专利名称：环保型空竹的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种环保型娱乐用品，尤其是能发电、发声、发光的环保型空竹。
背景技术：
传统空竹是由“声鼓”和“凹腰木轴”组成的，另用两根棍拴一细绳，半绕或叉绕在木轴凹腰处上、下抖动，空竹不断加速旋转，转到一定速度时空气在“声鼓”里共鸣，发出高昂雄浑的“嗡嗡”声。
但是，传统空竹只能发出单调的“嗡嗡”声，而现有的带音乐芯片的空竹虽能发出声音，但需要电池供电。频繁更换电池会给玩赏者带来不便，同时，废弃的电池也会污染环境。另一方面，现有能发光的空竹在旋转时通常只有一两个灯发光，发光效果比较单一。
发明内容
为了解决以上几点不足，本实用新型提供一种环保型空竹。该空竹通过一种特殊的发电装置把空竹旋转的动能转化为电能，供给声、光控制电路，从而发出美妙的音乐或祝福的话；同时，分布在空竹轮体表面的彩灯能按照设定的顺序依次闪亮，从而在空竹轮体表面形成一组交替变幻的“光环”效果。
本实用新型解决其技术问题所采用的方案是本实用新型环保空竹包含有左、右连接轴和左、右轮体，左、右轮体分别安装在左、右连接轴的两侧，左、右轮体内装有由导线相互连接的微型发电机、控制电路板和扬声器，空竹外设有挡环，右轮体内壁的扬声器支架上固定有扬声器，电路板支架上固定有控制电路板，微型发电机的外壳固定在左轮体内壁上的发电机支架内，发电机转子轴与空竹中心旋转轴同轴。
本实用新型环保空竹左、右轮体外表面分布有两个以上与导线连接的发光二极管。挡环左端穿过左轮体端盖上的端盖中心孔，通过连轴器与发电机转子轴连接，挡环右端通过右轮体端盖上的端盖中心孔，穿在挡环支架右端的挡环支架孔内。挡环支架上有一能左右调节的配重。
发电方案利用微型发电机产生电能。通过特定的结构使发电机的定子和转子在空竹旋转时产生速度差，从而产生电能。也就是，把发电机定子(即发电机外壳)与空竹左轮体同轴固连，同时用一挡环通过连轴器连接发电机转子轴，挡环旋转轴与发电机转子轴同轴。这样在抖空竹时，空竹的外壳旋转，即发电机定子旋转，而发电机的转子由于被挡环通过细绳约束而不转，这样在定子和转子之间产生了速度差，也就能够发电了。
发声方案由一个音乐芯片及一个扬声器构成，由控制电路控制其发出美妙的音乐。
发光方案将两个以上发光二极管按照特定的排列方式安装于空竹轮体表面，由控制电路控制其按照特定的程序发光。在空竹旋转时，由于人眼的视觉暂留效应，玩赏者看到的不是孤立的光点，而是一组交替变幻的光环，非常美观。
本实用新型环保型空竹可以在不使用电池的条件下实现抖空竹时发出悦耳的声音和绚丽的光环，既美观又环保，并且具有较高的趣味性和观赏性。
图1为本实用新型环保空竹的整体结构示意图。
图2A为左、右连接轴的左视图图2B为左、右连接轴的主视图图2C为左、右连接轴的右视图图3A为左轮体的左视图图3B为左轮体的主视图图4A为右轮体的主视图图4B为右轮体的右视图图5A为配重的主视图图5B为配重的左视图图5C为电机盖的主视图图5D为电机盖的左视图图5E为轮体端盖的主视图图5F为轮体端盖的右视图图6为控制电路原理图。
图7为本实用新型环保空竹的整体示意图(照片)。
