一种电脑化的溜溜球的制作方法

本申请要求于2014年2月18日提交的美国临时申请号为61/940，853的优先权。

本发明介绍的是一种电脑化溜溜球玩具。电脑化溜溜球包含的装置具有可编程的灯光、声音和其它特征，给溜溜球球手提供娱乐。这些特征是根据电脑化溜溜球的运动和状态发挥作用的。此外，电脑化溜溜球包含的装置可以控制电脑化溜溜球的运动，如：电离合器和电动马达。

背景技术：

溜溜球是最古老的玩具之一。据说起源于中国，但最早记录的溜溜球玩具出现在大约公元前500年的希腊画作里。现代的溜溜球玩具采用的理念与古代的溜溜球玩具相同，但可以是由现代的材料(如：塑料或金属合金)制成的，可以具有不同的形状(如：蝴蝶形状的溜溜球)，也可以包含现代的机械工艺(如：旋转滚珠轴承)。

一些市售溜溜球玩具可以包含除机械零件以外的电子元件。现有的溜溜球玩具包含电池、灯光以及可开灯和关灯的机械装置，以增加娱乐性。该理念以及一些较为高级的变更(如：增加音频器、液晶显示装置、控制和反馈等)在美国专利4,327,518、5,145,444、5,356,328、5,791,966、6,287,193、6,634,922和6,695,670中已有描述。

一些市售溜溜球玩具也可以包含改良的机械零件，可提升玩溜溜球玩具的娱乐体验。例如，目前市场上的溜溜球包含一种离心机械离合器，在溜溜球非常快速地旋转时可开启，进入长时间的“睡眠状态”(溜溜球在绳尾快速旋转)和自动的“苏醒状态”(溜溜球从“睡眠”位置快速返回至球员手中)。机械零件和电器元件的其它高级组合可提升对溜溜球运动的控制，在美国专利7,448,934和8,187,052中也已有描述。

本发明描述的电脑化溜溜球包含高级的电气元件、机械零件和机电部件，具有进一步的娱乐特性，因此，进一步提升了玩溜溜球玩具的娱乐体验。

附图说明

回顾以下详细描述和附图后，本发明的特征和优点对所属技术领域的普通专业人员更显而易见，其中：

图1是简单传统溜溜球的示意图。

图2是滚珠轴承溜溜球的侧视示意图。

图3是电脑化溜溜球所含装置的示意图。

图4是电脑化溜溜球可选加速计配置的示意图。

图5说明的是溜溜球游戏顺序的加速曲线实例。

图6a是电脑化溜溜球锁扣基础装置的顶视示意图。

图6b是电脑化溜溜球锁扣基础装置的侧视示意图。

图6c是电脑化溜溜球锁扣基础装置的细节侧视示意图。

图7是电脑化溜溜球的带led可拆卸发光显示装置的上视和下视示意图。

图8是电脑化溜溜球的带激光可拆卸发光显示装置的上视示意图。

图9是电脑化溜溜球的可拆卸音频播放装置的上视示意图。

图10是电脑化溜溜球的辅助装置的上视示意图。

图11是电脑化溜溜球的电离合器装置的侧视示意图。

图12是电脑化溜溜球的内部磁盘和电离合器的侧视示意图。

图13是电脑化溜溜球的电离合器装置和电动马达装置的侧视示意图。

具体实施方式

本发明指向的电脑化溜溜球包含高级的电气元件、机械零件和机电部件，具有进一步的娱乐特征，因此，进一步提升了玩溜溜球玩具的娱乐体验。虽然用具体的实施例描述了本发明，但是，本发明的原理可应用的范围明显超出本文描述的关于本发明的具体实施例。此外，为了避免本发明的各个方面含糊不清，在描述本发明的过程中已忽略了某些细节。忽略的细节在所属技术领域的普通专业人员的知识范围内。

本申请的附图及其随附的详细描述针对的仅仅是本发明的实施例。为了保持简洁，采用本发明原理的其它实施例在本申请中并未具体描述，也并未以附图具体说明。应该记住的是，除非另有说明，附图的类似或对应元素可用类似或对应参照数字符号加以说明。

本发明也可全部或部分用于其它类似旋转玩具，如：飞碟、陀螺(或爆旋陀螺)、四面陀螺或其它旋转玩具或装置。

任何游戏的目的是为游戏玩家提供娱乐。因此，特征越多、选项越多的游戏越具娱乐性，即：可以提供更好的娱乐体验。图1所示的是简单传统溜溜球的示意图。传统溜溜球球体100可以是由木头或陶瓷等传统材料制成的，也可以是由金属合金、塑料或其它材料等现代材料制成的。溜溜球球体100是由两半圆形组成的，可以是扁平的、球形的、圆锥形的，也可以是其它适合的圆形。溜溜球球轴130连接溜溜球球体100的两半圆形，因此，溜溜球呈现的对称放射状适用于旋转玩具。绳子110其中一端系在溜溜球球轴130，另一端系在定位环120上。定位环120可以是由适合的材料制成的，也可以是绳子110末端一个简单的环。系在溜溜球球轴130的绳子110的一端可以紧紧系住，也可以围绕溜溜球球轴130形成一个松散的环。

如果绳子110的一端围绕溜溜球球轴130紧紧系住，溜溜球游戏是相当简单的。首先，球员在溜溜球球体100的两半圆形之间的狭窄凹处绕起绳子110(本说明书的术语“绕”或“重绕”用于描述绳子110围绕溜溜球球轴130的滚动，或者，后续会描述溜溜球的其它部件，按照游戏开始时的要求使绳子110形成多个重叠的环)。然后，球员在握紧定位环120的同时向远处或向下抛出或掷出溜溜球球体100。通过伸展绕好的绳子110引出的拉力可以使溜溜球球体100旋转，当绳子110充分伸展后，则开始围绕溜溜球球轴130自我重绕，而溜溜球球体100开始向上滚动回到可用抓住溜溜球的球员手中。球员也可利用手部运动使溜溜球增加惯性，使溜溜球重复上下运动。这种溜溜球游戏为球员提供的娱乐体验是有限的。

