專利名稱：成套結(jié)構(gòu)式玩具的電動機安裝件的制作方法
本申請與美國專利NO.5，199，919，NO.5，137，486，NO.5，061，219有關(guān)。上述各專利所公開的內(nèi)容均在本申請中作為參考。
以上提到的各項專利公開了一種新式的成套結(jié)構(gòu)式玩具，這種成套玩具由許多棒狀桿件和許多輪轂狀連接件組成。雖然這些在先的專利所公開的全部細(xì)節(jié)都應(yīng)該在本申請中作為參考，但是在這些較早的專利文獻(xiàn)中一般只涉及一種新式的桿件和連接件，它們的形狀設(shè)計成使桿件的端部能從側(cè)面被一對夾緊臂卡裝在連接件上形成的插口內(nèi)。桿件的端部和連接件的夾緊臂的形狀是這樣設(shè)計的，即，當(dāng)各零件卡緊在一起時，桿件就被牢固地夾住，并且在軸向和側(cè)向都不能與連接件發(fā)生相對運動。這種已經(jīng)在上述專利文獻(xiàn)中說明了的零件的新穎結(jié)構(gòu)，能建造復(fù)雜的、互相連接的骨架式結(jié)構(gòu)。
利用我早先的各個專利中的桿件和連接件所能裝配的許多結(jié)構(gòu)還能裝入運動部件。只舉幾個例子，例如，能建造垂直轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)輪、圓盤傳送機、提升機、吊車等等，其中都設(shè)有一些被驅(qū)動的元件。按照本發(fā)明，一種獨特而廉價的、并且高度簡化的電動機裝配結(jié)構(gòu)件可以結(jié)合到由我的在先專利中的桿件和連接件所裝配成的一個互相連接的結(jié)構(gòu)中，在實際上形成這種結(jié)構(gòu)中的一部分，并且使這種結(jié)構(gòu)的運動元件的電動機控制操作很方便。在本發(fā)明的一個最佳實施例中，提供了一種合乎整體注塑模壓元件要求的電動機安裝構(gòu)件，這種構(gòu)件包括一對彼此平行而隔開的、并且剛性地連接在一起的導(dǎo)向元件，其和一個模壓的用于裝電動機的塑料外殼連接成一個整體。這對隔開的導(dǎo)向元件是管狀的，每根導(dǎo)向件可用來嚴(yán)密地容納一根桿件。這些桿件具有這樣的長度，即，它們的端部凸出在管狀導(dǎo)向件相對兩端的外面，以便凸出的端部可用于橫向卡裝在鄰近的連接件里。這種簡單的安排能很容易地把電動機安裝裝置結(jié)合在互相連接的結(jié)構(gòu)裝配件中，牢固地支承在四個點，并且準(zhǔn)確地在結(jié)構(gòu)中定位。
相關(guān)的管狀導(dǎo)向件之間的橫向間距精確地與一對連接件的中心到中心的間距相應(yīng)，這一對連接件由一根方向垂直于管狀導(dǎo)向件的軸線的且和所述的連接件配合的、標(biāo)準(zhǔn)長度的桿件連接在一起，而支承電動機安裝件的桿件就嚙合在上述連接件中。雖然不是必須的，但希望管狀導(dǎo)向件的長度與一種標(biāo)準(zhǔn)桿件的長度有密切的聯(lián)系，以便使桿件從導(dǎo)向件相對兩端凸出來的端部最短。當(dāng)桿件與連接件嚙合并被其夾緊時，這個連接件就能嚴(yán)格地限制電動機安裝件沿著支承它的桿件作軸向運動。
和這種新型電動機安裝件協(xié)同工作的是一系列由裝載在電動機安裝件上的電動機所驅(qū)動的齒輪，而且這一系列齒輪由在整個成套結(jié)構(gòu)式玩具中所使用的標(biāo)準(zhǔn)桿件，以及用在整個成套結(jié)構(gòu)式玩具中所使用的標(biāo)準(zhǔn)連接件來支承。上述齒輪適于安裝在一根桿件上并可自由轉(zhuǎn)動，也可以借助于在我的先前的專利中所公開的專用驅(qū)動部件固定在桿件上和桿件一起轉(zhuǎn)動，該驅(qū)動部件夾住桿件的非圓部分，并設(shè)有橫向凸出的可插入齒輪內(nèi)相應(yīng)位置上的凹槽內(nèi)的凸耳。利用一組標(biāo)準(zhǔn)的小齒輪和大齒輪，就能在這種結(jié)構(gòu)式玩具的框架內(nèi)建成各種不同速度和機械效益相組合的齒輪傳動裝置，以便為電動機所驅(qū)動的動作提供各種不同的組合裝置。