图中1-挡环，2-出声孔，3-轮体端盖，4-端盖螺钉，5-挡环支架孔，6-扬声器，7-挡环支架，8-扬声器支架，9-导线，10-导线孔，11-连接轴螺钉，12-连接轴螺钉孔，13-轮体连接螺钉，14-发光二极管，15-电机盖螺钉，16-发光二极管2，17-发电机转子轴，18-连轴器，19-左轮体，20-发光二极管4，21-空竹中心旋转轴，22-发光二极管3，23-电机盖，24-轮体端盖支架，25-微型发电机，26-发电机支架，27-左连接轴，28-右连接轴，29-右轮体，30-电路板支架，31-电路板螺钉，32-控制电路板，33-配重，34-端盖中心孔。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明实施例本实用新型环保空竹的左轮体(19)、右轮体(29)、左连接轴(27)、右连接轴(28)、电机盖(23)、挡环(1)、轮体端盖(3)、轮体端盖支架(24)、发电机支架(26)和电路板支架(30)均采用塑料或其它可铸造的材料制造，其中左轮体(19)、左轮体端盖支架(24)和发电机支架(26)为一体，右轮体(29)、右轮体端盖支架(24)、电路板支架(30)、扬声器支架(8)和挡环支架(7)为一体，左连接轴(27)和右连接轴(28)之间通过连接轴螺钉孔(12)中的连接轴螺钉(11)连接，左轮体(19)和左连接轴(27)之间通过三个轮体连接螺钉(13)连接，三个发电机支架(26)设置在左轮体(19)右端内壁上，微型发电机(25)(或用直流电机代替，只是效率稍低)的外壳(即定子)固定在发电机支架(26)内，发电机转子轴(17)与空竹中心旋转轴(21)重合，发电机支架(26)左端装有电机盖(23)，电机盖(23)与发电机支架(26)之间通过三个电机盖螺钉(15)连接，挡环(1)左端穿过左轮体端盖(3)上的端盖中心孔(34)，通过连轴器(18)与发电机转子轴(17)连接，挡环(1)和端盖中心孔(34)之间为间隙配合，连轴器(18)与发电机转子轴(17)及挡环(1)左端为过盈配合，确保发电机转子轴与挡环旋转同步，控制电路板(32)和设置在右轮体内壁上的电路板支架(30)之间通过电路板螺钉(31)连接，控制电路板(32)上有音乐芯片(可以根据需要选取定制的音乐芯片或是可以随时录音的芯片，若采用可随时录音的音乐芯片，便能够在抖空竹时发出之前录制好的任意音乐或祝福的话)以及其他必要的电子元件，扬声器(6)与设置在右轮体内壁上的扬声器支架(8)之间为间隙配合，连接导线(9)后用胶水固定，配重(33)套在设置于右轮体左侧内壁中心的挡环支架(7)的一端，配重(33)与挡环支架(7)之间为过渡配合，配重(30)能左右移动以调节空竹的轴向平衡，调平衡后用胶水固定，挡环右端通过右轮体端盖(3)上的端盖中心孔(34)穿在挡环支架(7)右端的挡环支架孔(5)内，挡环(1)和端盖中心孔(34)之间为间隙配合，挡环(1)和挡环支架孔(5)之间为间隙配合，左、右轮体端盖(3)分别与左轮体(19)、右轮体(29)之间通过两个端盖螺钉(4)连接，左、右轮体端盖(3)上分别开有1个以上出声孔(2)，左、右轮体(19)(29)的外表面上各装有4个不同颜色的放光二极管，即发光二极管(14)(蓝色)、发光二极管2(16)(红色)、发光二极管3(22)(黄色)、发光二极管4(20)(绿色)，导线(9)穿过导线孔(10)将微型发电机(25)、两个发光二极管(14)(蓝色)、两个发光二极管2(16)(红色)、两个发光二极管3(22)(黄色)、两个发光二极管4(20)(绿色)、控制电路板(32)和扬声器(6)相连接，按照上述方法组装各部件即成为本实用新型环保空竹。