另一方面，如果绳子110的一端围绕溜溜球球轴130形成一个松散的环，则溜溜球游戏更加有趣，因此，可以提供更好的娱乐体验。与简单的游戏相类似，球员会绕起绳子110，并向远处或向下抛出或掷出溜溜球球体100。绳子110一旦充分伸展后，绳子110一端围绕溜溜球球轴130的松散环在绳子110保持充分伸展的同时，可以使溜溜球球体100继续旋转。用溜溜球球员的术语来说，溜溜球的这种状态称为“睡眠”状态，可以说成溜溜球“睡着了”、“在睡觉”等等。当溜溜球“睡着了”，球员可以表演各种溜溜球“花招”，这是展示球员技巧和灵活性的溜溜球运动顺序。这些技巧和灵活性基于以下事实：旋转的溜溜球只要旋转得够快，就可以保持定位(即：溜溜球的角动量保持不变，与陀螺仪相类似)。整套花招完成后，球员可以快速、用力地甩动手臂、手或手指，使绳子110一端围绕溜溜球球轴130的松散环因为摩擦力而变紧，使绳子110围绕溜溜球球轴130重绕，因此，溜溜球球体100可以开始向上滚动回到球员手中。这种溜溜球技巧称为“唤醒”溜溜球，可以说成溜溜球“醒了”、“正在苏醒”等等。

很明显，在“睡眠”状态，溜溜球会因绳子110一端的松散环和与溜溜球球轴130之间的摩擦力以及绳子110与溜溜球球体100两半圆形的内壁之间的摩擦力而损失一些旋转速度。现代的溜溜球玩具可以利用滚珠轴承来减少“睡眠”状态的旋转速度损失。图2是带滚珠轴承的溜溜球的侧视示意图。与传统的溜溜球相类似，这种溜溜球也是由连接溜溜球球轴130的溜溜球球体100制成的。不过，这种溜溜球的滚珠轴承210置于溜溜球球轴130周围。滚珠轴承210由系在溜溜球球轴130的内轮、绳子110紧紧系住的外壳和可以在内轮与外壳之间转动使内轮与外壳之间的相对转动摩擦力降低的球体或圆柱体组成。其它装置即使没有球体或圆柱体也可被视为滚珠轴承，只要此类装置具有相同的用途，能够顺畅地旋转，内部零件与外部零件之间的摩擦力最小。此类其它装置可利用铁氟龙、硅胶或其它聚合物涂层或其它方法来减少装置内部零件与外部零件之间的摩擦力，使其旋转顺畅，两种零件之间的摩擦力最小。当然，也可以制作滚珠轴承210，使溜溜球球轴130形成滚珠轴承210的内轮。带滚珠轴承的溜溜球的转动方式与绳子110一端围绕溜溜球球轴130带有松散环的传统溜溜球相类似。不过，由于滚珠轴承几乎消除了绳子110与溜溜球球轴130之间的摩擦力，因此，带滚珠轴承的溜溜球损失其旋转速度比传统溜溜球慢得多，球员可以表演更多的溜溜球花招，或者仅仅是享受较长“睡眠”状态时间。因此，带滚珠轴承的溜溜球与传统的溜溜球相比，可以提升娱乐体验。

虽然带滚珠轴承的溜溜球维持其旋转速度的时间长于传统的溜溜球，但是，与“唤醒”传统溜溜球相比，“唤醒”带滚珠轴承的溜溜球通常更加困难。快速甩手需要确保滚珠轴承的摩擦力充分增加，使绳子110形成小的新环和/或新结，并使绳子110的新环和/或新结与溜溜球球体100的内壁之一生成足够的初始摩擦力，使绳子110开始围绕球轴130重绕，因而促使溜溜球向上滚动。(图2所述的带滚珠轴承的溜溜球可使接近溜溜球球轴130的溜溜球球体100的内壁表面粗化，辅助创造“唤醒”溜溜球的初始摩擦力。)这展示的是带滚珠轴承的溜溜球设计中有趣的两难问题。一方面，溜溜球球体100的两半圆形之间的间隙变宽，可减少“睡眠”状态下绳子110与溜溜球球体100之间的摩擦力。另一方面，间隙太宽，会造成“唤醒”溜溜球更加困难，因为需要更有技巧的手部运动才能使绳子110与溜溜球球体100的内壁之间生成足够的初始摩擦力。本发明的一些实施例使这个两难问题有所缓和。

图3是包含在电脑化溜溜球300的装置的示意图。电脑化溜溜球300的物理结构类似于图2所述的带滚珠轴承的溜溜球，但电脑化溜溜球300包含本说明书所述的附加装置。本发明可通过图3所述的装置操作子集来实现，或通过图3所述的所有装置来实现。

电脑化溜溜球300的核心是计算和控制装置305。配置计算和控制装置305是为了从传感器、加速计装置315和张力计装置350同时或单独接收表明电脑化溜溜球300的运动情况的测量值。配置计算和控制装置305是为了生成控制信号来控制提升娱乐体验的电脑化溜溜球300的元件运作，如：发光显示装置320、音频播放装置325、辅助装置330、电离合器装置335和电动马达装置340(“娱乐元件”)。计算和控制装置305也可从每个娱乐元件接受关于其状态和功能的反馈信息。计算和控制装置305还可连接至通信装置345，而通信装置345既可以从外部装置接收计算和控制装置305的数据，也可以将计算和控制装置305的数据传送至外部装置。(通信装置345与张力计装置350之间也可以相互发送和接收数据)。外部装置可以是智能手机或平板电脑等手持式装置，通过可以在电脑化溜溜球300的外部装置与通信装置345之间提供通信链路的wifi(ieee802.11协议)、蓝牙协议或其它通信协议等无线链路连接至通信装置345。计算和控制装置305和通信装置345可以单独实现，也可以利用相同的固态电子微芯片(如：德州仪器cc2541simplelink蓝牙智能和专有无线mcu)来实现。

电池310为电脑化溜溜球300的其它装置提供电力，并连接至包含在电脑化溜溜球300某个具体实施例中的其它装置。电池的连接非常简单，因而并未明确显示在图3中。电脑化溜溜球300使用的电池可能不止一个。电池310可利用有线或无线电源进行充电，也可以利用电动马达装置340作为发电机进行充电。

