专利名称：遥控的玩具滑板装置的制作方法
技术领域：
本发明整体上涉及遥控玩具，具体而言，本发明涉及遥控的玩具滑板装置。
背景技术：
滑板运动已经越来越流行，因为对于普通水平的人来说，这是一项消遣娱乐性的活动，而对于专业水平的人来说，这又是一项竞技性的运动，而且还能够给观众带来娱乐价值。这样，就有人提出了许多种不同类型的玩具滑板。这些滑板包括安装有小型塑像的简单的发条式滑板，例如授权给Oishi等人的美国专利4836819，和安装有小型塑像的更高级的无线电遥控玩具滑板，在滑板操纵和表演过程中可在一定程度上对这种造型的绘制主体进行控制，例如授权给Derrah的美国专利6074271。Derrah的专利中公开的这种滑板包括活动的电池单元、可变化的电机位置和可互换的轮子重量，以形成不同的平衡中心，用于调整各种动作的完成情况。这些部件的调整可能很费时，而且还可能出现无法预料的动作。此外，尽管Derrah的滑板包括一个驱动机构，但其未设置转向机构。这样，滑板只能由小型塑像的主体移动来操纵，就和真正的滑板一样，因此滑板的控制不是很理想，尤其是对那些水平不是很高的人来说更是如此。尽管这种滑板能够为那些具有高级操作技能的人员提供一个挑战的环境，但仍然需要满足各种不同水平的人的要求，以使其立刻就会喜欢这种遥控的滑板装置。
发明内容
根据本发明，一种遥控的玩具滑板装置包括一个滑板，该滑板设置有一细长的面板及相对该面板横向延伸的前滚轮部件和后滚轮部件；一个与前滚轮部件和后滚轮部件中的至少一个操作连接的转向机构，该转向机构包括一个电动致动器，该致动器与面板和一个滚轮部件之一相连接，而且第一转动输出与面板和滚轮部件中的另一个相连接；一个设置于滑板上的控制单元，该控制单元与转向机构相连接并被构造成能够接收和处理由一个与滑板装置间隔一定距离的发射源传送过来的控制信号的结构形式，以遥控该转向装置。该装置的特征在于前滚轮部件和后滚轮部件可转动地与面板相连接，以相对面板左右倾斜；转向机构可操作地连接在前、后滚轮部件之一和面板之间，以相对至少一个滚轮部件使面板倾斜，从而使滑板转向；滑板上的控制单元可操作地与转向机构相连接，以在不同的倾斜位置上，控制面板和至少一个滚轮之间的倾斜程度。
另外，本发明的遥控玩具滑板装置包括一滑板，该滑板具有一面板及与该面板相连接的前滚轮部件和后滚轮部件；一玩具塑像，该玩具塑像包括至少一个与面板相连接的下部主体部分和一个与下部主体部分相连接的上部主体部分；一个与塑像或至少一个滚轮部件相连接的第一驱动机构；一个滑板上的控制单元，该单元与第一驱动机构可操作地连接并设置有一个用于接收来自远处的发射源的控制信号的信号接收器和一个根据信号对第一驱动机构进行遥控的控制器，其特征在于第一反馈机构可操作地与至少第一驱动机构或玩具塑像和滚轮部件之一相连接，以确定上部主体部分或至少一个滚轮相对面板的多个不同位置；滑板上的控制单元与第一反馈机构可操作地连接，以遥控第一驱动机构并将上部主体部分或至少一个滚轮部件相对面板移动到多个不同位置上。
为对本发明进行说明，在附图中示出了本发明的优选实施例。但应该理解本发明并非仅限于图示的结构和排列方式。
在附图中图1为一种遥控玩具滑板装置的前视图，该滑板装置设置有一个安装在滑板上的玩具塑像，而且该塑像相对滑板在不同的位置上转动；图2为图1所示的玩具滑板装置的侧视图；图3为图1所示的玩具滑板装置的俯视图；图4为根据本发明第二实施例的玩具滑板装置的侧视图；图5为图4所示的玩具滑板的仰视图；图6为图4所示的玩具滑板的部件分解图；
图7为根据本发明第三实施例的玩具滑板装置的前部立体图；图8为图7所示的玩具滑板装置的后视图；图9为图7所示的玩具滑板装置的前部立体图，其中玩具塑像的头部、躯干和臂部被转动到一个左侧位置上；图10为设置有玩具塑像的玩具滑板装置位于图9所示位置上而且玩具塑像接触支承表面的前视图；图11A示出了安装在玩具塑像下部壳体内的电子元件和机械部件；图11B示出了安装在滑板内的内部电子元件和机械部件；图12为根据本发明第三实施例的滑板装置在拆掉玩具塑像后的部件分解图；图13为滑板装置的第三实施例的右视图；图14为滑板装置的第三实施例的俯视图；图15为滑板装置的第三实施例的仰视图；图16为滑板装置的第三实施例的前视图；图17为滑板装置的第三实施例的后视图；图18A示出了根据本发明用于确定转向位置的电路板；图18B示出了与图18A所示的电路板一起使用的弧刷臂(wiper arm)；图19为根据本发明的转向控制部件的立体图；图20为根据本发明的后滚轮部件的部件分解图；图21为根据本发明的前滚轮部件的部件分解图；图22为图231所示的前滚轮部件的前视图；图23为前滚轮部件的后视图；图24为前滚轮部件的侧视图；图25为前滚轮部件的俯视图；图26为根据第三实施例用于相对滑板转动玩具塑像的上部的躯干驱动部件的部件分解图；图27为图26所示的躯干驱动部件的右视图；图28为躯干驱动部件的前视图；图29为躯干驱动部件沿图28的剖面线29-29的剖视图；图30为躯干驱动部件的俯视图；
图31为躯干驱动部件被拆掉上盖后的俯视图，目的是示出驱动部件的传动机构；图32为躯干驱动部件的仰视图；图33为躯干驱动部件在下部盖体被拆掉后的仰视图，目的是示出传动机构；图34A示出了根据本发明用于确定玩具塑像的上部相对滑板的转动位置的电路板；图34B示出了与图34A所示的电路板一起使用的弧刷臂的结构；图35示出了用于控制玩具滑板装置的发射器的前视图；图36为图35所示的发射器的后视图。