按照本發(fā)明，提供了一種成套結(jié)構(gòu)式玩具，這種玩具形成一個由桿件和連接件連接在一起的互相連接的結(jié)構(gòu)，和一個電動機驅(qū)動機構(gòu)，其中，該成套玩具具有許多長度經(jīng)過預(yù)先設(shè)置呈遞進(jìn)變化的棒狀桿件，并且每根桿件的相對的兩個端部具有可與上述連接件相配合的形狀;許多輪轂狀的連接件，每個連接件上有一組在徑向隔開的成對的夾緊臂，其形狀做成能從側(cè)面與上述桿件的端部嚙合并夾緊;上述桿件具有一系列遞進(jìn)的長度，其中一種長度的桿件在與連接件連接后正好是等腰直角三角形的一條斜邊，而其中的兩條底邊則由與該連接件連接的下一個較短尺寸的桿件所形成;上述密切結(jié)合的結(jié)構(gòu)包括至少兩個固定在第一和第二連接件上、并從上述連接件沿著第一方向延伸的電動機支承件，并且這兩個支承件隔開一個間隔互相平行;上述電動機支承件的一端的形狀設(shè)計成用來在側(cè)向與上述第一和第二連接件上的夾緊臂對夾緊嚙合，而另一端的形狀同樣設(shè)計成用來在側(cè)向與組合在該互相連接的結(jié)構(gòu)中的第三和第四連接件上的夾緊臂對夾緊嚙合;電動機支承裝置與上述電動機支承件相結(jié)合，用來把上述電動機支承件保持在固定的、隔開一定間隔的位置上，以便牢固地安裝電動機;并且，還有一臺裝載在上述電動機支承裝置上、有一根旋轉(zhuǎn)輸出軸的電動機。
本發(fā)明提出這樣一種可形成由連接在一起的桿件和連接件，以及一個電動機驅(qū)動機構(gòu)組成密切結(jié)合的結(jié)構(gòu)的成套結(jié)構(gòu)式玩具，它具有(a)多個具有遞進(jìn)長度的棒狀桿件，并且每根桿件的相對的兩個端部具有可與上述連接件相嚙合的形狀;
(b)許多輪轂狀的連接件，每個連接件上有一組在徑向隔開的成對的夾緊臂，其形狀做成能從側(cè)面與上述桿件的端部嚙合并夾緊;
(c)上述桿件具有一遞進(jìn)長度系列，其中一種長度的桿件在與連接件連接后正好是等腰直角三角形的一條斜邊，而其中的兩條底邊則由與該連接件連接的具有下一個相鄰較短尺寸的桿件所形成;
(d)上述密切結(jié)合的結(jié)構(gòu)包括至少兩個固定在第一和第二連接件上，并從上述連接件沿著第一方向延伸的電動機支承件，并且這兩個支承件隔開一個間隔互相平行;
(e)上述電動機支承件的一端的形狀設(shè)計成用來在側(cè)向與上述第一和第二連接件上的夾緊臂對夾緊嚙合，而另一端的形狀同樣設(shè)計成用來在側(cè)向與組合在該互相連接的結(jié)構(gòu)中的第三和第四連接件上的夾緊臂對夾緊嚙合;
(f)電動機支承裝置與上述電動機支承件相結(jié)合，用來把上述電動機支承裝置保持在固定的、隔開一定間隔的位置上，以便牢固地安裝電動機;以及，(g)還有一臺裝載在上述電動機支承裝置上、有一根旋轉(zhuǎn)輸出軸的電動機。
而且，它還可進(jìn)一步具有下述特征(a)一根與上述旋轉(zhuǎn)輸出軸連接的蝸桿;
(b)一個由上述蝸桿驅(qū)動的蝸輪;
(c)上述蝸輪裝在一根傳動軸上;
(d)一對支承傳動軸的連接件，它們形成上述互相連接的結(jié)構(gòu)的一部分，并且在偏離上述電動機輸出軸的位置上支承著上述能旋轉(zhuǎn)的傳動軸;
(e)上述蝸輪在與上述蝸桿嚙合的狀態(tài)下被支承著。
而且，它還可進(jìn)一步具有下述特征(a)上述蝸輪(48)通常是可相對于上述傳動軸轉(zhuǎn)動的;
(b)一個驅(qū)動塊可拆卸地夾緊上述傳動軸并與上述蝸輪嚙合，以使上述傳動軸與上述蝸輪一起旋轉(zhuǎn)。
而且，它還可進(jìn)一步具有下述特征(a)上述傳動軸具有非圓的橫斷面部分;
(b)上述驅(qū)動塊具有分開的夾緊臂，此夾緊臂在非圓的橫斷面區(qū)域與上述傳動軸可拆卸地嚙合;以及(c)上述驅(qū)動塊有一根凸出的驅(qū)動耳軸，此耳軸可與上述蝸輪嚙合，以便有效地把上述蝸輪與上述傳動軸固定起來，使它們不能相對轉(zhuǎn)動。