加速计装置315测量电脑化溜溜球300的加速度值，并将测得的加速度值发送至计算和控制装置305。电脑化溜溜球300的加速度值指的是电脑化溜溜球300某一个部位或几个不同部位一系列加速时间的测量值。加速度值可表明加速度、加速度的导数或用于测定加速度的其它函数或数值。加速计技术是一项众所周知的技术。加速计装置在市场上广泛使用，而定制的加速计装置在行业内也是很常见的，尤其是用压电陶瓷材料制成的加速计装置。加速计装置315可以是由压力或弯曲压电陶瓷材料制成的，但也可以是由机械、电气、压电、压阻、固态或适用于生产加速计装置315的其它技术制成的。

图4是电脑化溜溜球300的加速计装置315的加速计可选配置的示意图(图4并不按比例)。加速计装置315可置于溜溜球球体100的中心。图4的四个加速计组件用410a、410b、410c和410d标出，但加速计组件可采用任何编号。各个加速计组件410a～410d可以是包含3个不同加速器单位(每个空间维度各一个)的加速计装置，也可以是测量某一个方向(图4为径向)的加速度的单一个加速计单位。如果溜溜球球体100围绕溜溜球球轴130旋转并上下滚动，但没有向侧面移动，图4所述的配置则足以测量这些运动的加速度值。不过，由于溜溜球可能会“摇晃”，不受控制，对测量垂直于溜溜球主要旋转平面的加速度也可能是有利的。如果图4的加速计组件410a～410d分别为单一个加速计单位，均仅能测量某一个方向(径向)的加速度值，那么，附加加速计组件(图4未显示)额用于测量垂直于溜溜球主要旋转平面的加速度值。附加加速计组件可以具有与加速计组件410a～410d不同的特征，因为垂直加速度值预计比径向加速度值小得多。

加速度值取决于玩电脑化溜溜球300的运动，而测量加速度值的目的是提取关于电脑化溜溜球300的运动的信息。提取的信息可用于控制娱乐元件，也可发送至外部装置进一步分析、储存或显示。运动信息可以是电脑化溜溜球300任一部位的加速度、电脑化溜溜球300任一部位的加速度导数、电脑化溜溜球300的中心位置、电脑化溜溜球300的中心速度、电脑化溜溜球300的旋转速度，也可以是可用于控制娱乐元件或可用于外部装置进一步分析、储存或显示的其它信息。

测得的加速度值可用于提取关于电脑化溜溜球300的状态的信息，其中，状态指的是电脑化溜溜球300处于某个位置、以某个动作移动或采用某个游戏配置时的活动，通过以下实例会变得清晰。实例是关于包含以下七种状态顺序的带滚珠轴承的溜溜球游戏：

状态1：握住溜溜球

状态2：球员抛掷溜溜球

状态3：溜溜球向下运动

状态4：停止绳子末端的向下运动

状态5：“睡眠”状态

状态6：快速猛拉绳子“唤醒”溜溜球

状态7：溜溜球向上运动

图5所示的是加速度曲线的实例，代表的是其中一个加速计组件410a～410d在上述游戏顺序中的加速度值与时间。图5的x轴为时间(单位：ms)，y轴为加速度值(单位：m/s)。

在状态1(图5用s1标记)，加速度值非常小(除非是溜溜球撞击在某些其它物体上，被牢固地抓在手中，坠落并击中地板等，则很有可能在短时间内出现高加速的峰值)。状态1可用中值滤波加速度值的低水平平均值来检测。

在状态2(图5用s2标记)，球员利用手臂、手或手腕的剧烈运动来投掷溜溜球，进而加快溜溜球向远处或向下运动。这一步骤的加速度具有平滑曲线的特征，其中，曲线的幅度及其缓慢变化的斜率(加速度的导数)取决于球员的力量和技巧。状态2可用加速度值平均值的显著增加来检测，无加速峰值。

状态3在手臂、手或手腕投掷运动结束时开始，而溜溜球从球员的手中释放出来，开始快速地向下滚动。在这种状态(图5用s3标记)下，径向放置的加速计组件测得的加速度值(与图4所述的相类似)能够达到甚至更高值。当溜溜球向下运动时，万有引力会促使溜溜球的旋转速度增加。溜溜球在s3分段的旋转用地球万有引力造成的半周期扰动来表示，地球万有引力会影响加速计组件每半圈就向相反方向旋转。旋转速度的增加用加速度值幅度的增加以及半周期扰动时间间隔的缩短来表示。状态3可用半周期扰动后的加速度曲线导数随着平均幅度增加及频率增加而显著瞬间增加来检测，这种增加可通过识别加速度曲线上的最低点和最高点来检测。

当绳子充分伸展且其拉力使溜溜球停止向下运动，发生状态4。在这一步骤(图5用s4标记)，溜溜球的向下运动突然被打断，会造成加速度曲线出现极强的峰值。s4分段的加速度峰值的实际值取决于初始投掷的力量、溜溜球的重量和绳子的弹性等数个因素。状态4可用加速度曲线的极大峰值来检测。

状态5是“睡眠”状态，图5用s5分段来表示。与状态3后面部分相类似，状态5的加速度曲线呈现出地球万有引力造成的半周期扰动。旋转速度因摩擦力缓慢减少，用加速度曲线幅度的缓慢减小以及半周期扰动时间间隔的增加来表示。s5分段的长度很可能比图5所述的长度长得多，溜溜球球员可以从溜溜球的“睡眠”状态开始来表演其它溜溜球动作(溜溜球花招)。状态5可用加速度曲线的平滑平均值并通过识别加速度曲线上的最低点和最高点来检测。

