優(yōu)質(zhì)塑形管抽進，從而與該表面直接臨近的部分管道中的氣體高速低壓流動；周圍氣體的相對高壓促使小車支靠在表面上，允許該小車附著在例如墻壁的垂直表面，或者在例如天花板的水平面上倒置行駛。
文檔編號A63H29/22GK101574587SQ20091013633
公開日2009年11月11日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者小H·彼得·格林, 小倫納德·R·克拉克 申請人:小倫納德·R·克拉克;小H·彼得·格林