旋轉(zhuǎn)磁性玩具的制作方法
【專利摘要】描述了一種玩具，該玩具包括外殼、可旋轉(zhuǎn)支架、安裝在可旋轉(zhuǎn)支架上的磁性結(jié)構(gòu)、以及與可旋轉(zhuǎn)支架有效耦合的驅(qū)動(dòng)組件，其中，驅(qū)動(dòng)組件被有效配置，能夠使可旋轉(zhuǎn)支架相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)安裝在其上的磁性結(jié)構(gòu)。
【專利說(shuō)明】旋轉(zhuǎn)磁性玩具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]以下內(nèi)容涉及一種利用磁性吸引力的玩具。

【背景技術(shù)】
[0002]具有磁體的玩具和教學(xué)工具在現(xiàn)有技術(shù)中通常是為人熟知的，例如，林(Lin)的美國(guó)專利US 5，676，582公開(kāi)了一種玩具，該玩具具有通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的球形體，其中，馬達(dá)由磁性開(kāi)關(guān)元件控制，而通過(guò)在球形體外表面貼附外部磁體可以接通磁性開(kāi)關(guān)元件。在另一個(gè)例子中，磁性微球體對(duì)應(yīng)具有驅(qū)動(dòng)球體旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)，以及將球體吊離磁性基座的磁體，這也是已知的。
[0003]然而，這些玩具中被觀察到的磁性相互作用在某種意義上通常僅限于一對(duì)一的相互作用，即設(shè)置在玩具內(nèi)的磁體每一次僅能與一個(gè)其它的外部磁體相互作用。此外，為了達(dá)成特定效果(例如接通磁性開(kāi)關(guān))，現(xiàn)有技術(shù)中的玩具所使用的磁體在物理上受到限制，僅能在特定方向上發(fā)生相互作用。因此，磁體的移動(dòng)以及玩具的操作經(jīng)常是容易預(yù)測(cè)的，從而這些玩具很快就會(huì)失去吸引力。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，現(xiàn)有技術(shù)中的玩具內(nèi)所設(shè)置的磁體每一次僅能與一個(gè)其它的外部磁體相互作用，而且為了達(dá)成特定效果現(xiàn)有技術(shù)中的玩具內(nèi)所使用的磁體僅能在特定方向上與外部磁體發(fā)生相互作用，從而導(dǎo)致了現(xiàn)有技術(shù)中磁體的移動(dòng)以及玩具的操作經(jīng)常是容易預(yù)測(cè)的從而這些玩具很快就會(huì)失去吸引力的問(wèn)題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種玩具，該玩具包括外殼；磁性結(jié)構(gòu)，該磁性結(jié)構(gòu)設(shè)置于外殼內(nèi)；以及支撐部件，該支撐部件用于支撐磁性結(jié)構(gòu)，使得磁性結(jié)構(gòu)能夠相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)。
[0006]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，該玩具包括設(shè)置于外殼內(nèi)的驅(qū)動(dòng)組件，該驅(qū)動(dòng)組件與磁性結(jié)構(gòu)有效耦合，用于使磁性結(jié)構(gòu)相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)。
[0007]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述驅(qū)動(dòng)組件包括發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0008]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述外殼進(jìn)一步包括上殼和下殼，上殼和下殼相對(duì)于彼此可旋轉(zhuǎn)，以卷繞發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0009]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括螺旋彈簧，能量通過(guò)上殼相對(duì)于下殼的旋轉(zhuǎn)而儲(chǔ)存在螺旋彈簧中。
[0010]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述驅(qū)動(dòng)組件包括手動(dòng)操作的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于將旋轉(zhuǎn)傳給磁性結(jié)構(gòu)。
[0011]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括穿過(guò)外殼延伸的驅(qū)動(dòng)軸以及與磁性結(jié)構(gòu)連接的從動(dòng)軸。
[0012]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述驅(qū)動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間設(shè)有棘輪。
[0013]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述驅(qū)動(dòng)軸相對(duì)于外殼往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而將旋轉(zhuǎn)傳遞給磁性結(jié)構(gòu)。
