具有多个由球窝关节连接的身体零件的玩具造型的制作方法

专利名称：具有多个由球窝关节连接的身体零件的玩具造型的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种玩具造型，这种玩具造型具有多个身体零件，每一个身体零件都由球窝关节互相毗邻连接。
背景技术：
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玩具造型的目的在于复制相应的活动形体的姿态和运动。例如，人形的玩具造型都力图尽可能逼真地复制人体的运动。
随着玩具尺寸的减小，设计和制造包括多重可活动的关节的玩具造型变得越加困难。
对于如此小的玩具造型，一个具体的问题是需要提供更小的耐用的关节，这些关节要具有充分接近的间隙，以提供关节的适当动作所需的在可活动表面之间必须的摩擦。
随着关节数量的增加，该问题就更复杂化，因为对关节强度越来越高的要求针对的是更大的肢体部件，而在小玩具形体中结构的紧凑性通常是一个必须实现的目标。
本发明尤其是对这样的小型玩具造型中使用的关节装置提出了改进。
本发明涉及玩具造型领域，尤其是解决了有关小型玩具造型，例如高度为三英寸左右或稍大的玩具形体的众多问题。

发明内容
本发明提供了一种包括多个身体零件的有关节连接的玩具造型，每个零件都可活动地适合于通过球窝关节装置互相毗邻连接。
每个球窝关节装置都具有一个来自身体零件的某个区域突出的球部和一个位于毗邻连接的身体零件中的相应的窝部。
球部具有一个被支撑在轴上的球节，窝部具有一个可转动地接纳球节的窝。
其中，在一个或多个球窝关节装置中，窝部设有一个在其内部有窝的轮廓腔装置，该轮廓腔装置限制轴在其内部运动的范围。
在本发明的一个优选实施例中，对于一个或多个球窝关节装置，在球部从其伸出的身体零件的区域附近设置一个转动防护装置，该转动防护装置也限制了轴在轮廓腔装置内运动的范围。
无论是单独地或联合地，每个轮廓腔装置和转动防护装置都能使球窝关节装置逼真地复制相应的活动造型中这样的关节的运动。
最好转动防护装置包括一个球部从其身体零件突出的的突起，该突起阻碍了毗邻连接的身体零件的转动。
最好转动防护装置是整体性的，并且和该装置所伸出的身体零件采用相同的材料制成。
最好转动防护装置包括一个通常以轴杆的纵向轴线的方向从身体零件伸出的突起。
最好有一个转动防护装置位于相应于膝盖的关节上。
有一个转动防护装置可以位于相应于踝部的关节上。
最好轮廓腔装置包括限定轴在其内的运动范围的轮廓侧壁，轴适合于在轮廓腔装置的侧壁的界限之内转动。
在一个或多个球窝关节装置中，侧壁可以不对称。
在本发明的一个典型的实施例中，轮廓腔装置的侧壁限定了通向窝的开口，该开口允许轴杆以通常在第一方向比在第二方向更大的运动自由度在其中运动，其中第二方向和第一方向横向相交。
最好球节可拆卸地连接到相应的窝部。
最好在球部中，球直径和轴直径之比约为1.36。
最好玩具造型直立时高度约三英寸。
最好玩具造型直立时高度至少三英寸高。
在本发明的一个实施例中，球直径比窝直径大0.05到0.08mm，以提供适合于达到关节连接中稳定性的寿命的相互影响。
最好玩具造型的每一条腿有一个下腿肢体和一个上腿肢体，下腿肢体比上腿肢体大，使重心能位于靠近整个腿部的下部。
最好玩具造型的每一个手臂有一个下手臂肢体和一个上手臂肢体，下手臂肢体比上手臂肢体大，使重心能位于靠近整个手臂的下部。
最好玩具造型的踝关节具有一个球部，其中轴杆被设置成基本垂直于下腿身体零件的纵轴。
最好从踝关节伸出的球部连接到相应于脚的身体零件的侧面。
最好玩具造型在踝，膝，髋，躯干，肩，肘和颈部配备球窝关节装置。
最好玩具造型在其所有关节上都配备球窝关节装置，最好所配备的全部关节装置数为十四个。
最好玩具造型的腿部的重量基本和形体的其余零件的重量相同以达到玩具的平衡度。
在本发明的一个实施例的一个或多个球窝关节装置中，窝位于延长的身体零件的一端，窝部适合于通过延长的身体零件在侧面的开口将球节接纳到窝内。
最好玩具是人形的或动物形的。
根据本发明的另一个方面提供了一种操作性地适合于连接多个身体零件以形成一个有关节连接的玩具形体的球窝关节装置。