而且，它還可進(jìn)一步具有下述特征(a)上述互相連接的結(jié)構(gòu)有多個可形成一個通常的矩形骨架式結(jié)構(gòu)組件的桿件和連接件;
(b)上述骨架式結(jié)構(gòu)組件有四個下角和四個上角;
(c)連接件設(shè)在上述四個下角和四個上角處;
(d)上述桿件中的兩根連接上述下角處的兩對連接件;
(e)支承傳動軸的連接件與上述上角處的兩對連接件配合，并位于連接件之間;
(f)一根傳動軸由上述支承傳動軸的連接件支承，并且能夠轉(zhuǎn)動;
(g)一個從動齒輪由上述傳動軸支承并和它一起轉(zhuǎn)動;
(h)一個主動齒輪安裝在上述電動機的輸出軸上，并與上述從動齒輪嚙合;
而且，它還可進(jìn)一步具有下述特征(a)上述電動機支承件包括可與電動機安裝構(gòu)件的配重分離的、并且在其相對兩端與上述連接件配合的棒狀元件;
(b)上述電動機支承裝置包括一個與上述棒狀元件鎖緊地嚙合并由其支承的剛性元件。
而且，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)上述電動機支承裝置有一對管狀導(dǎo)向元件和剛性地把上述管狀導(dǎo)向元件互相連接起來的裝置;
(b)上述可分離的棒狀元件被容納在上述管狀導(dǎo)向元件中，并具有從上述導(dǎo)向元件的端部凸出來以便從側(cè)面與上述連接件夾緊嚙合的形狀的端部。
而且，它還可進(jìn)一步具有下述特征(a)上述可分離的棒狀元件包含選自上述各種桿件中的一種。
而且，它還可進(jìn)一步具有下述特征(a)一個裝在上述電動機輸出軸上的第一驅(qū)動齒輪;
(b)一個處于與上述第一驅(qū)動齒輪嚙合位置上的第二驅(qū)動齒輪;
(c)一根用于上述第二驅(qū)動齒輪的支承軸，它包含上述棒狀桿件之一;
(d)上述第二驅(qū)動齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在上述支承軸上;
(e)一個可拆卸地夾住上述支承軸、并且把上述第二驅(qū)動齒輪與上述支承軸連接起來使它們一起旋轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動元件;
(f)一個可轉(zhuǎn)動地安裝在上述支承軸上的小齒輪;
(g)一個可拆卸地夾住上述支承軸、并且把上述小齒輪與上述支承軸連接起來使它和上述支承軸及上述第二驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動元件;
(h)一根支承在上述互相連接的結(jié)構(gòu)中能旋轉(zhuǎn)的第二支承軸;
(i)一個可轉(zhuǎn)動地安裝在上述第二支承軸上的第三驅(qū)動齒輪;
(j)一個可拆卸地夾住上述支承軸、并且把上述第三驅(qū)動齒輪與上述第二支承軸連接起來使它們一起旋轉(zhuǎn)的第三驅(qū)動元件;
(k)一個可轉(zhuǎn)動地安裝在上述第二支承軸上的驅(qū)動輸出元件;
(l)一個可拆卸地夾住上述支承軸、并且和上述驅(qū)動輸出元件連接起來，使它與上述第二支承軸和上述第三驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)的第四驅(qū)動元件;
而且，它還可進(jìn)一步具有下述特征(a)上述第一和第二支承軸包含上述桿件中的兩根桿;
(b)上述兩根桿具有非圓橫斷面部分;
(c)上述各驅(qū)動元件都有一個主體部分和一對從主體部分延伸出去、用來在上述非圓橫斷面部分處夾緊上述桿件的夾緊臂，以及一根從主體部分延伸出去并與一個齒輪，或一個小齒輪，或一個驅(qū)動輸出元件嚙合的驅(qū)動耳軸;
而且，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)上述電動機安裝構(gòu)件包括一個整體地和剛性地連接的普通圓筒形的外殼，并且有一個通常的封閉端和一個開口端;
