玩具的转动关节机构及玩具的制作方法

本实用新型涉及玩具领域，尤其是涉及玩具的转动关节机构及玩具。

背景技术：

大多玩具在设计胳膊的转动机构时，胳膊仅具有一个自由度的转动方向，转动形式单一，趣味性不足。

技术实现要素：

本申请旨在解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型旨在提供一种玩具的转动关节机构，该玩具的转动关节机构可使玩具关节具有多个自由度的转动形式。

本实用新型的另一个目的在于提供一种具有上述转动关节机构的玩具。

根据本实用新型的玩具的转动关节机构，所述玩具具有主体、活动体和连接在所述主体和所述活动体之间的转动关节机构，所述转动关节机构包括：转角控制组件，所述转角控制组件的两端分别设有齿部，每个所述齿部均具有环绕转动轴线设置的多个齿槽，两个所述齿部的转动轴线互不平行；两个卡块，所述两个卡块与所述转角控制组件的两个所述齿部一一对应地配合，每个所述卡块均具有可啮合在不同齿槽内的卡齿，所述两个卡块中的其中一个与所述主体相连、另一个与所述活动体相连。

根据本实用新型实施例的玩具的转动关节机构，通过将转角控制组件的两端分别设置转动轴线互不平行的齿部，两端卡块可分别沿相应齿部转动啮合，从而使转动关节机构的两端可以按不同旋转方向扭动关节，玩具的变化形式可以更加多样。且一个关节处具有两个转动自由度，结构紧凑、美观。

在一些实施例中，所述转角控制组件包括：转动件，所述转动件的一端设有多个所述齿槽以构成一个所述齿部，所述转动件的另一端设有配合轴；齿轮，所述齿轮外套在所述配合轴上，所述齿轮的外周设有多个所述齿槽以构成另一个所述齿部。

具体地，所述配合轴的径向截面为非圆形，所述齿轮的中心孔形成为与所述配合轴相适配的形状。

进一步地，所述转动件一端形成为环形部，所述环形部的部分外周设有所述齿槽，所述环形部与所述配合轴之间设有间隔凸缘，所述间隔凸缘的径向截面面积大于所述配合轴的径向截面面积。

可选地，两个所述齿部上所述齿槽的数量不相等。

根据本实用新型的玩具，包括：主体、活动体和连接在所述主体和所述活动体之间的转动关节机构，所述转动关节机构为根据本实用新型所述的玩具的转动关节机构。

根据本实用新型实施例的玩具，可以按不同旋转方向扭动关节，玩具的变化形式可以更加多样。且一个关节处具有两个转动自由度，结构紧凑、美观。

在一些实施例中，所述主体上还设有用于控制眼球转动角度的眼部转动机构。

具体地，所述眼部转动机构包括：转动轴，所述转动轴的两端分别设有止抵块和连接块；构成玩具眼球的球体，所述球体可转动地外套在所述转动轴上，且所述球体位于所述止抵块和所述连接块之间；弹簧，所述弹簧外套在所述转动轴上，所述弹簧一端与所述连接块相连，所述弹簧的另一端可推动所述球体止抵在所述止抵块上。

进一步地，所述弹簧的一端设有齿牙，所述球体上设有在至少两个不同转角时均可与所述齿牙配合的凹槽。

可选地，所述球体的表面在每间隔120度的角度范围内设有一个不同图案。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的玩具在一种变化形态的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的玩具在另一种变化形态的示意图；

