專利名稱：運動物品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及諸如產(chǎn)生相對慢速和低扭矩運動的電子桌上裝飾物的玩具、玩物或贈品。
背景技術(shù)：
一些類型產(chǎn)品期望慢速運動，例如模擬有生命的運動(洋娃娃的肢體關(guān)節(jié)或手勢，眼睛的張開和關(guān)閉，或人的面部表情)。多個現(xiàn)有發(fā)明利用劇烈減速的DC電機、復(fù)雜機械裝置、電磁鐵、空氣袋或其結(jié)合產(chǎn)生這種運動而解決問題。
DC電機廣泛應(yīng)用于玩具工業(yè)以產(chǎn)生運動，例如在電池操作的玩具汽車或動畫人物中。當(dāng)產(chǎn)生高旋轉(zhuǎn)速度和高扭矩時，DC電機受到高耗用電流的問題，尤其是當(dāng)被阻擋或阻轉(zhuǎn)時。例如，授權(quán)S.Worack的美國專利第4,695,016號(1987)描述了一種實現(xiàn)模型火車鐵軌切換的、使用DC電機和齒輪系和復(fù)雜機構(gòu)結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生相對慢速的啟動動作的系統(tǒng)。如同在模型火車應(yīng)用中所期望的，為取得低阻轉(zhuǎn)電流，在上述美國專利中公開的電機必須被專門設(shè)計，以使轉(zhuǎn)換開關(guān)操作(throw-switch)被阻塞時電池耗用最小。
授權(quán)Ichikawa的美國專利第6,719,605號(2004)公開了一種在擺動部件上生產(chǎn)擺動運動的電磁鐵，其通過棘齒機構(gòu)轉(zhuǎn)化為輪旋轉(zhuǎn)。雖然回避了基于DC電機的解決方案的缺點，但這種基于電磁的解決方案機械上很復(fù)雜。
授權(quán)K.Sheller的美國專利第5,462,473號(1995)公開了一種制成可脹縮的填充玩具(圖2)的泄漏的空氣袋，以便首先被壓縮或折疊時，填充玩具將慢慢返回其放松姿態(tài)，模擬有類似有生命的運動。
上述解決方案存在一個或另一個缺點——機構(gòu)復(fù)雜；大的耗用電流(尤其是被阻止時)；或需要重新賦予能量(泄漏空氣袋)的一次性動作。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服或?qū)嵸|(zhì)上改善上述缺點的至少一個與/或更通常地提供改進的低功率運動物品。本實用新型的另一個目的在于提供適合可由小電池供電的不用采用復(fù)雜機構(gòu)的用于小玩具的低成本驅(qū)動裝置。
根據(jù)本實用新型，提供了一種運動物品，該運動物品包括運動部件和電時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置(timepiece movement)，所述運動部件被電時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動而慢慢地以低扭矩運動。
優(yōu)選地，時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置將典型地包括兩相步進電機。
在一種實施方式中，運動物品是一個玩具車輛，而所述運動部件為車輛的輪子。
在另一種實施方式中，運動物品是一個由電時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動的圍繞軸慢慢旋轉(zhuǎn)的觀覽車或費里斯轉(zhuǎn)輪。
在另一種實施方式中，運動物品是一個被安裝以在基部上旋轉(zhuǎn)的小雕像，其中電時鐘位于基部內(nèi)。
本實用新型典型地使用兩相步進電機，特別是廣泛用于時鐘(圖1)的小型電機，以產(chǎn)生適合用于各類需要慢速運動或發(fā)音(articulate)的玩具。
當(dāng)施加合適的電激勵時，步進電機軸可旋轉(zhuǎn)其設(shè)計的某一固定角度特征(characteristic)，而當(dāng)未接收到激勵時，可不確定地留在原處不動。步進電機的速度僅取決于外部激勵，從而簡化了當(dāng)高速DC電機用于低速應(yīng)用時所需的齒輪系。
兩相步進電機典型地直接驅(qū)動玩具車的車輪，或玩具小雕像的肢體或身體部分，如模型火車鐵道中的傳動裝置。行進量和執(zhí)行速度主要取決于施加的電激勵。當(dāng)需要更高扭矩時，可在步進電機和負載之間安裝簡單的齒輪系。
避免使用高比率齒輪系可降低齒輪傳動期間的系統(tǒng)能量損失，而產(chǎn)生最適合用于由小電池供電的慢速運動玩具中的扭矩/電池壽命組合。
用于時鐘工業(yè)的兩相步進電機本身輸出低扭矩。當(dāng)用較重負載阻礙其它玩具應(yīng)用時，低扭矩增加了玩具的安全性，特別是對于嬰兒或其中嬰兒或小孩希望阻止玩具運動的學(xué)齡前玩具。根據(jù)本實用新型，步進電機將放棄和停止前進，而DC電機將對抗而試圖繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，很快將耗盡電池能量。


參照附圖，本實用新型將僅通過實例進行更具體地描述，其中圖1是一種包括兩相步進電機的類型的現(xiàn)有技術(shù)時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置的部件分解透視圖，兩相步進電機可在本實用新型中采用；圖2是根據(jù)本實用新型的一種運動物品的第一實施例的示意透視圖，其包括旋轉(zhuǎn)芭蕾人物、兩相步進電機、控制電路和從步進電機向芭蕾人物延伸的驅(qū)動傳送機構(gòu)；圖3是根據(jù)本實用新型的一種運動物品的第二實施例的示意俯視平面圖，其采用了玩具汽車的形式，和圖4是根據(jù)本實用新型的一種運動物品的第三實施例的示意側(cè)視圖，其是一個玩具觀覽車或費里斯轉(zhuǎn)輪(Ferris wheel)具體實施方式