球窝关节装置都具有一个从身体零件的某个区域伸出的球部，还具有一个位于毗邻连接的身体零件中的相应的窝部。
球部具有一个被支撑在轴上的球节，窝部具有一个可转动地接纳球节的窝。
其中，在一个或多个球窝关节装置中，窝部配备一个在其内部有窝的轮廓腔装置，该轮廓腔装置限制轴杆在其内部运动的范围。
根据本发明的进一步特征，在玩具造型的范围内提供了一种如上所述的踝关节窝。


为了更完整地理解本发明，将参考附图仅通过实例的方式对本发明的实施例进行叙述，这些附图为图1为根据本发明的一个实施例毗邻连接在一起以形成一个有关节连接的玩具造型的多个身体零件的分解透视图；图2A到2D说明了图1的玩具造型的上臂可能的运动范围；图3A到3C说明了图1的同一个玩具造型的下前臂可能的运动范围；
图4A到4C说明了同一个玩具造型的膝关节可能的运动范围；图5A到5E说明了图1的同一个玩具造型的踝关节可能的运动范围；图6说明了在图1的玩具形体中使用的球窝关节装置的轴直径和球直径的临界比(说明书精确地叙述了该实施例并配备了附图)；图7A和7B为图1的玩具造型的踝关节的剖面图，而图7C到7E为玩具造型的脚的侧视图；图8A和8B显示了图1的玩具造型的膝关节可能运动的极限位置；图8C为图8A和8B的膝关节的正视剖面图；图9A到9C为玩具造型的髋关节的侧视和正视图，图9C是剖面图；图10A说明了玩具造型的躯干关节可能的运动范围的剖面图；图10B和10C说明了玩具造型的肩关节可能的运动范围的剖面图；图11A和11B说明了玩具造型的前臂可能的运动范围的剖面图；图11C到11D说明了玩具造型的腕关节可能的运动范围；图12A到12D说明了玩具造型的颈关节可能的运动范围。
在附图中，一些部件共用了共同的参考数字，诸如球，轴，侧壁和轮廓腔的共同的参考数字，但可以理解的是，每个关节的尺寸和形状随每个关节而发生变化。共同的参考数字仅为了容易理解和叙述方便的目的而设置。
具体实施例方式
参考附图，图1为有关节连接的玩具造型1000的一个实施例的各个元件的爆炸透视图。在该实例中，玩具造型为人形。
玩具造型1000包括多个身体零件，每个零件都可活动地适合于通过球窝关节装置25互相毗邻连接。通过使用用于玩具造型1000的每个关节的球窝关节装置25实现关节的无缝连接。
玩具造型1000的实施例能够模仿一个玩具造型1000所要体现的相应的有生命的形体的运动或关节连接的范围。这种有生命的形体可以包括人的形体，恐龙，机器人或神话人物。为了模仿有生命的肢体关节连接，玩具造型1000的实施例具有大量的足以模仿活动形式的关节。在该实施例中，玩具造型1000具有至少十四个球窝关节25。该十四个关节包括颈110，双肩120L、120R，双肘130L、130R，双腕140L、140R，上躯干150，下躯干或双髋160L、160R，双膝170L、170R以及双踝180L、180R(字母L和R表示左右取向)。
在如此小尺寸的玩具造型1000中使用如此大量的关节时需要一种平衡。一方面，需要有结构坚固的造型，肢体要大到足以在肢体部件中容纳窝关节，以满足大关节的要求。另一方面，相反的限制是要将肢体的尺寸保持在和真实生命相类似的范围内。
玩具造型1000的实施例约有三英寸高，克服了和创造这种尺寸下的有关节连接的类似有生命的玩具造型有关的各种问题。
在图1中，玩具造型1000包括头100，上躯干200，具有一个臀部610的下躯干600，上臂300L、300R，下前臂400L、400R，手500L、500R，上腿或大腿700L、700R，下腿或小腿800L、800R以及脚900L、900R。
在该实施例中，所有的关节都由球窝关节25构成。每个球窝关节装置都有一个球部10。在该实施例中，玩具造型1000的所有球部都完全一样，如果使用者需要，各种身体零件能互相交换。
球部10包括一个支撑在轴杆或轴30上的球节或球20。每个球部的球20和轴30在前面的图7的一些剖面图中能清楚地看到。
每个球窝关节装置25有一个从一个身体零件的区域伸出的球部10。球窝关节装置25还有一个位于毗邻连接的身体零件中的相应的窝部15。球部10和窝部15以球窝的方式连接在一起以使毗邻连接的零件的进行各种角度的相对转动运动。
