专利名称：陆地航行玩具车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及由风力推动的玩具车辆，尤其是涉及采用无线控制方式控制的、带风帆和轮子的陆地玩具车辆。
背景技术：
市场上可以见到多种由风力推动的玩具以及大量娱乐用的玩具车辆，这些都可被称之为陆地玩具车辆。这些陆地玩具车辆有一个用于捕捉风力的风帆，以及安装风帆的主体，此外，它还包括有用于支撑主体的轮子。一般来说，这些玩具车辆由无线信号控制，其总体呈三角状结构，它具有一对位于后轴两端的后轮以及一个用于转向的前轮。这些玩具车辆上安装有伺服马达/接收器以接收控制器发出的无线遥控信号。在无线信号的控制下，接收器和伺服马达即可交替控制主体上的前轮导向装置的前轮以及风帆驱动装置。
这种类型的玩具车辆存在一个问题，即在强风的作用下容易出现无法控制的倾倒趋势。为了解决这个问题，设计者做了多种努力，诸如使用柔性的外装配轮、特别的重量分配、以及调节车辆和两个轮子的重心位置等等。但这些想使车辆在高速行时保持稳定的努力都不是非常成功。此外，用线拉的桅杆控制器来使车辆具有帆船那样的机动性也存在着问题，其原因在于当桅杆摇晃时，拉线会变松，而且控制拉线长度的装置(通常使用卷轴或铰盘)容易使线缠结在一起，从而干扰桅杆控制系统的工作。
对于高速运转的这类玩具车辆来说，桅杆控制和方向控制是关键所在。这一点从在前公开的美国专利申请如US 4,886,478以及6,576,146可以看出。在美国专利US 4,886,478中描述的玩具车辆，其桅杆的运动为一根松的拉线所限，而其前轮方向控制装置则包括一对从安装于玩具车后端的伺服马达延伸到前轮的缆绳。而美国专利6,576,146则公开了另一种形式的玩具车辆，其桅杆控制器的拉线没有导向结构，并且从其控制前轮的伺服马达上延伸出一根连到前轮上的控制臂的拉线。上述的两种方向和桅杆控制系统都无法使由风力驱动的处于高速运转中的玩具车辆确实保持稳定状态。而且，上述两种相关文件都没有提供任何防止车辆倾倒的方法。
发明人现在想提出一种可控制的、而且高速运转时不至倾倒的由风力驱动的玩具车辆。这种玩具车辆的造价相对低廉，而且运转时的可靠程度很高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有技术中由风力驱动的陆地玩具车辆的所存在的不稳定性和易倾倒性问题。为达到上述目的，本实用新型包括多个新颖的部件，如驱动前轮的蜗轮结构；几种独特的桅杆控制装置，以及围绕着前轮转向组件四周的刹车盘。
理想的桅杆控制装置应该允许桅杆能快速而平稳的定位以使突来的外力不至于集中到车辆上。采用拉线来控制桅杆是较佳的方式，但是由于桅杆能自由摆动，它可能对车辆产生不必要的拉力并且容易缠结在一起，从而如上面所述的那样影响车辆行进的稳定性。为了改善风帆的桅杆控制效果，发明人提供了三种新颖的技术方案，这三种方式或者是使用带导向结构的拉线、或者是传动结构和小齿轮、或者是滑动的弹性带装置，后面将详细叙述。
简单地说，带导向结构的拉线系统通过控制拉线的主要部分，使其不至缠结在一起的方式，使陆地玩具车辆具有近似于帆船所具备的机动性。这种带导向结构的拉线系统使用了一种令拉线穿过的套管，该套管的直线部分与相互啮合的小齿轮机构结合在一起，通过小齿轮机构可以拉动拉线的尾端。第二种桅杆控制装置是一个固定在桅杆或控制杆上的主传动机构和小齿轮组件，其中，主传动机构可以直接固定在桅杆或控制杆上并与安装在伺服马达的转轴尾端或齿轮箱内的小齿轮啮合。通过这种结构，帆杆的位置被精确地控制。第三种技术方案使用滑动的弹性线/带，弹性线/带从控制杆的底部通过并与控制杆下端面上的轨道连接。弹性带的尾部带有一跨在轨道上的滑动部件。一个支架和直线状的齿条用于移动弹性带的相反一端，通过改变弹性带的工作长度，使帆杆回到中心位置的弹性回复力在风力作用下可以从的一端(此处桅杆的偏转具有较大阻力)变换到另一端(此处帆杆被允许向两侧移动)，通过控制风帆的位置即可得到所希望的结果。所有这三种方式将在后面结合附图予以进一步的详细说明。