具体实施例方式
现参照附图，具体参照图1至3，图中示出了根据本发明第一实施例的遥控玩具滑板装置10。如图所示，玩具滑板装置10包括一个滑板12和一个安装在滑板上的玩具塑像14。
滑板12包括一个平台或面板16，该平台的底侧连接有一前滚轮部件18和一后滚轮部件20。每个部件18、20都包括一对间隔一定距离的转轮。一第一隔腔22在前后滚轮部件之间形成于平台16上，一第二隔腔24在后滚轮部件20的后方形成于平台24上。第一隔腔22内容纳有一个滑板上的控制单元，该滑板上的控制单元包括集成的无线电接收器和控制器电路26，以控制板上的电机、伺服机构和其它电动传动装置。以转向机构28的形式存在的第一传动单元包括一个电动致动器(未示出)，而另一个以躯干驱动单元30的形式存在的传动单元在第一隔腔22的上方设置于平台16上。第二隔腔24内容纳有一个用于后滚轮部件20上的各个驱动轮的驱动电机32和一个用于为集成的接收器和控制器、躯干驱动单元30、转向机构18及电机32提供电力的电池34。一电池活门36被铰接到邻近第二隔腔24的平台16上，用于在通常情况下封闭第二隔腔。一对滚轮38可转动地安装到第二隔腔24的下后端上。当前后滚轮部件18、20与支承表面接触时，滚轮38通常相对地面或其它运动表面有一定距离，而且当前滚轮部件18在“前轮离地”的特技表演过程中离开支承表面40时，该滚轮38能够与支承表面40相接触。玩具塑像14包括一个下部主体部分50和一上部主体部分52，该上部主体部分52围绕一轴线54可转动地连接到下部主体部分上。
下部主体部分50包括一对与臀部58相连接的大腿56。大腿56最好形成于一个固定不变的弯曲位置上，以在滑板上模仿人类的自然姿势；但其也可相对膝部和/或臀部58以一定的程度弯曲。在另一实施例中，玩具塑像14可被构造成对无线电控制信号或类似物发出的命令作出反应的结构形式，以改变大腿56和/或臀部58的位置。
上部主体部分50包括一对手臂60和一个与躯干部分64相连接的头部62。手臂60和头部62最好相对躯干部分是固定不动的，以在滑板上模仿人类的自然姿势，但其也可相对肘部和/或颈部弯曲。上部主体部分52通过连接件29(如虚线所示)与躯干驱动单元30可操作地连接，以根据接收到的无线电控制信号相对轴线54转动。可通过一伺服反馈单元对实际的扭动量进行监视和控制，其具体内容可参照对本发明另一实施例的详细说明。
可用一个便携的遥控单元(例如图35和36)通过无线传送的控制信号及滑板上的控制单元通过使平台16相对滚轮部件18、20中的至少一个以下述方式转动来控制玩具滑板装置10的速度和方向使滚轮部件在位于平台下方的地面上轻微转动，从而使装置10转动。平台16可至少相对后滚轮部件18转动，而后滚轮部件可围绕一个以一定角度在水平和垂直方向之间延伸的轴线18’(图2)回转。最好也通过一伺服反馈单元来监控移动的方向，具体如下所述。尽管无线电波是用于传递控制信号的最佳媒介，但是其它用于向玩具滑板装置10发射控制信号的无线装置也可以使用，例如红外线、超声波、可见光等等。另外，便携式控制单元也可直接通过导线与玩具滑板装置10相连接。
现参照图4至6，图中示出了本发明另一实施例的玩具滑板装置80。滑板装置80包括一个滑板82和一个安装在滑板上的玩具塑像84。
如图6所示，滑板82包括一个细长的滑板平台85，该平台85包括一个滑板的上部壳体86和一个滑板的下部壳体88。上部和下部壳体最好由ABS塑料或其它合适的材料经注塑成形，而且通过紧固件90固定在一起。或者，这些壳体可通过粘接剂的粘接、超声波焊接或其它公知的紧固技术固定在一起。
前滚轮部件91包括一个前滚轮的前部92，该前部92通过一个位于后部94上并延伸到前部92上的孔98内的枢销96可转动地连接到前滚轮的后部94上。前滚轮的后部94包括一个基本垂直延伸的孔102，紧固件100可穿过该孔延伸，以将后部94安装到下部壳体88上。前滚轮的前部和后部92、94最好也由ABS塑料或其它合适的材料注塑而成。最好由钢制成的轮轴104相对平台从前滚轮前部92的相对两侧105横向伸出。最好由ABS材料注塑制成的间隔分布的前轮毂106可转动地安装在轴104的两端。最好由弹性体材料制成的一个轮胎108安装在各个轮毂106上。一个紧固件110穿过轮子和轮毂的组件延伸并拧入轴104的外部自由端上，用于将部件固定在一起。
一个后滚轮部件120包括一个后滚轮上部壳体部分122，该部分通过紧固件125或其它合适的连接装置与后滚轮的下部壳体部分124相连接。后滚轮的上部和下部壳体部分最好由ABS或其它合适的材料注塑制成。由聚甲醛树脂注塑制成的后部枢台128包括一个方形的突出部分130和一个圆柱形的枢轴部分132，突出部分130安装于后滚轮的上部壳体部分122上，而圆柱形的枢轴部分132固定在一个托架134上，以与托架一起旋转。一对电机136相对平台沿横向以相对的关系分别设置在后滚轮的上部和下部壳体部分122、124上。每个电机136都设置有一沿侧向延伸的轴138。一个最好由黄铜料成的小齿轮140和一个最好由黄铜和尼龙制成的组合齿轮142在相对的位置上安装于每个轴138上。组合齿轮144、后轮齿轮轮毂146和后轮轮胎148通过一拧入或卡入轴内的紧固件152被连接到后轴150的相对两端上。轴150相对细长的平台沿横向延伸。组合齿轮144最好由尼龙和黄铜制成，后轮的齿轮轮毂146最好由尼龙制成，后胎最好由弹性体模压制成，后轴150最好由钢制成。
