专利名称：斜面行走装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及教学用具及玩具领域，具体而言，涉及一种斜面行走装置。
背景技术：
目前，随着社会的发展，现代电子产品在教学中的应用非常普遍，学生的知识面随之也越来越广，但现在教学还是存在如下的问题:1、课堂枯燥无味，无法引起学生的学习兴趣；2、灌输式教学，学生不能较好的理解和应用所学的知识；3、动手能力差，无实践经验。玩具在孩子们的童年里扮演了很重要的角色，现在的家长都十分注重孩子的早期教育，很多家长就想买一些玩具来帮助孩子在游戏中获得知识，但是现在大部分的玩具存在如下问题:1、具备娱乐功能，但孩子从中学不到知识；2、能从中学到知识，但是枯燥无味，提不起孩子的兴趣；3、一般玩具买回来都是组装好的，无法提高孩子的动手能力。为此，需要 设计一些既能用作教学用具，提高学生的动手能力，增加学习兴趣，且浅显易懂，又能当作玩具来玩，让孩子在游戏中学到知识。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种斜面行走机构，可用作教学用具，提高学生的动手能力，增加学习兴趣，且浅显易懂，又能当作玩具来玩，让孩子在游戏中学到知识。有鉴于此，本实用新型提供了一种斜面行走装置，可在倾斜角为5° ^20°的斜面上行走，包括半圆柱体形的本体和两一起联动的支腿，所述本体的柱面朝下放置，两所述支腿可自由摆动地枢接在所述本体的两半圆形端面上，两半圆形端面所在圆的半径为R，则，所述支腿的枢接点位于以0.1R为半径、在所述本体水平放置时以所述半圆形端面的圆心正下方0.2R处的点为圆心的圆形区域内；所述斜面行走装置的重心位于以0.1R为半径、在所述本体水平放置时以所述本体轴线中点的正下方0.4R处的点为圆心的圆形区域内，且该圆形区域所在的面与所述半圆形端面平行；所述圆心和枢接点之间距离为L1，所述支腿的长度为L2，且R-L1 < L2,即所述半圆形端面的半径R与所述圆心和枢接点之间距离的差小于所述支腿的长度。在该技术方案中，斜面行走装置结构简单，操作简便，加工成本低，不需要复杂的结构，当装置在斜面上受一短暂的外力时，会引发其以前后摇摆的形式沿斜面往下行走。在上述技术方案中，优选地，L2- (R-L1) =0.05R,即所述支腿的长度比所述半圆形端面的半径R与所述圆心和枢接点之间距离的差大0.05R。在该技术方案中，斜面行走装置在运动过程中，支腿抵到斜面上支撑着装置整体离开斜面一段距离，使装置沿斜面向下“跳动”的方式前进一段距离。在上述技术方案中，优选地，在所述本体水平放置时，所述支腿的枢接点位于所述半圆形端面的圆心正下方0.2R处；在所述本体水平放置时，所述斜面行走装置的重心位于所述本体轴线中点的正下方0.4R处；所述支腿的长度为0.85R。在该技术方案中，上述斜面行走装置的所有参数为最佳参数，能达到最好的技术效果。在上任一述技术方案中，优选地，半圆柱体形的所述本体为中空框体机构，包括矩形的顶板和两半圆形的端面板，两半圆形的所述端面板通过所述顶板连接在一起，两所述端面板均垂直于所述顶板。在该技术方案中，半圆柱体形的本体为中空框体机构，能满足斜面行走装置的行走要求,且节省材料,降低了生产成本。在上述技术方案中，优选地，所述顶板的两边和两所述端面板的直边通过榫槽结构相连接。在该技术方案中，榫槽结构结构简单，连接稳定，且能满足顶板与两端面板的连接强度要求。在上述技术方案中，优选地，还包括至少一个连接横梁，所述连接横梁的两端分别与两半圆形的所述端面板连接。在该技术方案中，连接横梁可增加两端面板的连接强度，同时防止了两端面板的变形。在上述技术方案中，优选地，所述连接横梁的两端设置有榫，两所述端面板上设置有槽，所述榫插入所述槽中，将两所述端面板连接在所述连接横梁的两端。在该技术方案中，榫槽结构结构简单，连接稳定，且能满足连接横梁与两端面板的连接强度要求。在上述技术方案中，优选地，还包括配重体，所述配重体设置在两所述端面板上。在该技术方案中，配重体设置在两所述端面板上，不影响斜面行走装置的整体美观，且能满足配重的要求。在上述技术方案中，优选地，所述配重体为对称设置在两所述端面板上的螺栓和/或配重块。在该技术方案中，配重体为螺栓和/或配重块，简单易行，且能有效的达到配重的要求。在上述技术方案中，优选地，在所述斜面行走装置的所述顶板上设置有装饰物，构成玩具。在该技术方案中，顶板上的有装饰物，可增加装置的美感，更容易的吸引孩子的注意力。综上所述，本实用新型提供的斜面行走装置结构简单，操作简便，加工成本低，当装置在斜面上受一短暂的外力时，会引发其以前后摇摆的形式沿斜面往下行走；该装置可用作教学用具，提高学生的动手能力，增加学习兴趣，且浅显易懂，又能当作玩具来玩，让孩子在游戏中学到知识。
