可变形玩具车的制作方法

专利名称：可变形玩具车的制作方法
技术领域：
本发明涉及玩具车，具体地涉及具有非常规变形特性的玩具车。更具体 地，本发明涉及那些只有两个用于支撑和驱动的轮子的变形玩具车。

发明内容
简单的说，本发明是一种玩具车，包括中央壳体，该壳体具有相反布 置的第一侧和第二侧。第一轮子可旋转地安装于所述壳体的第一侧上，且第 二轮子可旋转地安装于所述壳体的第二侧上。所述第一轮子和所述第二轮子 中的每个具有中央轮毂。每个轮毂具有沿着共用的第 一旋转轴线布置的中 心。多个叶片连接到所述轮毂上并形成所述第一和第二轮子。每个叶片的远 离所述轮穀的末端形成所述第一和第二轮子中的一个的外周表面部。每个叶 片可被独立和分别地关于第二叶片轴线手动重新设置角度，所述第二叶片轴 线相对于所述第一轴线横向延伸。


述。为了阐述本发明，图中显示了目前优选的实施例，然而应理解，本发明 并不限于示出的精细布置和零部件。 图中
图1是根据本发明的优选实施例的玩具车的前透视图，显示的玩具车处 于第一形态；
图2是图1的玩具车的右透视图，玩具车的尾部置于收缩位置；图3是图1的玩具车的右透视图，玩具车的尾部置于延伸位置； 图4是图1的玩具车的前透视图，玩具车处于第三、浆轮形态； 图5是图4的玩具车的右透视图； 图6是图4的玩具车的顶前右透视图7是图1的玩具车的前透视图，玩具车的轮子处于第二轮子形态； 图8是图7的玩具车的右透视图； 图9是图1的玩具车的分解透视图10是图1的玩具车的透视图，图中为简化起见轮子被示为半球形而 不是单个的叶片，且外壳被除去以露出内部的驱动机构；
图11是图IO玩具车的大体沿玩具车的中心平面截取的剖面透视图； 图12是图1的玩具车的叶片的透视图13是图1玩具车的大体沿玩具车的中间平面截取的剖面平面图，此 玩具具有备选驱动机构，显示的玩具车具有转向向外的叶片；
图14是图13玩具车的大体沿玩具车的中间平面截取的剖面透视图； 图15是图1所示玩具车的无线遥控发射器105以及板上控制单元101 的示意图。
具体实施例方式
下文描述中使用的一些术语只为了便于表达，没有限定的意思。词语 "上"、"下"、"左"和"右"指相应图里面的方向。这些术语包括前文特别 提及的词语、相关派生词以及类似的引入语。
参照附图，其中在全部附图中类似的附图标记指示类似的元件，在图 1-15中示出了根据本发明的大体球形可变形玩具车的优选实施例，其总体以 附图标记10指示。此玩具车IO可以有电源，例如一个或多个电池13 (见图 10-11)，以给玩具车10的移动提供动力。此外，玩具车10优选在电子控制 壳体11中配备有控制电路或单板控制单元100 (图15),电子控制壳体11 具有盖子lla,玩具车10由用户使用与玩具车10间隔开的通常常规的遥控 器105来远程控制。
具体参照图1-8,此玩具车10包括由中央外壳12提供的底盘，和第一 和第二半球状轮子14和16。特别地，外壳12还有相反布置的第一和第二侧 12a和12b。第一轮子14可旋转地安装在壳体12的第一侧12a上，且第二
6轮子16可旋转地安装在壳体12的第二侧12b上。特别的，每个轮子14、 16 都有一个多边形的中央外壳或者中央轮毂20，而且优选由多个(在所示实施 例中为7个)安装在轮毂20的圓周边缘或侧边的独立叶片18形成。每个叶 片18远离轮毂20的末端形成第一轮14和第二轮16中的一个的外周表面部。 每个中央轮毂20具有中心，其基本沿着共同的第一旋转轴线20，布置，第 一旋转轴线20'是两个轮毂20的共同旋转轴线。优选地，每个轮子14、 16 包括多个相同的叶片18，每个叶片都安装于并延伸通过优选是七边形的轮毂 20的平坦外周壁或表面20a中的一个上。优选地，每个叶片18能够绕第二 叶片轴线18'旋转，并从第一轴线20'横向且大体径向延伸出去。