设置有集成式无线电接收器和控制器的滑板控制单元160设置于滑板下部壳体88的隔腔62内。滑板上的控制单元160能够接收和处理来自便携式控制单元(图35和36)发射的无线控制信号，以控制装置80的转向和推进及塑像84的躯干的运动(如虚线所示)。一个天线163穿过滑板的上部壳体86延伸并与滑板上的控制单元160相连接。以转向机构163存在的第一传动单元包括一个电动致动器164、托架166和连杆臂168。致动器164安装在设置于滑板下部壳体88上的凹槽166内并与滑板上的控制单元160可操作地连接，以控制倾斜及后滚轮部件120和平台之间的转向角。托架166与托架134相类似，而且被固定到致动器164的轴164a上。转向连杆臂168设置有两个球形的端部170，这两个球形端部装配在托架134、166上的插孔内。根据转动输出轴164a的旋转，平台或面板85将相对后滚轮部件120至少围绕枢台128的中心轴线大体沿纵向倾斜，以使玩具滑板装置80转向。
一对滚轮174通过紧固件176可转动地连接到滑板下部壳体88的下部后端上，而紧固件176穿过这对滚轮延伸并最好拧入从壳体88侧向伸出的凸台178内。当前滚轮部件91在“前轮离地”的表演过程中离开地面时，滚轮174能够与地面接触。
以躯干驱动单元180之形式存在的另一驱动单元安装在隔腔162内并包括一个带有一盖板186的伺服壳体182，该盖板186封闭着壳体182的内部184。另一电动致动器，例如伺服电机188被安装在壳体内部184并包括一个第一转轴190，该第一转轴上安装有一个小齿轮192。组合齿轮194、196和198分别可转动地安装在形成于壳体内部184内的支柱200、204和206上。该组合齿轮194与小齿轮192相啮合，而组合齿轮196与组合齿轮194和198相啮合。小齿轮最好由黄铜制成，而组合齿轮最好由黄铜和尼龙制成。一转动输出包括一个通过螺纹紧固件208和垫圈210安装在壳体182上的柱体207。一离合器片212安装在柱体207上，而且在通常情况下被一弹簧214沿背离壳体182之底部的方向所偏压。一输出离合器齿轮216在离合器片212和垫圈218之间被安装到支柱207上。该离合器齿轮216适合于与齿轮198相啮合，从而根据伺服轴190的转动而旋转支柱207。
一旋转驱动轴220的一端通过一U形接头与支柱207相连接，其另一端通过一个上部的U形接头226与上部伺服转动板224相连接。上部和下部转动板224、228最好由聚甲醛树脂或其它合适的材料制成。手臂的支承杆230从上部转动板224的相对两侧伸出。一个接触球232被安装到每个支承杆230的外部自由端上。头部支承杆234也从上部转动板224向上延伸。支承杆230、234最好由玻璃纤维管制成，但也可由固体材料和/或柔性材料制成。接触球232可由尼龙或其它材料制成。制成杆可支承由织物和填料制成的玩具塑像。或者，也可用塑料将玩具塑像制造成蛤壳式结构，例如图7所示的结构。
一个电池包240，例如可折叠的电池包设置于隔腔242内，用于为电动机、接收器和与其有关的电路提供动力。参见美国专利5853915。一电池活门244可拆卸地安装在用于覆盖隔腔242的滑板上部壳体86上。一插销246与活门244及滑板的上部壳体86相配合，以使活门244保持在通常的关闭状态下。
与前一实施例相同，可通过无线电频率或类似装置对伺服部分的移动方向、移动速度和转动进行遥控。
参照图7至34，图中示出了根据本发明第三实施例的一个玩具滑板装置300。具体参照图7至10，该玩具滑板装置300包括一个滑板302。滑板302包括一个细长的板或平台306，该细长的平台设置有一个相对平台横向延伸并与平台306的底侧相连接的前滚轮部件308和后滚轮部件310。一玩具塑像304被安装在滑板的平台306上。
玩具塑像304包括一个下部主体部分312和一上部主体部分314，下部主体部分312最好固定(即不可活动地)安装在平台306上，而上部主体部分314最好可转动地安装在下部主体部分312上。下部主体部分包括腿部316、鞋318和臀部320(图8)，这些部分被制造成壳状的对分部分，而且在对分部分之间还有一间距或大体沿滑板装置300的纵向中心线延伸的接缝线319(图10)。上部主体部分314包括一带手臂324和头部的躯干部分322。上部主体部分314最好也被制造成壳状的对分部分，而且在对开部分之间也设置有一间距或大体沿滑板装置300的纵向中心线延伸的接缝线。如图10所示，手328适合在滑板的动作过程中接触支承表面40，因此其最好由比手臂和躯干部分更耐用和更耐磨的材料制成。象织物式的衬衫330和安全帽332可佩戴在玩具塑像304上，以呈现出一种更真实的外观。
如图7和8所示，上部主体部分314与下部主体部分312面向同一方向，因此也就位于中心位置上。但是，如图9和10所示，上部主体部分314可相对下部主体部分312转动到一个朝左的位置上。根据本发明的一个最佳实施例，上部主体部分314可在朝左和朝右的位置上转动，而且通过使用者的输入能够停在左右位置之间的不同位置上，具体如下所述。