[0014]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，還包括使上述驅(qū)動(dòng)軸偏壓至平衡位置的偏壓彈簧。
[0015]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述驅(qū)動(dòng)組件包括從動(dòng)軸，該從動(dòng)軸形成為可旋轉(zhuǎn)支架，該可旋轉(zhuǎn)支架具有連接部，該連接部在從動(dòng)軸的至少一端與可拆卸驅(qū)動(dòng)元件相配合連接，磁性結(jié)構(gòu)被安裝在該從動(dòng)軸上，并且，其中由與連接部相配合連接的可拆卸驅(qū)動(dòng)元件產(chǎn)生的扭矩使得從動(dòng)軸和安裝于從動(dòng)軸上的磁性結(jié)構(gòu)相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)。
[0016]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述驅(qū)動(dòng)組件包括風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)與磁性結(jié)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地相耦合，并且，其中，外殼進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)通孔，用于讓氣流能夠通過(guò)外殼從而使得風(fēng)力潤(rùn)輪機(jī)和磁性結(jié)構(gòu)相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)。
[0017]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述磁性結(jié)構(gòu)包括飛輪。
[0018]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述飛輪進(jìn)一步包括局部配重，所述局部配重設(shè)置在飛輪的周邊或靠近周邊的位置。
[0019]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述磁性結(jié)構(gòu)包括多個(gè)彼此相鄰設(shè)置的磁性元件。
[0020]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，相鄰磁性元件的磁極交錯(cuò)排列。
[0021]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述外殼為球形殼體。
[0022]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述外殼的至少一部分是透明的。
[0023]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述支撐部件為設(shè)置在外殼內(nèi)部的平衡環(huán)，該平衡環(huán)支撐磁性結(jié)構(gòu)。
[0024]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述平衡環(huán)為三軸平衡環(huán)。
[0025]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，上述外殼包括外部球形外殼，所述支撐部件為內(nèi)部球形殼體，內(nèi)部球形殼體設(shè)置于外部球形外殼的內(nèi)部，在外部球形外殼和內(nèi)部球形殼體之間形成空隙，該空隙中填充有液體，磁性結(jié)構(gòu)設(shè)置于內(nèi)部球形殼體之內(nèi)。
[0026]概括來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型又提供了一種玩具，該玩具包括外殼、可旋轉(zhuǎn)支架、安裝在可旋轉(zhuǎn)支架上的磁性結(jié)構(gòu)、以及與可旋轉(zhuǎn)支架有效耦合的驅(qū)動(dòng)組件，其中，驅(qū)動(dòng)組件被有效配置，能夠使可旋轉(zhuǎn)支架相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)安裝在其上的磁性結(jié)構(gòu)。
[0027]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有以下有益技術(shù)效果:
[0028]當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)本實(shí)用新型的玩具被放到彼此的附近時(shí)，封裝在每一個(gè)玩具內(nèi)的磁性結(jié)構(gòu)趨向于對(duì)齊排列，這樣使得磁場(chǎng)可以“歸一化”。一旦使用者放開(kāi)這些玩具而且這些玩具可以自由移動(dòng)，它們將會(huì)具有的趨勢(shì)是磁性地互相吸引從而以低能量的配置方式來(lái)結(jié)合。該低能量的配置方式大體上指的是使得系統(tǒng)總體的磁性勢(shì)能最小化的玩具的配置方式。在到達(dá)該低能量配置方式的過(guò)程中，每一個(gè)玩具可能會(huì)相對(duì)于其它玩具移動(dòng)，從而占據(jù)在能量上更加有利的位置。因此，與現(xiàn)有技術(shù)中的磁性玩具相比，本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)磁性玩具的移動(dòng)和操作方式是難以預(yù)測(cè)和新奇有趣的，從而賦予了玩具更大的吸引力，給使用者帶來(lái)了更多的游玩樂(lè)趣。