窝部15有一个接纳球20的窝40。球20可拆卸地连接到窝40中。
在一个或多个球窝关节装置中，窝部15配备一个在其内部有窝40的轮廓腔装置50。该轮廓腔装置50限制轴30在腔50内的运动范围。不同的关节的轮廓腔装置的实例的内部形状在图7的一些剖面图中可清楚地看到。
因为轮廓腔50有限定轴30在腔50中的运动范围的侧壁51，从而达到对运动限制的目的。
在一个或多个窝装置中，轮廓腔装置50的侧壁51限定一个通向窝40的开口。该开口允许轴杆以通常在第一方向比在第二方向更大的运动自由度在其中运动，其中第二方向和第一方向横向相交。例如，在图8A和8B中，开口通常在垂直平面中的运动自由度更大，而从侧面到侧面的运动自由度要小得多。
遍观所有附图，仅为了便于理解的目的侧壁都被标为51，但是应该理解的是，玩具的各个关节中每个轮廓腔50的轮廓都是不同的。每个关节的每个轮廓腔50之间的差异是必须的，这样才能为模仿人体中发现的各种运动而提供不同的运动范围。
在该实施例的一个或多个身体零件中，窝40位于延长的身体零件的一端。窝部15适合于通过在延长的身体零件的侧面上的开口将球20接纳进窝40，而不是在和延长的身体零件的轴线成一直线的方向上进入臼窝40。但是，在其他的修改例中，可以使球20在和延长的身体零件的轴线成一直线的方向上进入臼窝40，如果设计者确信这样的修改有利于达到更大程度的真实性，灵活性和平衡性，或达到其他这样的包括在本说明书中提及的有利条件就可以这样做。
图2到图5显示了因为轮廓腔50的形状而模仿类似人类运动的可能范围的实例。图2A到2D说明了玩具造型1000的上臂300L，300R的可能的运动范围。
在图2A中，轮廓腔50的开口取向朝上(在上臂300L的肩部显示)，这样使上臂300能在x-y平面上有90°的运动范围(如由相对于右臂300R显示的弯曲箭头A所显示的那样)。
当上臂300L绕如图2B中显示的肩关节120L转动180°时，现在轮廓腔50的开口面向下，这样使上臂300L，300R能在x-y平面中在90°的运动范围内上下运动，如图2B中箭头B所示。
轮廓腔50的形状也使上臂300能绕肩关节120在y-z平面中在360°的范围内转动，如图2C的侧视图中所示(类似于人象风车一样转动其手臂)。
在图2D的平面图中，为左上臂300L轮廓腔50的开口取向朝上，为右上臂300R取向朝下。这意味着左臂300L可以在x-y平面中从水平到向上直立运动，而右臂300R也可以在x-y平面中从水平向下运动到身体的旁边(类似于图2A和2B中显示的方式)。但是，在该取向中，手臂300不能在x-z平面中向前转动。为了使手臂300在x-z平面中向前运动，轮廓腔50的开口将必须在肩关节120上转动而使其面向前。
图3A到3C说明了前臂400L的轮廓腔50的形状能怎样实现运动的多样化。每个轮廓腔50在其内部都有一个窝40。该前臂400L能在x-z平面中360°轴向转动，如图3A中的左前臂400L所示。
在该实施例中，前臂部件400为仅有的包含两个窝部15的身体零件，因此，前臂400被设计成比上臂300更厚以保持围绕肘部和腕部窝130和140的结构强度。
在图3A中，轮廓腔50中的窝40也能在x-z平面中360°转动，诸如在右前臂400R中那样。当然，这样的运动包括一个不切实际的部分，但是偏离现实的一个稍许的折衷方案还是可以接受的，因此玩具造型1000的元件不会变得太笨重，而如果为了避免所有的不像人的运动而添加各种阻挡块或额外的元件的话，这样的笨重就会发生。
如图3A中的左臂400L所示，轮廓腔50的开口取向面向肘关节130L的前部。具体地说肘关节130L的后面部分不配备开口。也就是说，肘关节130L的轮廓腔50具有在背后端封闭而在前面端开口的侧壁51。这样的配置使前臂400L能在x-y平面中上下运动，如图3C所示，但不能不现实地向后运动。
轮廓腔50的形状在玩具造型1000中对于每个关节都是独特的，因为它要尽可能接近地模仿人类运动的范围和限度。特别地，每个轮廓腔50中的变化都是通过改变侧壁51中开口的位置达到的。例如，在图11A和11B中，侧壁51中的开口使轴30能在开口中运动。这样，在图11A中，开口的偏置能使前臂400向前运动，但不能向后运动(比较图11A和11B)。轮廓腔50侧面的开口是在腔50的这些零件中不存在这样的侧壁51的结果。
