專利名稱：發(fā)光音樂(lè)陀螺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用手或繩索帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)發(fā)出彩色光及音響的陀螺，特別是因其內(nèi)部裝有慣性開(kāi)關(guān)，故只有當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)陀螺才會(huì)發(fā)光發(fā)聲，屬娛樂(lè)玩具領(lǐng)域。
陀螺是兒童們喜愛(ài)的一種游戲玩具，以往的陀螺，其內(nèi)部沒(méi)有本申請(qǐng)的慣性開(kāi)關(guān)和發(fā)光部件，故趣味性和適應(yīng)性明顯不如本申請(qǐng)的陀螺。
本實(shí)用新型的目的是提供一種用于游戲或娛樂(lè)的陀螺。游殘者使陀螺旋轉(zhuǎn)后，陀螺內(nèi)部的慣性開(kāi)關(guān)因旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性離心力作用便接通電路，從而電源驅(qū)動(dòng)發(fā)光部件，陀螺發(fā)光發(fā)聲；當(dāng)陀螺旋轉(zhuǎn)停止時(shí)，因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性離心力消失，慣性開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷電路，陀螺發(fā)光發(fā)聲停止。這種特點(diǎn)，不僅增加了趣味性，而且也具有一定的知識(shí)性，可以啟發(fā)娛樂(lè)者的想象力，特別對(duì)于中學(xué)生，該實(shí)用新型又可用作一種實(shí)驗(yàn)教具，對(duì)于學(xué)習(xí)非慣性參照系以及慣性離心力等概念有一定的啟發(fā)和幫助。發(fā)光與發(fā)聲之間的配合可產(chǎn)生不同的娛樂(lè)效果，從而適應(yīng)性得到提高，如發(fā)聲為爆炸聲時(shí)可用作一電子鞭炮，以滿足不同的心理需要。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下提供一種旋轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)發(fā)光的陀螺，該陀螺由陀螺殼和位于其內(nèi)部的電池、慣性開(kāi)關(guān)、發(fā)光部件以及連接導(dǎo)線組成，其特征在于在電池連接到發(fā)光部件回路中串聯(lián)接入了一個(gè)或若干個(gè)慣性開(kāi)關(guān)，且所說(shuō)的慣性開(kāi)關(guān)由二片有間隙的金屬電極片和一個(gè)有一定質(zhì)量的物體組成，其中慣性開(kāi)關(guān)距旋轉(zhuǎn)有一定的距離。
慣性開(kāi)關(guān)的通或斷依賴于開(kāi)關(guān)中的有一定質(zhì)量的物體所受的慣性離心力，在該慣性離心力作用的方向上將二片金屬電極片分離局限一個(gè)很小的間隙，當(dāng)陀螺旋轉(zhuǎn)時(shí)，該物體向遠(yuǎn)離軸心的方向運(yùn)動(dòng)并施加給極片一定的力，在該力的作用下電極片導(dǎo)通，即開(kāi)關(guān)接通，從而陀螺發(fā)光；當(dāng)陀螺，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，慣性離心力作用消失，電極片恢復(fù)到原來(lái)的位置而保持原有的間隙，即開(kāi)關(guān)切斷，陀螺發(fā)光停止。按物理上的要求，一個(gè)質(zhì)量為m的物體所受的慣性離心力為mw2r，其中w為旋轉(zhuǎn)時(shí)的角速度，r為該物體距旋轉(zhuǎn)軸的距離，該力的指向?yàn)檫h(yuǎn)離軸心的方向。顯然，有多種方案可使有間隙的二片金屬片在所說(shuō)的有一定質(zhì)量的物體受慣性離心力作用時(shí)導(dǎo)通，而要使該物體受一定的力就必須保證該物體有一定的質(zhì)量m和距旋轉(zhuǎn)軸有一定的距離r，如果m或r太小將不能保證有足夠的力使二電極片導(dǎo)通。