[0029]當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)本實(shí)用新型的玩具被放到一起時(shí)，也可能至少一個(gè)玩具被驅(qū)動(dòng)，這樣會(huì)使得封裝在玩具內(nèi)的磁性結(jié)構(gòu)被驅(qū)使著相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)。當(dāng)這些玩具在這樣的情景中放到一起時(shí)，每一個(gè)玩具內(nèi)封裝的磁性結(jié)構(gòu)將會(huì)趨向于對(duì)齊和合并化，如同前述的情景中一樣。然而，玩具之間的相互作用現(xiàn)在本質(zhì)上是動(dòng)態(tài)的，因?yàn)橹辽僖粋€(gè)玩具被驅(qū)動(dòng)了。在這樣的情景中，一些影響玩具之間相互作用的因素包括，除了別的以外，系統(tǒng)中玩具的類(lèi)型、磁性元件的磁性強(qiáng)弱、每一個(gè)玩具的形狀和大小、玩具的外表面之間的摩擦系數(shù)、驅(qū)動(dòng)磁性結(jié)構(gòu)的扭矩值、以及玩具的方位取向。在這樣的情景中，本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)磁性玩具的移動(dòng)和操作方式是更加難以預(yù)測(cè)和更加新奇有趣的，從而賦予了玩具更加大的吸引力，給使用者帶來(lái)了更加多的游玩樂(lè)趣。
[0030]進(jìn)一步優(yōu)選地，本實(shí)用新型的玩具的外殼的至少一部分是透明的或至少部分透明的，這樣使得玩具在以各種不同方式與彼此進(jìn)行相互作用期間，每個(gè)玩具內(nèi)部封裝的磁性結(jié)構(gòu)發(fā)生著變化，使用者可以通過(guò)觀察這些變化來(lái)獲得愉悅。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】將會(huì)參照附圖通過(guò)舉例來(lái)進(jìn)行描述，在附圖中:
[0032]圖1是玩具在其未被驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)下的側(cè)視圖。
[0033]圖2是圖1的玩具在其被驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)下的側(cè)視圖。
[0034]圖3是圖1的玩具的側(cè)視圖，其中，玩具通過(guò)風(fēng)力渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0035]圖4是圖1的玩具的側(cè)視圖，其中，磁性結(jié)構(gòu)從外部驅(qū)動(dòng)。
[0036]圖5是一個(gè)玩具的實(shí)施例的裝配圖，所述玩具包括具有發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)組件。
[0037]圖6是一個(gè)玩具的實(shí)施例的部件分解圖,所述玩具包括具有發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)組件。
[0038]圖7示出了玩具，其中磁性結(jié)構(gòu)被安裝在平衡環(huán)上。
[0039]圖8示出了玩具，其中磁性結(jié)構(gòu)被液體包圍。
[0040]圖9是一個(gè)實(shí)施例的磁性結(jié)構(gòu)的自頂向下的俯視圖。
[0041]圖10是另一個(gè)實(shí)施例的磁性結(jié)構(gòu)的自頂向下的俯視圖。
[0042]圖11是一個(gè)實(shí)施例的磁性結(jié)構(gòu)的自頂向下的俯視圖，其中，磁性結(jié)構(gòu)包括非磁性元件。
[0043]圖12是另一個(gè)實(shí)施例的磁性結(jié)構(gòu)的自頂向下的俯視圖，其中，磁性結(jié)構(gòu)包括非磁性元件。

【具體實(shí)施方式】
[0044]圖1示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。外殼10是具有用來(lái)接收按鈕18的通孔13的球形外殼。所述按鈕18連接于帶螺紋的驅(qū)動(dòng)軸16上，該驅(qū)動(dòng)軸16與驅(qū)動(dòng)組件中手動(dòng)操作的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地相耦合。磁性結(jié)構(gòu)11與驅(qū)動(dòng)組件機(jī)械耦合，從而，每當(dāng)按鈕18被按下時(shí)，磁性結(jié)構(gòu)11就會(huì)旋轉(zhuǎn)。
[0045]如圖1所示，所述磁性結(jié)構(gòu)11被安裝在從動(dòng)軸上，所述從動(dòng)軸可以是可旋轉(zhuǎn)支架12的形式，該可旋轉(zhuǎn)支架12與驅(qū)動(dòng)組件有效耦合。所述磁性結(jié)構(gòu)11大體上包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)外部磁場(chǎng)敏感的磁性元件。
[0046]所述驅(qū)動(dòng)組件的手動(dòng)操作的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)軸16、偏壓彈簧14、以及棘輪15，所述棘輪15位于驅(qū)動(dòng)軸16和從動(dòng)軸之間，所述從動(dòng)軸可以是可旋轉(zhuǎn)支架12的形式。驅(qū)動(dòng)組件被配置為，驅(qū)動(dòng)軸16的垂直運(yùn)動(dòng)能夠引起棘輪15旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸或可旋轉(zhuǎn)支架12以及安裝在其上的磁性結(jié)構(gòu)11。偏壓彈簧14被有效配置，使得當(dāng)沒(méi)有外力被施加到按鈕18上時(shí)，能夠使驅(qū)動(dòng)軸16返回至其初始的無(wú)偏壓位置。偏壓彈簧14被環(huán)繞在壁19中，該壁19起的作用是將偏壓彈簧14保持在豎直的方向。