在图12中，轮廓腔50的偏置是很明显的，因为其允许在x-y平面中在轴线的两侧偏离垂直轴线作30°的运动，在y-z平面中在两侧偏离垂直轴线作60°的运动。
这样，在一个或多个球窝关节装置25中，轮廓腔50的侧壁51不对称，因为为了模仿人类的运动范围侧壁中的开口将是多种多样的。另外，轮廓腔50的侧壁51的角度或倾斜也将是变化的以达到更大或更小的开口。
在轮廓腔50的侧面中，不对称的开口限制了带有对于一个方向超过另一个方向上的偏置的一个肢体的运动。例如，在图11A和图11B中，就有对于前臂400的向前运动的偏置，因为这样模仿了人的前臂的动作。
值得注意的是，有时，找到符合真实的折衷方法，尤其是想达到100％的符合真实对于玩具的紧凑结构反而有害。因此，为了完全保持玩具造型1000的紧凑的结构，对于每一个关节必须作出决定，需要保持真实到什么样的程度。
每个关节的轮廓腔50的形状至少应该使使用者能将各种身体零件装配成一个能模仿人体的完整的构型。或者说，没有必要使玩具造型1000在所有不自然的位置都受到阻挡，但仅要求其能达到所有自然的位置。
如图3所示，前臂400大于上臂300。这使手臂的重心的位置能靠近手臂的下部。为了提供低重心，手臂下部夸张的尺寸也能在玩具形体1000的腿部看到。在图5中，下腿部800大于上腿部700。当直立时，低重心位置向玩具造型1000提供了更高的稳定性。
而且，为了提高稳定性，脚900也是超大的。因此，如图5所示，朝向玩具形体1000底部的肢体和身体零件的尺寸都增加了。朝向玩具底部的肢体尺寸的逐渐增加提供了低重心，提高了玩具造型1000在直立位置时的稳定性。
图11A显示了下前臂400的轮廓腔50的剖面图。
图11A和11B显示了轮廓腔50怎样影响由球窝关节25提供的绕肘关节130的运动的极端范围。在图11A和11B中，轮廓腔50的侧壁51限制了轴30在轮廓腔50中的运动范围。轴30在轮廓腔50中的运动限定了下前臂400的运动范围。
图11C和11D显示了腕关节140的轮廓腔50的侧壁51怎样限定手500相对于下前臂400的可能的运动范围。
图4，5，7，8和9A到9C显示了腿和脚700，800，900的可能的运动范围。再一次可看到，在踝关节180和膝关节170中，就是轮廓腔50的侧壁51的形状确定和限制了关节的球部20的轴30的运动范围。脚和踝关节如图5A到5E和图7A到7E所示，踝关节180向脚900提供了符合真实的运动范围。
在图7A和7B中，重要的是，踝关节180的轴30被设置成基本或精确地垂直于下腿900的纵轴。
通过理解现有技术中所发现的轴30指向下和腿800的纵轴一致而导致的缺点，也就能理解上述重要性。这里，图5D的极端转动将不容易达到。因此，现有技术中的玩具造型的踝关节的轴垂直指向下(而不是垂直)，这样的玩具造型不能达到俯卧或下跪的位置，也就是如图5D和7D所示的脚900的极端指向。
在本实施例的踝关节180的轴30的垂直取向的另一个优点是其增加了玩具造型1000的稳定性。当玩具造型1000取两腿分开直立，两脚900稍许分开的姿态时，从图7B可清楚看到，轴30倚靠在或接近于下侧壁51。这样，当玩具形体1000直立时，图7B中垂直的轴30正在或靠近其转动的极限上。相反，当现有技术的踝关节轴被设置成竖直(而不是垂直)时，在玩具造型直立时该轴在各个方向都有相当大的运动范围。这样，当这样的现有技术的玩具造型直立时，其踝关节和本实施例的踝关节180相比就有更大的活动可能性。因此，本实施例的踝关节180比踝关节的轴被设置成和下腿800的纵轴一致的现有技术更稳定，而且是本身固有的稳定性。转动防护装置为一个或多个球窝关节装置25设置了一个转动防护装置。在本实施例中，通过限制轴30的运动范围，转动防护装置完成了和轮廓腔50相似的功能。转动防护装置的一个实例可在图1，4B，4C和图8A，8B中作为例子的悬垂部分752中看到。
