一种推进装置及其使用方法

一种推进装置及其使用方法
【专利摘要】本发明提供一种推进装置，包括：具有旋转轴的旋转的驱动构件；可逆马达，其连接到所述旋转的驱动构件并在第一方向和第二方向旋转所述驱动构件；安装装置，所述安装装置构造为将所述旋转的驱动构件关于安装轴枢转地安装至玩具；至少一个枢转止动机构；所述装置构造为使得可逆马达在第一方向旋转驱动构件的操作导致驱动构件关于安装轴枢转至由至少一个枢转止动机构所限定的第一位置，并提供第一推进方向的推力；可逆马达在第二方向旋转驱动构件的操作导致驱动构件关于安装轴枢转至由至少一个枢转止动机构所限定的第二位置，并提供第二推进方向的推进力。本发明仅通过对单个可逆马达的控制而提供一种简单的改变玩具的推进方向的方式。
【专利说明】一种推进装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种推进装置及其使用方法。本发明特别但不限于应用于由流体推动的玩具的控制，包括诸如飞机和飞船式飞行器的飞行玩具。本发明的各方面涉及包含此种装置的玩具。
【背景技术】
[0002]随着设计和制造工艺的改进，比之前功能更为完善的玩具被制造出来并以更低的价格出售，遥控玩具已经日益普及。此类玩具的例子包括:飞机、飞船式飞行玩具(可能是平衡浮力)、轮式车辆和包括诸如船、气垫船和潜艇之类的船舶的水上玩具。设计与制造的改进已经通过以更简单的机构来取代传统的控制机构而实现，所述传统的控制机构例如包括多个马达和/或昂贵的伺服电机。一个典型的目的是采用尽可能少的元件来为玩具提供在两个维度上的运动控制，以降低该装置的成本和重量。
[0003]各种用于简化玩具飞行器的方向控制的方法已经被提出。US7121505描述了一种声称适用于玩具飞机和扑翼式飞机(拍动翅膀的飞行器)的使用单个可逆电机产生推进力的方法。在一个实例中，该推进力由反距螺旋桨产生，以便不论其旋转方向，提供一个向前的推进力。螺旋桨马达产生的扭矩反作用力为飞行器提供方向控制。在另一个实例中，适用于扑翼式飞机，马达产生的扭矩反作用力改变翅膀拍打机构的固有不对称的方向。
[0004]US7331838描述了一种玩具飞行器，所述玩具飞行器配置有马达扭矩和机尾修剪以提供大的转向半径和在高油门下的上升，但是当油门回落到一个低油门的位置时，使玩具飞行器能够基本上平直的飞行。
[0005]W02011/057048描述了另一种适用于平衡浮力飞行玩具的控制机构。该机构在先前提出的推进和控制机构之上作了改进，由一个可移动的配重元件结合往复运动的推进表面调整玩具的斜度。W02011/057048中的装置，有利于模拟如鲨鱼或鱼等游泳动物的运动的玩具的生产。
[0006]虽然上述参考文献中所公开的实施方式在玩具控制领域中提供了一些改进，但是每个方案都有其不足之处和缺点。例如，US7121505的结构只适合于铰接式螺旋桨使用。这种螺旋桨相比于固定抢度(permanent twist)螺旋桨不耐用、更重,并且更昂贵。US7331838描述了一种成本相对较低的简单的控制机构，但它有严格的受限控制。W02011/057048的机构相对复杂，并且不能普遍适用于大范围的玩具或车辆类型。
[0007]因此，本发明的一个目的是要提供一种用于玩具的控制的装置和方法，其消除或减轻了先前提出的装置和方法的缺点。
[0008]本发明的目标和目的之一是提供一种推进装置及其使用方法，其适用于大范围的玩具和车辆类型，包括飞机、飞船式飞行器、水面和水下船舶和轮式车辆。
[0009]本发明进一步的目标和目的是提供一种简单的和/或低成本的玩具或车辆的运动的控制机构。
[0010]本发明的其他目标和目的将会经由阅读以下描述而变得明显。
【发明内容】

[0011]根据本发明的第一方面，本发明提供一种玩具的推进装置，所述推进装置包括:
[0012]具有旋转轴的旋转的驱动构件；
[0013]可逆马达，其连接到所述旋转的驱动构件并在第一方向和第二方向旋转所述驱动构件；
[0014]安装装置，所述安装装置构造为将所述旋转的驱动构件关于安装轴枢转地安装至玩具；
[0015]至少一个枢转止动机构；
[0016]其中，所述装置构造为使得所述可逆马达在第一方向旋转所述驱动构件的操作导致所述驱动构件关于所述安装轴枢转至由所述至少一个枢转止动机构所限定的第一位置，并提供第一推进方向的推力；
[0017]其中，所述可逆马达在第二方向旋转所述驱动构件的操作导致所述驱动构件关于所述安装轴枢转至由所述至少一个枢转止动机构所限定的第二位置，并提供第二推进方向的推进力。