(b)上述驅(qū)動電動機呈通常的圓柱形外形，并且緊湊地容納在上述殼體的開口端內(nèi);
(c)上述電動機在一端有一根伸出的輸出軸;
(d)上述外殼在其通常的封閉端有一個用作上述輸出軸的通道的孔口;
(e)一個與上述外殼連接并將其開口封閉的封蓋元件。
為了更全面地了解上述內(nèi)容和本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的最佳實施例。


圖1是一個互相連接的結(jié)構(gòu)的部分剖開的側(cè)視圖，此結(jié)構(gòu)用我在先專利所公開的桿件和連接件，并結(jié)合了按照本發(fā)明的一個新型電動機安裝件和齒輪傳動裝置組裝而成;
圖2是沿圖1的2-2線的橫斷面圖;
圖3是沿圖1的3-3線的橫斷面圖;
圖4是圖1中結(jié)構(gòu)的端視圖;
圖5是分解后的立體圖，表示新的電動機安裝構(gòu)件，和為了組合到圖4的結(jié)構(gòu)中去，它與桿件組合的方式;
圖6是說明組合在圖1結(jié)構(gòu)中的一個連接件細(xì)節(jié)的放大了的局部立體圖;
圖7和圖8是具體形式的連接件的分解后的立體圖，這種連接件能有效地應(yīng)用在圖1的結(jié)構(gòu)中;
圖9是一個與齒輪或其它與桿件固定在一起轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)件嚙合的驅(qū)動塊元件的立體圖;
圖10是圖9中驅(qū)動塊的一個視圖，說明它與一根桿件嚙合的方式。
現(xiàn)在請參閱附圖，圖1-4表示由以上專利說明書中所描述的類型的許多桿件和連接件所裝配成的、互相連接的骨架式結(jié)構(gòu)。必須指出，附圖中所示的特定的結(jié)構(gòu)只是為了說明本發(fā)明的原理，而實際上的結(jié)構(gòu)可以在各種各樣的形式和不同的復(fù)雜程度中任取一種。圖示的結(jié)構(gòu)10是一種普通的矩形構(gòu)造，在其八個角的每一個角上設(shè)有連接裝配件11(或11a)，為了舉例說明，這種連接裝配件可以是圖7(或圖8)中所示的形式，其中，每兩個連接件12、13(或12、13a)以嵌套的形式連接在一起，而在各直角方向設(shè)有通常用標(biāo)號14標(biāo)示的插座，以便接受在兩個成直角的相關(guān)平面上延伸的結(jié)構(gòu)元件并與其嚙合。
如圖6所示，每一個連接件上都設(shè)有呈輻射狀布置的成對的夾緊臂15、16，形成容納桿件的插座17。夾緊臂的靠外部分上有軸向布置的槽18。在鄰近而又與插座的內(nèi)端壁19離開的地方橫向設(shè)置有棱條20，此棱條凸入凹槽的空間內(nèi)，并垂直于由槽18所確定的軸線延伸。
成套結(jié)構(gòu)式玩具中使用的許多桿件都具有標(biāo)準(zhǔn)的形狀，但是卻具有按照預(yù)定的長度系列遞進(jìn)的長度，以便使每一種相鄰長度中較長的桿件適合于成為一等腰直角三角形的斜邊，而該等腰直角三角形的底邊由相鄰長度中較短的桿件構(gòu)成。所有桿件的各端部都由一段圓柱形部位21(見圖4)、一條環(huán)形槽22和一個端部法蘭23所形成。一根桿件的端部可以用側(cè)向的嵌入裝配動作與一個連接件連接。連接件希望用結(jié)構(gòu)塑料注塑模壓而成，以使夾緊臂15、16能向外偏斜來適應(yīng)側(cè)向的嵌入裝配，并且在裝配后夾緊臂緊緊地嚙合和夾緊桿件的端部，用弧形槽18使桿件牢固地保持與插座17同軸線，用橫向的棱條20限制桿件的軸向運動。
在圖1-4所示的結(jié)構(gòu)中，若干個位于整個結(jié)構(gòu)的角上的連接裝配件11由四個角上的垂直桿件25從上到下連接起來。相互隔開的沿長度方向延伸的桿件26把結(jié)構(gòu)底部的連接裝配件從前到后連接起來，而沿橫向延伸的桿件27則把結(jié)構(gòu)頂部的連接裝配件從兩側(cè)連接起來，同樣，桿件28把結(jié)構(gòu)底部一端的連接裝配件連接起來。