玩具车IO被配置成下文中详细描述的方式，以允许第一轮14和第二轮 16上的每个叶片18绕着叶片18的第二叶片轴线18'独立和分开地在第一 极限旋转位置和相反的第二极限旋转位置之间手动重新设置角度，在第一极 限旋转位置上，每个叶片18都弯曲形成第一球状的形式，优选是图1-3所 示的大体球形形态24;在第二极限旋转位置，即与第一位置方向旋转约180 度的位置上，叶片弯曲形成图6-8所示的第二个形态26，其中，每个轮子 14、 16都是大体半球形的形态，该形态具有杯状内部和由每个半球形轮子 14、 16的内部形成的大开口端，每个半^求形4仑子14、 16从外壳12和其它轮 子面向外部。在叶片18的第一旋转形态24下，第一轮子和第二轮子14、 16 大体为杯状，其开口端向内朝向;f皮此。在叶片18的第二个旋转形态26下， 第一轮子和第二轮子14、 16为大体杯状，其开口端向外彼此远离。叶片优 选沿着其长度和在长度上弯曲，从而第一和第二轮子14、 16在第一和第二 旋转位置24和26中形成半球。
车10还可以进一步配置成第三种形态，"桨轮"形态25,如图4和5 所示，其中叶片18被设置于介于第一和第二形态24、 26之间的位置上，而 且优选在介于第一形态和第二形态24、 26之间的中间位置上，亦即，沿着 围绕轮毂20的相同方向，该方向是将叶片18绕着第二个轴线18，在第一和 第二形态24、 26之间旋转，与第一和第二旋转位置24、 26均偏离90度的 方向。
现在参照图12,每个叶片18优选包括制动装置或柱销18a，其优选截 面为方形，它可用来手动地设置每个叶片，以将玩具车10置于第一、第二 和第三形态14、 15、 16中的任意一个形态下。具体地，柱销18a优选包括围绕该柱销18a的弹性衬套(未示出)。柱销18a和衬套被压入轮毂20的面 20a上的互补的孔(图中未画出)中，从而衬套用于把叶片18固定在特定的 所需形态，然而，由于它的弹性，叶片18在被用户操纵时也可以在孔里旋 转。通过此方法，柱销18a、衬套以及孔就有效地以类似制动装置的方式把 持叶片18固定在所需形态，然而在需要时又允许叶片18旋转到不同的形态。 由于柱销18a优选是正方形外形，就可以有四个叶片位置，即0。、 90°、 180。 和270。。这里0。定义的是朝内相对的如图1-3的球形形态24; 90。是提供图 4-5的第三"浆轮"形态25的第三个旋转位置；且270。是提供图6-8中第二、 向外杯状轮子形态的形态26的第二旋转位置。尽管优选如此，下列内容也 在本发明的主旨和范围内，柱销18a有不同的形状包括却不限于多于或少于 4个侧边的多边形截面，以使叶片能分别有多于或少于4个的不同的方位。
在上面介绍的设定下，当用户希望重新调整玩具车10，用户必须分别旋 转每个叶片18来达到特定的形态。需要注意的是，尽管只有三个形态24、 25、 26在这里被特别描述，通过简单地通过把不同的叶片18旋转到相互之 间有不同的角度，而不是把每个叶片都旋转到相同的位置上，还可以实现任 何数目的形态。尽管优选采用上面介绍的柱销18、衬套以及孔的配置，下列 情况也在本发明主旨和范围内，叶片18是可选择用不同的方式固定/旋转， 它包括却不限于镜像的十字形、或星形或多边形的孔和柱销设计，或者弹簧 偏压的带有多个接触制动面的制动机构。此外，尽管优选的是叶片18固定 在轮毂20中，同时在通过设置柔性柱销18a和孔而手动旋转叶片18,下面 方法也是本发明的一部分，柱销18a和孔均没有提供足够的柔顺性以允许叶 片18在连接在轮毂上后还可以旋转，且手动的角度重新设置包括允许手动 拔下柱销并以柱销和孔结构允许的任何角度将柱销再次插入孔中。
尽管优选地，柱销18a是叶片18的一部分，而且孔是在轮毂上，本发 明也包括相反的结构，其中柱塞大体从轮毂20径向向外伸出，而叶片18上 面设置有孔。
叶片18可以由任何合适的材料制成。如果需要，每个叶片18可以由泡 沫聚合材料模制成实心的支撑杆。这种泡沫聚合物的叶片不仅自身具有弹性 柔性，为外壳12提供相当的緩冲，而且可为车子IO提供足够的浮力，以使 其能够在水上行驶。