[0047]所述驅(qū)動(dòng)軸16，例如，可以是穿過(guò)外殼10延伸的細(xì)長(zhǎng)桿或軸，至少在其圓周表面的一部分上具有螺旋形的脊。所述偏壓彈簧14典型地是壓縮彈簧，可以被施加在驅(qū)動(dòng)軸16上的力壓縮從而儲(chǔ)存勢(shì)能。所述棘輪15大體上包括用于接收驅(qū)動(dòng)軸的開(kāi)口，以及與驅(qū)動(dòng)軸相互作用從而引起棘輪15旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置。這樣的機(jī)械裝置可以包括任何凸起或凹槽，所述凸起或凹槽能夠與驅(qū)動(dòng)軸的相應(yīng)技術(shù)特征在機(jī)械上相互作用從而引起棘輪15旋轉(zhuǎn)。棘輪15還被有效地配置為，當(dāng)棘輪15沿第一方向(例如順時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠與可旋轉(zhuǎn)支架12選擇性地嚙合，當(dāng)棘輪沿第二方向(例如逆時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)時(shí)，與可旋轉(zhuǎn)支架12相脫離。其效果是，僅當(dāng)驅(qū)動(dòng)組件產(chǎn)生的扭矩產(chǎn)生在第一方向上時(shí)，該扭矩才會(huì)被施加到可旋轉(zhuǎn)支架12上。因此，棘輪15讓使用者能夠通過(guò)逐次多遍地按壓按鈕18來(lái)連續(xù)地驅(qū)動(dòng)磁性結(jié)構(gòu)11。
[0048]在使用中，當(dāng)按鈕18被使用者按下時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)軸16垂直地朝向驅(qū)動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)。圖2示出了處于被驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)下的玩具。驅(qū)動(dòng)軸16的垂直運(yùn)動(dòng)同時(shí)壓縮偏壓彈簧14并驅(qū)使棘輪15沿第一方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)棘輪15沿第一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，棘輪15與可旋轉(zhuǎn)支架12嚙合，從而引起可旋轉(zhuǎn)支架12以及安裝在其上的磁性結(jié)構(gòu)11，沿與棘輪15相同的方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)使用者放開(kāi)按鈕18時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸16和按鈕18被偏壓彈簧14頂回至它們初始的無(wú)偏壓位置(即平衡位置)。在返回階段，驅(qū)動(dòng)軸16離開(kāi)驅(qū)動(dòng)組件的垂直運(yùn)動(dòng)使棘輪15沿第二方向旋轉(zhuǎn)。然而，當(dāng)棘輪15沿第二方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，棘輪15不能夠與可旋轉(zhuǎn)支架12嚙合。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸16和按鈕18返回它們初始的無(wú)偏壓位置或平衡位置的時(shí)候，可旋轉(zhuǎn)支架12和磁性結(jié)構(gòu)11將會(huì)繼續(xù)沿第一方向旋轉(zhuǎn)。該過(guò)程可以被重復(fù)執(zhí)行，使驅(qū)動(dòng)軸16往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而連續(xù)地驅(qū)動(dòng)磁性結(jié)構(gòu)11。
[0049]在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)組件可以包括能達(dá)到相同效果的不同機(jī)構(gòu)。例如，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例可以包括離合器，該離合器可以選擇性地被接合和被脫離。離合器被接合時(shí)，能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)組件的驅(qū)動(dòng)力耦合到安裝有磁性結(jié)構(gòu)的可旋轉(zhuǎn)支架上。當(dāng)離合器被脫離時(shí)，可旋轉(zhuǎn)支架不再與驅(qū)動(dòng)組件相耦合，因此，它可以獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)組件自由地旋轉(zhuǎn)。離合器可以被配置為，當(dāng)外力施加到玩具的一部分上時(shí)，例如使用者按壓按鈕時(shí)，離合器接合，但是當(dāng)沒(méi)有這樣的力存在時(shí)，離合器脫離。這限制了驅(qū)動(dòng)力能夠被施加到磁性結(jié)構(gòu)上的方向，因此達(dá)到了與前面描述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相同的效果。本實(shí)用新型所有實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)組件可以進(jìn)一步包括齒輪以及其它機(jī)械的或電子的部件，以有效地驅(qū)動(dòng)磁性結(jié)構(gòu)。