[0018]因此本发明仅通过对单个可逆马达的控制而提供一种简单的改变玩具的推进方向的方式。
[0019]优选地，所述旋转的驱动构件为螺旋桨，所述螺旋桨为刚性的螺旋桨和/或具有固定桨距。可选地，所述旋转的驱动构件可以是轮子。
[0020]所述可逆马达和旋转的驱动构件构成驱动组件，所述驱动组件构造为可枢转地安装于玩具上。
[0021]所述安装轴优选地偏斜于(例如不平行)所述旋转轴，并大体垂直于所述旋转轴。所述旋转轴大体是水平的，和/或所述安装轴大体是垂直的。
[0022]所述枢转止动机构可以包括连接至所述旋转的驱动构件的枢转元件和处于相对于玩具的固定位置的一个或多个止动构件。
[0023]根据本发明的第二方面，本发明提供一种玩具，包括本发明的第一方面所述的推进装置。优选地，所述玩具是遥控玩具并包括用于无线接收控制信号的接收器。
[0024]所述玩具选自由下列构成的组:飞机、飞船式飞行器、水上玩具或轮式玩具。所述推进装置构造为能够使所述旋转的驱动构件枢转过约180度。
[0025]所述第一推进方向和所述第二推进方向，优选地，都在相同的主方向内。例如，所述第一推进方向和所述第二推进方向分别处于对方的180度范围内，优选地，两者分别处于对方的90度范围内。更优选地，所述第一推进方向和所述第二推进方向分别处于对方的45度范围内。
[0026]所述第一推进方向和所述第二推进方向优选是不平行的(例如互相倾斜于对方)。因此在玩具的使用中，可以交替选择第一推进方向和第二推进方向以使玩具产生蛇形的或曲折的运动。通过改变所述驱动构件被驱动在第一方向和第二方向内旋转的相对周期，可以选择运动的主方向。在本发明的一些实施例中，用于所述推进装置的控制系统构造为能够使用户手动选择所述驱动构件被驱动在第一方向和第二方向内旋转的周期，并因此能够手动的控制蛇形的或曲折的运动。在替代实施例中，用于所述推进装置的控制系统构造为能够使用户选择玩具运动的主方向，同时由控制系统自动选择所述驱动构件被驱动在第一方向和第二方向内旋转的周期。
[0027]所述第一推进方向和第二推进方向中的一者或两者可以包括弧形的或弯曲的玩具的推进方向。因此当在所述第一位置和第二位置中的一者或两者时，推进装置能够提供给玩具转弯半径。转弯半径或弧形的或弯曲的推进方向由推进装置的设计参数和/或玩具的修剪和马达转矩的选择来决定。
[0028]优选地，所述转弯半径取决于可逆马达的运行功率。推进装置可以构造为在各种不同的运行功率水平下驱动可逆马达，并因此能够在所述第一位置和第二位置中的一者或两者时提供各种不同的转弯半径。优选地，所述可逆马达的运行功率水平大体上是连续可变的(在下限和上限之间)。推进装置的控制系统可以构造为能够使用户手动选择可逆马达的运行功率，或者可选地，控制系统可以构造为能够使用户选择玩具运动的主方向，同时控制系统自动选择运彳了功率。
[0029]所述玩具可以包括次级运动机构，其构造为由驱动构件的枢转所致动，所述次级运动机构可以影响推进方向。所述次级运动机构致动所述玩具的次级方向控制元件，所述次级方向控制元件举例为方向舵或尾部。可选地或另外，所述次级运动机构为所述玩具提供激励。
[0030]本发明的第二方面的实施例可以包括本发明的第一方面或其实施例的一个或多个特征，反之亦然。
[0031]根据本发明的第三方面，提供一种玩具飞机，所述玩具飞机包括:
[0032]机身，支撑着至少一个机翼；
[0033]推进装置，相对枢转地安装于所述机身上，所述推进装置包括具有旋转轴的螺旋桨和连接至所述螺旋桨并使所述螺旋桨在第一方向和第二方向内旋转的可逆马达；
[0034]其中所述可逆马达在第一方向内旋转所述螺旋桨的操作导致所述推进装置相对于所述机身枢转至第一位置并提供第一推进方向的推力；
[0035]并且所述可逆马达在第二方向内旋转所述螺旋桨的操作导致所述螺旋桨相对于所述机身枢转至第二位置并提供第二推进方向的推力。
[0036]本发明的第三方面的实施例可以包括本发明的第一或第二方面或其实施例的一个或多个特征，反之亦然。
[0037]根据本发明的第四方面，提供一种飞行玩具，所述飞行玩具包括:
[0038]本体，为所述飞行玩具提供浮力；
[0039]推进装置，相对枢转地安装于所述本体上，所述推进装置包括具有旋转轴的螺旋桨和连接至所述螺旋桨并使所述螺旋桨在第一方向和第二方向内旋转的可逆马达；
[0040]其中所述可逆马达在第一方向内旋转所述螺旋桨的操作导致所述推进装置相对于所述本体枢转至第一位置并提供第一推进方向的推力；