前轮转向装置是本实用新型的另一新颖特点，它通过蜗轮和驱动机构获得自锁功能，前轮在蜗轮驱动机构的作用下转动，然而轮子的反作用力却不能使蜗轮机构反转，其原因即在于它不能改变力的传递方向。因此，轮子被精确保持在由控制器输入信号控制的伺服马达(例如廉价的直流马达)所设定的位置上，上述的导向装置是通过传动轴带动的蜗轮驱动机构获得上述效果。传动轴从车辆的前端向后延伸到伺服马达和动力装置上，伺服马达和动力装置被放置在车辆的尾部以使车辆获得更好的平衡性。这种系统的另一优点在于前轮可以左右转动90度或者说总共180度的转角。大多数现有玩具车辆的的前轮只能左右转动45度或者说总共90度的转角，而前轮180度的转角可以使玩具车辆实现急转弯并具有更好的机动性能。
本发明还有一个新颖的特点，那就是当车辆倾斜角度过大时，其具有的刹车盘可以发挥作用。当车辆倾斜过大时该刹车盘的外缘可与地面接触。当刹车盘的外缘与地面接触时，刹车盘和车辆具有几何形状，可以使前轮从地面抬起。由于车辆具有较小的摩擦系数，因此刹车盘作用在车辆上的横向力小于作用在前轮上的横向力，靠刹车盘滑行的车辆迅速向与风力相反的方向转动。这样一来就立即减小了作用在风帆上的风力，使车辆在完全倾倒之前迅速恢复正常位置。
本发明的技术方案为它包括有一主体，该主体的后端安装有两个分离的同轴后轮，主体的前端则安装有一单个的可控制转向的前轮，所述的前轮和后轮共同支承主体，以使主体可以在地面上滑行；一个安装在所述的主体上的方向控制装置，它可以使前轮左右各偏转约90度；一遥控装置，该遥控装置包括有接收遥控信号的接收器，该接收器安装在主体的后端，用于驱动所述的方向控制装置；一桅杆，该桅杆安装主体上，用于支承竖直的风帆组件，该组件又包括有一与桅杆和风帆连接的控制杆；所述的遥控装置还包括有至少一个马达以调节前轮的转向，以及根据遥控发射器发出的控制信号来调节控制杆的机构。
所述的方向控制装置包括有向后延伸的可转动的传动轴，其尾端有一蜗轮，该蜗轮与方向控制装置后端的小齿轮啮合，所述的传动轴尾端则和所述的遥控装置连接。
所述的调节控制杆的机构包括可伸长和收缩的弹性线/带。
所述的遥控装置包括驱动机构，其中至少有一个马达，所述的弹性线/带在控制杆的下端伸长和收缩。
所述的弹性线/带在其一端与控制杆滑动连接，而其另一端则和可水平移动的齿条固连，这样，弹性线/带的伸长或缩短可限制控制杆的偏转角度。
所述的控制杆调节机构具有一拉线，该拉线的一部分穿过导向管，所述的拉线一端与控制杆连接，另一端则与所述的遥控装置连接。
所述的导向管与主体连接。
所述的导向管具有近似圆形的截面。
所述的控制杆安装在桅杆上，且可以摆动，而桅杆则安装在主体上。
在桅杆和控制杆之间还具有限制转动角度的铰链，所述的铰链包括一个弓形槽，该弓形槽开在控制杆上，并环绕在所述的桅杆颈部，所述的铰链还包括一个与桅杆固连的限位柱，该限位柱穿过弓形槽，当所述的控制杆相对桅杆从一端转到另一端时，限位柱分别与弓形槽的两端接触。
调节所述的控制杆的调节机构包括与桅杆固连的第一齿轮，所述的第一齿轮与受遥控装置控制的第二齿轮相互啮合。
所述的第一齿轮与桅杆的底部连接。
所述的控制杆调节机构包括有一直流马达。
方向控制装置后端的小齿轮与一盘状的内齿轮啮合，该盘状的内齿轮与前轮固连。
主体上还连接有刹车盘，该刹车盘接近前轮位置，当车辆在行进中处于倾斜状态时，刹车盘的左或右外缘可与地面接触。
本发明的这些独特之处极大地增强了玩具车辆的趣味性和娱乐性。本发明使用的方法和结构材料制造方便并且经久耐用。从下面部分的
和具体实施方式
中，本发明的其它方面和优点将变得非常清楚。
附图1为本发明的整体结构示意图附图2A、2B、3以及4为风帆位置控制装置几种实施例的结构示意图附图4A为本发明的控制杆的运动位置示意图附图5为前轮导向装置的结构示意图附图6为车辆的刹车盘部分的结构示意图
具体实施例方式见附图1所示本发明的由风力驱动的玩具车辆总体呈三角状，它包括有一跨在三个轮子上的主体10，两个分开的后轮11以及一个可以控制转向的前轮12。主体10上设有用于固定风帆15的桅杆13以及一根控制杆17。主体10上还带有无线控制的接收器和伺服马达18，以控制风帆15的位置和前轮12的转向。本发明主体10的特点之一在于其具有一个鼻状端16，该鼻状端16可以起到刹车盘和前保险杠的作用。如下面所详细叙述的那样，当车辆在强风力作用下有倾倒的趋势时，刹车盘的外缘可以将前轮12抬起。