在图8A和8B中很明显的是，轮廓腔50的侧壁51限定了轴30在腔50中的转动的极端位置。图8A和8B的剖面图显示侧壁51限定了在大致的垂直平面上约100°的运动范围。但是，图8C的剖面图显示侧壁51之间的宽度或距离提供了一个更狭窄的面向后的开口。该更狭窄的后开口限制了下腿800L从侧面到侧面的运动。这模仿了人类的下腿，人类的下腿在垂直的平面上有相当大的向后运动的自由度，但从侧面到侧面的运动几乎不可能。
除了轴30的运动自由度受到侧壁51的限制以外，轴30的运动还受到采取悬垂部分752的形式的转动防护装置的限制。如图8A所示，当轴30邻接直立的内壁51时，上腿700L上的突起752也邻接下腿800L的上表面。因此，突起752和直立侧壁51相结合一起工作而限制膝关节170L的向前转动，如图8所示。
采取在上腿700L上的突起752的形式的转动防护装置和下腿800L的竖直内侧壁51之间的负荷的分担，使膝关节170L上的应力被分摊，而不是由一方承受。如果以突起752的形式的转动防护装置不存在，全部的应力或负荷将由轴30承受。
以突起752的形式的转动防护装置设置在球部10从上腿700突出的区域附近。
在图8的膝关节170中，上腿700上的突起752和轮廓腔50的竖直内壁51结合在一起限制了轴30的运动。因此，该两个元件在一起的工作模仿了活动的形体中的运动范围。
在图8的膝关节170中，转动防护装置采取突起752的形式，该突起752基本上以轴30的纵轴方向从上腿700的下部突出。或者说，在图8A中，轴30指向下，采取突出752的形式的转动防护装置也指向下。这样就确保了在下腿800转动的某个阶段，采取突出752的形式的转动防护装置将在其转动中的某点邻接下腿800L以防止其进一步转动，因此起到了其作为转动防护装置的作用。
转动防护装置的另一个实例如图7A和7B所示。在图7A中，轴30在轮廓腔50中的转动范围受到侧壁51的限制。但是在图7B中，当轴30倚靠在下内壁51上时，采取突起852的形式的转动防护装置倚靠在切除部分52内。因此，在图7B中，踝关节180中的应力由轴30和采取突起852的形式的转动防护装置分担。这样确保轴30不需要承受全部的负荷。
在图7A中，采取突起852的形式的转动防护装置从下腿800L的下端突出。但在这种情况下，采取突起852的形式的转动防护装置以和轴30的纵轴垂直的方向突出。
膝关节170和踝关节180对于保持直立玩具的稳定性最重要，因此，膝关节170和踝关节180的转动防护装置的存在保证了在这些关节上的应力不是由狭窄的轴30单独承受。尤其是膝关节170上的悬垂部分752更适合于负荷的承担，而且其位于上腿700的厚部，因此能承担比狭窄的轴30更大数量的应力。
有利的是，采取图4和图7的悬垂部分752和852的形式的转动防护装置分别和该防护装置从其突出的身体零件成一体并用相同的材料制成。例如，悬垂部分752和上腿700L成一体并用相同的材料制成，而悬垂部分852和下腿部分800L成一体并用相同的材料制成。该材料的整体性保证了转动防护装置更强壮，相比将转动防护装置作为附加元件的情况，因为不同材料的连接可产生薄弱的区域，诸如在美国专利号4790789(Mathls)中的附加唇状物82。
转动防护装置的另一个实例如图11A和11B所示。前壁400L的转动范围受到轮廓腔50的内壁表面51限制。在图11A中，转动范围也受到以上臂300的下边缘352的形式存在的转动防护装置的限制。这样，在图11A中，由于限制前壁400L转动而产生的肘关节130的应力由肘关节130L的竖直内壁51和上臂300L的下边缘352的联合来承受。因此，下边缘352的位置和尺寸都被有意识地进行安排以便阻挡前臂400L的转动。
在图11A中，转动范围被限制为90°，而人的肘关节的转动范围约为160°。但是肘关节130的现实情况可以考虑被接受，因为如果采取下边缘352的形式的转动防护装置和肘关节130L进一步相距一段距离以提供更大的转动，将影响肘关节130L的强度。
在图11A中，采取悬垂部分352的形式的转动防护装置限制了前臂400L的向上运动，但是前臂400L仍能绕肘关节130L的轴30自由转动360°，如图3A的前臂400L所示。
在显示肩关节120的图10中没有转动防护装置，因为肩关节有相当大的转动自由度，不需要限制该关节的转动。
球轴比图6A为包括轴杆或轴30上的球20的球部10的侧视图。图6B为图6A的同一个球部的透视图。