再次参考图1-8,在第一、第二、和第三种形态24、 26、 25的任何一种形态下，优选地，支撑了自由旋转的反作用轮30的关节状尾部28从外壳12 横向伸出，方向优选地与轮子14、 16成大体或近似切线的方向。尾部28具 有枢转连接到外壳12的至少第一末端27a，和相反布置的，靠近轮子30的 第二末端27b。尾部28由至少两个关节段构成，从而第一段29a旋转连接到 壳体12,并且至少第二段29b旋转连接到第一段29a。优选地，尾部28通 过轮子14、 16旋转的反作用造成的向心力在收缩位28a和延伸位28b之间 移动，且用于在轮子14、 16沿向前推进方向的旋转中抑制外壳12的旋转来 稳定车子10。尾部28优选是柔性的，使得尾部28在收缩位置28a至少部分 地大体绕在壳体12上；在延伸位置28b,尾部28从外壳12向外延伸，使得 至少第二末端与外壳12间隔开，超过轮子14、 16的圓周范围。此外，在收 缩位置28a，尾部28可置于第一和第二轮14、 16的开放端之间，即使叶片 18在第一位置24上。
参照图9-11，显示了用来驱动轮子14、 16的优选驱动机构。首先需要 注意的是，由于简化的缘故，图10-12中的轮子14、 16被显示成半球形， 而不是分开的叶片。驱动机构包括分别总体以40、 50指示的第一和第二驱 动链，他们分别由第一和第二马达42、 52驱动，布置在齿轮箱22中，该齿 轮箱被置于外壳12内。优选地，第一驱动链40驱动第一轮14,且第二驱动 链独立于第一驱动链40和第一轮14而驱动第二轮16。应注意，第一和第二 驱动链实质上相同，因此下文只具体描述第 一驱动链40。
第一马达42净皮激励以旋转第一输出轴42a和第一小齿轮44a。第一小齿 轮44a是第一减速齿轮系44的第一齿轮，第一减速齿轮系44将第一马达42 驱动连接至第一轮子14。第一减速齿轮系44，细节如图9-ll所示，包括许 多在这里没有单独描述的相互啮合的齿轮。第一减速齿轮系44最终使柱销 46旋转，该柱销与第一轮14驱动连接。柱销46优选地放置于轮毂20的管 筒20c上的互补键孔20b内，这个管筒向内延伸朝向玩具车IO的中心。用 此方法，柱销46和轮毂20通过键旋转连接，使第一马达42与第一轮14驱 动连接。用此方法，第一和第二轮14、 16可分别由独立的第一和第二马达 42、 53分开或独立地驱动，以便通过以相同的方向大体相同的速度激励第一 和第二马达42、 52就能够向前或向后驱动玩具车10,或者通过以不同的方 向或相同的方向但不同的速度激励第一和第二个马达42、 52而使小车转弯。
尽管优选的是上面描述的驱动机构配置，使用其它驱动机构配置，作为驱动小车10的第一和第二轮14， 16的备选驱动机构配置，也同样落在本发 明的主旨和范围内。例如，可以采用马达和具有通常惯用的分离齿轮 (throw-out gear)的驱动链。用此方法，当马达沿第一方向驱动时，两个轮 子一起沿一个方向旋转(例如使玩具车向前运动)，当马达向第二个方向驱 动时使得玩具车一侧的轮子沿一个方向旋转，同时通过分离齿轮的操作，使 得玩具车另一侧的轮子或者向相反方向旋转，或者不动，从而使得玩具车能 够转弯。
图13和14显示了备选的驱动机构。备选的驱动机构大部分与上面描述 的驱动机构相类似，除了第一和第二减速齿轮系44， 、 54，配置方式略有不 同，且在玩具车10中的位置不同。第一和第二驱动链44，、 54，的功能与前 面描述基本相似，其中第一和第二驱动链44'、 54'将第一和第二马达42、 52分别驱动连接到第一和第二轮14、 16。因此，这里不再详述第一和第二 驱动《连44、 54。
如图15所示，上述实施例的玩具车IO优选配置为通过无线遥控发射器 105来可操作地控制。玩具车IO优选通过无线遥控发射器105发出的无线电 (无线)信号来可操作地控制。然而，其它类型的控制器也可使用，包括其 它类型的无线控制器(例如红外、超声和/或语音启动的控制器)和甚至有线 控制器等。优选地，板上(on-board)控制单元100与第一和第二马达42、 52的可搡作地连接，且^f皮配置成可接收和处理由遥控源105发出的控制信 号，遥控源离玩具车10有一定空间距离并远程控制第一和第二马达42、 52 的操作。