由于下面將要說明的原因，上部的連接裝配件11在長度方向不是用一根單根的桿件，而是用一由中心定位連接件29和兩根短桿件30組成的裝配件連接起來的。桿件30和與它們嚙合的中心連接件的組合長度和下面長度方向布置的桿件26的長度相等。
按照本發(fā)明，提供了一種新穎獨特形式的、用于組合在如圖1-4中所示的密切結(jié)合的結(jié)構(gòu)中的電動機安裝件，使得能在這種成套結(jié)構(gòu)中組合進(jìn)一臺小電動機來驅(qū)動運動部件。在圖1、2和5中清楚地表示了這種電動機安裝構(gòu)件，它是一個整體注塑模壓的主外殼部件31，該部件有一對隔開的、最好是管狀的導(dǎo)向元件32。導(dǎo)向元件由一個連接構(gòu)件33剛性地連接起來，在所示的實施例中，該連接構(gòu)件可以是平板狀的腹板。一對導(dǎo)向元件32之間隔開的距離，等于在互相連接的結(jié)構(gòu)的下角部的連接裝配件11之間沿長度方向延伸的桿件26之間的橫向距離(見圖2)。導(dǎo)向元件上設(shè)有用于緊密地容納桿件26的管狀內(nèi)通道34，桿件26設(shè)計成具有基本上在其全部長度上的均勻的圓形橫斷面的形狀。
最好，管狀導(dǎo)向元件32的長度和所選規(guī)格的、容納在管狀通道34內(nèi)的桿件26的長度相應(yīng)，使得桿件26只有預(yù)定的很短一段端部凸出在導(dǎo)向元件的相對兩端之外。當(dāng)桿件26的端頭夾緊在下部連接裝配件11的適當(dāng)位置上時，管狀導(dǎo)向件的端面就靠緊或者非常接近于桿件26配合在其中的相應(yīng)夾緊臂的端面(見圖1)。因此，整體的電動機安裝件31就在沿著電動機安裝件31所安裝的桿件26的長度方向被有效地鎖住，不能移動。在有些情況下，當(dāng)必須或者希望把電動機安裝件安裝在長度比圖4中所示的桿件26更長的桿件上時，可以在電動機安裝件的一側(cè)或者兩側(cè)，在桿件上加上夾箝形的鎖緊裝置，最好是如圖3中標(biāo)號46所示的單插座連接件的形式，以便使電動機安裝件能在較長的桿件上保持在預(yù)定的軸向位置上。
如圖2和5所示，在本發(fā)明的電動機安裝裝置中，作為電動機安裝件31的一體部分的一個空心的圓筒形外殼35剛性地位于兩個導(dǎo)向元件32之間，。為此目的，電動機外殼的各部分要和結(jié)構(gòu)腹板33，以及從導(dǎo)向元件32延伸到電動機外殼側(cè)壁的加強凸緣36整體地結(jié)合在一起。
電動機外殼35用于緊湊而整齊地容納具有輸出軸38的小電動機37。電動機安裝外殼35具有一大致封閉的端部39和一開口的端部40。電動機37通過外殼的開口端部40插入，而它的軸38則能通過設(shè)在外殼另一側(cè)的封閉端上的中心開口41伸出來。最好，設(shè)置一個圓筒形的封蓋42，它可伸縮地插在外殼35的開口端部內(nèi)，把電動機37完全封閉住。在外殼的封蓋42中可裝設(shè)一個電氣插座43(見圖2)，以便為里面的電動機37提供電氣連接。為了把電源連接到電動機37，設(shè)置了一個帶有連接到合適的電源(例如12伏)去的接線45的可摘下的插頭44。通常，還設(shè)有能夠開關(guān)和倒轉(zhuǎn)控制，以及能改變速度的、合適的控制裝置(圖中未示出)。
如圖1-3中所詳細(xì)表示的，電動機的輸出軸38上設(shè)有驅(qū)動件47，最好是一根蝸桿。布置成與蝸桿47嚙合的蝸輪48借助于“軸”49安裝在該裝配好的互相連接的結(jié)構(gòu)上，實際上軸49是該成套結(jié)構(gòu)式玩具的一根標(biāo)準(zhǔn)桿件。請參見圖4，該結(jié)構(gòu)包括一對安裝在中央的、相向的八位連接件50，它借助于標(biāo)準(zhǔn)桿件51由四個角部連接裝配件支承著。最好，在這種成套結(jié)構(gòu)式玩具的標(biāo)準(zhǔn)桿件的長度系列中，圖4中所示的桿件30是最短的。桿件51具有下一個比它長的相鄰尺寸，從圖4明顯可見，桿件51的長度正適合作以最短桿件30為底邊的等腰直角三角形結(jié)構(gòu)的斜邊。在上下連接裝配件11之間形成垂直連接件的桿件25在長度系列中屬于再下一個較長的尺寸，并且可用作以連接件51為底邊的等腰三角形的斜邊。在圖4中，這些關(guān)系是很明白的。