本实施例中球直径和轴直径之比很重要。
为了获得小型化的有关节连接的玩具造型，球直径和轴直径(也被称为球节直径和轴杆直径)之比应该约为1.36。在图6的实例中，球20的直径为3.4mm，而轴30的直径为2.5mm。因此，球直径和轴直径之比为1.36。
在图中，尺寸以及该比率可以画得不成比例，但球直径和轴直径的比要求为1.36，这一点对于生产约3英寸高的小型化玩具造型是很重要的。
该1.36的比率之所以重要，是因为在约3英寸高的玩具形体中，小于2.5mm的轴直径将使轴30易于折断，另外，如果球直径被制得小于3.4mm，肢体的运动范围将减小，有损于玩具造型1000的活动真实性。
或者，如果球直径增加而保持轴直径为2.5mm(即大比率)，更大的球尺寸将要求玩具有更厚实的肢体，因为相应的窝40被完全包含在身体零件内，或者说，更大的球直径将要求更大的窝40，因此要求更大的肢体尺寸。
因此，生产约3英寸高的活动玩具形体，具有活动的肢体连接结构，要求球直径和轴直径之比为1.36。
还有，如果球直径比轴直径大得多，将在轴30上加上过度的应力，这将导致更大的故障趋势。
通过采用相关于3英寸及3英寸以上的尺寸的玩具的重要的球轴比1.36能达到球轴的更高的耐久性。
零件的可互换性在球窝关节25中，球20的直径稍许大于窝40的直径。球20被扣入窝40中。当球20凭借例如在本实施例中使用的质地坚实的ABS塑料的固有弹性被推进窝40时，窝的开口发生变形。在现有技术中，球的直径大于臼窝+0.2mm。这种尺寸差异引起球被扣入时的一定的互相影响的程度。在影响高的地方，球在臼窝中配合得很紧，玩具将失去其操纵关节的容易性。本发明用了较小程度的影响程度，球的直径约大于臼窝的直径+0.05mm到+0.08mm。因此，能达到关节的紧配合，保持姿态的稳定性，同时关节连接的自由度未受到损害。在这种方式下，玩具形体1000能没有时间限制地采取和保持任何随意的和用手工操纵的姿态。
平衡能力为了创造一个可高度平衡的玩具，肢体的设计要考虑到整个玩具的重心。因为玩具造型1000的平均的重量分布，该平衡能力是可以达到的。肢体的尺寸和形状要作到这样，和身体的其他部分相比，腿不能明显地太重。这样的重量分布使玩具造型1000的平衡能力的程度能达到在任何肢体上，即以一只手或脚为支撑物，都能达到平衡。
当玩具造型1000用其脚900站立时，上述的重量分布保证了高度的平衡能力及特别低的重心。这样，玩具造型1000能在相当长的时间内保持站立的姿态而不失去平衡。
在一个优选实施例中，球部10被做成或者就是肢体部件的一部分。换句话说，不必要做成除了毗邻连接的肢体零件以外的其他元件。逼真的连接可以仅通过在两个毗邻连接的肢体上的零件来实现，这种事实意味着不需要外部的元件，诸如在先有的美国专利号6033284(Rodriguez Ferre)中找到的分离的关节。
在本实施例中，因为球窝关节25中的所有球20都是同一尺寸，因此如果使用者忽然想创造一个意想天开的造型，他就能互换各种肢体，将任何零件连接到另一个身体零件上去。
在本说明书中，为了便于理解的目的，词语上，下，前，后，背，侧，顶，底，右，左，垂直，水平，每一个都和以直立的身体为参考的玩具造型1000相关，并且即使在该玩具没有直立时也以这种方式使用。总之，这些术语在本说明书中都以和用来叙述人的身体部件相似的方式使用。这样，例如，术语上臂和下臂并不含有玩具造型一定要处于直立取向的意思。
本实施例参照拟人型玩具而叙述，但其他实施例可以涉及类似动物的或非拟人的幻想创造物。
本实施例仅通过实例的形式叙述，在如从属的权利要求所限定的本发明的范围内可以有各种修改。
本发明限于处理对于创造关节连接玩具的需要以及处理和小型化相关的问题，因此本发明和玩具造型的应用以外的其他应用无关。因此非玩具的应用将不在限于玩具造型的从属权利要求的范围之内。
玩具造型1000最好用适当的塑料制成，但如果用于球窝关节25的材料能提供充分的握持力，也可以用木材，乙烯树脂，ABS-20，金属，模铸金属，PVC和其他适当的材料制成。
肢体的长度和外形/轮廓可以修改，但需要进行实验以保证能维持所有的平衡能力。例如，玩具可通过有更多的丰满的肢体而被给予更多的类似肌肉的组织。