[0050]圖3示出了本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，其中，所述磁性結(jié)構(gòu)通過(guò)風(fēng)力渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。在這個(gè)實(shí)施例中，所述球形外殼包括一個(gè)或多個(gè)通孔，以使氣流能夠流入和流出玩具。
[0051]如圖3所示，所述可旋轉(zhuǎn)支架12是與球形外殼10內(nèi)表面的兩個(gè)縱向端部可旋轉(zhuǎn)地連接的軸。所述磁性結(jié)構(gòu)11和所述風(fēng)力渦輪機(jī)21均固定在可旋轉(zhuǎn)支架12上，從而，當(dāng)風(fēng)力渦輪機(jī)21被外力(即氣流)驅(qū)動(dòng)時(shí)，磁性結(jié)構(gòu)11和風(fēng)力渦輪機(jī)21同步地旋轉(zhuǎn)。豎直軸的和水平軸的風(fēng)力渦輪機(jī)的多種設(shè)計(jì)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，因此可以預(yù)料，將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用于驅(qū)動(dòng)磁性結(jié)構(gòu)的任何合適手段都可以被使用，而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的范圍。位于外殼上的一個(gè)或多個(gè)通孔22可以設(shè)置為任何合理的大小和位置，以使足夠的氣流能夠流過(guò)玩具驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)21。
[0052]在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將風(fēng)力渦輪機(jī)的物理特征與磁性結(jié)構(gòu)結(jié)合，所述風(fēng)力渦輪機(jī)可以被一體地結(jié)合到所述磁性結(jié)構(gòu)中。
[0053]參照?qǐng)D4，示出了一種玩具，具有用于驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸以及安裝在其上的磁性結(jié)構(gòu)的可拆卸驅(qū)動(dòng)元件，所述從動(dòng)軸可表現(xiàn)為可旋轉(zhuǎn)支架的形式。
[0054]如圖4所示，所述從動(dòng)軸或所述可旋轉(zhuǎn)支架12與所述球形外殼10可旋轉(zhuǎn)地連接，所述磁性結(jié)構(gòu)11固定地安裝在可旋轉(zhuǎn)支架12的中心位置?？尚D(zhuǎn)支架12的端部包括用于與可拆卸驅(qū)動(dòng)元件31相連接的連接件32。所述連接件32可以被可拆卸驅(qū)動(dòng)元件31所連接，從而驅(qū)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)支架12和磁性結(jié)構(gòu)11。用于連接可拆卸驅(qū)動(dòng)元件31的連接件32可以通過(guò)位于球形外殼上的通孔來(lái)被接觸到。
[0055]上述安裝結(jié)構(gòu)可以包括凹槽，所述凹槽具有能夠接受和配合連接所述可拆卸驅(qū)動(dòng)元件末端的形狀，或者它可以包括凸起，所述凸起用于與可拆卸手柄端面處的凹槽相配合連接?？蛇x地，其它能夠傳遞由可拆卸驅(qū)動(dòng)元件所產(chǎn)生的扭矩的手段也可以被使用。
[0056]可拆卸驅(qū)動(dòng)元件可以包括用于手動(dòng)將扭矩施加到安裝架上的手柄，或者可以包括電動(dòng)機(jī)以及其它用于協(xié)助使用者將扭矩施加到安裝架上的電子的和機(jī)械的裝置。
[0057]圖5是本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施例，具有作為驅(qū)動(dòng)組件一部分的發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于將旋轉(zhuǎn)傳遞給磁性結(jié)構(gòu)。圖6是圖5所示的實(shí)施例的部件分解側(cè)視圖。
[0058]所述發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50大體上包括螺旋彈簧51，例如可卷繞的螺旋彈簧，用于儲(chǔ)存勢(shì)能。發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50還可以包括多個(gè)齒輪，這在圖中未示出，用于調(diào)制螺旋彈簧51內(nèi)所儲(chǔ)存的勢(shì)能釋放的速度。發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50被封裝在驅(qū)動(dòng)器47內(nèi)，如圖所示。
[0059]所述外殼包括上殼52和下殼53。下殼53進(jìn)一步包括基座56，該基座56具有用于接收和固定驅(qū)動(dòng)器47的凹槽49，而上殼52具有固定連接于其上的軸54。該軸54包括其端部的鍵55，用于在發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50內(nèi)部卷繞螺旋彈簧51。