当抖动细绳使本实用新型环保空竹旋转时，质量相对较大的空竹轮体带动发电机定子(25)一同旋转，具有较大的转动惯量，从而使空竹保持旋转时的方向稳定性；同时，与发电机转子轴(17)相连的挡环(1)由于受到细绳的约束而不能转动，从而使得发电机转子轴(17)不转，这样在发电机的定子(25)和转子(17)之间产生了速度差，也就产生了电能。通过控制电路板(32)上的硅桥(D1)将微型发电机产生的电能转换成直流电，从而保证无论空竹怎样旋转，都有一个正电压加到声光控制电路上，使电路正常工作；电解电容C2的作用是滤掉发电机产生的电源中的高频分量(滤波)，保证电路正常工作；六非门4069(U1)及外围阻容元件(R1、R2和C1)构成一个多谐振荡器，且振荡频率在0.5Hz以上可调，6脚输出的方波作为4位二进制/十进制加/减计数器4029(U2)的时钟信号，4029采用二进制加法计数，不预置。当空竹达到一定转速后，发电机产生的电压达到一定值，整个电路开始工作，多谐振荡器开始振荡，4029开始计数输出，4029的Q0-Q3端以二进制的形式依次输出高电平，触发相应的开关管9013(VT1、VT2、VT3和VT4)导通，从而使4组发光二极管(LED1-LED8，蓝、绿、红、黄超高亮LED)按二进制数从小到大的顺序依次点亮，即0000、0001、0010、0011、0100......1111、0000......周而复始，由于人眼的视觉暂留效应，玩赏者将看到空竹体表面呈现出绚丽的、交替变幻的光环；同时音乐芯片(KD)得电工作，扬声器发出美妙的音乐或祝福的话。
如果在某些特定场合不需要发电，可使用合适的电池盒替换微型发电机，同时加入一个离心开关，并去掉挡环(具体实施可参考实用新型96225600.5)。
权利要求1.一种环保型空竹，包含有左、右连接轴(27)(28)和左、右轮体(19)(29)，左、右轮体(19)(29)分别安装在左、右连接轴(27)(28)的两侧，其特征是左、右轮体(19)(29)内装有由导线(9)相互连接的微型发电机(25)、控制电路板(32)和扬声器(6)，空竹外设有挡环(1)，右轮体(29)内壁的扬声器支架(8)上固定有扬声器(6)，电路板支架(30)上固定有控制电路板(32)，微型发电机(25)的外壳固定在左轮体(19)内壁上的发电机支架(26)内，发电机转子轴(17)与空竹中心旋转轴(21)同轴。
2.按权利要求1所说的环保型空竹，其特征是左、右轮体(19)(29)外表面分布有两个以上与导线(9)连接的发光二极管(14)。
3.按权利要求1所说的环保型空竹，其特征是挡环(1)左端穿过左轮体端盖(3)上的端盖中心孔(34)，通过连轴器(18)与发电机转子轴(17)连接，挡环右端通过右轮体端盖(3)上的端盖中心孔(34)，穿在挡环支架(7)右端的挡环支架孔(5)内。
4.按权利要求3所说的环保型空竹，其特征是挡环支架(7)上有一能左右调节的配重(33)。
专利摘要一种能发电、发光、发声的环保型空竹，它由连接轴、轮体、挡环、微型发电机等组成，其中连接轴位于中央，两侧结合轮体，轮体表面分布有两个以上的发光二极管，轮体内壁上固定有扬声器和控制电路板，微型发电机固定在左轮体内，且发电机转子轴与空竹中心旋转轴同轴，微型发电机、控制电路板、发光二极管和扬声器之间用导线连接。与传统空竹相比，本实用新型环保空竹能够发出悦耳的声音或祝福的话，轮体表面能够呈现出交替变幻的光环，具有更高的趣味性和观赏性，并且自主发电，解决了废弃电池会造成环境污染的问题。
文档编号A63H1/32GK2673471SQ20032010317
公开日2005年1月26日 申请日期2003年11月10日 优先权日2003年11月10日
发明者李建玺 申请人:北京理工大学