在結(jié)構(gòu)的每一側(cè)面的連接件50有一個中心孔52，其尺寸能精密地容納桿件49，而又能讓它自由轉(zhuǎn)動。桿件49可以是任何長度，只要其兩端足以嵌入分離開來的連接件50就可以了，它可以用，例如在每個端部加一個單獨的插座連接件46來定位，其方式是使插座的橫向棱條20嚙合并夾住桿件的長向的槽53。
蝸輪48也精密地套在桿件49上，但通常可相對于此自由轉(zhuǎn)動。蝸輪上帶有一個穩(wěn)定和驅(qū)動用的輪轂54，還有一對在離開蝸輪軸線預(yù)定的距離上延伸通過蝸輪和驅(qū)動輪轂的長向孔55。
為了使蝸輪定位，并把它能夠驅(qū)動地連接在桿件49上，設(shè)置了驅(qū)動塊56，其形狀示于圖9和10。請看圖9和10，該驅(qū)動塊56包括一主體部分57和一插座部分58，插座部分由具有軸向槽61和橫向棱條62的、分開的兩條夾緊臂59、60組成，和此成套玩具中的所有連接件，以及圖6中表示的例子的作用方式完全相同。如圖10中所詳細(xì)表示的，在安裝驅(qū)動塊時，要使它的夾緊插座軸線的方向與它所連接的桿件的軸線垂直。在裝驅(qū)動塊時，先用力使有彈性的夾緊臂59、60分開，于是棱條62就能嵌入桿件的長向槽53中。這樣不但鎖住了驅(qū)動塊，使它不能與桿件相對轉(zhuǎn)動，而且夾緊作用的摩擦力還使驅(qū)動塊保持住它在桿件上的軸向位置，使它除非外部人員使之運動否則完全不能移動。
驅(qū)動耳軸63從驅(qū)動塊的主體57橫向延伸出來，其位置正好使其能夠插入蝸輪48上所設(shè)的孔55中。因此，在把蝸輪48裝在它的桿軸49上之后，把驅(qū)動塊56裝在該桿件的與蝸輪相對的一側(cè)，緊緊地壓靠在蝸輪的相對的側(cè)面上，并且固定它在軸上的位置，使得蝸輪48和它的驅(qū)動蝸桿47精確地對準(zhǔn)，一切如圖3所示。用這種方法就能借助于電動機37使桿軸49能有控制地轉(zhuǎn)動。
為了以與該成套結(jié)構(gòu)式玩具的幾何形狀完全形成一體的方式來利用電動機37的動力輸出，設(shè)置了一組傳動齒輪。這組齒輪包括至少一種尺寸的小齒輪70，和至少一種尺寸的用來與小齒輪嚙合的直齒輪71。該二齒輪70、71的傳動比和尺寸是這樣確定的，即，在一種標(biāo)準(zhǔn)的桿件和連接件組成的結(jié)構(gòu)中，可以裝配成一種小齒輪與直齒輪恰當(dāng)?shù)貒Ш系凝X輪副，以提供機械效益的各種不同組合，而且在必要或希望達(dá)到一種期望的輸出時，該直齒輪還可以和其他直齒輪嚙合。請詳細(xì)參閱圖1和3，與驅(qū)動輪轂72做成一體的小齒輪70裝在桿軸49上，并且，在所描述的驅(qū)動機構(gòu)中，此小齒輪位于緊靠在與蝸輪48配合在一起的驅(qū)動塊56之一的外表面上。輔助驅(qū)動塊73的驅(qū)動耳軸74與小齒輪的驅(qū)動輪轂72嚙合。這樣，小齒輪70就鎖定在桿軸49(因而也就鎖定在蝸輪48)上不能轉(zhuǎn)動，并且也固定了它在桿軸49上的軸向位置。
也是和一個驅(qū)動輪轂75做在一起的直齒輪71裝在桿件76上，而桿件76的兩端則支承在連接件29上形成的中心孔77中并可以轉(zhuǎn)動(見圖4)。連接件29直接位于支承蝸輪48和主動齒輪70的八位連接件之上。
小齒輪和直齒輪70、71的尺寸比例是這樣確定的，即，這兩個嚙合著的齒輪之間的中心距正好等于由一根短桿件30連接起來的連接件29、50之間的中心距。此外，一對嚙合的直齒輪71之間的中心距要正好等于由較長一級尺寸的桿件51所連接起來的兩個連接件之間的中心距。因此，在用這種成套結(jié)構(gòu)式玩具中的標(biāo)準(zhǔn)桿件和連接件裝配成的互相連接的結(jié)構(gòu)中，為了達(dá)到所需要的結(jié)果，能夠裝配出一套復(fù)雜的、包括許多主動齒輪和從動齒輪的組合的齒輪傳動機構(gòu)。