[0041]并且所述可逆马达在第二方向内旋转所述螺旋桨的操作导致所述螺旋桨相对于本体枢转至第二位置并提供第二推进方向的推力。
[0042]所述飞行玩具可以构造为飞船式飞行器。可选地，所述飞行玩具可以构造为一种动物，所述动物可以为诸如鲨鱼、鱼或鲸鱼的游泳动物或诸如昆虫或鸟类的飞行动物。
[0043]本发明能够以相当少的零部件、简单的控制方式和轻的重量，赋予所使用的飞行玩具类似于游泳动物或飞行动物运动的真实的蛇形或曲折运动。
[0044]本发明的第四方面的实施例可以包括本发明的第一至第三方面或其实施例的一个或多个特征，反之亦然。
[0045]根据本发明的第五方面，提供一种控制玩具运动的方法，所述方法包括:
[0046]提供可枢转地安装在玩具上的推进装置，所述推进装置包括具有旋转轴的旋转的驱动构件和连接至所述旋转的驱动构件并使所述驱动构件在第一方向和第二方向内旋转的可逆马达；
[0047]操作处于第一位置的所述可逆马达在第一方向内旋转所述旋转的驱动构件以提供第一推进方向的推力；
[0048]操作所述可逆马达在第二方向内旋转所述旋转的驱动构件，以使所述旋转的驱动构件相对于所述玩具枢转至第二位置，并提供第二推进方向的推力。
[0049]所述方法可以包括操作可逆马达在第一方向上旋转所述旋转的驱动部件，以使所述旋转的驱动构件相对于所述玩具枢转至所述第一位置，并提供第一推进方向的推力。
[0050]所述方法可以包括交替地操作所述可逆马达在第一方向和第二方向旋转所述旋转的驱动构件，以使所述旋转的驱动构件相对于所述玩具在第一位置和第二位置之间枢转，并交替地提供第一推进方向和第二推进方向的推力。
[0051]本发明的第五方面的实施例可以包括本发明的第一至第四方面或其实施例的一个或多个特征，反之亦然。
[0052]根据本发明的第六方面，提供一种用于车辆的推进装置，所述推进装置包括:
[0053]具有旋转轴的旋转的驱动构件；
[0054]可逆马达，其连接到所述旋转的驱动构件并在第一方向和第二方向旋转所述驱动构件；
[0055]安装装置，所述安装装置构造为枢转地关于安装轴将所述旋转驱动构件安装至玩
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[0056]至少一个枢转止动机构；
[0057]其中，所述装置构造为使得所述可逆马达在第一方向旋转所述驱动构件的操作导致所述驱动构件关于所述安装轴枢转至由所述至少一个枢转止动机构所限定的第一位置，并提供第一推进方向的推力；
[0058]其中，所述可逆马达在第二方向旋转所述驱动构件的操作导致所述驱动构件关于所述安装轴枢转至由所述至少一个枢转止动机构所限定的第二位置，并提供第二推进方向的推进力。
[0059]本发明的第六方面的实施例可以包括本发明的第一至第五方面或其实施例的一个或多个特征，反之亦然。
[0060]根据本发明的第七方面，提供一种控制车辆运动的方法，所述方法包括:
[0061]提供可枢转地安装在车辆上的推进装置，所述推进装置包括具有旋转轴的旋转的驱动构件和连接至所述旋转的驱动构件并使所述驱动构件在第一方向和第二方向内旋转的可逆马达；
[0062]操作处于第一位置的所述可逆马达在第一方向内旋转所述旋转的驱动构件以提供第一推进方向的推力；[0063]操作所述可逆马达在第二方向内旋转所述旋转的驱动构件，以使所述旋转的驱动构件相对于所述车辆枢转至第二位置，并提供第二推进方向的推力。
[0064]所述方法可以包括操作所述可逆马达在第一方向上旋转所述旋转的驱动构件，以使旋转的驱动构件相对于所述玩具枢转至所述第一位置，并提供第一推进方向的推力。
[0065]所述方法可以包括交替地操作所述可逆马达在第一方向和第二方向旋转所述旋转的驱动构件，以使所述旋转的驱动构件相对于车辆在第一位置和第二位置之间枢转，并交替地提供第一和第二推进方向的推力。
[0066]本发明的第七方面的实施例可以包括本发明的第一至第六方面或其实施例的一个或多个特征，反之亦然。
【专利附图】

【附图说明】
[0067]现在将参照以下图示，仅通过举例的方式来描述本发明的各种实施例，这些图分别为:
[0068]图1为根据本发明的第一实施例的推进装置的立体图；
[0069]图2A和图2B分别为图1中推进装置在第一位置和第二位置的俯视图；
[0070]图3为包括图1中的推进装置的玩具飞机的立体图；
[0071]图4A和图4B为根据本发明实施例的推进装置在第一个飞机中使用的示意图；