当球员决定让溜溜球返回至手中，并快速地向下向上甩动手臂、手或手指来“唤醒”溜溜球时，发生状态6(图5用s6标记)。快速地向下运动，可以使绳子释放出来，而快速地向上运动，可以使溜溜球球体内壁附近的绳环变紧和/或形成绳结，促使绳子绕轴重绕，进而使溜溜球向上运动。最初的向下甩动，会导致加速度最低点与最高点之间的差异快速缩小，因为溜溜球会很快处于接近自由落体的状态。随后，由于溜溜球动作突变，加速度曲线出现尖锐的峰值。状态6开始时可用加速度曲线的最低点与最高点之间的差异快速缩小来检测，随后，加速度曲线会出现较大的峰值。

状态7(图5用s7标记)指的是溜溜球上滚。加速度曲线呈现出与状态3和状态5相同的半周期扰动。状态7可用加速度值与状态6相比的显著较小方差来检测。

图5证明，关于溜溜球运动和状态的信息可通过加速度值分析来测定。分析需要提取加速度导数、最高点与最低点位置和数值、参数变化位置等参数。这些参数可用于提取(即：计算)溜溜球的中心位置、溜溜球的中心速度、溜溜球的旋转速度或拥有控制溜溜球或提供关于其位置、运动或状态的信息的其它参数。图5提供的是关于其中一个加速计组件410a～410d的加速度曲线的实例，但可与不同加速计组件的加速度值相结合，用于分析溜溜球的位置、运动或状态。例如，对所有加速计组件410a～410d的加速度值取平均值，可提供关于溜溜球中心运动的信息。我们会用“状态参数”来称呼上述参数，这些参数可通过用于控制电脑化溜溜球300的其它装置的计算和控制装置305来提取，也可利用通信装置345传输至外部装置。这些参数最初可以是根据加速度值(包括但不限于加速度值本身)提取的任何参数。

只要能够达到娱乐的目的，电脑化溜溜球300也可采用价格较为低廉的低精密度加速计。此类低精密度加速计足以提取具有足够准确度的状态参数，即使此类低精密度加速计无法测量具有始终能够测定电脑化溜溜球300的确切位置和确切运动所需精确度的加速度值。

采用张力计装置350有助于通过测量紧箍带120附近的绳子110末端的张力并向计算和控制装置305提供张力值而改善对溜溜球运动和状态的检测。张力计装置350可以由单一的压电陶瓷元件组成，但也可以由机械、电气、压电、压阻、固态或生产张力计350所需的其它技术组成。电源供给和数据传输可以通过绳子110来实现，或者，张力计装置350可以包含电源供应的微型电池，也可以包含辅助通信装置与溜溜球通信装置345进行通信。值得注意的是，张力计装置350在状态3、状态4和状态6开始时会呈现张力值显著增加，进而可协助检测这些状态的初始实例。因此，状态参数也可以包含张力值以及根据张力值提取的任何参数。

计算和控制装置305可利用加速计装置315的加速度值(或张力计装置350的张力值，两者共同使用或单独使用)、提取的状态参数以及收到的设置参数(在后续讨论)来生成控制信号，以便运行电脑化溜溜球300的娱乐元件，如：发光显示装置320、音频播放装置325、辅助装置330、电离合器装置335和电动马达装置340。

发光显示装置320可以包含任何数量的发光组件，例如但不限于led或激光，可置于溜溜球球体100里面或表面的任何地方。发光显示装置320也可以包含电线、电子开关、调光器、功率放大器或其它组件以及可用于运行发光组件的在这些组件之间的任何必要连接。发光显示装置320的组件可以位于溜溜球球体100里面或上面的任何地方。发光显示装置320也可作为可拆卸装置来实现，见后续讨论。运行发光显示装置320的一些实例包括但不限于握住电脑化溜溜球300时(状态1)的低光或柔光，在抛掷电脑化溜溜球300时(状态2至状态3)、到达绳子110末端时(状态4)或“唤醒”时(状态6)，灯光是闪烁的。在其它实例中，根据发光组件的配置以及电脑化溜溜球300的运动和状态，与溜溜球运动同步的灯光可以提供娱乐效果，如：灯光闪烁时，尽管电脑化溜溜球300在旋转，但看起来是静止的，或者，显示的图形或人物角色看起来是静止的，或者，能够以娱乐的模式移动。此外，与音频播放装置325同步时，灯光显示可与音频播放装置325播放的音频节拍和/或强度相同步。光图案可固定，也可变化、下载或编程，见后续讨论。

音频播放装置325可以包含电气、机电、电磁或压电组件，可用于生成可听见的声音。这些组件可以是扬声器、用于保存预存或可下载音频文件或音频格式(如midi)的内存组件、数字模拟变换器、功率放大器或其它组件以及这些组件之间的任何必要连接。音频播放装置325的组件可以位于溜溜球球体100里面或上面的任何地方。音频播放装置325也可作为可拆卸装置来实现，见后续讨论。在球员玩电脑化溜溜球300时，音频播放装置325可用于播放娱乐性音频，如：音乐、音效、人声、动物声音或其它娱乐性、刺激性的音频和声音。运行音频播放装置325的一些实例包括但不限于握住电脑化溜溜球300时(状态1)播放轻音乐，在抛掷电脑化溜溜球300时(状态2至状态3)、到达绳子110末端时(状态4)或“唤醒”时(状态6)，生成嘈杂的巨响。在另一个实例中，可通过与电脑化溜溜球300的旋转速度相对应的节拍来播放音频。娱乐性音频信息(如：刻录的音频(音乐、语音、噪音等))、midi格式的数据或其它音频数据可固定并预存在内存组件，或者，音频信息可变化、下载或编程，见后续讨论。

可以为电脑化溜溜球300打造固定的娱乐元件，如：电脑化溜溜球300一侧的发光显示装置320以及电脑化溜溜球300另一侧的音频播放装置325，甚至是在电脑化溜溜球300每一侧共同打造的结合了发光显示装置320和音频播放装置325的装置，或者是此类娱乐元件的其它排列或配置。不过，如果这些娱乐元件(以及后续更详细描述的辅助装置330)是可拆卸的，使不同类型的可拆卸器械连接至电脑化溜溜球300，而且，如有需要，可用其它可拆卸装置代替，那么，可实现提升娱乐体验的目的。