首先參照圖2，顯示了一種采用裝飾用跳舞芭蕾女演員形式具體實現(xiàn)本實用新型的第一種運動物品，其包括由兩相步進電機29驅(qū)動以在類似舞臺的基部39上旋轉(zhuǎn)的芭蕾人物21。步進電機29具有連接到中間齒輪系20的輸入齒輪26的輸出軸38。齒輪系20的輸出齒輪27具有其上安裝芭蕾人物21的軸22。
由于存在大的扭矩，試圖停止由減速DC電機驅(qū)動的芭蕾人物的小孩可能會受傷，或玩具人物會損壞。
在基于步進電機的解決方案中，扭矩低得多，而即使出現(xiàn)阻塞的情況，也不會傷害小孩或玩具人物。
步進電機29從電池或電池組31供電的電路30接收控制信號。齒輪系20、步進電機29、電路30和電池31被容納在基部39中，以防止小孩接觸這些部件或?qū)@些部件發(fā)脾氣。
有關(guān)該主題的變化是以各種節(jié)奏運動的跳舞人物，包括動作暫停期間，從而更好地模仿現(xiàn)實跳舞運動。這種變化可以通過向步進電機29傳送預(yù)編程激勵模式而方便地實現(xiàn)。然而，在基于DC電機的方案中，這會需要復(fù)雜的機械機構(gòu)。
參照圖3，顯示了實施本實用新型的第二種運動物品，其采用小孩玩的玩具汽車10形式。假定使用同樣的電池，基于步進電機的玩具汽車10將慢慢地運動，而將提供比基于DC電機方案長得多的游戲時間。電池12被安裝在底盤上，它為驅(qū)動電路板13供電，電路板13向直接或通過低速比齒輪箱驅(qū)動后輪15的步進電機14傳送合適激勵。當(dāng)阻塞時，DC電機玩具汽車會引起通常比正常操作電流大得多的阻轉(zhuǎn)電流，從而很快耗盡電池12，或甚至燒斷電機繞組。基于步進電機的玩具汽車10在阻轉(zhuǎn)時不會導(dǎo)致過大的電流。
參照圖4，顯示了實施本實用新型的第三種運動物品，其采用裝飾用的玩具觀覽車8的形式。電驅(qū)動電路16向直接驅(qū)動觀覽車8的軸的兩相步進電機17提供電激勵?？梢韵胂竦玫剑孢@種玩具的小孩會希望突然停止觀覽車8，以將玩具人物18裝在吊籃19上或從吊籃取下。步進電機17的低扭矩將不對抗這種干預(yù)，特別是如果一些合適的擒縱機構(gòu)(escapement mechanism)被加到步進電機軸和觀覽車8本身之間?？梢匀菀椎叵氲筋愃平Y(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺和旋轉(zhuǎn)木馬。
模型鐵路也將從本實用新型受益。轉(zhuǎn)道切換器、信號燈、火車頭和全部車輛可以均由本實用新型的裝置驅(qū)動，而不用考慮阻塞引起的問題。小孩可以安全地中斷火車頭，在將火車頭放回軌道前裝載喜歡的人物，而增加玩耍的樂趣。
本實用新型的優(yōu)點包括內(nèi)在的低速-減少或消除了對齒輪的需要；低扭矩-對嬰兒和小孩安全，干預(yù)/阻礙安全操作；無阻礙時的阻轉(zhuǎn)電流；可變速度；包括完全停止-由外部驅(qū)動激勵確定的行為；低系統(tǒng)成本；使用來自被證明的時鐘技術(shù)的低成本步進電機。
本領(lǐng)域的所屬技術(shù)人員將意識到前述內(nèi)容僅通過描述而說明，而非限制的。在不背離本實用新型范圍的情況下，可以進行改變或修改。
權(quán)利要求1.一種運動物品，其特征在于，該運動物品包括運動部件和電時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置，所述運動部件由電時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動以緩慢地以低扭矩運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動物品，其特征在于，時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置包括兩相步進電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的運動物品，其特征在于，所述運動物品是玩具娃娃或小雕像或小塑像，而所述運動部件為玩具娃娃或小雕像或小塑像的身體部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的運動物品，其特征在于，所述運動物品是玩具車輛，而所述運動部件為車輛的車輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的運動的物品，其特征在于，所述運動物品是由電時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動的圍繞軸緩慢旋轉(zhuǎn)的觀覽車或費里斯轉(zhuǎn)輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的運動物品，其特征在于，所述運動物品是安裝以在基部上旋轉(zhuǎn)的小雕像，其中電時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置位于基部內(nèi)。
專利摘要本實用新型涉及諸如產(chǎn)生相對慢速和低扭矩運動的電子桌上裝飾物的玩具、玩物或贈品。本實用新型的目的在于提供適合可由小電池供電的不用采用復(fù)雜機構(gòu)的用于小玩具的低成本驅(qū)動裝置。因此，本實用新型披了一種運動物品，該運動物品包括運動部件和電時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置，所述運動部件由電時鐘機芯或時鐘運轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動以緩慢地以低扭矩運動。本實用新型避免使用高比率齒輪系降低齒輪傳動期間的系統(tǒng)能量損失，而產(chǎn)生最適合用于由小電池供電的慢速運動玩具中的扭矩/電池壽命組合。
文檔編號A63H19/22GK2880201SQ20052011304
公開日2007年3月21日 申請日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者霍禮仕, 區(qū)明基, 謝潮聲, 李子建, 鄧志強, 麥敏強 申請人:科域半導(dǎo)體有限公司