[0072]图5A和图5B为根据本发明实施例的推进装置在第二个飞机中使用的示意图；
[0073]图6A和图6B为根据本发明实施例的推进装置在第三个飞机中使用的示意图；
[0074]图7A和图7B为根据本发明实施例的推进装置在第四个飞机中使用的示意图；
[0075]图8为本发明的替代实施例中的推进装置的立体图；
[0076]图9为图8中的推进装置安装于飞船式飞行器上的立体图；
[0077]图1OA至图1OC为图8中的推进装置应用于飞船式飞行器的使用示意图；
[0078]图1lA至图1lB为本发明的推进装置应用于水上交通工具的示意图；
[0079]图12A为包括根据本发明的替代实施例的推进装置的轮式车辆的侧视图；
[0080]图12B为图12A的车辆中的推进装置的放大图；
[0081]图13A和图13B为图12A和图12B中推进装置和轮式车辆的使用示意图。
【具体实施方式】
[0082]首先参照图1、图2A和图2B，图中示出了根据本发明的第一个实施例的推进装置，该推进装置一般描述为10。推进装置10包括通过螺旋桨轴16连接到驱动组件14的螺旋桨12。在本实施例中，推进装置10构造为应用于玩具飞机上，因此，螺旋桨12被选择为飞机提供推力。本实施例的螺旋桨12被形成为具有固定桨叶抢度(permanent blade twist)的刚性的单个单元来产生推力。
[0083]所述驱动组件14包括可逆电机18，该可逆电机通过连接到接收器(图中未示出)的控制电缆被遥控。所述电机是可逆的，因此能够根据到达电机的电流信号的极性，使螺旋桨沿顺时针方向或逆时针方向转动。所述电机驱动齿轮机构20,该齿轮机构包括根据电机18的运行参数选择的能够为螺旋桨提供合适的扭矩比和转速的齿轮齿轨(gear cog)24和小齿轮齿轨(pinion cog) 26。[0084]螺旋桨12和驱动组件14通过安装轴27安装到支撑构件17上，安装轴27可枢转地安装在支撑构件17上。所述螺旋桨和驱动组件旋转地键合于安装轴27上，以便于所述支撑构件上的轴的枢转引起螺旋桨12和驱动组件14相对于支撑构件17的枢转。该装置还包括止动组件30，它的作用是限制螺旋桨12和驱动组件14关于支撑构件17的枢转。止动组件30包括一对侧向延伸的支持止动杆32的梁31。止动杆32设置为紧邻于止动面34，所述止动面34布置在支撑构件17的相对的两侧。
[0085]在这个例子中，当电机18和螺旋桨12被驱动在第一旋转方向(例如顺时针方向)旋转时，推进装置产生方向A上的前进推力，所述方向A为螺旋桨的面36所面对的方向(即远离螺旋桨轴的一侧)。在图2A所示的位置中，这对于推进装置是前进的推力。此推力引起的推力反作用力作用于推进装置10，使推进装置在安装轴上相对于支撑构件17沿着图中箭头C所示的方向枢转。推进装置枢转至由止动组件(特别是杆32)和止动面34的抵接所限定的预先确定的停止位置。在此位置，推进装置的合成推力在第一推进方向内。枢轴和推进装置的位置由推力反作用力和止动机构30来维持。
[0086]在第二操作模式中，电机和螺旋桨被驱动在第二旋转方向内(例如逆时针方向)旋转。这将导致螺旋桨在相反的方向上产生推力，这种情况下所述推力在方向B上，远离螺旋桨的面38 (B卩，在螺旋桨轴的一侧)。推力方向改变的初步影响是产生反向的推力反作用力从而引起螺旋桨12和驱动组件14枢转，直到止动组件30抵接于支撑构件17的相对侧上的止动面34。此位置示于图2B中。在这个位置上，推进装置的合成推力和推进方向在第二推进方向内。
[0087]从上面的描述将可以清楚的看出，推进装置在相同的主方向上产生整体的推力，而与电机的旋转方向无关。这是通过推进装置的元件的枢转(尤其是产生推力的螺旋桨)以使推力的方向反向来实现的。
[0088]图3为包含图1和图2中的推进装置10的玩具飞机装置的立体图。所述玩具飞机一般表不为100,包括机身102、安装在机身上的固定翼104和以106表不的尾部和方向舵组件。推进装置10安装至机身102的前部。在本实施例中，推进装置的支撑构件形成机身本身的一部分，但是可以理解的是，在替代实施例中所述支撑构件可以是连接至或耦合至机身(或与机身一体成型)的单独的组件。所述玩具飞机装置还包括供应电源和遥控接收单元(未示出)。