附图2A、2B、3、4，以及4A举出了几种风帆控制装置的实施例。请参阅附图2A所示，本实施例使用一个位于伺服马达18和桅杆13之间的主传动机构，以使桅杆13能根据遥控信号的指令动作。控制杆17与桅杆13套接在一起，其上开有与固定在桅杆13上的限位柱131配合的弓形滑槽171，可以在一定角度内转动。通过上述结构，当控制杆17动作时，就可使风帆15获得所需的方位。见附图2B所示，主传动机构也可以直接与可自由转动的控制杆17连接，控制杆17和传动机构之间没有相对运动。
现在见附图3所示的另外一个实施例，它包括有一传动装置，在该传动装置中，桅杆13与车辆主体10固定连接，但是与桅杆13连接的控制杆17可以相对桅杆转动，其转动角度受控制线缆所限。控制线缆的路径由位于其中后部的导向管引导，线缆的一端与控制杆17下端面上的横杆172相连，横杆172上设有多个可选择的连接位置。线缆的另一端与一做直线运动的驱动机构相连，所述的驱动机构由伺服马达带动。通过穿入导向管内的线缆的长度，该装置允许风帆15相对车辆主体10获得所需的位置。这样，在线缆长度范围内，风力可以带动风帆15在一定角度内转动。这种方式提供的拉线式控制杆可以消除线或线缆缠结在一起的可能性，相对于现有技术而言是一种显著的改善。
现在见附图4所示的又一种实施例，该实施例中描述的结构可以使风帆获得精确的位置。如附图3中所示的那样，该实施例使用一根固定的桅杆13以及一根可以转动的控制杆17，然而所不同的是，其控制杆17的下端面上设置了导轨173，以使控制部件的尾部可以在上面滑动，与前面所述实施例中带导向结构的拉线不同的是，其中心部件是一根弹性带，该弹性带的材料必须使其象发条一样，在纵向上具有较大刚性，但在水平方向上却可以弯折。控制杆17下端面上的轨道173与位于弹性带尾部的滑动部件配合，位于控制杆17下端的一系列导向柱或者滑动部件控制了弹性带的走向。当风帆15被风力吹动时，一个与弹性带连接的直线状齿条通过伸长或缩短弹性带可以强制性控制风帆的位置。附图4A所示为弹性带和风帆15可能达到的极限位置的示意图。该实施例相对与附图2A、2B和3所示的实施例所不同之处在于，它可以提供一个持续的使风帆15和控制杆17回到中心位置的回复力。当控制杆17位置处于车辆主体10的中心、而弹性带被完全拉伸时，其偏转力达到最大，弹性回复力允许风帆15在变化或不一致的风力作用下调整其自身位置。
附图5所示为前轮导向装置。如附图中所示，蜗杆21由一根向后延伸至伺服马达的传动轴23带动。蜗杆21又带动一与盘状的内齿轮27啮合的小齿轮25，盘状的内齿轮27与前轮12连接。对于机械技术领域的知识有所了解的人容易理解，该装置可以抵抗由前轮12传导给传动轴23的反力。通过传动轴23和伺服马达/接收器单元可有效锁定前轮12的位置。因此，车辆也就获得了精确和控制性很好的机动性。
现在见附图6所示，本发明的另一个独特之处在于其刹车盘16的动作。现有技术中具有风帆的车辆存在的问题之一即在于其在强风的作用下高速行使时容易出现倾倒的趋势。而当这种情况出现时，车辆的使用中断，使用者必须手工将其扶正并重新调整他/她所站的位置通过遥控信号来重新游戏过程。如附图6中所示，本发明的刹车盘16以一种特殊的方式来避免倾倒现象的出现。当车辆在强风作用下倾斜时，其导向外缘31在点33处与地面接触并抬起前轮12。这样，前轮12可以滑出风力的方向并转动整个车辆，因此，风帆就处于受风力较小的方向上。这样，车辆的位置被迅速调整，在倾倒之前又恢复正常的运动。附图6中同时还表示出了包括转动轴23和蜗杆21在内的导向装置的一些细节。
以上所述的实施例，仅为体现本发明原理的较佳实施例而已，并非用来限定本发明保护范围。凡依照本发明申请专利范围内所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，皆应落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种陆地航行玩具车辆，其特征在于它包括有一主体，该主体的后端安装有两个分离的同轴后轮，主体的前端则安装有一单个的可控制转向的前轮，所述的前轮和后轮共同支承主体，以使主体可以在地面上滑行；一个安装在所述的主体上的方向控制装置，它可以使前轮左右各偏转约90度；一遥控装置，该遥控装置包括有接收遥控信号的接收器，该接收器安装在主体的后端，用于驱动所述的方向控制装置；一桅杆，该桅杆安装主体上，用于支承竖直的风帆组件，该组件又包括有一与桅杆和风帆连接的控制杆；所述的遥控装置还包括有至少一个马达以调节前轮的转向，以及根据遥控发射器发出的控制信号来调节控制杆的机构。