图6a、6b和6c描述的是可制成溜溜球球体100(尤其是可制成溜溜球球体100的两半圆形或其中一半圆形)的可拆卸装置有可能能够实现锁扣基础装置605。锁扣基础装置605可通过溜溜球球体100的凹进空间形成，而可拆卸装置可插入锁扣基础装置605，且被锁扣610a、610b、610c和610d扣住。锁扣基础装置605也可以包括连接垫板615和垫板圈620。锁扣基础装置605的连接垫板615可以是由铜等金属条制成的，可从溜溜球球体100提供电信号和电力至锁扣到锁扣基础装置605的可拆卸装置。垫板圈620可以是由橡胶或硅胶制成的，可提供缓冲力和阻力。其中一个锁扣(如：锁扣610a)可配置为可移动的，而推挤弹簧630可推动锁扣610a向锁扣基础装置605的中心移动。可拆卸装置可插入锁扣610b、610c和610d下方的锁扣基础装置605，并被锁扣610a适当地紧紧扣住，因为受到推挤弹簧630的推挤。很明显，扣住、锁扣或连接可拆卸装置的其它配置是有可能的。作为实例(但不限于)，锁扣基础装置605的凹进空间可以是正方形的、矩形的、六边形的或其它形状的。此外，可拆卸装置可插入溜溜球球体100的狭缝，起到锁扣基础装置605另一个实施例的作用，而不是利用锁扣基础装置605的凹进空间。在另一种配置中，凹进空间可被消除，使可拆卸装置锁扣到溜溜球球体100两半圆形或其中一半圆形的外表面。管脚、小孔、凹槽、螺丝或其它可适当地牢固扣住可拆卸装置的机械装置均可用于并代替任何数量的锁扣。任何数量的锁扣均可配置有推挤弹簧630，而推挤弹簧630可用其它有利于锁住可拆卸装置的机械装置来代替。锁扣基础装置605的连接垫板615可以具有任何形状，可以是由任何材料制成的，且可以向可拆卸装置提供电信号连接和电源供应，例如但不限于可嵌入金属小孔以便进行电气连接的金属管脚。此外，有数种连接垫板可用于代替单一的连接垫板615。垫板圈620可以具有任何形状，可以是由任何材料制成的，包括垫板表面等非环形体，只要能够提供缓冲力和阻力即可。锁扣基础装置605无需图6a、6b和6c所述的一个或任何特征即可实现，只要锁扣基础装置605能够扣住并连接可拆卸装置至溜溜球球体100。

图7所示的是发光显示装置320作为可拆卸装置以圆形磁盘实现的第一种可能实施例。可拆卸装置连接垫板710位于可拆卸装置的下侧，可与锁扣基础装置605的连接垫板615进行电气连接。这两种垫板应该是相辅相成的，才能提供电气连接。任何数量的发光组件720(例如但不限于led)均可按发光组件720的位置、尺寸、颜色或其它属性所需的配置位于可拆卸装置的上侧。其它支承组件(例如但不限于：内存、开关、调光器、阻抗变换器、功率放大器或运行发光显示装置320和发光组件720所需的其它组件)均可置于可拆卸装置的里面或主体上面，也可置于溜溜球球体的里面或上面。

图8所示的是发光显示装置320作为可拆卸装置以圆形磁盘实现的第二种可能实施例。任何数量的激光(例如：包括激光810)均可位于可拆卸装置的上侧。下述关于激光810的讨论适用于本实施例的任何其它激光。激光810通过支架820连接至可拆卸装置的上侧，可以位于、连接在或胶合在压电驱动器830的上方。因此，除了打开或关闭激光810之外，还可以通过应用或不应用电信号至压电驱动器830以一系列角度引导激光810的光束方向。压电驱动器830可用任何机械装置、机械技术、机电技术、电磁技术或其它可用于以一系列角度引导激光810的光束方向的技术来代替。此外，激光810可位于可拆卸装置的上面或里面，激光810光束的导向可通过移动一个或多个镜子而不是移动激光810来实现。其它支承组件(例如但不限于：内存、开关、调光器、阻抗变换器、功率放大器或运行发光显示装置320、激光810和压电驱动器830所需的其它组件)可置于可拆卸装置的里面或主体上面，也可置于溜溜球球体100的里面或上面。发光显示装置320的第二种可能实施例包括可拆卸装置连接垫板710的实现(图8并未显示)。

图9所示的是音频播放装置325作为可拆卸装置以圆形磁盘实现的可能实施例。音频播放装置325的实现需要薄膜910以及可以根据电信号移动薄膜910的机械装置(图9未显示)。音频播放装置325可利用压电机械装置来移动薄膜910，但其它机械装置(例如但不限于电磁或电容机械装置)也可利用。其它支承组件(例如但不限于内存、开关、调光器、阻抗变换器、功率放大器或运行音频播放装置325和薄膜910所需的其它组件)可置于可拆卸装置的里面或主体上面，也可置于溜溜球球体100的里面或上面。音频播放装置325的这种可能实施例包括可拆卸装置连接垫板710的实现(图9并未显示)。

锁扣到锁扣基础装置的可拆卸装置用于发光显示装置320或音频播放装置325，具有多种优点，如：可以使用带有不同新型可拆卸装置的同类电脑化溜溜球300，也能够使可拆卸装置的性能和价格达成良好的商业交易。不过，锁扣基础装置605也可用于扣住任何类型的可拆卸装置(我们称之为辅助装置330)。辅助装置330可以是一次性的或半一次性的可拆卸装置，可为电脑化溜溜球300提供娱乐附加值。图10是辅助装置330作为可拆卸装置以圆形磁盘的形式实现的可能实施例的示意图。数个娱乐有效载荷1010分布在可拆卸装置的上侧。娱乐有效载荷1010可以是微型的烟火有效载荷、彩色的烟雾有效载荷、彩色的火药有效载荷或香味有效载荷。娱乐有效载荷1010也可以是装有好玩的微型宴飨(如：糖果或配饰)的迷你仓，还可以是为电脑化溜溜球300的球员提供娱乐体验的其它有效载荷。娱乐有效载荷1010可利用烟火机械装置或其它激活机械装置来点燃烟火，处理烟雾、火药或香味，开启迷你仓或激活娱乐有效载荷1010其它娱乐特征。娱乐有效载荷1010可以按图10所述有结构地分布在可拆卸装置的上侧，也可以按任何图案和形式有结构地分布在可拆卸装置的上面或里面。运行辅助装置330和娱乐有效载荷1010所需的其它支承组件可置于可拆卸装置的上面或主体里面，也可置于溜溜球球体100的上面或里面。辅助装置330的这种可能实施例包括可拆卸装置连接垫板710的实现(图10并未显示)。

