专利名称：单侧面空间轨道玩具的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种具有单侧面性质的空间轨道及其在轨道上运动的磁力玩具。
在普通轨道或类似轨道的平行双线上运动的物体、包括带永磁材料的磁性物体组成的玩具早已有之。最常见的如玩具小火车、轨道系统。但本发明所提出的单侧面空间轨道及其上 的磁力玩具系统，还未在市场及检索时在有关资料上见到过。
本发明的目的是给人们，特别是少年儿童提供一种新趣味的玩具装置。磁力玩具可在轨道上作周而复始的运动，与此同时从轨道的一面连续运动到轨道的“另一面”。寓单侧面这一有趣的数学现象于娱乐中，增加人们对科学的兴趣。
该装置是以单侧面空间轨道，轨道支承体及磁力玩具为基本组元构成的一大类玩具，本发明所说的单侧面空闸轨道是在空间缠绕两周的，局部看，两线间距离相等的一根头尾相接的线所组成的空间轨道及其变体，用铁(钢)丝，或钢带制成，轨道支承体依轨道的大小和复杂程度而定，起支承轨道的作用，包括使轨道两线间距离相等的支撑物和轨道在空间造形的支承物，以不阻碍磁力玩具运动为原则，后者可以是一手柄，也可以是有基座的支承体，磁力玩具带有永磁材料，产生的磁力通过与轨道相接触的铁基运动部件吸引铁基轨道，使之难以分开，磁力玩具可以是一带铁轴的永磁性飞轮，也可以是带马达，或不带马达的装有四个铁基轮子的有磁力的小汽车、小火车、飞机、火箭等。该玩具可以是小型的，也可以是中型、大型的。
与现有普通轨道的玩具相比，本发明的轨道为空间轨道，可以缠绕成很复杂的形状。而且由于单侧面的特殊性，磁力玩具可从轨道的一面运动到“另一面”，使之更富趣味性。
图1、牟比乌斯带的形成图2、单侧面轨道玩具的一个实施例。
图3、以钢带为轨道的磁力小四轮玩具的四轮运动机构。
对照
图1可进一步了解单侧面空间轨道，该轨道可用牟比乌斯带的边缘构成加以说明。牟比乌斯带可以这样得到，把长方纸条(
图1，a)扭转一次(见箭头所指)，然后把两端接起来(
图1，b)，这样得到的有边缘的曲面为单侧面。单侧面也可用别的方法，或把长方纸条扭转奇数次而得到。从图可以看到，单侧面某一面的物体可通过连续的运动到达“另一面”，单侧面的边缘为一条在空间复杂缠绕的首尾相接的线，局部看却又是一条双线组成的轨道。与本发明的空间轨道有关的单侧面是距离处处相等的“两线”为边的区域所围成的特殊的单侧面，与牟比乌斯带有所不同。
作为广义的空间轨道，本发明并不要求轨道的两条线平行，也不要求道轨的高度相等，仅要求两线间的距离处处基本相等。很明显，这样要求的空间轨道，可以缠绕成比较复杂的形状，甚至可有分支(图2，3)，分支可看成轨道的变体，如看成道轨高度的局部变化，空间轨道的形状受制造工艺及磁力玩具性能，大小的限制。
图2为单侧面轨道玩具的一个实施例，磁力玩具为一带铁轴的永磁飞轮。铁轴有一定的锥度。两轨道线内的铁轴上套有固定的塑料套，阻止飞轮的轴向移动，因为是小型玩具，支承体以手柄为主，包括图中V型部位左边的一段，其中有固定轨道间距离的支撑杆，图中的V型扩大了轨道的距离，这一距离应大于飞轮轴的长度，这样当飞轮运动到这里时即回转到轨道的另一面，朝相反的方向运动。空间轨道为一有分支的(分支与支承体相接)近于牟比乌斯带的边的有一定刚性的铁丝，改变手柄的位置，飞轮便在重力的作用下在轨道上滚动。