所說(shuō)的慣性開(kāi)關(guān)的一片金屬電極片可相對(duì)另一片金屬電極片距旋轉(zhuǎn)軸更遠(yuǎn)而形成間隙，可以將距旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)較近的金屬電極片一端固定在陀螺殼上，而另一端不固定；或者將距旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)較近的金屬電極片的兩個(gè)端點(diǎn)插入與陀螺殼相固定的滑動(dòng)槽內(nèi)，而有一定質(zhì)量的物體可直接固定在距旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)較近的金屬電極片上或者不固定，而是將其限位于距旋轉(zhuǎn)軸較近的電極片的內(nèi)側(cè)的限制框和極片間的空腔內(nèi)，限制框與殼相固定。形成間隙還有其它的方法，如使二片金屬電極片一端都相距旋轉(zhuǎn)軸一樣，而使之分開(kāi)形成間隙，這時(shí)可將有一定質(zhì)量的金屬物體放在該間隙內(nèi)側(cè)的限制框和極片間的空腔內(nèi)，二片電極片的另外一端則分別與陀螺殼相固定，限制框與殼固定。
不難理解，慣性開(kāi)關(guān)導(dǎo)通后，電池驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件需要配合相應(yīng)的電子線路，所以該陀螺的發(fā)光部件由發(fā)光元件和相應(yīng)的電子線路組成，按需要所說(shuō)的發(fā)光元件可以是彩色小燈泡或者是發(fā)光二極管，所說(shuō)的相應(yīng)的電子線路可以是導(dǎo)線或者是電阻、電容、集成電路、二極管、三極管、電感以及它們的組合，其目的在于使發(fā)光元件和電池有較好的配合或不同的發(fā)光效果，例如采用連續(xù)發(fā)光或脈沖式發(fā)光，采用按音樂(lè)節(jié)律發(fā)光或按色彩交替發(fā)光等。采用不同的發(fā)光方式的電子線路，可采用分立元件組裝，也可采用特制的集成電路，有大量的電子線路可采用，這可在公開(kāi)發(fā)表的已知的技術(shù)中找到，特別是特制的集成電路都有專門(mén)的技術(shù)和產(chǎn)品手冊(cè)可查。利用這些已知的電子線路和發(fā)光元件組成的發(fā)光部件中，電子線路中可包含有發(fā)音線路，它可以是一個(gè)揚(yáng)聲器或陶瓷發(fā)音片，也可以是特性的音樂(lè)集成塊或它們的組合而形成。不難理解，增加發(fā)音線路的目的在于提高陀螺的娛樂(lè)性，例如配合發(fā)光出現(xiàn)爆炸聲相當(dāng)于一個(gè)電子鞭炮，配合發(fā)光出現(xiàn)歌曲聲又相當(dāng)于一個(gè)音樂(lè)玩具(如歌曲為祝你生日快樂(lè)時(shí)可用作祝福兒童們生日的禮物)。
陀螺旋轉(zhuǎn)時(shí)需要保持平衡，故可以采用以旋轉(zhuǎn)軸為對(duì)稱軸的排列慣性開(kāi)關(guān)的方式，采用二個(gè)慣性開(kāi)關(guān)以使陀螺在靜止時(shí)任意放置不會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通以接通電路。顯而易見(jiàn)，發(fā)光元件處陀螺殼應(yīng)具有透明的性質(zhì)或窗口，以便娛樂(lè)者看到發(fā)光，同時(shí)透明的地方可采用不同的色彩。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的原理和實(shí)施例。


圖1為本實(shí)用新型的陀螺內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為實(shí)施例線路圖。
圖3為實(shí)施例線路圖。
圖4為實(shí)施例陀螺內(nèi)部結(jié)構(gòu)和接線示意圖。
圖5為實(shí)施例陀螺外部側(cè)視圖。
圖6為本陀螺的慣性開(kāi)關(guān)的幾個(gè)實(shí)施例示意圖。
圖7為本陀螺的發(fā)光部件的幾個(gè)實(shí)施例線路圖。
圖中2為滑動(dòng)槽，3為限制框，5為金屬電極片，6為有一定質(zhì)量的物體，7為與陀螺殼相固定的固定點(diǎn)，8為旋轉(zhuǎn)軸，9為窗口，10為電池，20、30、50、60為導(dǎo)線，40為慣性開(kāi)關(guān)，70為發(fā)光部件，71為小燈泡，72為內(nèi)部導(dǎo)線，73為發(fā)光二極管，74為電阻，75為陶瓷片發(fā)音器，76為揚(yáng)聲器，77為三極管，78為集成塊。