图3是图2中玩具在关节处手臂壳体隐藏时的示意图；

图4是图2中玩具手臂的结构图；

图5是图4中手臂在关节处手臂部分壳体隐藏时的示意图；

图6是根据本实用新型实施例的转动关节机构的装配示意图；

图7是根据本实用新型实施例的卡块的示意图；

图8是根据本实用新型实施例的转动件的示意图；

图9是根据本实用新型实施例的齿轮的示意图；

图10是根据本实用新型实施例的玩具在眼部转动机构处的局部结构图；

图11是图10所示眼部转动机构在下顶块隐藏时的结构图。

附图标记：

玩具100；

主体1；活动体2；

转动关节机构3；齿部301；齿槽3011；转动轴线L1、L2；

转角控制组件310；

转动件311；环形部3111；间隔凸缘3112；配合轴3113；

齿轮312；中心孔3121；

卡块320；卡齿321；

眼部转动机构4；转动轴41；止抵块42；连接块43；球体44；凸块441；弹簧45；上顶块46；齿牙461；下顶块47；凹槽471。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图11描述根据本实用新型实施例的玩具100的转动关节机构3，这里，玩具100可为玩具机器人，玩具100也可以是其他造型的玩具，例如玩具车、小动物造型的玩具等，这里不作具体限定。

下面将参照图1和图2所示的可变形机器人为例，来说明转动关节机构3的具体结构及工作原理。其中，图1为该机器人在飞机造型下的示意图，图2为该机器人在人形造型下的示意图。

根据本实用新型实施例的玩具100的转动关节机构3，玩具100具有主体1、活动体2和连接在主体1和活动体2之间的转动关节机构3。

这里，主体1和活动体2在玩具100上对应的部分不作具体限定。例如在图1-图5所示示例中，机器人具有两个手臂，在图1状态下，机器人的手臂收纳在机体内，在图2的示例中，机器人将两个手臂分别从机体内伸出。

其中，如图3和图4所示，机器人每个手臂均包括上臂和下臂，机器人每个手臂内均设有两个转动关节机构3。一个转动关节机构3连接在机器人的机体与上臂之间，该转动关节机构3相当于人体的肩关节，该关节处，机器人的机体相当于主体1，机器人的上臂相当于活动体2。另一个转动关节机构3连接在机器人的上臂与下臂之间，该转动关节机构3相当于人体的肘关节，该关节处，机器人的上臂相当于主体1，机器人的下臂相当于活动体2。该示例中，机器人的上臂既可为主体1也可为活动体2。

参照图6，转动关节机构3包括：转角控制组件310和两个卡块320。转角控制组件310的两端分别设有齿部301，每个齿部301均具有环绕转动轴线设置的多个齿槽3011，两个齿部301的转动轴线互不平行。

为便于区别，如图6所示，将其中一个齿部301的转动轴线称为L1，将另一个齿部301的转动轴线称为L2。两个齿部301的转动轴线可以在同一平面上，这样转动轴线L1和转动轴线L2可相交；两个齿部301的转动轴线也可以在不同平面上，这样转动轴线L1和转动轴线L2不相交。

如图6所示，两个卡块320与转角控制组件310的两个齿部301一一对应地配合，每个卡块320均具有可啮合在不同齿槽3011内的卡齿321。两个卡块320中，其中一个与主体1相连，另一个与活动体2相连。

玩具上各零部件均可具有微小的变形量和活动量，当用一定力掰动活动体1时，卡块320上卡齿321受力后可从对应齿部301的一个齿槽3011滑到另一个齿槽3011内。当停止掰动时，卡齿321与齿槽3011相啮合，活动体2相对主体1停止转动，从而活动体2可相对主体1保持静止不变状态。

具体而言，假设图6所示转动关节机构3为机器人的肩关节，每个齿部301相邻两个齿槽3011之间的中心角称为一个角度单位。

玩家在掰动机器人的手臂时，可绕转动轴线L1摆动手臂。每转动一个角度，转动轴线L1处卡齿321越过对应齿部301的一个齿，手臂绕转动轴线L1能够转动的角度单位的数量为该处齿槽数减去1；同理，玩家在掰动机器人的手臂时，也可绕转动轴线L2摆动手臂。每转动一个角度，转动轴线L2处卡齿321越过对应齿部301的一个齿，手臂绕转动轴线L2能够转动的角度单位的数量为该处齿槽数减去1。

也就是说，手臂绕每个转动轴线转动的角度，不仅取决于对应齿部301上相邻两个齿槽3011之间的中心角大小，也取决了对应齿部301上齿槽3011的数量。

在本实用新型实施例中，由于两个齿部301的转动轴线互不平行，因此通过一个转动关节机构3的连接，活动体2可相对于主体1的转动具有两个自由度，转动关节机构3的两端可以按不同旋转方向扭动关节。