[0089]图4A和4B示出推进装置10如何可用于为飞机100提供偏航控制。图4A和4B示出了上述的飞机100。图4A中，推进装置10被驱动在第一方向内旋转并由螺旋桨的面36产生推力。在该位置，电机转矩和尾部修剪构造为为飞机提供轻微的向左的转弯半径，如图中箭头E所示。因此，在这种操作模式下电动机的旋转驱使飞机在前进方向内左转弯。
[0090]当电机的方向反向，由螺旋桨产生的推力方向也反向。这会导致推进装置旋转到如图4B所示(上文中有更详细的描述)的第二位置。在该位置，推进装置大体上在前进方向内推动飞机，但电机转矩和尾部修剪构造为为飞机赋予轻微的向右的转弯半径，如图中箭头F所示。
[0091 ] 因此，本实施例的推进装置能够简单地通过电机的旋转方向的反向来产生各种不同的飞行路线。电机旋转方向的交替改变可使飞机遵循蛇形的或曲折的飞行路线。通过改变电机在第一方向和第二方向的运行周期，可以为飞机提供方向控制。通过提供电机方向的交替周期，可以借助于简单的控制机构来实现主要为直线的飞行路线。电机功率的改变能够产生各种不同的转弯半径，随着电机功率的增加，转弯半径减小。因此，在操作过程中，通过调整电机的功率来提供较紧急的或较缓和的转弯半径以实现方向控制。
[0092]虽然图4A和4B的实施例中是在偏航控制的背景下描述的，但应当理解，本发明的原理同样适用于为玩具飞机提供升降控制。参照图5A和5B描述的实施例，图中示出了一般表示为101的玩具飞机装置，所述玩具飞机装置的机身前部安装有推进装置10。从上述图1和图2的描述可以理解该推进装置10。在本实施例中，推进装置安装为绕机身上的基本水平安装的轴枢转，而与前述实施例的绕垂直轴枢转形成对照。分别如图5A和图5B所示，操作推进装置在第一位置和第二位置之间枢转。在图5A中，电机转矩、升降机和尾部修剪构造为提供飞机轻微向下的倾斜，如图中箭头G所示。因此，在这种操作模式下，电机的旋转驱使飞机在前进方向内下俯。在图5B中，螺旋桨的旋转方向和定位取向同时被反向，这样产生的推力是在相同的主前进方向内。然而，电机转矩、升降机和尾部修剪构造为提供飞机轻微向上的倾斜，如图中箭头H所示。因此，在这种操作模式下，电动机的旋转驱使飞机在前进方向内上升。
[0093]推进装置的其他实施方式也包含在本发明的范围内，图6和图7示出了替代的构造。图6A和6B示出了一般表示为103的具有推进装置的玩具飞机装置，从参考上述图1和图2的描述中可以理解该推进装置的操作。在本实施例中，推进装置安装为关于枢轴点113枢转，并具有类似图3所示的实施例的基本垂直安装在飞机103上的轴。然而，与先前描述的实施例相反，推进装置可枢转地安装在远离飞机的纵向中轴线的位置113处。在图6A中所示的位置时，推进装置大致位于飞机上的中央位置，电机转矩、升降机和尾部修剪构造为为飞机提供基本直的飞行路线，如图中箭头I所示。
[0094]在图6B中，螺旋桨的旋转方向和定位取向同时被反向，这样产生的推力是在相同的主前进方向内。然而，由于枢轴安装于中轴线的一侧，如图6B所示的推进装置的第二位置相当大地偏离于中心轴线。在该位置，电机转矩和尾部修剪构造为为飞机提供极端的偏航而导致旋转的飞行路线，如图中箭头J所示。
[0095]如图7A和7B示出具有推进装置的一般表示为105玩具飞机装置，从上述图1和2中的描述可以理解该推进装置的操作。在本实施例中，推进装置安装为关于枢轴点115枢转，枢轴点115处具有类似图5A和5B所示实施例的大致水平安装在飞机103上的轴。然而，与先前描述的实施例相反，推进装置可枢转地安装在远离飞机纵向中轴线处。在图7A中所示的位置时，推进装置大致位于飞机上的中央位置，电机转矩、升降机和尾部修剪构造为为飞机提供大致是直的飞行路线，如图中箭头K所示。在图7B中，由于枢轴安装于相对于中心轴线较低的位置，推进装置的第二位置相当大地偏离于中轴线。在该位置，电机转矩、升降机和尾部修剪构造为飞机105提供极端的倾斜而造成环形的飞行路线，如图中箭头L所示。
[0096]本发明除了应用于上述玩具飞机，还可以应用于飞行玩具和飞行器，现在描述将本发明应用于飞船式飞行器，所述飞船式飞行器使用轻于空气的气体来为飞机提供空气浮力。
[0097]图8是一个推进装置的立体图，所述推进装置通常以210表示，可应用于飞船式飞行器或其他飞行玩具。推进装置210类似于推进装置10，从图1和图2的相应描述可以理解该推进装置210。推进装置210包括螺旋桨212，所述螺旋桨212为具有固定桨叶捻度的刚性固定的螺旋桨，并被保护环213所环绕。驱动组件214包括可逆电机和集成电源(图中未示出)，所述驱动组件214直接连接到螺旋桨，以使所述螺旋桨根据驱动方向被驱动于第一方向和第二方向，从而由螺旋桨的两面中的一面产生推力。