如图11A和11B所示，一个滑板上的控制单元包括一个设置于滑板302上的主电路板340和一个远离主电路板340设置于下部主体部分312上的无线电接收器电路板342，目的是使由电机操作和/或其它干扰城市的噪音最小。最好在电路板340和342之间连接多根电线(未示出)，以使通过电路板342从遥控发射器(例如图35中的450)接收到的信号能够被传送给主电路板340。主电路板340最好包括电机控制电路344，一个微型控制器346和其它用于操作后滚轮部件310的相关电路，以转向机构362的形式设置于滑板302上的第一驱动单元和以躯干驱动机构348的形式设置于下部主体部分312上并能够对电路板342接收到的信号作出反应的另一驱动单元。
参照图12至17，滑板平台306包括一滑板上部壳体350，一滑板下部壳体352和一个设置于上部和下部壳体之间的减震器354。减震器354最好围绕滑板下部壳体352的上凸缘356和滑板上部壳体350的周边358延伸。上部和下部壳体最好通过紧固件(未示出)或其它公知的紧固装置例如粘接、超声波焊接等固定在一起。
前滚轮部件308通过一个前部鞍形支座360可转动地连接到滑板下部壳体352的底侧，以围绕沿平台长度方向延伸的轴线转动，该轴线定位于垂直和水平方向之间，但比垂直轴线更靠近真正的滑板。水平面由一个支承固定滑板302的四个轮子的水平表面来表示。后滚轮部件310也被可转动地连接到滑板下部壳体352的底侧上，以围绕沿平台长度方向延伸并以一定角度定位于垂直和水平方向之间的轴线310’(见图13)转动。平台306在后滚轮部件310上的回转角度(即围绕轴线310’的角度)影响滑板装置300的转动半径，而且可通过设置于滑板下部壳体352的后隔腔364内的转向机构362改变该回转角度。一枢销366和一右侧的调整臂368分别通过形成于调整臂上的孔370和372可转动地连接到凸台374上。如图11B所示，调整臂366和368通过一个在调整臂之间延伸的拉伸弹簧376被偏压向一中心位置。一调整柱体378装配在中空的凸台380内，该凸台380形成于滑板下部壳体上并在调整臂366和368之间延伸。可从滑板下部壳体的底侧通过一调整旋钮379可接近柱体378，以在装置300完成装配后调节调整臂的中心位置。
一外部转向齿轮38 2安装于后滚轮部件310的传动回转凸台384上。该外部转向齿轮382与以外部转向齿轮386之形式存在的转向机构362的转动输出相啮合。一个对心臂388包括一个安装在传动回转凸台384上的凸缘部分390和一个从凸缘部分大体向上延伸的臂部分392。臂部分392的上端定位于调整臂366和368之间与调整柱体378相对的位置上。外部转向齿轮382和对心臂388通过一个与凸台384锁紧的定位环394固定在传动回转凸台384的合适位置上。
当转向机构362被驱动时，输出齿轮386通过调整臂366或368克服偏压弹簧376的偏压力沿一个方向的转动将在后滚轮部件310和滑板下部壳体352之间产生相对转动和倾斜。当供给转向齿轮系部件362的电力被切断时，弹簧376通过一个调整臂使后滚轮部件310返回到其正常(中心)位置上。同样，输出齿轮386沿相反方向的转动将克服另一调整臂的偏压在后滚轮部件310和滑板下部主体312之间沿相反的方向产生相对转动。当供给转向齿轮系部件的电力被切断时，另一调整臂再次使后部驱动部件310返回其正常位置上。
参照图18A和18B，一转向位置反馈板410最好安装在后隔腔364的前壁412(图12)上。该板410包括一个弯曲部分414，该弯曲部分的半径中心416与传动回转凸台384的转动轴线同轴。多个共面的导电垫418、420、422、424和426形成于板410上。板410最好是一个印刷电路板，导电垫最好通过蚀刻、屏蔽或其它公知的技术形成于电路板上。一弧刷428安装在外部转向齿轮382上，以与该转向齿轮382及后滚轮310一起相对驱动回转凸台384的转动轴线310’转动。弧刷428最好由导电金属经模压或以其它方式制成，并包括三个从安装部分430伸出的接触指432、434、436。这些接触指最好相对一个半径中心438弯曲，该半径中心与驱动回转凸台384的转动轴线310’重合。接触指436沿导电垫418以一弧形路线滑动，而接触指432和434沿导电垫420、422、424和426沿一弧形路线滑动。垫418或者接地或者与一个正电压相连接，而垫420、422、424和426与微型控制器的一个独立输入口相连接，以输送逻辑高信号或低信号。或者，垫420至426可以多路或串联形式通入一个输入口，以表示转向反馈板410和弧刷428之间的相对角度位置，及后驱动部件310和滑板上部、下部壳体350、352之间的倾斜角度。
在操作过程中，接触指432和434通常分别与垫424和422相接触，在该位置上，后部驱动部件310大体平行滑板上表面440(图12)定位。在该位置上，垫422和424的逻辑“高”信号被传送给微型控制器的独立接口，表示后部驱动部件310已经“对心”。当后部驱动部件310和滑板上部壳体350的上表面440之间存在相对角度或倾斜时，例如当从滑板装置300(图16)的前端观看时，沿顺时针方向的倾斜，接触指432和434将沿顺时针方向移动。当接触指432和434均定位于垫422上时，仅与垫422相关的逻辑“高”信号被传送到微型控制器的合适接口内，表示后部驱动部件310已“倾斜”到一个“略微偏左”的位置上。同样，当接触指432接触垫422，接触指434接触垫420时，微型控制器确定后部驱动部件被倾斜到一个“中度偏左”的位置上。