很明显，许多不同类型的可拆卸装置可设计为并锁扣到锁扣基础装置605，目的是提升娱乐体验。某种类型的可拆卸装置可以是发光显示装置320的任何具体实施例、音频播放装置325的任何具体实施例或辅助装置330的任何具体实施例。由于不同类型的可拆卸装置可锁扣到锁扣基础装置605，因此，可配置计算和控制装置305，利用识别机械装置来识别锁扣到锁扣基础装置605的可拆卸装置的类型。然后，计算和控制装置305生成的控制信号基于已识别类型的可拆卸装置，适用于已识别类型的可拆卸装置，以实现预期的娱乐体验。识别机械装置可以是模拟机械装置，如：具有针对每种不同类型的可拆卸装置的不同电阻的电阻器，其中，电阻可利用计算和控制装置305来测量，以识别锁扣到锁扣基础装置605的可拆卸装置的类型。识别机械装置也可以是数字机械装置，如：储存针对每种不同类型的拆卸装置的不同识别码的内存组件，其中，识别号可利用计算和控制装置305来读取，以识别锁扣到锁扣基础装置605的可拆卸装置的类型。识别机械装置可以是计算和控制装置305可用于识别锁扣到锁扣基础装置605的可拆卸装置的类型的任何机械装置。

作为利用已识别类型的可拆卸装置的第一种实例，如果计算和控制装置305识别出可拆卸装置为图7所述的发光显示装置320，而且，如果加速度值表明电脑化溜溜球300在以速度r(例如：以每秒的转数测量)旋转，那么，计算和控制装置305可生成适用于发光显示装置320的控制信号，使发光组件720以fr＝4r(单位：闪烁次数/秒)的速度闪烁。作为利用已识别类型的可拆卸装置的第二种实例，如果计算和控制装置305识别出可拆卸装置为图9所述的音频播放装置325，而且，如果加速度值表明电脑化溜溜球300在以速度r(例如：以每秒的转数测量)旋转，那么，计算和控制装置305可生成适用于音频播放装置325的控制信号，使薄膜910以br＝r(单位：跳动次数/秒)的节拍震动。

计算和控制装置305可生成预定的控制信号，以根据测出的可拆卸装置类型运行锁扣到锁扣基础装置605的可拆卸装置，即：某种特殊类型的可拆卸装置每次锁扣到锁扣基础装置605时，均以类型的方式运行。不过，可以利用多种不同控制信号组以多种不同的方式来运行某种特殊类型的可拆卸装置，以实现不同的娱乐体验。此外，可以利用新型的可拆卸装置，而计算和控制装置305对这种类型不具有适合的控制信号。因此，如果新的控制信号能够下载到计算和控制装置305，或由计算和控制装置305利用设置参数生成，则是有利的。设置参数可以是计算和控制装置305用于运行可拆卸装置的完整控制信号，也可以是计算和控制装置305用于生成控制信号以运行可拆卸装置的参数。因此，可配置通信装置345，以便从外部装置接收设置参数，并将接收到的设置参数发送至计算和控制装置305。例如但不限于，设置参数可以是发光显示装置320的光图案、音频播放装置325的音频数据或激活辅助装置330的时间和条件。在另一个实例中，设置参数可以是：数个球员中是哪一个球员正在玩电脑化溜溜球300？

设置参数可以是从外部装置接收到的任何信息，可用于提取状态参数、生成控制信号和运行娱乐元件。例如：如果设置参数表明球员a正在玩电脑化溜溜球300，且加速度值表明电脑化溜溜球300正被“唤醒”，那么，提取的状态参数和生成的控制信号可以控制发光显示装置320以红色闪烁。另一方面，如果设置参数表明球员b正在玩电脑化溜溜球300，且加速度值表明电脑化溜溜球300正被“唤醒”，那么，提取的状态参数和生成的控制信号可控制发光显示装置320以黄色闪烁。

外部装置可从任何来源接收设置参数，如：从任何储存媒介或从英特网下载设置参数。此外，利用外部装置或任何其它装置上的专用程序或应用程序，用户能够生成新的有趣的针对任何娱乐元件和任何类型的可拆卸装置的设置参数，然后，这些设置参数可发送至计算和控制装置305，并用于以新的、有趣的、具有娱乐性和刺激性的方式运行电脑化溜溜球300的任何娱乐元件。

此外，计算和控制装置305可利用通信装置345发送关于溜溜球运动和状态的信息至外部装置。计算和控制装置305可利用加速度计装置315的加速度值(或张力计装置350的张力值，两者共同使用或单独使用)以及从娱乐元件接收到的其它信息来提取状态参数并利用通信装置345将状态参数发送至外部装置。例如：状态参数可包括锁扣到锁扣基础装置605的可拆卸装置的标识以及关于电脑化溜溜球300的任何装置或元件状态的信息。因此，状态参数是计算和控制装置305接收到的、计算和控制装置305提取的或计算和控制装置305生成的任何参数。外部装置可利用从计算和控制装置305接收到的状态参数增加娱乐体验，例如但不限于：显示溜溜球的旋转速度、根据一些合理的游戏要求来宣告两名球员中谁实现了最高的投掷力，或者谁玩电脑化溜溜球300的时间最长或方式最佳，或者关于可提升球员娱乐体验的电脑化溜溜球300运动、状态和条件的信息的任何其它用途。此外，外部装置也可利用从计算和控制装置305接收到的关于溜溜球运动、状态和条件的信息来计算复杂控制参数，这需要比计算和控制装置305的计算能力更强的计算能力，然后，将计算出来的复杂控制参数发回至计算和控制装置305，协助娱乐元件生成控制信号，提供预期的娱乐体验。