從圖1可見，較大的直齒輪71的驅(qū)動輪轂75上有容納驅(qū)動塊54的驅(qū)動耳軸63的盲孔80。對于直徑較小的小齒輪70來說，如果把驅(qū)動輪轂72徑向外擴大到足以完全包容為驅(qū)動耳軸63用的孔，就會使驅(qū)動輪轂的最外面的部分與小齒輪的齒形重疊。因此，小齒輪的驅(qū)動輪轂72做成帶有徑向朝外的表面的圓筒形溝槽81，這條溝槽只容納驅(qū)動塊73上驅(qū)動耳軸74的徑向朝內(nèi)的部分(見圖1和3)。
在附圖中所示的特定的、具有代表性的機構(gòu)中，在桿件76上裝有一件槽輪之類的形狀的輸出元件90(見圖3)。和傳動裝置中的其它元件一樣，槽輪90有一個中心孔，用于自由而緊密地容納桿件76，并且借助于相對的兩個驅(qū)動塊91、92在桿件上軸向定位和與桿件連接起來轉(zhuǎn)動。槽輪上有一適當(dāng)?shù)妮S向孔，以容納設(shè)置在驅(qū)動塊上的驅(qū)動耳軸93。
本發(fā)明的成套玩具提供了一種為把一臺小的驅(qū)動電機組合進(jìn)由嵌合在一起的桿件和連接件組成的互相連接的結(jié)構(gòu)中用的、新穎的簡化而經(jīng)濟的裝置。一種整體的、模壓的電動機安裝件上有一對分開的導(dǎo)向件，此導(dǎo)向件與一對分開的桿件配合，并使桿件的各端部神出導(dǎo)向件的各端面，以便使裝配好的桿件嵌入由許多連接件和桿件組成的互相連接的結(jié)構(gòu)中。一旦裝上之后，該電動機安裝件就和裝有它的桿件一起成為整個結(jié)構(gòu)的一個組成部分。需要時，電動機安裝件可以模壓成帶有和桿件端部的形狀一樣的角接頭，這樣，電動機安裝件實際上和它自己的桿件結(jié)合在一起了。然而，當(dāng)電動機安裝件和成套結(jié)構(gòu)式玩具的標(biāo)準(zhǔn)桿件相配合的導(dǎo)向件組合在一起應(yīng)用時，才能得到結(jié)構(gòu)上更大的靈活性。
權(quán)利要求
1.一種可形成由連接在一起的桿件和連接件，以及一個電動機驅(qū)動機構(gòu)組成密切結(jié)合的結(jié)構(gòu)的成套結(jié)構(gòu)式玩具，它具有(a)多個具有遞進(jìn)長度的棒狀桿件(25、26、28、30、51)，并且每根桿件的相對的兩個端部(21、22、23)具有可與上述連接件(11、29、50)相嚙合的形狀；(b)許多輪轂狀的連接件，每個連接件上有一組在徑向隔開的成對的夾緊臂(15、16)，其形狀做成能從側(cè)面與上述桿件的端部嚙合并夾緊；(c)上述桿件具有一遞進(jìn)長度系列，其中一種長度的桿件在與連接件連接后正好是等腰直角三角形的一條斜邊，而其中的兩條底邊則由與該連接件連接的具有下一個相鄰較短尺寸的桿件所形成；其特征在于，(d)上述密切結(jié)合的結(jié)構(gòu)包括至少兩個固定在第一和第二連接件(11)上，并從上述連接件沿著第一方向延伸的電動機支承件(26)，并且這兩個支承件隔開一個間隔互相平行；(e)上述電動機支承件的一端(21、22、23)的形狀設(shè)計成用來在側(cè)向與上述第一和第二連接件上的夾緊臂對夾緊嚙合，而另一端的形狀同樣設(shè)計成用來在側(cè)向與組合在該互相連接的結(jié)構(gòu)中的第三和第四連接件上的夾緊臂對夾緊嚙合；(f)電動機支承裝置與上述電動機支承件相結(jié)合，用來把上述電動機支承裝置(32，33，36)保持在固定的、隔開一定間隔的位置上，以便牢固地安裝電動機；以及，(g)還有一臺裝載在上述電動機支承裝置上，有一根旋轉(zhuǎn)輸出軸(38)的電動機(37)。