最后，当接触指432、434接触垫420时，微型控制器驱动后部驱动部件被倾斜到一个极左的位置上。这样，相对中心位置就存在三个不连续的倾斜位置。同样，相对中心位置还存在三个不连续的右倾位置，这样，微型控制器能够检测到七个不连续的位置。这些不连续的位置可与发射器450的转向控制杆452接合使用(图34和35)。操纵杆4542被连接到一个电弧刷(未示出)上，该弧刷跨在导电垫(未示出)上，以对应于七个不连续的倾斜位置形成七个不连续的操纵杆位置。例如，当使用者向左移动操纵杆452一步时，如图35中的发射器450之底部454所示，将在后部驱动装置和滑板壳体之间产生一个相应的“略微偏左”的倾斜。操纵杆453朝下一左侧位置的移动将产生一个相应的“中度偏左”的倾斜，依此类推。右侧倾斜控制装置在操作上十分相似，在这里不再赘述。当操作杆452被松开时，滑板装置300在上述调整臂的返回偏压力作用下返回到中心位置或“直线移动”位置上。当然，应该理解可为操作杆453和/或转向反馈装置设置更多或更少的位置。另外，操作杆4543和/或转向反馈装置可使用仿真装置。
如图11B所示，主电路板340被安装在滑板下部壳体352的前隔腔396内。如图12所示，一电池支承壳体398在转向齿轮系装置362的上方设置于后隔腔364内。一个可折叠的电池部件400设置于壳体398内。滑板上部壳体部分350上的电池入口402通常被一个卡扣在开口402内的盖子404所封闭。一电池接点406设置于滑板的下部壳体352内，用于将电池连接到电路上。滑舌408(图13)形成于滑板下部壳体352的下后部，以支承前述的“前轮离地”动作。
参照图19，转向机构362包括一个壳体470，该壳体470设置有一和上部壳体部分474连接在一起的下部壳体部分472一电动致动器，例如伺服电机476安装在壳体470内并包括一个与减速齿轮系480相啮合的涡轮478，减速齿轮系的一部分安装在一根轴482上。齿轮系480包括外齿轮386，该外齿轮通过一个设置于下部壳体部分472上的窗口484显露出来，其用于与外转向齿轮382(图12)相啮合。伺服电机476包括与电路板340相连接的电接点486、488，用来接合上述的微型控制器和转向位置反馈装置根据使用者的输入来操纵伺服电机476，以使滑板装置300转向。
现参照图20，后滚轮部件310包括一个壳体500，该壳体500设置有一上部壳体部分502、一个与上部壳体部分相连接的下部壳体部分和一个分别与上部和下部壳体部分相连接的电机壳体部分506。一对相对而置的后轮驱动电机508、510设置于壳体500内。后轴512相对面板横向延伸并在齿轮5143、516之间穿过壳体。挡圈518可被压装到后轴512的端部上，以将齿轮514、516固定在轴上。齿轮514和516可相对后轴512转动并分别通过一个减速齿轮系与电机508、510相连接，其中减速齿轮系包括一个形成于齿轮514、516上的内齿轮522、减速齿轮528和电机齿轮530。轴套524将后轴512支承在壳体500内，而轴承526支承着与电机齿轮530和内齿轮522相啮合的减速齿轮528。一后胎532安装在各个齿轮514和516上。后胎最好由高耐磨的材料制成。由于具有这种结构，齿轮514、516能够通过独立的驱动电机508、510被微型控制器所控制，从而使其以不同的速度转动，当滑板装置300转弯时，尤其有利，因为外轮移动的距离大于内轮移动的距离。
如图35所示，后滚轮部件的齿轮514、516的转动速度和方向及滑板装置300的方向和速度可通过一个设置于发射器450上的操纵杆520被使用者所控制。操纵杆520的结构最好与操纵杆452相同，而且也设置有总共7个不连续的控制位置一个中间位置、三个向前的速度和三个反向速度。当然，应该理解可以使用更多或更少的位置。或者，也可将仿真装置用作连续的速度和/或反向控制器。
现参照图21至25，前滚轮部件308包括一前轴壳体550，该前轴壳体上安装有一相对面板横向延伸并穿过前轴壳体的前轴552。轴套554在前轴552和壳体之间定位于壳体550内。轮子556、558安装在轴552的相对两端，用于相对壳体550转动。轮子556、558最好能够相互独立地转动，以使滑板装置300能够更轻便地转动。挡圈5670以压配合或其它方式安装在前轴552的端部上，用于将轮子556、558固定在前轴上。枢台562可转动地安装在壳体550的一个圆筒形部分564上。最好由柔韧的弹性材料制成的轴套566设置于枢台562上并通过一垫圈570和拧入枢台562内的螺纹紧固件568保持在枢台562上。可分别通过拧紧或松开紧固件568来增加或减小轴套的直径。轴套566安装于前部鞍形支座360(图12)上。增加安装在鞍形支座内的轴套将使滑板306和前滚轮部件308之间的倾斜阻力更大，减小其直径将使倾斜阻力减小。
参照图26至33，躯干驱动部件348包括一个齿轮箱600，该齿轮箱设置有一上部箱体部分602，该上部箱体部分通过紧固件(未示出)或类似部件与一下部箱体部分604相连接。以轴606之形式存在的转动输出设置于箱体600内。输出轴600的上端穿过一个安装在轴的出口点的上部轴承610延伸到上部箱体部分602的外部。输出轴的上端608通过一个固定螺母622固定连接到上部主体部分314(图7)上，从而使输出轴的转动能够令上部主体部分314相对下部主体部分312产生转动。轴606的下端614安装在下部轴承615上，而下部轴承又安装在下部箱体部分604内。一局部正齿轮612在下部轴承615之上方的位置上安装在轴606的下端614。一螺纹紧固件617或其它连接装置将该正齿轮612固定到轴606上。正齿轮612最好在一个约为180度的角度范围内延伸并被一个减速齿轮系616所驱动，从而使输出轴606及上部主体部分314转动180度。