根据本实用新型实施例的玩具100的转动关节机构3，通过将转角控制组件310的两端分别设置转动轴线互不平行的齿部301，两端卡块320可分别沿相应齿部301转动啮合，从而使转动关节机构3的两端可以按不同旋转方向扭动关节，玩具100的变化形式可以更加多样。且一个关节处具有两个转动自由度，结构紧凑、美观。

在一些实施例中，如图6所示，转角控制组件310包括：转动件311和齿轮312。如图8所示，转动件311的一端设有多个齿槽3011以构成一个齿部301，转动件311的另一端设有配合轴3113。齿轮312外套在配合轴3113上，齿轮312的外周设有多个齿槽3011以构成另一个齿部301。

这里，将转动件311和齿轮312形成两个独立零件，可方便加工，便于提高两个齿部301的加工精度。当然，本实用新型实施例中，也可以将转动件311和齿轮312一体加工。

具体地，如图8所示，转动件311一端形成为环形部3111，环形部3111的部分外周设有齿槽3011，环形部3111与配合轴3113之间设有间隔凸缘3112，间隔凸缘3112的径向截面面积大于配合轴3113的径向截面面积。

其中，由于齿轮312外套在配合轴3113上，配合轴3113的中轴线也可为转动轴线L2。沿转动轴线L2的方向上，转动件311依次包括：环形部3111、间隔凸缘3112和配合轴3113，间隔凸缘3112连接在环形部3111的不设齿槽3011的外周上。环形部3111、间隔凸缘3112和配合轴3113为一体成型件。

将间隔凸缘3112的径向截面面积设置成大于配合轴3113的径向截面面积，即间隔凸缘3112比配合轴3113设置得更粗，不仅可增加转动件311的结构强度，避免转动件311断裂，而且间隔凸缘3112可充当齿轮312的限位结构。

在本实用新型实施例中，每个转动关节机构3的两个卡块320可以设置成相同结构，这样在加工玩具100时可将两个卡块320用一个模具制造。当机器人上设置多个关节时，所有卡块320均用同一模具，成批制造时可降低成本。

具体地，每个转动关节机构3上两端齿部301的相邻两个齿槽3011之间的中心角相等，这样，可方便加工齿部301。

进一步地，每个转动关节机构3上两个齿部301的齿槽3011的数量可以不相等，这样，可通过限制齿部301上齿槽3011的数量，使得玩具的活动体2在不同旋转方向时转动的角度范围不同，增加了玩具的趣味性。

在图6的实施例中，环形部3111上齿槽3011的数量较少，环形部3111相当于只加工了一半的齿轮，活动体2绕转动轴线L1的转动角度约为180度。齿轮312上齿槽3011的数量较多，活动体2绕转动轴线L2的转动角度约为360度。

在一些实施例中，如图8和图9所示，配合轴3113的径向截面为非圆形，齿轮312的中心孔3121形成为与配合轴3113相适配的形状。这样，齿轮312通过中心孔3121套在配合轴3113上时，齿轮312相对转动件311不再转动。

在一个具体实施例中，如图6-图9所示，转动关节机构3由一对卡块320、转动件311和齿轮312组成。

如图7所示，卡块320的一侧带有卡齿321，每个卡块320上仅设有一个卡齿321。如图8所示，转动件311的一端为环形，环形上设有数量不等的与卡齿321配合的齿槽3011，转动件311的另一端设有六边形的配合轴3113。

如图9所示，齿轮312的一面向内凹设有与配合轴3113配合的六边形凹孔，且其上设有与卡齿321配合的齿槽3011。

下面参考图1-图11描述根据本实用新型实施例的玩具100。

根据本实用新型实施例的玩具100，如图1-图3所示，包括：主体1、活动体2和连接在主体1和活动体2之间的转动关节机构3，转动关节机构3为根据本实用新型上述实施例所述的玩具100的转动关节机构3。转动关节机构3的结构这里不再赘述。