图1是本实用新型所述斜面行走装置一实施例的立体结构示意图；图2是图1中顶板的结构示意图；图3是图1中端面板的结构示意图；图4是图1中连接横梁的结构示意图；图5是顶板、端面板和连接横梁的组装结构示意图；图6是图1中装饰物的结构示意图；图7A和图7B是所述斜面行走装置初始状态的受力图；图7C、图7D和图7E是所述斜面行走装置运动过程中的三个位置的状态图。其中，图1至图7E中附图标记与部件名称之间的对应关系为:I支腿,2顶板,3端面板,4连接横梁,5配重体,6装饰物,7斜面。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实 施例的限制。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，本实用新型提供了一种斜面行走装置，可在倾斜角为5° ^20°的斜面7上行走，包括半圆柱体形的本体和两一起联动的支腿1，所述本体的柱面朝下放置，两所述支腿I可自由摆动地枢接在所述本体的两半圆形端面上，两半圆形端面所在圆的半径为R，则，所述支腿I的枢接点位于以0.1R为半径、在所述本体水平放置时以所述半圆形端面的圆心正下方0.2R处的点为圆心的圆形区域内；所述斜面行走装置的重心位于以0.1R为半径、在所述本体水平放置时以所述本体轴线中点的正下方0.4R处的点为圆心的圆形区域内，且该圆形区域所在的面与所述半圆形端面平行；所述圆心和枢接点之间距离为L1,所述支腿I的长度为L2,且R-L1 < L2,即所述半圆形端面的半径R与所述圆心和枢接点之间距离的差小于所述支腿I的长度。在该技术方案中，斜面行走装置结构简单，操作简便，加工成本低，当在斜面上受一短暂的外力时，会引发装置以前后摇摆的形式沿斜面往下行走。在上述技术方案中，优选地，L2- (R-L1) =0.05R,即所述支腿I的长度比所述半圆形端面的半径R与所述圆心和枢接点之间距离的差大0.05R。在该技术方案中，在斜面行走装置的运动过程中，支腿抵到斜面上支撑着装置整体离开斜面一段距离，使装置沿斜面向下“跳动”的方式前进一段距离。在上述技术方案中，优选地，在所述本体水平放置时，所述支腿I的枢接点位于所述半圆形端面的圆心正下方0.2R处；在所述本体水平放置时，所述斜面行走装置的重心位于所述本体轴线中点的正下方0.4R处；所述支腿I的长度为0.85R。在该技术方案中，上述斜面行走装置的所有参数为最佳参数，能达到最好的技术效果。在上任一述技术方案中，优选地，半圆柱体形的所述本体为中空框体机构，包括矩形的顶板2和两半圆形的端面板3，两半圆形的所述端面板3通过所述顶板2连接在一起，两所述端面板3均垂直于所述顶板2。在该技术方案中，半圆柱体形的本体为中空框体机构，能满足斜面行走装置的行走要求,且节省材料,降低了生产成本。如图2、图3和图5所示，所述顶板2的两边和两所述端面板3的直边通过榫槽结构相连接。在该技术方案中，榫槽结构结构简单，连接稳定，且能满足顶板与两端面板的连接强度要求。在上述技术方案中，优选地，还包括至少一个连接横梁4，所述连接横梁4的两端分别与两半圆形的所述端面板3连接。在该技术方案中，连接横梁可增加两端面板的连接强度，同时防止了两端面板的变形。如图3、图4和图5所示，所述连接横梁4的两端设置有榫，两所述端面板3上设置有槽，所述榫插入所述槽中，将两所述端面板3连接在所述连接横梁4的两端。在该技术方案中，榫槽结构结构简单，连接稳定，且能满足连接横梁与两端面板的连接强度要求。在上述技术方案中，优选地，还包括配重体5，所述配重体5设置在两所述端面板3上。在该技术方案中，配重体设置在两所述端面板上，不影响斜面行走装置的整体美观，且能满足配重体的要求。在上述技术方案中，优选地，所述配重体5为对称设置在两所述端面板3上的螺栓和/或配重块。在该技术方案中，配重体为螺栓和/或配重块，简单易行，且能有效的达到配重的要求。在上述技术方案中，优选地，在所述斜面行走装置的所述顶板2上设置有装饰物