减速齿轮系616包括一个用于在一第一齿轮轴621上旋转的第一复合齿轮620，而第一齿轮轴621又装配在下部箱体604的一个凸台623上。第一复合齿轮620包括一个与正齿轮612相啮合的上部齿轮部分622和一个下部齿轮部分624。一第二复合齿轮626用于围绕一第二齿轮轴627旋转，而第二齿轮轴627装配在下部箱体部分内的一个凸台629上。第二复合齿轮626包括一个下部齿轮部分628和一个与第一复合齿轮620的下部齿轮部分624相啮合的上部齿轮部分630。一第三复合齿轮632包括一个下部齿轮部分636和一个用于在第三齿轮轴635上旋转的上部齿轮部分634，而第三齿轮轴635装配在下部箱体部分的凸台631上。上部齿轮部分634与第二复合齿轮626的下部齿轮部分628相啮合。上部齿轮部分634包括多个沿轴向延伸的下部齿638，而这些下部齿又与下部齿轮部分636上沿轴向延伸的上部齿640相啮合。齿638、640形成了一个离合器机构，当作用于第三齿轮系632上的扭矩大于预定的极限值，例如正齿轮612在其移动结束时与箱体600上的一个机械止动件(未示出)相接触时，该离合器机构将空转。这样，躯干驱动机构348就不大可能出现故障。一第三复合齿轮641穿过下部箱体部分604延伸并包括一个下齿轮部分624和一上齿轮部分644。下部齿轮部分642的一个花键轴646安装在上部齿轮部分644的一个带沟槽的管648内。上部齿轮部分644与第三复合齿轮632的下部齿轮部分636相啮合。一电机，例如一个伺服电机650设置于电机壳体652内，而电机壳体又包括一个上部电机壳体部分654和一个下部电机壳体部分656。管体648和轴646穿过上部电机壳体部分654内的孔658延伸。一涡轮660安装在电机650的轴662上并与下部齿轮部分642相啮合。
参照图26、34A和34B，一躯干位置反馈板680与上部壳体部分602相连接，一导电弧刷682安装在轴606上，以与轴606一起旋转。反馈板680最好包括四个弧形的导电接触垫684、686、688和690，其半径中心与轴606的轴心重合。反馈板680最好是一个印刷电路板，该电路板上通过蚀刻法、丝网印刷法或其它公知的技术形成有接触垫。弧刷682最好由金属薄板冲压而成或用其它方法制成，其包括三个弧形的接触指694、696、698，其半径中心700与轴606的轴心重合。在轴606的旋转过程中，接触指694沿一弧形路线在导电垫684上滑动，而接触指696和698沿一弧形路线在导电垫686、688和690上滑动。垫684或者接地，或者与一个正电压相连接，而垫686、688和690与微型控制器的独立输入端口相连接，用于传送逻辑高信号或低信号。或者，垫686-690也可以多路或串联形式通4入一个输入端口，用于表示轴606和箱体600之间的相对角度位置及下部主体部分312(图7)和上部主体部分314之间的相对角度位置。
在操作过程中，接触指696和698将通常与垫688的中心导电接触，上部躯干部分314大体平行下躯干部分312及滑板306的一侧定位，如图7和8所示。在该位置上，仅用于垫688的逻辑“高”信号被传送给微型控制器的端口，表示上部主体部分314已经“对心”。当上部和下部主体部分之间的相对角度变化时，例如当上部主体部分转动到玩具塑像偏左的位置上时，如图9所示，接触指696和698将沿图34A所示的顺时针方向移动。当接触指696和698均定位于垫686上时，一个仅与垫686有关的逻辑“高”信号被发送给微型控制器的合适端口，表明上部主体部分已转动到偏左的位置上。同样，当接触指仅与垫690接触时，微型控制器确定上部主体部分相对下部主体部分位于偏右的位置上。这样，根据本发明的一个最佳实施例，通过微型控制器就可以检测到上部主体部分的三个不连续的转动位置。应该理解可以设置更多或更少的不连续位置。
参照图36，不连续的位置用来接合设置于发射器450之背面的控制按钮710和712一起使用。控制按钮710和712最好是能够通过使用者的按压来控制上部主体部分相对下部主体部分的移动的瞬时开关。例如，当控制按钮710被按压并保持按压状态时，上部主体部分314将向偏右的位置转动约90度，直到松开按钮710时，上部主体部分才会返回到“对心”位置。同样，按压并保持控制按钮712将使上部主体部分314转动90度到达偏左的位置上，直到松开按钮时，上部主体部分才会返回到其对心位置上。由于设置有反馈系统，因此微型控制器能够控制电机的正确转动方向，从而将从对心位置转动上部主体部分并使其再次返回。
操纵杆452和520接合控制按钮710和712的操纵使滑板装置300能够完成多种不同的动作和表演，从而模仿真实的滑板运动员的动作。
应该理解术语上部、下部、前方、后方、向前、向后、水平及其派生词和等同术语与其它方位和/或位置术语在本说明书中是指相对的方位和/或位置关系，而不是绝对的方位和/或位置关系。
