專利名稱：單側(cè)面空間軌道玩具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種具有單側(cè)面性質(zhì)的空間軌道及其在軌道上運動的磁力玩具。
在普通軌道或類似軌道的平行雙線上運動的物體、包括帶永磁材料的磁性物體組成的玩具早已有之。最常見的如玩具小火車、軌道系統(tǒng)。但本發(fā)明所提出的單側(cè)面空間軌道及其上 的磁力玩具系統(tǒng)，還未在市場及檢索時在有關(guān)資料上見到過。
本發(fā)明的目的是給人們，特別是少年兒童提供一種新趣味的玩具裝置。磁力玩具可在軌道上作周而復始的運動，與此同時從軌道的一面連續(xù)運動到軌道的“另一面”。寓單側(cè)面這一有趣的數(shù)學現(xiàn)象于娛樂中，增加人們對科學的興趣。
該裝置是以單側(cè)面空間軌道，軌道支承體及磁力玩具為基本組元構(gòu)成的一大類玩具，本發(fā)明所說的單側(cè)面空閘軌道是在空間纏繞兩周的，局部看，兩線間距離相等的一根頭尾相接的線所組成的空間軌道及其變體，用鐵(鋼)絲，或鋼帶制成，軌道支承體依軌道的大小和復雜程度而定，起支承軌道的作用，包括使軌道兩線間距離相等的支撐物和軌道在空間造形的支承物，以不阻礙磁力玩具運動為原則，后者可以是一手柄，也可以是有基座的支承體，磁力玩具帶有永磁材料，產(chǎn)生的磁力通過與軌道相接觸的鐵基運動部件吸引鐵基軌道，使之難以分開，磁力玩具可以是一帶鐵軸的永磁性飛輪，也可以是帶馬達，或不帶馬達的裝有四個鐵基輪子的有磁力的小汽車、小火車、飛機、火箭等。該玩具可以是小型的，也可以是中型、大型的。
與現(xiàn)有普通軌道的玩具相比，本發(fā)明的軌道為空間軌道，可以纏繞成很復雜的形狀。而且由于單側(cè)面的特殊性，磁力玩具可從軌道的一面運動到“另一面”，使之更富趣味性。


圖1、牟比烏斯帶的形成圖2、單側(cè)面軌道玩具的一個實施例。
圖3、以鋼帶為軌道的磁力小四輪玩具的四輪運動機構(gòu)。
對照
圖1可進一步了解單側(cè)面空間軌道，該軌道可用牟比烏斯帶的邊緣構(gòu)成加以說明。牟比烏斯帶可以這樣得到，把長方紙條(
圖1，a)扭轉(zhuǎn)一次(見箭頭所指)，然后把兩端接起來(
圖1，b)，這樣得到的有邊緣的曲面為單側(cè)面。單側(cè)面也可用別的方法，或把長方紙條扭轉(zhuǎn)奇數(shù)次而得到。從圖可以看到，單側(cè)面某一面的物體可通過連續(xù)的運動到達“另一面”，單側(cè)面的邊緣為一條在空間復雜纏繞的首尾相接的線，局部看卻又是一條雙線組成的軌道。與本發(fā)明的空間軌道有關(guān)的單側(cè)面是距離處處相等的“兩線”為邊的區(qū)域所圍成的特殊的單側(cè)面，與牟比烏斯帶有所不同。
作為廣義的空間軌道，本發(fā)明并不要求軌道的兩條線平行，也不要求道軌的高度相等，僅要求兩線間的距離處處基本相等。很明顯，這樣要求的空間軌道，可以纏繞成比較復雜的形狀，甚至可有分支(圖2，3)，分支可看成軌道的變體，如看成道軌高度的局部變化，空間軌道的形狀受制造工藝及磁力玩具性能，大小的限制。
圖2為單側(cè)面軌道玩具的一個實施例，磁力玩具為一帶鐵軸的永磁飛輪。鐵軸有一定的錐度。兩軌道線內(nèi)的鐵軸上套有固定的塑料套，阻止飛輪的軸向移動，因為是小型玩具，支承體以手柄為主，包括圖中V型部位左邊的一段，其中有固定軌道間距離的支撐桿，圖中的V型擴大了軌道的距離，這一距離應大于飛輪軸的長度，這樣當飛輪運動到這里時即回轉(zhuǎn)到軌道的另一面，朝相反的方向運動?？臻g軌道為一有分支的(分支與支承體相接)近于牟比烏斯帶的邊的有一定剛性的鐵絲，改變手柄的位置，飛輪便在重力的作用下在軌道上滾動。