[0098]驱动组件214通过支撑臂222接合至安装轴220上。支撑臂222能够关于与枢转点224相关的安装轴在止动机构230所限定的范围内枢转。所述止动机构包括安装在支撑臂222上的舌片232，以及一对固定到安装轴222上的止动板234。所述支撑臂能够相对于所述安装轴枢转最大约180度。
[0099]支承臂222与驱动组件214相对的端部处为印刷电路板(PCB)236，所述印刷电路板为推进装置提供接收器和控制电路。
[0100]安装轴220的上端238提供有附属衬垫240，以允许推进装置210安装至飞行玩具。镇流器环250位于安装轴220的上端238。
[0101]图9为将推进装置210安装至飞船式飞行玩具200的底面的立体图。该玩具200包括含有轻于空气的气体以为玩具提供浮力的本体202和本体上的尾部204。
[0102]现在参照图1OA至IOC描述飞行玩具200的操作，图1OA至IOC分别为飞行玩具200在下述不同操作位置的示意图。图1OA示出推进装置210处于第一位置，在该位置螺旋桨在第一方向(例如顺时针方向)旋转产生前进方向上推动玩具的推力。支撑臂222的旋转位置由舌片232和止动板234的抵接决定。在该位置，电机转矩和修剪构造为提供玩具200前进时的左转弯，如图中箭头M所示。借助于装置的升降机的中心的下部提供的推力来提供玩具的上升。
[0103]在图1OB中，螺旋桨的旋转方向反向，从而使推力方向反向，使所述支撑臂关于安装轴围绕枢转点在图中箭头N所示的方向内旋转。玩具200继续向前漂移，此时所述驱动组件214旋转过180度直到舌片232与止动板234相抵接。在该位置，如图1OC所示，推力再次朝向前方以在前进方向推动玩具。然而，在如图1OC所示的位置时，电机转矩和修剪构造为提供玩具200前进时的右转弯，如图中箭头O所示。同样，借助于装置的升降机的中心的下部提供的推力来提供玩具的上升。
[0104]正如先前描述的实施例，本实施例的推进装置能够简单地通过电机旋转方向的反向来产生各种不同的飞行路线。电机旋转方向的交替改变可使飞机遵循蛇形的或曲折的飞行路线。通过改变电机在第一方向和第二方向的运行周期，可以为飞机提供方向控制。本发明促进了模仿诸如鲨鱼或鱼的游泳动物或诸如昆虫或鸟类的飞行动物的运动的玩具的生产。本发明的实施例可以构造为游泳动物或飞行动物的外观，而不仅为附图中示出的交通工具的外观。
[0105]本发明的上述实施例涉及遥控玩具飞行器的实例，但应当理解，本发明还有关于其他类型交通工具的控制的应用。图1lA和图1lB示出将根据本发明一个方面的推进装置310应用于水上船只300。推进装置310构造为水力螺旋桨，并设置有可逆的驱动马达。推进装置310可枢转地安装于该船只的船体，以允许在两个推进位置之间调整螺旋桨的定位，这可以从先前所描述的实施例中进行理解。图1lB示出了推进装置310在第一位置时，推进装置310提供船只前进并向右转弯的推力，如图中箭头P所示。推进装置310还可以枢转到第二位置(图中未示出)，此时将提供不同方向(例如向左转)的推力。[0106]图12A和12B示出本发明在轮式车辆中的应用，所述轮式车辆一般表示为400。推进装置410，放大显示在图12B中，包括车轮412和构造为用于驱动车轮的可逆马达418。马达和车轮被安装到支撑臂420上，所述支撑臂420通过垂直取向的枢轴422可枢转地连接于车辆400。如先前的实施例，支撑臂420能够在由枢转止动机构(图中未示出)所限定的两个预先确定的位置之间枢转。
[0107]图13A和13B示意性地示出推进装置410如何可用于提供车辆400的方向控制。在图13A中，推进装置410被驱动于第一方向上旋转产生轻微的促使车辆向左的转弯半径的驱动力，如图中箭头Q所示。因此在此操作模式中，马达的旋转在前进并左转的方向内推进车辆。当马达的方向反向时，车轮的驱动方向也反向。这将导致推进装置旋转到如图13B所示的第二位置。在这个位置，车轮在前进方向内推动车辆并伴随有轻微的右转弯半径，如图中箭头R所示。
[0108]其他类型的交通工具中的应用也在本发明的范围内，包括遥控潜艇。