2.根据权利要求1所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于所述的方向控制装置包括有向后延伸的可转动的传动轴，其尾端有一蜗轮，该蜗轮与方向控制装置后端的小齿轮啮合，所述的传动轴尾端则和所述的遥控装置连接。
3.根据权利要求1所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于所述的调节控制杆的机构包括可伸长和收缩的弹性线/带。
4.根据权利要求3所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于所述的遥控装置包括驱动机构，其中至少有一个马达，所述的弹性线/带在控制杆的下端伸长和收缩。
5.根据权利要求4所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于所述的弹性线/带在其一端与控制杆滑动连接，而其另一端则和可水平移动的齿条固连，这样，弹性线/带的伸长或缩短可限制控制杆的偏转角度。
6.根据权利要求2所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于所述的控制杆调节机构具有一拉线，该拉线的一部分穿过导向管，所述的拉线一端与控制杆连接，另一端则与所述的遥控装置连接。
7.根据权利要求6所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于所述的导向管与主体连接。
8.根据权利要求7所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于所述的导向管具有近似圆形的截面。
9.根据权利要求1所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于所述的控制杆安装在桅杆上，且可以摆动，而桅杆则安装在主体上。
10.根据权利要求9所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于在桅杆和控制杆之间还具有限制转动角度的铰链，所述的铰链包括一个弓形槽，该弓形槽开在控制杆上，并环绕在所述的桅杆颈部，所述的铰链还包括一个与桅杆固连的限位柱，该限位柱穿过弓形槽，当所述的控制杆相对桅杆从一端转到另一端时，限位柱分别与弓形槽的两端接触。
11.根据权利要求10所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于调节所述的控制杆的调节机构包括与桅杆固连的第一齿轮，所述的第一齿轮与受遥控装置控制的第二齿轮相互啮合。
12.根据权利要求11所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于所述的第一齿轮与桅杆的底部连接。
13.根据权利要求2所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于所述的控制杆调节机构包括有一直流马达。
14.根据权利要求2所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于方向控制装置后端的小齿轮与一盘状的内齿轮啮合，该盘状的内齿轮与前轮固连。
15.根据权利要求1所述的陆地航行玩具车辆，其特征在于主体上还连接有刹车盘，该刹车盘接近前轮位置，当车辆在行进中处于倾斜状态时，刹车盘的左或右外缘可与地面接触。
全文摘要
本发明公开了一种带有风帆的陆地玩具车辆。它包括有一主体、一个安装在主体上的前轮方向控制装置、一个用于带动方向控制装置的遥控装置、一根安装在主体上而用于支承风帆组件的桅杆以及一根与桅杆和风帆连接的控制杆。本发明可以根据遥控装置发出的指令来调整前轮转向以及风帆的位置，从而避免车辆在高速行进时出现倾倒的现象，具有较强的趣味性和娱乐性。
文档编号A63H29/00GK1743045SQ20041005126
公开日2006年3月8日 申请日期2004年8月31日 优先权日2004年8月31日
发明者约翰·J·西尼西 申请人:东莞常平卢屋益智玩具厂