圖1為由電池、慣性開(kāi)關(guān)和發(fā)光部件組成的本陀螺內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)框圖。其中，從電池連接到發(fā)光部件的回路中串聯(lián)接入了慣性開(kāi)關(guān)，或者說(shuō)慣性開(kāi)關(guān)控制著從電池到發(fā)光部件之間導(dǎo)線的通電或斷電。發(fā)光部件由發(fā)光元件和相應(yīng)的電子線路組成。
圖2為由電池10、慣性開(kāi)關(guān)40和小燈泡71組成的本陀螺內(nèi)部線路實(shí)施例。其中發(fā)光部件70采用了兩個(gè)小燈泡71，發(fā)光部件中相應(yīng)的電子線路為相應(yīng)的內(nèi)部導(dǎo)線72。容易想到改變相應(yīng)的內(nèi)部導(dǎo)線或電子線路，可使兩個(gè)小燈泡變?yōu)榇?lián)的形式。
圖3為另一個(gè)實(shí)施例線路圖，本實(shí)施例中發(fā)光元件采用了發(fā)光二極管73，而相應(yīng)的電子線路為相應(yīng)的內(nèi)部導(dǎo)線72和電阻74組成，采用電阻74的目的在于調(diào)整當(dāng)電池接通時(shí)電路中的電流，以便使發(fā)光二極管73處于最佳工作電流的狀態(tài)。
圖4為一個(gè)實(shí)施例內(nèi)部結(jié)構(gòu)和接線示意圖。圖中的慣性開(kāi)關(guān)40由二片金屬電極片5和一個(gè)有一定質(zhì)量的物體6組成，其中一片金屬電極片相對(duì)另一片金屬電極片距旋轉(zhuǎn)軸8更遠(yuǎn)而形成間隙，而距旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)較近的金屬電極片的一端被固定在陀螺殼上，而另一端不固定，其中7為固定點(diǎn)。本實(shí)施例中，將慣性開(kāi)關(guān)40的有一定質(zhì)量的物體6固定在距旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)較近的金屬電極片上，該物采用一塊小銅塊。不難理解，當(dāng)陀螺旋轉(zhuǎn)時(shí)，有一定質(zhì)量的物體6受慣性離心力作用向遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸8的方向移動(dòng)時(shí)，二片金屬電極片將接觸并導(dǎo)通，從而慣性開(kāi)關(guān)40接通電池10到發(fā)光部件的電路(本實(shí)施例中發(fā)光部件由小燈泡71和導(dǎo)線72組成)，從而陀螺發(fā)光；當(dāng)陀螺停止轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)有一定質(zhì)量的物體6的慣性離心力消失，在電極片5固有的彈性力作用下，電極片恢復(fù)原來(lái)的位置形成間隙而切斷電路。可以想到，當(dāng)陀螺放置的位置不同，由于有一定質(zhì)量的物體6在重力的作用下，也可使慣性開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，但由于本實(shí)施例采用對(duì)稱方式安置與旋轉(zhuǎn)軸8對(duì)稱的兩個(gè)慣性開(kāi)關(guān)，故重力的作用只能使一個(gè)導(dǎo)通，不會(huì)使兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通。
圖5為上述實(shí)施例的外部側(cè)視圖，當(dāng)電源接通時(shí)，通過(guò)窗口9可以看到發(fā)光元件發(fā)光。