本领域的技术人员应该知道在本发明的构思范围内，可对上述实施例作出修改和变形。例如滚轮部件可以间接与转向机构相连接，即，前滚轮部件18、91和308可转动地与平台16、86/88相连接，以围绕图2中的轴线18’，图4中的轴线91’和图13中的轴线308’回转，上述轴线也可以介于水平和垂直方向之间的某一角度定位，但我们建议使每个后滚轮部件的回转轴线的角度成镜像，以使前滚轮部件与后滚轮部件互为镜像，从而与后滚轮部件一起限定一个转动中心。因此，应该理解本发明并非仅限于上述的实施例，而是覆盖所有落入所附权利要求书限定的保护范围内的变化和修改。
权利要求
1.一种遥控的玩具滑板装置(10，80，300)，其包括一个滑板(12，82，302)，该滑板设置有一细长的面板(16，86/88，306)及相对该面板横向延伸的前滚轮部件(18，91，308)和后滚轮部件(20，120，310)；一个与前滚轮部件和后滚轮部件中的至少一个操作连接的转向机构(28，163，362)，该转向机构包括一个电动致动器(164，386)，该致动器与面板和一个滚轮部件之一相连接，而且第一转动输出与面板和滚轮部件中的另一个相连接；一个设置于滑板上的控制单元(160，340/342)，该控制单元与转向机构可操作地连接并被构造成能够接收和处理由一个与滑板装置间隔一定距离的发射源传送过来的控制信号的结构形式，以遥控该转向装置，其特征在于前滚轮部件(18，91，308)和后滚轮部件(20，120，310)可转动地与面板(16，86/88，306)相连接，以相对面板左右倾斜；转向机构(28，163，362)可操作地连接在前、后滚轮部件之一和面板之间，以相对至少一个滚轮部件使面板倾斜，从而使滑板转向；滑板上的控制单元(160，340/342)可操作地与转向机构相连接，以在不同的倾斜位置上，控制面板和至少一个滚轮之间的倾斜程度。
2.根据权利要求1的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述的一个滚轮部件包括一对间隔排列的驱动轮(146，514/516)和至少一个第一电机(136，508)，该所述第一电机可操作地连接到至少一个驱动轮(146，514)上，以用所述驱动轮沿一表面推动滑板。
3.根据权利要求2的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述一个滚轮部件还包括一个与另一驱动轮(146，516)可操作连接的第二电机。
4.根据权利要求3的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述第一和第二电机能够独立工作，从而以不同的速度转动各个驱动轮并在滑板的运动过程中通过曲线。
5.根据权利要求1的遥控玩具滑板装置，其特征在于还包括一个与转向机构可操作连接的反馈机构(410，428)，从而确定面板和至少所述的一个滚轮部件之间的相对倾斜位置。
6.根据权利要求5的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述多个倾斜位置是多个不连续的位置。
7.根据权利要求6的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述反馈机构包括多个独立的导电共面垫(418，420，422)；至少一个导电指(432，434)，设置在与导电垫中的至少一些相接触的位置上；其中导电指和所述的垫之一相对面板固定，导电指和垫中的另一个相对所述的一个滚轮部件固定设置，从而面板和所述一个滚轮部件之间的相对倾斜使至少一个导电指顺序接触导电垫，从而表明面板和所述一个滚轮部件之间的相对倾斜位置。
8.根据权利要求5的遥控玩具滑板装置，其特征在于还包括至少一个偏压部件(376)，其用于朝向一个非倾斜的中心位置偏压面板和所述一个滚轮部件，这样，电致动器的驱动将克服偏压部件的偏压力使面板和一个滚轮部件之间产生相对倾斜，而第一电机的断开将使面板和一个滚轮部件在偏压力的作用下返回非倾斜的中心位置。
9.根据权利要求1的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述面板和一个滚轮部件朝向一个非倾斜的中心位置受到偏压，从而，第一电机的启动将使所述面板和一个滚轮部件在偏压力的作用下产生相对倾斜；第一电机的断开将使所述面板和一个滚轮部件在偏压力的作用下返回到非倾斜的中心位置。
10.根据权利要求1的遥控玩具滑板装置，其特征在于还包括一个玩具塑像(14，84，304)，该玩具塑像设置有一个与面板相连接的下部主体部分(50，228，312)和一个用于相对下部主体部分转动的上部主体部分(52，224，314)；一个设置有一第二旋转输出部件(129，220，606)的驱动机构(30，180，348)，该第二旋转输出部件与玩具塑像的上部主体部分可操作地连接，以相对下部主体部分转动上部主体部分。
11.根据权利要求11的遥控玩具滑板装置，其特征在于还包括一个反馈机构(680，682)，该反馈机构与驱动机构和玩具塑像中的至少一个可操作地连接，以确定上部主体部分相对下部主体部分的多个转动位置。
12.根据权利要求11的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述多个转动位置是不连续的。
