专利名称：程控电磁铁轨道式环球旅游益智玩具的制作方法
技术领域：
本发明程控电磁铁轨道式“环球旅游”益智玩具，由非磁性薄壳内装程控电磁铁轨道或磁铁及其机构，以其按特定规律运动的磁力线，吸附及带动壳外一至多个动物、昆虫、交通工具模拟体、几何形体等表演附件构成，其“程控电磁铁轨道”系由电磁铁及程控器组成。
已有同类玩具最先进者，首推中国专利CNZL85201218“磁力科学魔盘”，它公开了十二类，上百种，包括成千种玩具、饰物和教具，在相当程度上克服了西德专利DE2643884及加拿大CA1100886、美国US4304060、西德DE3119710同一专利玩具单调乏味的缺点。该魔盘之特点是牵引磁铁仅在平面上作半径固定或小有变化的园周运动；转一圈为一周期；采用“汽车”靠惯性上下“桥”、用导磁体引导磁力线上“山峰”、用弹性钢丝支撑“飞天”等方法，使附件得到重要的三维空间运动。本发明与上述各项均有极大的区别。
国内外多种专利及产品“走路盘”、“赛车盘”等，其表演附件用滑道侧边或中缝沟槽控制运动轨迹，因此缺乏真实感和趣味性。
中国专利CN87212569.6“玩具或杂技道具用滚球”虽然也应用了球面，但它是利用平衡块重心偏移产生的力矩使球随机万向滚动，其构造、动作、轨迹、玩法、趣味性及益智学科等均与本发明有明显的区别。
本发明的目的在于针对上述情况而提供一种磁力线直接(不用导磁体引伸)在地球仪扁园或简化为正园球形表面上，按需要确定的三维空间轨迹错综复杂运动的益智玩具及其程控电磁铁轨道。
本发明的解决方案是在地轴上旋转的地球仪扁或简化为正园球形非磁性薄壳内装程控电磁铁轨道或磁铁和带动磁铁运动的机构，以其按特定规律运动的磁力线吸附及带动壳外一至多个动物、昆虫、交通工具模拟体，几何形体等表演附件构成“环球旅游”益智玩具。其磁吸力可视为地心吸力而极富真实、趣味性，这就将教学用具与玩具有机地结合在一起，成为对从幼儿(见《父母必读》杂志89年第6期第7页)直至老年人都很有趣有益的玩具，尤其适合正在学地理课的学生。还可进行智力竞赛，如用笔记录动体经过的洲名、国名等，每一正确项记一分，在一定时间内，以总分定胜负。
本发明的玩具“程控电磁铁轨道”是在轨面下连续排列法向电磁铁芯及线圈，其另一端有与轨面平行的纵向共轭铁芯及馈线束，用电刷换向器使线圈依次通断电以产生一至多组移动磁场，吸附带动表演附件运动。该轨道可弯扭，可多条联成三维空间任何需要形状的复杂立体交通网，每条道有一运行前方岔道选路开关，对表演附件导向，上述换向器及选路开关可用机电程控器(穿孔带、插销鼓)控制，或电脑程控无触点开关代替。由学生、儿童预选、输入程序以确定表演件的数量、路线、相对位置、开停、进退、加速、制动等，用脑又动手以学习程控理论与实践知识。
本发明还可进一步改进为了学习方便，球壳需能手动旋转，其传动系统中有摩擦传动件即可。
其底座制成各种艺术造型，如神话中的地鳌、大力神，各种可爱动物等，更是一种高雅的家庭装饰品。
机械带动磁铁可用一至三个电机，集中或分别带动三个旋转系统直接传动磁铁依次为地轴、万向联轴节、在斜盘端面上旋转的横杆及变径摆杆；与地轴呈一角度且绕之旋转，使磁铁得到与在线团上绕线类似的合成运动的斜盘；通过可打滑的摩擦副带动的，绕地轴旋转的球壳。
电磁轨道沿海上航线布置，其上运行船舰；沿国家首都及世界名城间布置，其上运行车辆、昆虫、动物；沿航空线布置，其上运行飞机；沿中华国境线布置，其上运行国防机辆、气垫船、水陆装甲车；孙悟空追白骨精等则海陆空通行。
本玩具各种机构及元件的位置可在底座及球体内适当安排。
本发明有图3幅为最佳实施例。
图1为内装带动磁铁运动机构的玩具总图。
图2为
图1之A－A剖面图，省略了部分投影线条。
图3为“程控电磁铁轨道”结构及电路原理图。