6,构成玩具。在该技术方案中，如图6所示，顶板上的装饰物为鸭形装饰物，包括鸭头和鸭尾，斜面行走装置整体呈现鸭形态；装饰物的种类很多，可根据具体情况使的斜面行走装置呈现所需要的形态。上述实施例给出的斜面行走装置在斜面上行走的过程如图7C至图7E所示，其行走过程和原理为:斜面行走装置的各个参数调整好后,将其放置在倾斜角度为10°斜面7上,然后给装置一个力F如图7A，使其处在如图7B所示的状态，力F消失后装置在重力的作用下，沿斜面7向前摆动，当装置摆动到如图7C所示的极限状态时，由于惯性的作用，装置沿斜面7往后摆动，在往后摆动的过程中，经过了如图7D所示的状态，支腿I抵到斜面7上支撑着装置整体离开斜面一段距离，并且在重力的作用下，装置沿斜面7向下“跳动”的方式前进一段距尚，运动到如图7E所不的状态，再次由图7C —图7D —图7E —图7C如此往复的运动，使得该装置以前后摇摆的方式沿斜面7向下行走。本领域的技术人员应当理解，为了更容易描述和理解斜面行走装置的运动过程，在上述的运动过程中，忽略了能量的损失等不利因素。综上所述，本实用新型提供的斜面行走装置结构简单，操作简便，加工成本低，当装置在斜面上受一短暂的外力时，会引发其以前后摇摆的形式沿斜面往下行走；该装置可用作教学用具，提高学生的动手能力，增加学习兴趣，且浅显易懂，又能当作玩具来玩，让孩子在游戏中学到知识。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种斜面行走装置，可在倾斜角为5° ^20°的斜面(7)上行走，其特征在于，包括半圆柱体形的本体和两一起联动的支腿(1)，所述本体的柱面朝下放置，两所述支腿(I)可自由摆动地枢接在所述本体的两半圆形端面上，两半圆形端面所在圆的半径为R，则， 所述支腿(1)的枢接点位于以0.1R为半径、在所述本体水平放置时以所述半圆形端面的圆心正下方0.2R处的点为圆心的圆形区域内； 所述斜面行走装置的重心位于以0.1R为半径、在所述本体水平放置时以所述本体轴线中点的正下方0.4R处的点为圆心的圆形区域内，且该圆形区域所在的面与所述半圆形端面平行； 所述圆心和枢接点之间距离为L1，所述支腿(1)的长度为L2，且R-L1 < L2,即所述半圆形端面的半径R与所述圆心和枢接点之间距离的差小于所述支腿(I)的长度。
2.根据权利要求1所述的斜面行走装置，其特征在于，L2-(R-L1)=0.05R,即所述支腿(O的长度比所述半圆形端面的半径R与所述圆心和枢接点之间距离的差大0.05R。
3.根据权利要求2所述的斜面行走装置，其特征在于， 在所述本体水平放置时，所述支腿(1)的枢接点位于所述半圆形端面的圆心正下方0.2R 处； 在所述本体水平放置时，所述斜面行走装置的重心位于所述本体轴线中点的正下方0.4R 处； 所述支腿(I)的长度为0.85R。
4.根据权利要求1至3中任一所述的斜面行走装置，其特征在于，半圆柱体形的所述本体为中空框体机构，包括矩形的顶板(2)和两半圆形的端面板(3)，两半圆形的所述端面板(3)通过所述顶板(2)连接在一起，两所述端面板(3)均垂直于所述顶板(2)。
5.根据权利要求4所述的斜面行走装置，其特征在于，所述顶板(2)的两边和两所述端面板(3)的直边通过榫槽结构相连接。
6.根据权利要求4所述的斜面行走装置，其特征在于，还包括至少一个连接横梁(4)，所述连接横梁(4)的两端分别与两半圆形的所述端面板(3)连接。
7.根据权利要求6所述的斜面行走装置，其特征在于，所述连接横梁(4)的两端设置有榫，两所述端面板(3)上设置有槽，所述榫插入所述槽中，将两所述端面板(3)连接在所述连接横梁(4)的两端。
8.根据权利要求4所述的斜面行走装置，其特征在于，还包括配重体(5)，所述配重体(5)设置在两所述端面板(3)上。
9.根据权利要求8所述的斜面行走装置，其特征在于，所述配重体(5)为对称设置在两所述端面板(3)上的螺栓和/或配重块。
10.根据权利要求4所述的斜面行走装置，其特征在于，在所述斜面行走装置的所述顶板(2 )上设置有装饰物(6 )，构成玩具。
专利摘要本实用新型提供了一种斜面行走装置，可在倾斜角为5°~20°的斜面上行走，包括半圆柱体形的本体和两一起联动的支腿，本体的柱面朝下放置，两支腿可自由摆动地枢接在本体的两半圆形端面上。本实用新型结构简单，操作简便，加工成本低，当装置在斜面上受一短暂的外力时，会引发其以前后摇摆的形式沿斜面往下行走；该装置可用作教学用具，提高学生的动手能力，增加学习兴趣，且浅显易懂，又能当作玩具来玩，让孩子在游戏中学到知识。
文档编号G09B19/22GK203001950SQ201220602459
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者高云峰 申请人:高云峰