[0060]如圖6所示，所述驅(qū)動(dòng)器47包括基部59和突出部58。基部59能夠與位于下殼53的基座56上的凹槽49固定地配合，而突出部58可旋轉(zhuǎn)地連接在基部59上，并能夠通過(guò)與位于磁性結(jié)構(gòu)11上的開(kāi)口 57相配合而安裝磁性結(jié)構(gòu)11?；?9和突出部58可以被設(shè)置為相應(yīng)的大小和形狀，以分別與凹槽49和開(kāi)口 57相配合。此外，突出部包括端口 48，用于將驅(qū)動(dòng)軸的一部分以及鍵55插入到發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50中，以讓鍵55與螺旋彈簧51相互作用。
[0061]在使用中，使用者通過(guò)將上殼52相對(duì)于下殼53旋轉(zhuǎn)來(lái)卷繞發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50的螺旋彈簧51。當(dāng)上殼和下殼相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)時(shí)，鍵55相對(duì)于發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50旋轉(zhuǎn)，并且封裝在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)的螺旋彈簧51被鍵55所卷繞。一旦螺旋彈簧51被充分地卷繞，使用者可以放開(kāi)玩具，使螺旋彈簧51以及發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50驅(qū)使磁性結(jié)構(gòu)11相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)。
[0062]本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)組件并不限于以上實(shí)施例所公開(kāi)的機(jī)構(gòu)，其它能夠驅(qū)動(dòng)磁性結(jié)構(gòu)的手段也可以可選地被使用，以產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上相同的效果。
[0063]現(xiàn)在參照?qǐng)D7，示出了玩具，該玩具包括球形外殼、磁性結(jié)構(gòu)、以及允許磁性結(jié)構(gòu)相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)的支撐部件，所述支撐部件可以是平衡環(huán)的形式。
[0064]所述球形外殼10大體上提供了可滾動(dòng)的表面，以供玩具與外部物體相互作用，而以平衡環(huán)71的形式存在的支撐部件使球形外殼10的旋轉(zhuǎn)與封裝在其內(nèi)部的磁性結(jié)構(gòu)11的旋轉(zhuǎn)之間相互不影響。其效果是，磁性結(jié)構(gòu)11可以自由地根據(jù)外部磁場(chǎng)確定自身取向，而不會(huì)受到球形外殼旋轉(zhuǎn)的影響。
[0065]盡管圖7中示出了三軸平衡環(huán)作為一個(gè)例子，其它任何能夠使磁性結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)與球形外殼的旋轉(zhuǎn)之間相互不影響的轉(zhuǎn)動(dòng)支架均可被使用，而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的范圍。
[0066]圖8示出了本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，其中，使用了一層液體代替平衡環(huán)，用于使磁性結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)與外殼的旋轉(zhuǎn)之間相互不影響。
[0067]這個(gè)實(shí)施例的玩具包括封裝在外部球形外殼81內(nèi)的支撐部件，所述支撐部件以內(nèi)部球形殼體82的形式存在。內(nèi)部球形殼體82的直徑小于外部球形外殼81的直徑，而內(nèi)部球形殼體82與外部球形外殼81之間的間隙被液體83充滿。例如，液體83可以是一種低摩擦的緩沖液體，所起的作用是使內(nèi)部球形殼體的旋轉(zhuǎn)與外部球形外殼的旋轉(zhuǎn)相互不影響。磁性結(jié)構(gòu)11被封裝在內(nèi)部球形殼體82內(nèi)，從而液體83有效地使磁性結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)與外部球形外殼的旋轉(zhuǎn)之間相互不影響。
[0068]本實(shí)用新型任何實(shí)施例中的磁性結(jié)構(gòu)可以呈現(xiàn)為多種形狀、大小和組成。例如，磁性結(jié)構(gòu)的形狀可以是矩形、圓盤(pán)形、圓柱形、球形或橢圓形。由于為了獲得所需要的角動(dòng)量，具有一定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的結(jié)構(gòu)可能是優(yōu)選的，磁性結(jié)構(gòu)的形狀和大小例如可以根據(jù)該結(jié)構(gòu)被驅(qū)動(dòng)時(shí)的角速度來(lái)做相應(yīng)地改變。
[0069]磁性結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)外部磁場(chǎng)敏感的元件。例如，這樣的磁性元件可以包括永磁體、鐵磁材料、以及電磁鐵。
[0070]現(xiàn)在參照?qǐng)D9，示出了磁性結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，其中磁性結(jié)構(gòu)11是磁性飛輪，具有用于安裝飛輪的貫穿孔91。
[0071]圖10示出了磁性飛輪的另一個(gè)實(shí)施例，其中磁性結(jié)構(gòu)11包括多個(gè)磁性元件101、102、103、104。每個(gè)磁性元件的磁極交錯(cuò)排列，這種設(shè)置使得沒(méi)有任何相鄰的磁體有相同的磁性取向。用于將磁性結(jié)構(gòu)11安裝在可旋轉(zhuǎn)支架12上的貫穿孔91被設(shè)置在接近其中心的位置。