发光显示装置320、音频播放装置325和辅助装置330可通过对电脑化溜溜球300运动、状态和条件作出应答而为球员创建娱乐体验。不过，如果能够控制和操纵电脑化溜溜球300的运动，则可进一步提升娱乐体验。图11是带滚珠轴承210和电离合器装置335的电脑化溜溜球300的示意图。与图2所述的带滚珠轴承的溜溜球相类似，电脑化溜溜球300的这种实施例包含带有连接至溜溜球球轴130的内轮和外壳的滚珠轴承210。电离合器装置335可以是由压电离合器组件1105组成的，可连接至溜溜球球体100，与溜溜球球轴130相隔的距离与滚珠轴承210外壳大约相同。压电离合器组件1105可以通过应用(或不应用)电信号而延展或收缩。图11描述了四个离合器组件1105，有两个分别位于溜溜球球体100的每一侧，但任何配置的任何数量的离合器组件1105均可使用。此外，其它技术也可用于实现离合器组件1105，例如但不限于：磁技术、电磁技术或机电技术。运行电离合器装置335和离合器组件1105所需的其它元件(例如但不限于：电线、开关、功率放大器或其它元件)在图11并未显示。

可配置离合器组件1105，使其在应用电信号(或不应用电信号)时收缩，从而消除离合器组件1105与滚珠轴承210外壳之间的接触或摩擦力(我们称之为“解锁”)。可进一步配置离合器组件1105，使其在不应用电信号(或应用电信号)时延展，从而与滚珠轴承210外壳产生接触或摩擦力(我们称之为“上锁”)。离合器组件1105与滚珠轴承210外壳之间的接触或摩擦力使溜溜球球体100与滚珠轴承210外壳之间产生摩擦力，意义在于，这种摩擦力会影响(减缓)溜溜球球体100与滚珠轴承210外壳之间的相对运动。摩擦力可用于控制溜溜球球体100与滚珠轴承210外壳之间的相对运动，进而也可用于控制溜溜球球体100与绳子110之间的相对运动。例如：如果离合器组件1105未上锁，则滚珠轴承210外壳可自由旋转，意味着电脑化溜溜球300的运动与图2所述的带滚珠轴承的溜溜球的运动一模一样。在另一个实例中，当离合器组件1105上锁时，滚珠轴承210外壳会连同溜溜球球体100一起旋转，意味着电脑化溜溜球300的运动与图1所述的绳子110一端围绕溜溜球球轴130紧紧系住的简单溜溜球的运动相类似。不过，如果计算和控制装置305生成的控制信号可控制电离合器装置335的运行，则可提升娱乐体验。电离合器装置335的控制信号(电离合器控制信号)可基于加速度计装置315的加速度值(或张力计装置350的张力值，两者共同使用或单独使用)、计算和控制装置305提取的状态参数或从外部装置共同或单独接收到的设置参数。例如：电离合器控制信号可控制离合器组件1105在球员投掷电脑化溜溜球300时上锁，而且，电离合器控制信号还可控制离合器组件1105在绳子110充分伸展时完全解锁，如加速度计装置315的加速度值(或张力计装置350的张力值，两者共同使用或单独使用)所示。因此，与图2所述的带滚珠轴承的溜溜球相比，从“睡眠”状态的旋转速度增加的意义而言，效率更高(对于带滚珠轴承的溜溜球，在绳子110充分伸展之前，绳子110与溜溜球球体100内壁的摩擦力丧失。)在另一个实例中，电离合器控制信号可控制离合器组件1105解锁，电脑化溜溜球300可处于“睡眠”状态，而且，加速度计装置315的加速度值(或张力计装置350的张力值，两者共同使用或单独使用)表明，球员正在“唤醒”溜溜球，促使计算和控制装置305生成电离合器控制信号来控制离合器组件1105上锁。因此，与“唤醒”图2所述的带滚珠轴承的溜溜球相比，这可以更快、更轻易地“唤醒”电脑化溜溜球300(对于带滚珠轴承的溜溜球，球员需要操纵绳子110才能使绳子110与溜溜球球体100内壁之间产生足够的摩擦力。)在另一个实例中，电脑化溜溜球300可以处于“睡眠”状态，而离合器组件1105在球员向外部装置发出语音命令(如：发出语音“上”)时是解锁的。语音命令可被外部装置识别，而外部装置可通过通信装置345将适合的设置参数发送至计算和控制装置305，然后，计算和控制装置305可生成电离合器控制信号来控制离合器组件1105上锁，促使电脑化溜溜球300开始向上滚动。即使溜溜球球员在游戏期间不想让电离合器装置335协助或干扰电脑化溜溜球300，仅仅利用电离合器装置335协助绳子110重绕以重新开始游戏也是有可能的。在这个实例中，当绳子110充分伸展但电脑化溜溜球300不再旋转时(这种情况在球员失去对溜溜球的控制时会发生)，球员需要重绕绳子110才能重新开始游戏。对于图2所述的带滚珠轴承的溜溜球，重绕并不简单，因为球员需要谨慎地操纵绳子110，才能产生初始摩擦力，进而才能重绕。对于带电离合器装置335的电脑化溜溜球300，球员可简单地向外部装置发出语音命令(如：“上锁”)。语音命令可被外部装置识别，而外部装置可通过通信装置345将适合的设置参数发送至计算和控制装置305，然后，计算和控制装置305可生成电离合器控制信号来控制离合器组件1105上锁。同样地，离合器组件1105可在识别第一种运动模式的基础上上锁。离合器组件1105一旦上锁，球员就能够轻易地重绕绳子110，发出第二声语音命令(如：“解锁”)，使离合器组件1105解锁，然后，球员就能够轻易地重新开始溜溜球游戏了。同样地，离合器组件1105可在识别第二种运动模式的基础上解锁。