玩具车IO设置有控制单元100，此控制单元IOO安装在常规电路板101 上。控制单元100包括控制器102，优选具有无线信号接收器102b和微处理 器102a以及任何必要的相关元件，如存储器。马达42和52是可反转的， 并由微处理器102a通过马达控制子电路42'和52，控制，该子电路在微处 理器102a的控制下，选择性地将马达42、 52与电源106相连接(例如一个 或多个一次性或充电电池13 )。
在操作中，无线遥控发射器105向玩具车IO发出信号，信号由无线信 号接收器102b接收。无线信号接收器102b通过微处理器102b与驱动马达 42、 52通信并可操作地连接，以控制玩具车10的速度和机动性。推进驱动 马达42、 52的运转通过分开并独立的控制每个马达42、 52而用于推进和操纵玩具车10。驱动马达42、 52和控制单元100部件都是本领域已知的常规 装置，关于他们结构和操作的详细说明对于本发明的全盘理解不是必需的。 然而，典型的驱动马达可包括无刷电机，优选是可提供每伏特最少1360转 每分钟。
在使用中，玩具车10通过第一和/或第二轮子14、 16的任一旋转方向上 的旋转而行驶在表面上。可通过绕着第二轴线18，在第一位置24和第三位 置26之间手工旋转或者重新定位第一和第二轮14、 16上的叶片18而对玩 具车IO进行变形，在第一位置24玩具车IO基本为球形形状，在第三位置 26整个中央壳体12被打开。此外，在第一和第二轮14、 16沿向前或相反方 向的驱动使外壳12旋转时，尾部28能分别地置于延伸位置28b或在收缩位 置28a部分地巻绕在中央壳体12上。玩具车IO的叶片18也可以设置在中 间位置25上(图4)，使得第一和第二轮14、 16像浆轮一样，或在第一和第 二位24、 26之间的任何其它旋转位置上。尽管，两个轮子14、 16上所有的 叶片18优先采用一致的角度方位时的轮子14、 16的三个形态24、 25、 26 是优选的，应理解各个轮子14、 16的各个叶片18实际上可用手工置于叶片 18/轮毂20的连接允许的任何角度位置，从而允许每个轮子14、 16上的叶 片18的角度方位混杂，也允许轮子与轮子间以及在每个轮子上的叶片18的 角度方位混杂，从而允许有更多新奇的轮子设计。例如，叶片18中的四个 可被置于O度或180度的方位，而剩余的叶片18可被交替放于这四个叶片 之间并置于90度。当然，每个轮子14、 16上装偶数个叶片18的结构将允 许在给定的轮子上的叶片18的角度方位对称变动。
如果配备有浮力的叶片18和尾部28，且底盘/壳体12另外密封，还可 以^使玩具车10行驶在水面上。此外尽管在玩具车10处于中间位置25时优 选在水上行驶，玩具车IO在叶片18在任何位置时在干燥地面上行驶也是可 以的。此外，可以预期玩具车IO可在叶片18处于任何位置时在水上行驶， 这些位置包括但不限于第一或第二位置24、 26，尽管不如第三位置25有效。
尽管远程控制玩具车是优选的，应该注意玩具车可由工厂预编程以执行 预先规定的运动或一系列运动，或设置成由用户选4奪性地编程以形成这些预 定义运动。可选地或另外地，玩具车还可装备传感元件，例如按键，近程传 感器等，，如果或者当接触或感知到障碍物时，这些传感元件将控制玩具车 自动转向或掉头离开那些它正行驶的任何方向。
ii本领域技术人员应理解，在不偏离本发明的广阔发明概念的情况下，上 述实施例是可以改变的。因此应该理解，本发明不限于这里^^开的特定实施 例，而是倾向于覆盖附属权利要求所限定的本发明的实质和范围。
权利要求