[0072]一些實(shí)施例中的磁性結(jié)構(gòu)還可以包括非磁性元件,用于在任何滿足需要的結(jié)構(gòu)配置中安裝磁性元件。圖11示出了一個(gè)這樣的例子，其中，矩形磁性元件101安裝在非磁性飛輪111上。在圖12示出的另一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)磁性元件101、102、103、104安裝在非磁性飛輪111上。
[0073]貫穿整個(gè)磁性結(jié)構(gòu)的重量分布可以是均勻的，或者可以是有偏重的，從而使磁性結(jié)構(gòu)的一部分比其他部分更重。例如，磁性結(jié)構(gòu)可以包括靠近磁性結(jié)構(gòu)邊緣位置的局部配重。該局部配重讓使用者能夠在將玩具握在手中時(shí)，通過(guò)使用手腕重復(fù)做渦旋動(dòng)作，來(lái)保持或增加旋轉(zhuǎn)磁性結(jié)構(gòu)的角速度。該局部配重可以是磁性的或非磁性的，配重可以被一體地結(jié)合到磁性結(jié)構(gòu)中，或者它可以被單獨(dú)地附加上去。在一種實(shí)施方式中，所述局部配重可以設(shè)置于飛輪形式的磁性結(jié)構(gòu)的周邊或靠近周邊的位置。
[0074]在使用中，該玩具可以與外部磁性結(jié)構(gòu)一起共同使用，從而為使用者提供更多的樂(lè)趣。外部磁性結(jié)構(gòu)可以是永磁體、電磁鐵、或鐵磁材料。外部磁性結(jié)構(gòu)還可以是另一個(gè)本實(shí)用新型的包括磁性結(jié)構(gòu)的玩具。
[0075]當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)本實(shí)用新型的玩具被放到彼此的附近時(shí)，封裝在每一個(gè)玩具內(nèi)的磁性結(jié)構(gòu)趨向于對(duì)齊排列，這樣使得磁場(chǎng)可以“歸一化”。一旦使用者放開(kāi)這些玩具而且這些玩具可以自由移動(dòng)，它們將會(huì)具有的趨勢(shì)是磁性地互相吸引從而以低能量的配置方式來(lái)結(jié)合。該低能量的配置方式大體上指的是使得系統(tǒng)總體的磁性勢(shì)能最小化的玩具的配置方式。在到達(dá)該低能量配置方式的過(guò)程中，每一個(gè)玩具可能會(huì)相對(duì)于其它玩具移動(dòng)，從而占據(jù)在能量上更加有利的位置。
[0076]當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)本實(shí)用新型的玩具被放到一起時(shí),也可能至少一個(gè)玩具被驅(qū)動(dòng),這樣會(huì)使得封裝在玩具內(nèi)的磁性結(jié)構(gòu)被驅(qū)使著相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)。當(dāng)這些玩具在這樣的情景中放到一起時(shí)，每一個(gè)玩具內(nèi)封裝的磁性結(jié)構(gòu)將會(huì)趨向于對(duì)齊和合并化，如同前述的情景中一樣。然而，玩具之間的相互作用現(xiàn)在本質(zhì)上是動(dòng)態(tài)的，因?yàn)橹辽僖粋€(gè)玩具被驅(qū)動(dòng)了。在這樣的情景中，一些影響玩具之間相互作用的因素包括，除了別的以外，系統(tǒng)中玩具的類(lèi)型、磁性元件的磁性強(qiáng)弱、每一個(gè)玩具的形狀和大小、玩具的外表面之間的摩擦系數(shù)、驅(qū)動(dòng)磁性結(jié)構(gòu)的扭矩值、以及玩具的方位取向。
[0077]在一種實(shí)施方式中，所述外殼的至少一部分是透明的或至少部分透明的，這樣使得玩具在以各種不同方式與彼此進(jìn)行相互作用期間，每個(gè)玩具內(nèi)部封裝的磁性結(jié)構(gòu)發(fā)生著變化，使用者可以通過(guò)觀察這些變化來(lái)獲得愉悅。
【權(quán)利要求】
1.一種玩具，其特征在于，包括 夕卜殼; 磁性結(jié)構(gòu)，所述磁性結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述外殼內(nèi)；以及 支撐部件，所述支撐部件用于支撐所述磁性結(jié)構(gòu)，使得所述磁性結(jié)構(gòu)能夠相對(duì)于所述外殼旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玩具，其特征在于:包括設(shè)置于所述外殼內(nèi)的驅(qū)動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件與所述磁性結(jié)構(gòu)有效耦合，用于使所述磁性結(jié)構(gòu)相對(duì)于所述外殼旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玩具，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)組件包括發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玩具，其特征在于:所述外殼進(jìn)一步包括上殼和下殼，所述上殼和所述下殼相對(duì)于彼此可旋轉(zhuǎn)，以卷繞所述發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的玩具，其特征在于:所述發(fā)條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括彈簧，能量通過(guò)所述上殼相對(duì)于所述下殼的旋轉(zhuǎn)而儲(chǔ)存在所述彈簧中