图3为以钢带为轨道的磁力小四轮玩具的四轮运动机构。小四轮玩具是装有四个轮子的飞机、火箭、小汽车、小火车等，轮子的外边贴有非磁性的比轮子大的园盘，阻止小四轮横向移动。小四轮的前轮、后轮在空间轨道上运动时，常常不平行，不仅有转弯动作，还有左右摇摆动作，固前后轮之间的连接必须满足这一客观事实。这是与普通小四轮玩具不同的地方，壳体及内部零部件也应以某一组轮子为主体安装。图3中的轨道为钢带制成，由于钢带有一定的宽度，可满足大型玩具上同时有几个运动体运动的需要，轨道还有分支，使之更加复杂，分支在别的地方再与主轨道接合，在无并联分支的轨道两线的某处断开很小一段，然后充以绝缘材料(见图3)这样从电学的观点看，该轨道成为两根导线。通过它可对由外部供电的磁力玩具供电，而外部供电可减轻运动体的重量。
本发明得已实现的基础是足够强的磁力将运动的磁力玩具吸引在铁磁性轨道上，为此应尽可能增加磁场力，同时降低玩具的重量、重心，它们之间需统筹安排，增加磁场力必须增加磁力玩具与轨道之间的磁通量，为此应依据磁路原理尽量完美地设计玩具与轨道组成的磁通路。用强磁材料，如钕铁硼(磁场强度为普通磁铁的约20倍)代替一般的磁铁，用磁通性能好的材料(如硅钢)制造轨道、轴、轮子等，都能增加磁力、降低重量。为满足复杂的空间运动，阻止磁力玩具的横向移动的装置是非常重要的，通常是在轮子或轴的外边，或内边贴上同轴的较大的非磁性圆盘，强行阻止玩具的横向移动。
权利要求1.一大类玩具，以单侧面空间轨道、轨道支承体及磁力玩具为基本组元构成，其特征在于a、单侧面空间轨道是在空间缠绕两周的，从局部看，两线间距离相等的，一根头尾相接的线所组成的空间轨道，用有一定刚性的铁基材料制成，该轨道可以缠绕成比较复杂的形状，甚至可有分支，磁力玩具产生磁力粘附在轨道上，可从该轨道的一面运动到“另一面”，b、支承体包括使轨道两线间距离相等的支撑物和轨道在空间造形的支承物，后者可以是一手柄，也可以是基座支承体，它们不影响磁力玩具的运动，c、磁力玩具可以是带有一定锥度铁轴的永磁飞轮，也可以是电动的，非电动的装有四个轮子的用磁力粘附在轨道上运动的小汽车、小火车、飞机、火箭等，轮子(或轴上)装有阻止磁力玩具横向移动的非磁性的同轴的稍大的圆盘。
2.根据权利要求1所述的玩具，其特征还在于，在无并联分支的轨道两线的某处断开很小一段，然后充以绝缘材料后，该轨道可同时起两根导线的作用，电动磁力玩具可通过它由外部供电。
专利摘要一大类型玩具，由单侧面空间轨道，在轨道上运动的磁力玩具组成。单侧面空间轨道，是由在空间缠绕两周的，从局部看，两线间距离相等的，一根头尾相接的线所组成，可有变体。磁力玩具有磁力，粘附在铁基空间轨道上运动。它可以是带铁轴的永磁力飞轮，或一般及电动的磁力小四轮火车。汽车、飞机、火箭等。其中，电动小四轮玩具由外部通过同时起两根导线作用的轨道供电。由单侧面的特性，磁力玩具可由轨道的一面运动到“另一面”。增加该玩具的趣味性。
文档编号A63H18/00GK2085675SQ9121254
公开日1991年10月2日 申请日期1991年4月19日 优先权日1991年4月19日
发明者彭世宽 申请人:彭世宽