由于设置上述实施例的转动关节机构3，因此根据本实用新型实施例的玩具100，可以按不同旋转方向扭动关节，玩具100的变化形式可以更加多样。且一个关节处具有两个转动自由度，结构紧凑、美观。

在一些实施例中，如图1-图3所示，主体1上还设有用于控制眼球转动角度的眼部转动机构4，这样可以丰富玩具100的表情或者动作，进一步提升玩具的趣味性。

具体地，如图10和图11所示，眼部转动机构4包括：转动轴41、球体44和弹簧45。

转动轴41的两端分别设有止抵块42和连接块43，球体44构成玩具眼球，球体44可转动地外套在转动轴41上，且球体44位于止抵块42和连接块43之间。弹簧45外套在转动轴41上，弹簧45一端与连接块43相连，弹簧45的另一端可推动球体44止抵在止抵块42上。

这样，在玩具100处于静止状态时，球体44被弹簧45止抵在止抵块42上，受摩擦力的约束，球体44保持静止状态。当玩家转动球体44时，可克服弹簧45的弹力及止抵块42的摩擦力，使得球体44可以转动，这样就能产生玩具眼球可转的效果。眼部转动机构4结构简单，不易损坏。

进一步地，如图10和图11所示，弹簧45的一端设有齿牙461，球体44上设有在至少两个不同转角时均可与齿牙461配合的凹槽471。

假设凹槽471为一字形，齿牙461也为一字形。齿牙461在与凹槽471配合后，球体44转动180度仍可使齿牙461与凹槽471配合。在一周的360度范围内，球体44可在两个角度里被定位。齿牙461与凹槽471的设置，不仅使球体44能在特定角度里被定位，而且定位后在玩家不拨动球体44时，球体44可更好地保持在静止状态。

当然，凹槽471可形成为其他形状，例如，凹槽471可形成为方形，这样球体44在旋转一周内有四个角度可被定位。例如，凹槽471可形成为三角形，这样球体44在旋转一周内有三个角度可被定位。这里不作具体限制。

进一步地，如图10和图11所示，眼部转动机构4包括：上顶块46和下顶块47，齿牙461设有上顶块46上，上顶块46与弹簧45相连。凹槽471设有下顶块47上，下顶块47与球体44相连。

其中，球体44上设有凸块441，下顶块47形成为圆筒形，下顶块47外套在转动轴41上且外套在凸块441上。凸块441可形成为方形块，这样下顶块47可相对球体44保持静止。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图10和图11所示，该手动变形机器人的眼球可以人工手动转动。眼部转动机构4由球体44、弹簧45和转动轴41组成。转动轴41横穿弹簧45及球体44的中轴线。

弹簧45的上端连接连接块43，弹簧45的下端连接上顶块46，上顶块46的底端设有齿牙461。弹簧45的一端抵接连接块43的下端，另一端抵接上顶块46的上端。

球体44的上端设有凸块441，凸块441上连接有下顶块47，下顶块47的顶端设有凹槽471，凹槽471在多个角度均可与齿牙461相配合。其中，凸块441形成为非回转体，下顶块47外套在凸块441上，以使下顶块47相对球体44不转动。

玩具的眼珠为球体44，每120度的范围内设有一个图案，共3个不同的图案。

玩耍时，手动转动球体44，下顶块47和球体44同步转动，上顶块46的齿牙461与下顶块47的凹槽471错位，弹簧45被压缩；继续转动球体44，上顶块46的齿牙与下顶块47的凹槽471重新配合，弹簧45伸展，此时球体44已转动一定角度。

该实施例中，上顶块46的底端设有三个齿牙461，三个齿牙461间隔开120度设置，下顶块47上设有对应的三个凹槽471，这样下顶块47每转动120度，三个齿牙461均能与三个凹槽471配合。

由于眼珠每120度的范围内设有一个图案，故此时眼珠的图案跟刚开始时有所变化，增加了玩具的乐趣。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。