图1与2所示系机械带动磁铁方案底座内装电池(8)，开关(7)，电机(6)可带动行星减速系外壳即系杆(10)转动，经地轴(1)万向联轴节(4)带动横杆(2)按斜盘(14)限定的斜面旋转，变径摆杆(20)由弹簧(21)使之绕销(19)转动，可使磁铁上的滚子(16)始终压在球壳内表面以适应其半径的较大变化。表演付件气垫船(3)与钢珠(17)外壳(18)构成的跟斗虫，二者重量平衡。(5)为固定的太阳轮，行星轮(11)可使套筒(13)带动斜盘(14)绕地轴转动而使磁铁得到合成运动，故表演附件在地球外表面上以在线团上绕线一样的轨迹运动。行星轮(9)经套筒(12)通过可打滑的摩擦传动副带动球壳旋转。
此外，磁铁及表演附件可多支串联成队运动、其传动元件(2)(4)(20)等可作成转向不同的多层结构。
图3系将空间曲线程控电磁轨道展开在平面上以示其基本结构原理，以有触点控制方式为例。图中，电流由＋15V馈入，经道路选择触点(DL1)通入正吸有附件的一段道路上的两对车轮前方电磁线圈(22)，再经移动磁力线的换向器电刷通地。(23)为馈线束。法向铁芯(25)的磁力线径纵向轭铁芯(24)经前左右车轮到车身到后左右车轮成回路，且偏向前方，故附件得以前进。换向器的开停变速变向及接通磁铁线圈的组数，决定附件相应的动态及数量。行至岔道处(DL1)断电以前，如(DL2)接通，则附件向左转；(DL3)接通则直线前进，车辆为超微型，转向处各轨道可呈角度联接，用万向前轮更佳。线圈绕线方向可正反相间或全部同向。
图中，电磁铁(25)还可绕其轴线转一适当角度或一分为二支，左右错开安装，类似于将直齿传动改为螺旋齿轮传动，使附件运动更平稳，当球壳直径较大时即适合采用“程控电磁铁轨道”，此时，
图1中取消磁铁驱动件(2)(4)(14)(19)(20)(21)，以电磁轨道布置在球壳内表附件运动的轨迹下，系杆(10)可带动机械程控器。
权利要求1.一种磁力吸附带动的“程控电磁铁轨道式环球旅游益智玩具”，由非磁性薄壳内装部件，产生按特定规律运动的磁力线，吸附及带动壳外一至多个动物、昆虫、交通工具模拟体，几何形体等表演附件构成，其特征是该薄壳为装在地轴上旋转的扁园或简化为正园球形之地球仪，内装程控电磁铁轨道或带动磁铁运动的机构。
2.根据权利要求1所述的玩具，其特征是外壳有可手动的自动旋转机构。
3.根据权利要求2所述的玩具，其特征是具有如神话中之地鳌、大力神，各种可爱动物及其他艺术造型的底座。
4.根据权利要求3所述的玩具，其特征是具有带动磁铁运动，使其轨迹与在线团上绕线类似的机构。
5.根据权利要求4所述的玩具，其特征是它具有一至三个电动机集中或分别带动的三个旋转系统磁铁的直接传动依次为地轴，万向联轴节，在斜盘端面上旋转的横杆及变径摆杆；与地轴呈一角度且绕之旋转的斜盘；通过可打滑的摩擦传动副带动，绕地轴旋转的球壳。
6.根据权利要求3所述的玩具，其特征是紧靠球壳内表面，沿地球仪国际国内海陆空交通线或经纬线、中华国界线等布置、联接程控电磁铁轨道。
7.一种磁吸附及带动或导向的运动玩具用程控电磁铁轨道，由电磁铁及机电或电脑程控器组成，多条轨道可联成立体交通网，其特征是在可弯扭成需要的三维空间任何形状轨迹之轨面下，连续排列法向电磁铁芯及线圈，其另一端有与轨面平行的纵向共轭铁芯及馈线束并且有穿孔带、插销等机电程控器控制的或电脑程控无触点开关代替的，使线圈依次通断电以产生一至多组移动磁场的电刷换向器及运行前方岔道选路开关。
专利摘要玩具，特别是磁力吸附带动车辆或动物模拟体在地球仪壳上规律地环球运动玩具。球内为程控电磁铁轨道时，在可弯扭成三维空间任何形状轨迹面下连续排列法向电磁铁，多条轨道联成立体交通网，程控器使线圈依次通断电产生多组移动磁场、控制岔道选路开关使模拟体开停变速进退转弯；球内为电机带动变径杆上磁铁在与地轴呈α角且绕之偏转的斜盘上旋转时，模拟体轨迹如线团上绕线。可增加对地理，程控知识的学习兴趣和实践、兼作饰物。
文档编号A63H33/26GK2071077SQ89213198
公开日1991年2月13日 申请日期1989年9月21日 优先权日1989年9月21日
发明者郭建华 申请人:郭建华