1. 一种玩具车(10)，包括中央壳体(12)，该壳体具有相反布置的第一和第二侧(12a、12b)；第一轮子(14)，可旋转地安装于所述壳体的第一侧上；和第二轮子(16)，可旋转地安装于所述壳体的第二侧上，所述第一轮子和所述第二轮子中的每个具有中央轮毂(20)，每个轮毂具有沿着共用的第一旋转轴线(20’)布置的中心，所述第一轮子和所述第二轮子中的每个还具有多个叶片(18)，其连接到所述轮毂上并形成所述第一和第二轮子，且每个叶片的远离所述轮毂的末端形成所述第一和第二轮子中的一个的外周表面部，其特征在于每个叶片可被独立和分别地关于第二叶片轴线(18’)手动重新设置角度，所述第二叶片轴线相对于所述第一轴线横向延伸。
2. 如权利要求1所述的玩具车，其中所述叶片弯曲，使得在所述叶片 的第一旋转位置(24),所述第一和第二轮子呈大体杯状，开口端向内朝向 彼此，且在所述叶片的第二旋转位置(26)，所述第一和第二轮子呈大体杯 状，开口端向外4皮此远离。
3. 如权利要求2所述的玩具车，其中所述第一和第二轮子在所述第一 和第二旋转位置呈大体半球形。
4. 如权利要求2所述的玩具车，其中所述叶片可选择性地旋转到介于 第一旋转位置和第二旋转位置之间的至少一个中间旋转位置(25 )。
5. 如权利要求4所述的可变形玩具车，其中在中间形态，所述轮子的 转变为浆轮，其中所述叶片从所述第 一旋转位置和所述第二旋转位置中的每 个均旋转约90度。
6. 如权利要求1所述的玩具车，还包括至少第一马达(42)，该第一马 达可操作地连接到至少所述第 一轮子，以驱动至少所述第 一轮子。
7. 如权利要求6所述的玩具车，还包括至少第二马达(52),该第二马 达可操作地连接到至少所述第二轮子，以独立于所述第 一轮子驱动至少所述 第二4仑子。
8. 如权利要求1所述的玩具车，其中每个叶片通过可旋转的制动连接 装置(18a)而连接到所述轮毂上，从而使每个叶片可选择性地手动设置于 围绕第二轴线的多个离散的角度位置中的任何一个。
9. 如权利要求1所述的玩具车，还包括控制单元(100),其与所述第 一和第二马达可操作地连接，并被配置成接收和处理从与所述玩具车间隔开 的远程源(105)传送的控制信号，以遥控所述第一和第二马达的操作。
10. 如权利要求1所述的玩具车，还包括与所述壳体可移动地接合的尾 部(28)，所述尾部具有至少第一端(27a)和相反布置的自由第二端(27b), 所述尾部可在收缩位(28a)和延伸位(28b)之间移动。
11. 如权利要求10所述的玩具车，其中所述尾部的第一端可旋转地连 接到所述壳体。
12. 如权利要求11所述的玩具车，其中所述尾部是柔性的，使得所述 尾部在所述收缩位时大体至少部分地巻绕在所述壳体上，且在所述延伸位时 从所述壳体向外延伸，使得至少所述第二端与所述壳体间隔开。
13. 如权利要求12所述的玩具车，其中所述尾部由至少两个铰接段形 成，使得第一段(29a)可旋转地连接到所述壳体，且至少第二段(2%)可 旋转地连接到所述第 一段。
14. 如权利要求13所述的玩具车，其中当所述叶片被置于第一位置时， 在所述收缩位的所述尾部被置于所述第一轮子和第二轮子的开口端之间。
15.如权利要求IO所述的玩具车，其中所述尾部可浮在水上。
16.如权利要求10所述的玩具车，其中所述尾部包括靠近第二末端的 至少一个尾轮(30)，其至少在所述尾部的所述延伸位置接触表面。
全文摘要
一种玩具车，包括中央壳体，该壳体具有相反布置的第一侧和第二侧。第一轮子可旋转地安装于所述壳体的第一侧上，且第二轮子可旋转地安装于所述壳体的第二侧上。所述第一轮子和所述第二轮子中的每个具有中央轮毂。每个轮毂具有沿着共用的第一旋转轴线布置的中心。多个叶片连接到所述轮毂上并形成所述第一和第二轮子。每个叶片的远离所述轮毂的末端形成所述第一和第二轮子中的一个的外周表面部。每个叶片可被独立和分别地关于第二叶片轴线手动重新设置角度，所述第二叶片轴线相对于所述第一轴线横向延伸。
文档编号A63H17/00GK101437588SQ200780016218
公开日2009年5月20日 申请日期2007年5月4日 优先权日2006年5月4日
发明者威廉·威利特 申请人:美泰有限公司