此外，不同级别的电离合器控制信号用于电离合器装置335的离合器组件1105，有可能使离合器组件1105与滚珠轴承210外壳之间产生不同程度的摩擦力，进而使溜溜球体100与滚珠轴承210外壳之间产生不同程度的摩擦力。不同程度的摩擦力可用于平稳地控制电脑化溜溜球300的运动，如：逐渐减缓电脑化溜溜球300的旋转速度，或控制电脑化溜溜球300的旋转速度，因为它在“清醒”时会向上移动。

如上文讨论，溜溜球球体100的两半圆形之间的间隙宽度是减少绳子110与溜溜球球体100内壁在“睡眠”状态期间的摩擦力的需要(需要较宽的间隙)与轻易“唤醒”溜溜球的需要(需要较窄的间隙)之间的妥协。图12描述的电脑化溜溜球300中，滚珠轴承210外壳与内部磁盘1220进一步拟合，有助于解决该问题。与图11相类似，这种电脑化溜溜球300也包含可通过离合器组件1105实现的电离合器装置335。很明显，如果离合器组件1105解锁，则球员可以抛出图12所述的电脑化溜溜球300，而当绳子110充分伸展时，图12所述的电脑化溜溜球300则进入“睡眠”状态。不过，球员不可能利用手臂、手或手指运动来“唤醒”图12所述的电脑化溜溜球300，因为要使绳子110与溜溜球球体100内壁之间产生摩擦力是不可能的，原因是，溜溜球球体100的内壁位于内部磁盘1220的外侧。不过，由于离合器组件1105可被计算和控制装置305控制，通过锁上离合器组件1105则有可能“唤醒”图12所述的电脑化溜溜球300。值得注意的是，对于图12所述的电脑化溜溜球300，绳子110和内部磁盘1220在“睡眠”状态期间彼此并没有相对移动，因而消除了绳子110与溜溜球球体100内壁在“睡眠”状态期间的摩擦力。这意味着图12所述的带有内部磁盘1220的电脑化溜溜球300从“睡眠”状态期间旋转时间更长的意义上而言，效率更高。运行电离合器装置335和离合器组件1105所需的其它元件(例如但不限于：电线、开关、功率放大器和其它元件)在图12并未显示。

当溜溜球处于“睡眠”状态且旋转得足够快时，球员就可以表演各种溜溜球“花招”，这是展示球员技巧和灵活性的溜溜球运动顺序。不过，当旋转速度因摩擦力而减缓时，表演溜溜球花招的能力则减弱或消除。图13描述的电脑化溜溜球300包含电离合器装置335和电动马达装置340，可为球员提升娱乐体验。电动马达装置340可包含安装在球轴130上的电动马达1310，与图2、图11和图12的滚珠轴承210相类似。电动马达1310可以有吸持通电线圈的内构件(相当于滚珠轴承210的内轮)和吸持固定磁铁的外壳(相当于滚珠轴承210的外壳)。假设离合器组件1105已解锁，当没有控制信号应用于电动马达1310时，内构件可平稳地旋转，与外壳有关的摩擦力最小，这与滚珠轴承210相类似。当控制信号应用于电动马达1310时，电动马达1310的内构件与外壳之间产生旋转力。由于电动马达1310的内构件连接至溜溜球球轴130，而溜溜球球轴反过来则连接至溜溜球球体100，因此，电动马达1310的外壳与溜溜球球体100之间也可应用生成的旋转力。如果溜溜球球体100与电动马达1310的外壳彼此最初并无相对旋转，那么，旋转力可在它们之间产生旋转运动。如果溜溜球球体100和电动马达1310的外壳已经彼此相对运动，那么，旋转力可能会增加或减少该旋转速度，或者，旋转力甚至可能会使该旋转方向相反。绳子110可系在电动马达1310的外壳上，起到图2、图11和图12的滚珠轴承210外壳的作用。

电离合器装置335和电动马达装置340可被计算和控制装置305控制，根据加速度计装置315的加速度值(或张力计装置350的张力值，两者共同使用或单独使用)、计算和控制装置305提取的状态参数或从外部装置共同或单独接收到的设置参数生成电离合器控制信号和电动马达装置340的控制信号(电动马达控制信号)。例如，球员抛掷图13所述的电脑化溜溜球300后，离合器组件1105可解锁，电动马达装置340可运行，以增加电脑化溜溜球300在向下移动时的旋转速度。在另一个实例中，当绳子110充分伸展，且图13所述的电脑化溜溜球300处于“睡眠”状态时，电动马达装置340可受到控制并运行，以保持旋转速度恒定，使球员能够表演长序列的溜溜球技巧元素。在额外的实例中，当球员完成技巧元素时，就可以利用离合器组件1105生成的摩擦力或利用电动马达1310生成的旋转力来“唤醒”图13所述的电脑化溜溜球300。在进一步的实例中，当球员表演溜溜球技巧元素时，球员可向外部装置发出语音命令，如：“快一点”、“慢一点”、“上”、“下”，这些语音命令可被外部装置识别，而外部装置可通过通信装置345将设置参数发送至计算和控制装置305，生成电离合器控制信号来控制电离合器装置335，并生成电动马达控制信号来共同或单独控制电动马达装置340，进而根据发出的语音命令控制电脑化溜溜球300的运动或状态。运行电离合器装置335、电动马达装置340、离合器组件1105和电动马达1310所需的其它元件(例如但不限于：电线、开关、功率放大器和其它元件)在图13并未显示。

电动马达装置340的其它实施例也有可能是合理的，只要它们发挥功能后，在电动马达控制信号生成并应用到电动马达装置340时，电动马达装置340能够按要求生成可影响电脑化溜溜球300的运动的旋转力。此外，电动马达装置340可逆转其功能，并作为发电机给电池310充电。

本发明的数个特征和不同方面分别呈现在图3～13。不过，在结合了本发明的任何特征和不同方面的任何实施例中，均有可能实现电脑化溜溜球300。例如但不限于：电脑化溜溜球300的实施例可包含锁扣基础装置605，可拆卸型的发光显示装置320、音频播放装置325或辅助装置330均可锁扣到锁扣基础装置605。电脑化溜溜球300的同一实施例可进一步包含电离合器装置335和电动马达装置340，可对电脑化溜溜球300的运动实施控制。