圖6為本陀螺的慣性開(kāi)關(guān)40幾個(gè)實(shí)施例示意圖。圖(a)中，有一定質(zhì)量的物體是固定在距旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)較近的金屬電極片上的；不難理解，該物體的固定方式或位置可以變化，如圖(b)、圖(j)。另外，金屬電極片的大小長(zhǎng)短是可適當(dāng)變化的；圖(c)說(shuō)明另一種情況，即雖然兩電極片形成間隙與圖(a)一致，但距旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)較近的金屬電極片的兩個(gè)端點(diǎn)是插入與陀螺殼相固定的滑動(dòng)槽2內(nèi)的，不難理解，滑動(dòng)槽2與電極片5要有適當(dāng)?shù)乃删o配合關(guān)系，以保證有一定質(zhì)量物體6向遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，該極片端點(diǎn)可以相對(duì)滑動(dòng)槽2移動(dòng)；有一定質(zhì)量的物體6也可不固定在極片上，而是將其限位于距旋轉(zhuǎn)軸8較近的電極片內(nèi)側(cè)的限制框3和極片間的空腔內(nèi)，其中限制框3與陀螺殼相固定，有一定質(zhì)量的物體可以為金屬或其它材料，該物可用圓球形(如鋼珠)或其它形體，見(jiàn)圖(d)、(e)、(f)所示的實(shí)施例，顯然限制框的形狀并不重要，可比較圖(d)和圖(e)，限制框3也可以和滑動(dòng)槽2為一體見(jiàn)圖(f)；除上述之外，限制框可以是電極片本身彎曲而形成，見(jiàn)圖(g)和(i)；二個(gè)電極片的相對(duì)安置位置顯然可以改變，如圖(i)和(h)的實(shí)施例，圖中二片金屬電極片的一端都相距旋轉(zhuǎn)軸8一樣，而相對(duì)分開(kāi)形成間隙，而有一定質(zhì)量的物體6在該間隙內(nèi)側(cè)的限制框和極片間的空腔內(nèi)，二片金屬電極片的另外一端分別與陀螺殼相固定，固定點(diǎn)為7，限制框與殼相固定，不難理解，在此實(shí)施中當(dāng)活動(dòng)的有一定質(zhì)量的物體6向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)極片分別與該物相接觸，從而導(dǎo)通，在該情況下有一定質(zhì)量的物體需要為金屬材料。有一定質(zhì)量的物體6的形狀不十分重要。
圖7例舉了本陀螺發(fā)光部件70的幾個(gè)實(shí)施例線路圖。圖(a)中發(fā)光元件為一個(gè)小燈泡71和一個(gè)發(fā)光二極管73，相應(yīng)的電子線路為一片脈沖集成塊78(型號(hào)為HYF512)和導(dǎo)線，其工作原理可見(jiàn)《無(wú)線電》雜志88年第一期；圖(b)中發(fā)光元件采用了二只發(fā)光二極管，相應(yīng)的電子線路為一片型號(hào)為CW9300的音樂(lè)集成塊、一只68KΩ的電阻和導(dǎo)線，其工作原理可見(jiàn)《無(wú)線電》雜志85年第七期；圖(c)只是在圖(b)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)陶瓷發(fā)音片75，在此實(shí)施例中相應(yīng)的電子線路包含有發(fā)音線路，在發(fā)光二極管閃亮的同時(shí)發(fā)音片將同時(shí)發(fā)音；圖(d)和圖(e)為另外兩個(gè)發(fā)光部件實(shí)施例線路，其中76為揚(yáng)聲器。有多種音樂(lè)集成塊可應(yīng)用，如CW9300、HY100、CIC383、KD和NS系列等等，它們組成的發(fā)音線路可以發(fā)出機(jī)槍、警笛、消防車、救護(hù)車、歌曲、語(yǔ)言、動(dòng)物模擬聲等。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是一種具有知識(shí)性和很強(qiáng)趣味性的游戲玩具。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)發(fā)光的陀螺，該陀螺由陀螺殼和位于其內(nèi)部的電池、慣性開(kāi)關(guān)、發(fā)光部件以及連接導(dǎo)線組成，其特征在于在電池連接到發(fā)光部件回路中串聯(lián)接入了慣性開(kāi)關(guān)，且所說(shuō)的慣性開(kāi)關(guān)由二片有間隙的金屬電極片和一個(gè)有一定質(zhì)量的物體組成，其中位于殼內(nèi)部的慣性開(kāi)關(guān)距旋轉(zhuǎn)軸有一定的距離，且所說(shuō)的發(fā)光部件由發(fā)光元件和相應(yīng)的電子線路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陀螺，其特征是所說(shuō)的慣性開(kāi)關(guān)的一片金屬電極片相對(duì)另一片金屬電極片距旋轉(zhuǎn