13.根据权利要求12的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述反馈机构包括多个独立的共面导电垫(684，686，688，690，692)；一个设置有至少一个导电指(696，698)的弧刷臂(682)，所述导电指定位在与导电垫相接触的位置上；其中所述导电指和多个导电垫中的至少一个相对面板和下部主体部分固定定位，而导电指和导电垫中的另一个则相对上部主体部分固定定位，从而令上部和下部主体部分之间的相对转动能够使至少一个导电指顺序接触至少一些导电垫，从而表明上部和下部主体部分之间的相对转动位置。
14.一种遥控玩具滑板装置(10，80，300)，其包括一滑板(12，82，302)，该滑板具有一面板(16，86/88，306)及与该面板相连接的前滚轮部件(18，91，308)和后滚轮部件(20，120，310)；一玩具塑像(14，84，304)，该玩具塑像包括至少一个与面板相连接的下部主体部分(50，228，312)和一个与下部主体部分相连接的上部主体部分(52，224，314)；一个与塑像或至少一个滚轮部件可操作连接的第一驱动机构；一个滑板上的控制单元(160，340/342)，该单元与第一驱动机构可操作地连接并设置有一个用于接收来自远处的发射源的控制信号的信号接收器(342)和一个根据信号对第一驱动机构进行遥控的控制器(340)，其特征在于一第一反馈机构(680，682，410，418)可操作地与至少第一驱动机构(30，180，348，28，163，362)或玩具塑像和滚轮部件之一相连接，以确定上部主体部分或至少一个滚轮相对面板的多个不同位置；滑板上的控制单元(160，340/342)与第一反馈机构可操作地连接，以遥控第一驱动机构并将上部主体部分或至少一个滚轮部件相对面板移动到多个不同的位置上。
15.根据权利要求14的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述多个不同的位置是不连续的位置，而且所述反馈机构包括第一组多个独立的共面导电垫(684，686，688，690，692，418，420，422，424，426)；至少一个第一导电指(696，698，432，434)，所述导电指定位在能够与一些所述的导电垫相接触的位置上；其中所述第一组多个导电垫和第一导电指中的至少一个相对面板固定定位，而第一组多个导电垫和第一导电指中的另一个则相对上部主体部分或所述一个滚轮部件固定定位，从而令上部和下部主体部分之间的相对转动或面板和所述一个滚轮部件之间的倾斜能够使至少第一导电指顺序接触第一组多个导电垫中的一些导电垫，从而表明相对转动位置。
16.根据权利要求14的遥控玩具滑板装置，其特征在于另一驱动机构与塑像的上部主体部分和滚轮部件中的另一个可操作地连接。
17.根据权利要求16的遥控玩具滑板装置，其特征在于另一反馈机构与所述另一驱动机构或上部主体部分和滚轮部件中的另一个可操作地连接，以确定上部主体部分或至少一个滚轮部件相对面板的多个不同位置。
18.根据权利要求14的遥控玩具滑板装置，其特征在于设置有一电动致动器(164，650)的所述第一驱动机构与上部主体部分和面板中的一个可操作地连接，一第一输出部件(29，220，606)与上部主体部分和面板中的另一个可操作地连接；滑板上的控制单元与第一驱动机构可操作地连接，以根据接收到的控制信号遥控第一输出部件的移动和第一反馈机构，从而控制上部主体部分相对下部主体部分和面板的移动。
19.根据权利要求14的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述第一驱动机构包括一个电动致动器(164，386)，该致动器与面板和所述一个滚轮部件之一相连接，而输出部件(166，386)与面板和所述一个滚轮部件中的另一个相连接，以相对至少所述一个滚轮部件倾斜面板，从而使滑板转向；控制单元与第一驱动机构可操作地连接并控制输出部件的操作及面板和至少一个滚轮部件之间的倾斜位置。
20.根据权利要求14的遥控玩具滑板装置，其特征在于所述面板和所述一个滚轮部件朝向一个非倾斜的中心位置受到偏压，这样，电机的启动将克服偏压力使面板和所述一个滚轮部件之间产生相对倾斜，电机的断开将使面板和所述一个滚轮部件在偏压力的作用下返回到非倾斜的中心位置上。
全文摘要
一种遥控的玩具滑板装置,包括:一个滑板,该滑板具有面板和与面板相连接的前滚轮部件、后滚轮部件。玩具塑像包括与面板固定连接的下部主体部分和用于在下部主体部分上转动的上部主体部分。躯干驱动机构与玩具塑像的上部主体部分相连接,以在下部主体部分上转动上部主体部分。转向机构与一个滚轮部件相连接,以相对滚轮部件倾斜面板,从而使滑板转向。通过指状部件和垫设置用于转向和躯干转动的反馈机构。此外,还设置有一个或多个能够推动滑板装置的电机。滑板上的遥控单元被构造成能够控制玩具塑像移动、面板和滚轮部件之间的倾斜、滑板的速度和转向的结构形式。
文档编号A63H11/10GK1370613SQ02103548
公开日2002年9月25日 申请日期2002年2月7日 优先权日2001年2月9日
发明者欧内斯特·D·贝克, 伦纳德·R·Jr·克拉克, 杰西·多罗格斯克尔, 戴维·文森特·汉尔姆林格, 埃里克·戴维·里斯坦伯格, 约瑟夫·托马斯·莫尔, 戴维·里贝, 斯蒂芬·尼古拉斯·韦斯 申请人:麦特尔公司