圖3為以鋼帶為軌道的磁力小四輪玩具的四輪運動機構(gòu)。小四輪玩具是裝有四個輪子的飛機、火箭、小汽車、小火車等，輪子的外邊貼有非磁性的比輪子大的園盤，阻止小四輪橫向移動。小四輪的前輪、后輪在空間軌道上運動時，常常不平行，不僅有轉(zhuǎn)彎動作，還有左右搖擺動作，固前后輪之間的連接必須滿足這一客觀事實。這是與普通小四輪玩具不同的地方，殼體及內(nèi)部零部件也應以某一組輪子為主體安裝。圖3中的軌道為鋼帶制成，由于鋼帶有一定的寬度，可滿足大型玩具上同時有幾個運動體運動的需要，軌道還有分支，使之更加復雜，分支在別的地方再與主軌道接合，在無并聯(lián)分支的軌道兩線的某處斷開很小一段，然后充以絕緣材料(見圖3)這樣從電學的觀點看，該軌道成為兩根導線。通過它可對由外部供電的磁力玩具供電，而外部供電可減輕運動體的重量。
本發(fā)明得已實現(xiàn)的基礎是足夠強的磁力將運動的磁力玩具吸引在鐵磁性軌道上，為此應盡可能增加磁場力，同時降低玩具的重量、重心，它們之間需統(tǒng)籌安排，增加磁場力必須增加磁力玩具與軌道之間的磁通量，為此應依據(jù)磁路原理盡量完美地設計玩具與軌道組成的磁通路。用強磁材料，如釹鐵硼(磁場強度為普通磁鐵的約20倍)代替一般的磁鐵，用磁通性能好的材料(如硅鋼)制造軌道、軸、輪子等，都能增加磁力、降低重量。為滿足復雜的空間運動，阻止磁力玩具的橫向移動的裝置是非常重要的，通常是在輪子或軸的外邊，或內(nèi)邊貼上同軸的較大的非磁性圓盤，強行阻止玩具的橫向移動。
權(quán)利要求1.一大類玩具，以單側(cè)面空間軌道、軌道支承體及磁力玩具為基本組元構(gòu)成，其特征在于a、單側(cè)面空間軌道是在空間纏繞兩周的，從局部看，兩線間距離相等的，一根頭尾相接的線所組成的空間軌道，用有一定剛性的鐵基材料制成，該軌道可以纏繞成比較復雜的形狀，甚至可有分支，磁力玩具產(chǎn)生磁力粘附在軌道上，可從該軌道的一面運動到“另一面”，b、支承體包括使軌道兩線間距離相等的支撐物和軌道在空間造形的支承物，后者可以是一手柄，也可以是基座支承體，它們不影響磁力玩具的運動，c、磁力玩具可以是帶有一定錐度鐵軸的永磁飛輪，也可以是電動的，非電動的裝有四個輪子的用磁力粘附在軌道上運動的小汽車、小火車、飛機、火箭等，輪子(或軸上)裝有阻止磁力玩具橫向移動的非磁性的同軸的稍大的圓盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玩具，其特征還在于，在無并聯(lián)分支的軌道兩線的某處斷開很小一段，然后充以絕緣材料后，該軌道可同時起兩根導線的作用，電動磁力玩具可通過它由外部供電。
專利摘要一大類型玩具，由單側(cè)面空間軌道，在軌道上運動的磁力玩具組成。單側(cè)面空間軌道，是由在空間纏繞兩周的，從局部看，兩線間距離相等的，一根頭尾相接的線所組成，可有變體。磁力玩具有磁力，粘附在鐵基空間軌道上運動。它可以是帶鐵軸的永磁力飛輪，或一般及電動的磁力小四輪火車。汽車、飛機、火箭等。其中，電動小四輪玩具由外部通過同時起兩根導線作用的軌道供電。由單側(cè)面的特性，磁力玩具可由軌道的一面運動到“另一面”。增加該玩具的趣味性。
文檔編號A63H18/00GK2085675SQ9121254
公開日1991年10月2日 申請日期1991年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月19日
發(fā)明者彭世寬 申請人:彭世寬