)軸更遠(yuǎn)而形成間隙，距旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)較近的金屬電極片的一端固定在陀螺殼上，而另一端不固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陀螺，其特征是所說(shuō)的慣性開(kāi)關(guān)的一片金屬電極片相對(duì)另一片金屬電極片距旋轉(zhuǎn)軸更遠(yuǎn)而形成間隙，距旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)較近的金屬電極片的兩個(gè)端點(diǎn)插入與陀螺殼相固定的滑動(dòng)槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2到3中任一項(xiàng)所述的陀螺，其特征是所說(shuō)的慣性開(kāi)關(guān)的有一定質(zhì)量的物體是固定在距旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)較近的金屬電極片上的。
5.根據(jù)權(quán)利2到3中任一項(xiàng)所述的陀螺，其特征是所說(shuō)的慣性開(kāi)關(guān)的有一定質(zhì)量的物體位于距旋轉(zhuǎn)軸較近的電極片的內(nèi)側(cè)的限制框和極片間的空腔內(nèi)，且所說(shuō)的限制框與陀螺殼相固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陀螺，其特征是所說(shuō)的慣性開(kāi)關(guān)的二片金屬電極片一端都相距旋轉(zhuǎn)軸一樣而相對(duì)分開(kāi)形成間隙，且所說(shuō)的慣性開(kāi)關(guān)的有一定質(zhì)量的物體在該間隙內(nèi)側(cè)的限制框和極片間的空腔內(nèi)，二片金屬電極片的另一端分別與陀螺殼相固定，且限制框與殼相固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任一項(xiàng)所述的陀螺，其特征是所說(shuō)的慣性開(kāi)關(guān)數(shù)量為兩個(gè)，且它們按旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱放置在陀螺內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7任一項(xiàng)所述的陀螺，其特征是所說(shuō)的發(fā)光元件為小燈泡，小燈泡處陀螺殼具有透明的性質(zhì)或窗口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到7任一項(xiàng)所述的陀螺，其特征是所說(shuō)的發(fā)光元件為發(fā)光二極管，發(fā)光二極管處陀螺殼具有透明的性質(zhì)或窗口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9任一項(xiàng)所述的陀螺，其特征是所說(shuō)的相應(yīng)的電子線路中包含有發(fā)音線路，且所說(shuō)的發(fā)音線路為陶瓷發(fā)音片、揚(yáng)聲器、音樂(lè)集成塊或它們的組合而形成。
專利摘要一種用手或繩索，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)發(fā)出彩色光及音響的陀螺，陀螺旋轉(zhuǎn)停止時(shí)彩色光及音響自動(dòng)停止。具有明顯的趣味性和娛樂(lè)性；同時(shí)又可以作為一種教具，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和想像力，對(duì)學(xué)習(xí)慣性離心力等概念有幫助。本陀螺加入爆炸聲音響線路時(shí)，又可用作一種電子鞭炮，增加節(jié)日快樂(lè)氣氛。由于發(fā)光與發(fā)聲之間不同的配合可產(chǎn)生不同的娛樂(lè)效果，從而可滿足不同兒童的心理需要。
文檔編號(hào)A63H1/00GK2083949SQ9120104
公開(kāi)日1991年9月4日 申請(qǐng)日期1991年1月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月23日
發(fā)明者劉若谷 申請(qǐng)人:劉若谷