窝40，轮廓腔50及其侧壁51的内部形状可以在本发明的范围内修改。例如，在本实施例中，窝40的内表面是完全的球形。在其他的修改例中，或许该球性区域的一些部分可以移去或切除，但仍留下足够的球形区域，该留下的区域还能提供球窝关节25的仅有的最小的功能。窝40的球形区域内部区域的切除部分的形式甚至可以添加一定程度的摩擦，有利于球20在窝40中的握持作用。
如果保留提供球窝关节装置25的功能需要的最小数量的球形表面部分，窝40可以以其他方式修改。
球20的表面可以做得粗糙以提供更大程度的握持力或球20和窝40之间的摩擦。
某些或全部身体零件可以做成中空的或具有为视觉效果而在其内钻孔。
其他的变化可以包括具有多于四个肢体的非拟人的形体，或每个主要的肢体有多于两个的零件，诸如多腿的蜘蛛或幻想的创造物。如果在其中应用了尤其是在从属权利要求中限定的球窝关节25的特征，这样的修改将仍属于本发明的范围。
在其他的修改例中，球窝关节25可以不必扣装，而可在工厂中预先装配，而且使用者也不能拆卸。这些预先装配的形体可以包括具有多个肢体和关节的复杂的形状和体态。
本实施例中的窝40和球20用同一种材料制成，但其他的修改例可以具有用不同材料制成的窝40和球20。这样，毗邻连接的肢体可以需要用不同的材料制作而利用用于窝40和球20的不同材料的有利的特性。
在其最广阔的方面，本发明不限于在示意图中显示的构型。例如，在各种修改中，和示意图相比，球部10和臼部40的位置可以互相交换。例如，在示意图中，优选实施例有具有突出到上躯干200外的球部10的肩关节120，而在其他修改例中，可以想象球部10可从上臂300的端部突出，而窝40在上躯干部分200上。
在球直径和轴直径之比方面，虽然1.36的该比率在构造比如说约三英寸高的小型化的玩具造型时特别有利，如果一种有关球直径和轴直径之比的修改属于附后的权利要求的范围，竞争对手仍可以生产出该比率和最佳比率1.36稍许不同的玩具造型。
小于三英寸高的玩具造型也可以结合本发明的原理，尤其是在球窝关节25的结构方面。
也可以制作大于三英寸高的玩具造型，但在构造小型化的玩具造型时本发明的优点尤其受到重视，因为本发明的原理尤其适合于处理和小比例的玩具造型的构造有关的一个或多个问题或技术困难。
权利要求
1.一种有关节连接的玩具造型，包括多个身体零件，其特征是，每个身体零件都可操作性地适合于通过球窝关节装置互相毗邻连接，每个球窝关节装置具有一个从身体零件的一个区域突出的球部和一个位于毗邻的身体零件上的窝部，球部具有一个支撑在轴上的球节，窝部具有可转动性地接纳球的窝，其中在一个或多个球窝关节装置中，窝部配备一个在其内部具有窝的轮廓腔装置，该轮廓腔装置限制轴在其中的运动范围。
2.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，对于一个或多个球窝关节装置，在球部从其突出的身体零件的区域的附近设置一个转动防护装置，该转动防护装置也限制了轴杆在轮廓腔装置内运动的范围，每个轮廓腔装置和转动防护装置单独地或联合地使球窝关节装置能逼真地复制相应的活动造型中这样的关节的运动。
3.如权利要求2所述的玩具造型，其特征在于，所述转动防护装置包括一个身体零件的突起，球部从该身体零件突出，该突起阻碍了毗邻连接的身体零件的转动。
4.如权利要求2所述的玩具造型，其特征在于，转动防护装置是整体性的，并且与该装置所突出的身体零件采用相同的材料制成。
5.如权利要求2所述的玩具造型，其特征在于，转动防护装置包括一个通常以轴杆的纵向轴线的方向从身体零件突出的突起。
6.如权利要求2所述的玩具造型，其特征在于，一个转动防护装置设置在相应于膝盖的关节上。
7.如权利要求2所述的玩具造型，其特征在于，一个转动防护装置设置在相应于踝部的关节上。
8.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，所述轮廓腔装置包括限定轴在其内运动的范围的轮廓侧壁，轴适合于在轮廓腔装置的侧壁的界限之内转动。
9.如权利要求8所述的玩具造型，其特征在于，在一个或多个球窝关节装置中，所述侧壁可以不对称。