[0109]进一步的未图示的本发明的实施例可以构造为包括由所述驱动组件在第一位置和第二位置之间运动所驱动的次级方向控制机构。在一种这样的布置中，由电机方向的改变引起的推进装置的驱动组件的枢转来调整装置的重心位置，并直接影响飞行中的飞行器的俯仰和倾斜转弯。在另一种结构中，推进装置的驱动组件的枢转被耦合到装置的附加定向元件的运动，例如方向舵的运动或起落架的升高或降低的运动。该附加运动可以是功能性质的(如在方向舵或起落架的情况下)，或者可能只是对于玩具的附加激励。例如，在鱼式飞船实例中，每次驱动组件改变位置时，可能会导致安装在本体上的鳍片上下拍动。在船的实例中，位置的变化可以驱动小雕像改变方向盘的位置或模仿划船运动。其他的变更都在本发明的范围内。
[0110]本发明提供了玩具或交通工具的推进装置。所述推进装置包括:具有旋转轴的旋转的驱动组件和连接到所述驱动组件并使所述驱动组件在第一方向和第二方向内旋转的可逆马达。安装方式构造为将旋转的驱动组件绕安装轴旋转地安装于玩具上，并提供至少一个枢转止动机构。装置构造为使得可逆马达在第一方向旋转驱动组件的操作导致驱动组件绕安装轴枢转至由至少一个枢转止动机构所限定的第一位置，并提供第一推进方向的推力。可逆马达在第二方向旋转驱动组件的操作导致驱动组件绕安装轴枢转至由至少一个枢转止动机构所限定的第二位置，并提供第二推进方向的推力。本发明应用于飞行玩具、车辆和船舶。
[0111]本发明提供了许多玩具行业所使用的常规控制机构所没有的好处。例如，装配有本发明的推进装置的玩具可以在两个方向内转弯，相比现有的解决方案中简单地通过改变螺旋桨的速度以控制单个圆形的转弯半径，本发明的推进装置提供了改进的控制。推进装置不需要铰接式螺旋桨，因此增加了耐久性，同时减轻了重量和降低了成本。本发明的实施例中使用的螺旋桨为固定桨叶捻度，较之于铰接式螺旋桨系统增加了推力。此外，本发明应用于飞行器时，允许使用在滚动中非常牢固的机身，因为它不依赖于滚动偏航耦合以转向。此外，本发明的实施例可用于浮力航行器，如飞船和船(其中不存在滚动偏航耦合)。本发明也可以用于通过改变枢轴的定向来控制飞机的俯仰，这是依靠现有技术中的扭矩反作用系统所不可能实现的。
[0112]本发明的上述实施例中的变更包括在本发明的范围之内，本发明延伸到这里明确 声明的以外的多特征的组合。
【权利要求】
1.一种玩具的推进装置，所述推进装置包括: 具有旋转轴的旋转的驱动构件； 可逆马达，其连接到所述旋转的驱动构件并在第一方向和第二方向旋转所述驱动构件； 安装装置，其构造为将所述旋转的驱动构件关于安装轴枢转地安装至玩具； 至少一个枢转止动机构； 其中所述装置构造为使得所述可逆马达在第一方向旋转所述驱动构件的操作导致所述驱动构件关于所述安装轴枢转至由所述至少一个枢转止动机构所限定的第一位置，并提供第一推进方向的推力； 其中所述可逆马达在第二方向旋转所述驱动构件的操作导致所述驱动构件关于所述安装轴枢转至由所述至少一个枢转止动机构所限定的第二位置，并提供第二推进方向的推进力。
2.根据权利要求1所述的推进装置，其中，所述旋转的驱动构件为螺旋桨。
3.根据权利要求2所述的推进装置，其中，所述螺旋桨为固定捻度螺旋桨。
4.根据前述任一项权利要求所述的推进装置，其中，所述可逆马达和旋转的驱动构件构成驱动组件， 所述驱动组件构造为可枢转地安装于玩具上。
5.根据前述任一项权利要求所述的推进装置，其中，所述安装轴大体垂直于所述旋转轴。
6.根据前述任一项权利要求所述的推进装置，其中，所述旋转轴大体水平。
7.根据前述任一项权利要求所述的推进装置，其中，所述安装轴大体垂直。
8.根据前述任一项权利要求所述的推进装置，其中，所述枢转止动机构包括连接至所述旋转的驱动构件的枢转元件和处于相对于玩具的固定位置的一个或多个止动构件。
9.根据前述任一项权利要求所述的推进装置，构造为能够使所述旋转的驱动构件枢转过约180度。
10.一种玩具，包括根据前述任一项权利要求所述的推进装置。
11.根据权利要求10所述的玩具，其中，所述玩具是遥控玩具并包括用于无线接收控制信号的接收器。
12.根据权利要求10或11所述的玩具，其中，所述玩具选自由下列构成的组:飞机、飞船式飞行器、水上玩具或轮式玩具。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的玩具，其中，所述第一推进方向和所述第二推进方向都在相同的主方向内。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的玩具，其中，所述第一推进方向和所述第二推进方向不平行。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的玩具，其中，所述第一推进方向和第二推进方向中的一者或两者对玩具赋予转弯半径。