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玩具，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)組件包括手動(dòng)操作的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于將旋轉(zhuǎn)傳給所述磁性結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的玩具，其特征在于:所述齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括穿過(guò)所述外殼延伸的驅(qū)動(dòng)軸以及與所述磁性結(jié)構(gòu)連接的從動(dòng)軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的玩具，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間設(shè)有棘輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的玩具，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)軸相對(duì)于所述外殼往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而將旋轉(zhuǎn)傳遞給所述磁性結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的玩具，其特征在于:還包括使驅(qū)動(dòng)軸偏壓至平衡位置的偏壓彈黃。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玩具，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)組件包括從動(dòng)軸，所述從動(dòng)軸形成為可旋轉(zhuǎn)支架，所述可旋轉(zhuǎn)支架具有連接部，所述連接部在從動(dòng)軸的至少一端與可拆卸驅(qū)動(dòng)元件相配合連接，所述磁性結(jié)構(gòu)被安裝在所述從動(dòng)軸上，并且， 其中由與所述連接部相配合連接的可拆卸驅(qū)動(dòng)元件產(chǎn)生的扭矩使得所述從動(dòng)軸和安裝于所述從動(dòng)軸上的所述磁性結(jié)構(gòu)相對(duì)于所述外殼旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玩具，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)組件包括風(fēng)力渦輪機(jī)，所述風(fēng)力渦輪機(jī)與所述磁性結(jié)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地相耦合，并且 其中，所述外殼進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)通孔，用于讓氣流能夠通過(guò)所述外殼從而使得所述風(fēng)力渦輪機(jī)和所述磁性結(jié)構(gòu)相對(duì)于所述外殼旋轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的玩具，其特征在于:所述磁性結(jié)構(gòu)包括飛輪。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的玩具，其特征在于:所述飛輪進(jìn)一步包括局部配重，所述局部配重設(shè)置在所述飛輪的周邊或靠近周邊的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的玩具，其特征在于:所述磁性結(jié)構(gòu)包括多個(gè)彼此相鄰設(shè)置的磁性元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的玩具，其特征在于:所述相鄰磁性元件的磁極交錯(cuò)排列。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的玩具，其特征在于:所述外殼為球形殼體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的玩具，其特征在于:所述外殼的至少一部分是透明的。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玩具，其特征在于:所述支撐部件為設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的平衡環(huán)，所述平衡環(huán)支撐磁性結(jié)構(gòu)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的玩具，其特征在于:所述平衡環(huán)為三軸平衡環(huán)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玩具，其特征在于:所述外殼包括外部球形外殼，所述支撐部件為內(nèi)部球形殼體，所述內(nèi)部球形殼體設(shè)置于所述外部球形外殼的內(nèi)部，在所述外部球形外殼和所述內(nèi)部球形殼體之間形成空隙，所述空隙中填充有液體，所述磁性結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述內(nèi)部球形殼體之內(nèi)。
【文檔編號(hào)】A63H33/26GK204233773SQ201420006355
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月4日
【發(fā)明者】蒂莫西·景·銀·司徒 申請(qǐng)人:納米磁性公司