10.如权利要求8所述的玩具造型，其特征在于，所述轮廓腔装置的侧壁限定了通向窝的开口，该开口允许轴杆以通常在第一方向比在第二方向更大的运动自由度在其中运动，其中第二方向和第一方向横向相交。
11.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，所述球节可拆卸地连接到相应的窝部。
12.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，在球部中，球直径和轴直径之比约为1.36。
13.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，直立时的玩具形体约三英寸高。
14.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，所述球直径比窝直径大0.05到0.08mm，以提供适合于达到关节连接中稳定性寿命的相互干扰。
15.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，所述玩具造型的每一条腿有一个下腿肢体和一个上腿肢体，下腿肢体比上腿肢体大，使重心能位于靠近整个腿部的下部。
16.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，所述玩具造型的每一个手臂有一个下手臂肢体和一个上手臂肢体，下手臂肢体比上手臂肢体大，使重心能位于靠近整个手臂的下部。
17.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，所述玩具造型的踝关节具有一个球部，其中轴杆被设置成基本垂直于下腿身体零件的纵轴。
18.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，其中从踝关节突出的球部连接到相应于脚的身体零件的侧面。
19.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，所述玩具造型在踝，膝，髋，躯干，肩，肘和颈部设置有球窝关节装置。
20.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，造型玩具造型在其所有关节上都设置有球窝关节装置。
21.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，所述玩具造型的腿部的重量基本和造型的其余零件的重量相同以达到玩具的平衡度。
22.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，在一个或多个球窝关节装置中，窝位于延长的身体零件的一端，窝部适合于通过延长的身体零件在侧面的开口将球节接纳到窝内。
23.如权利要求1所述的玩具造型，其特征在于，所说的玩具是人形的或动物形的。
24.一种操作性地适合于连接多个身体零件以形成一个有关节连接的玩具造型的球窝关节装置，其特征在于，所说的球窝关节装置具有一个从身体零件的某个区域突出的球部，还具有一个位于毗邻连接的身体零件中的相应的窝部，球部具有一个被支撑在轴上的球节，窝部具有一个可转动地接纳球节的臼窝，其中，在一个或多个球窝关节装置中，窝部配备一个在其内部有臼窝的轮廓腔装置，该轮廓腔装置限制轴在其内部运动的范围。
全文摘要
一种有关节连接的玩具造型(1000)包括多个身体零件，每个身体零件可操作性地适合于通过球窝关节装置互相毗邻连接，每个球窝关节装置具有一个从身体零件的一个区域突出的球部(10)和一个位于毗邻的身体零件上的窝部(15)，球部(10)具有一个支撑在轴(30)上的球节(20)，窝部(15)具有转动性地接纳球节(20)的臼窝，其中在一个或多个球窝关节装置中，窝部(15)设有一个在其内部具有窝的轮廓腔装置(50)，该轮廓腔装置(50)限制轴(30)在其中的运动范围。
文档编号A63H3/16GK1646199SQ03808129
公开日2005年7月27日 申请日期2003年2月25日 优先权日2002年2月25日
发明者英赫吉黑奥·本 申请人:斯蒂克法斯个人有限公司