16.根据权利要求15所述的玩具，其中，所述转弯半径取决于所述可逆马达的运行功率。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的玩具，包括构造为由所述驱动构件的枢转所驱动的次级运动机构。
18.根据权利要求17所述的玩具，其中，所述次级运动机构影响推进方向。
19.根据权利要求17或18所述的玩具，其中，所述次级运动机构驱动所述玩具的次级方向控制兀件。
20.根据权利要求19所述的玩具，其中，所述次级方向控制元件是方向舵或尾部。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的玩具，其中，所述次级运动机构为所述玩具提供激励。
22.—种系统，包括根据权利要求10至21中的任一项所述的遥控玩具和遥控模块，其中所述遥控模块提供用户用于控制所述遥控玩具的接口。
23.根据权利要求22所述的系统，构造为使用户能够手动选择所述驱动构件被驱动旋转于第一方向和第二方向的周期。
24.根据权利要求22或23所述的系统，构造为使用户能够选择玩具运动的主方向，并且其中所述驱动构件被驱动旋转于第一方向和第二方向的周期由控制系统自动选择。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的系统，构造为使用户能够手动选择所述可逆马达的运行功率。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的系统，构造为使用户能够选择玩具运动的主方向，并且其中所述可逆马达的运行功率由控制系统自动选择。
27.—种控制玩具运动的方法，所述方法包括: 提供可枢转地安装在玩具上的推进装置，所述推进装置包括具有旋转轴的旋转的驱动构件和连接至所述旋转的驱动构件并使`所述驱动构件在第一方向和第二方向内旋转的可逆马达； 操作处于第一位置的所述可逆马达在第一方向内旋转所述旋转的驱动构件以提供第一推进方向的推力； 操作所述可逆马达在第二方向内旋转所述旋转的驱动构件，以使所述旋转的驱动构件相对于所述玩具枢转至第二位置，并提供第二推进方向的推力。
28.根据权利要求27所述的方法，包括:操作所述可逆马达在第一方向上旋转所述旋转的驱动部件，以使所述旋转的驱动构件相对于所述玩具枢转至所述第一位置，并提供第一推进方向的推力。
29.根据权利要求27或28所述的方法，包括:交替地操作所述可逆马达在第一方向和第二方向旋转所述旋转的驱动构件，以使所述旋转的驱动构件相对于所述玩具在第一位置和第二位置之间枢转，并交替地提供第一推进方向和第二推进方向的推力。
30.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中，所述第一推进方向和所述第二推进方向不平行。
31.根据权利要求27至30中任一项所述的方法，包括:赋予玩具蛇形的或曲折的运动。
32.根据权利要求27至31中任一项所述的方法，包括:对处于所述第一位置和所述第二位置中的一者或两者中的玩具赋予转弯半径。
33.根据权利要求32所述的方法，包括:通过改变所述可逆马达的运行功率来实现不同的转弯半径。
34.根据权利要求27至33中任一项所述的方法，包括:操作构造为由所述驱动构件致动的次级运动机构。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述次级运动机构影响推进方向。
36.根据权利要求34或35所述的方法，包括:通过所述次级运动机构致动所述玩具的次级方向控制元件。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述次级方向控制元件是方向舵或尾部。
38.根据权利要求34至37中任一项所述的方法，其中，通过所述次级运动机构为所述玩具提供激励。
39.一种推进装置，基本上如参照图1、图2A和图2B所描述的。
40.一种推进装置，基本上如参照图8所描述的。
41.一种玩具，基本`上如参照图3至图7、或图9至图13中任一项所描述的。
【文档编号】A63H29/00GK103768800SQ201310464340
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2012年10月1日
【发明者】肖恩·迈克尔·弗罗利 申请人:达芬奇工程有限公司