2.如權(quán)利要求1所述的成套結(jié)構(gòu)式玩具，其特征在于，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)一根與上述旋轉(zhuǎn)輸出軸連接的蝸桿(47);(b)一個由上述蝸桿驅(qū)動的蝸輪(48);(c)上述蝸輪裝在一根傳動軸(49)上;(d)一對支承傳動軸的連接件(50)，它們形成上述互相連接的結(jié)構(gòu)的一部分，并且在偏離上述電動機輸出軸的位置上支承著上述能旋轉(zhuǎn)的傳動軸;(e)上述蝸輪在與上述蝸桿嚙合的狀態(tài)下被支承著。
3.如權(quán)利要求2所述的成套結(jié)構(gòu)式玩具，其特征在于，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)上述蝸輪(48)通常是可相對于上述傳動軸(49)轉(zhuǎn)動的;(b)一個驅(qū)動塊(56)可拆卸地夾緊上述傳動軸并與上述蝸輪嚙合，以使上述傳動軸與上述蝸輪一起旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的成套結(jié)構(gòu)式玩具，其特征在于，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)上述傳動軸(49)具有非圓的橫斷面部分;(b)上述驅(qū)動塊(56)具有分開的夾緊臂(59、60)，此夾緊臂在非圓的橫斷面區(qū)域與上述傳動軸可拆卸地嚙合;以及(c)上述驅(qū)動塊(56)有一根凸出的驅(qū)動耳軸(63)，此耳軸可與上述蝸輪嚙合，以便有效地把上述蝸輪與上述傳動軸固定起來，使它們不能相對轉(zhuǎn)動。
5.如權(quán)利要求1所述的成套結(jié)構(gòu)式玩具，其特征在于，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)上述互相連接的結(jié)構(gòu)有多個可形成一個通常的矩形骨架式結(jié)構(gòu)組件的桿件(25、26、28、30、51)和連接件(11、29、50);(b)上述骨架式結(jié)構(gòu)組件有四個下角和四個上角;(c)連接件設(shè)在上述四個下角和四個上角處;(d)上述桿件(28)中的兩根連接上述下角處的兩對連接件(11);(e)支承傳動軸的連接件(50)與上述上角處的兩對連接件(11)配合，并位于連接件之間;(f)一根傳動軸(49)由上述支承傳動軸的連接件支承，并且能夠轉(zhuǎn)動;(g)一個從動齒輪(48)由上述傳動軸支承并和它一起轉(zhuǎn)動;(h)一個主動齒輪(47)安裝在上述電動機(37)的輸出軸(38)上，并與上述從動齒輪嚙合;
6.如權(quán)利要求1所述的成套結(jié)構(gòu)式玩具，其特征在于，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)上述電動機支承件包括可與電動機安裝構(gòu)件的配重分離的、并且在其相對兩端與上述連接件(11)配合的棒狀元件(28);(b)上述電動機支承裝置包括一個與上述棒狀元件鎖緊地嚙合并由其支承的剛性元件(32、33)。
7.如權(quán)利要求6所述的成套結(jié)構(gòu)式玩具，其特征在于，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)上述電動機支承裝置有一對管狀導(dǎo)向元件(32)和剛性地把上述管狀導(dǎo)向元件互相連接起來的裝置(33);(b)上述可分離的棒狀元件(28)被容納在上述管狀導(dǎo)向元件(32)中，并具有從上述導(dǎo)向元件的端部凸出來以便從側(cè)面與上述連接件夾緊嚙合的形狀的端部(21、22、28)。
8.如權(quán)利要求6所述的成套結(jié)構(gòu)式玩具，其特征在于，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)上述可分離的棒狀元件(28)包含選自上述各種桿件中的一種。
9.如權(quán)利要求1所述的成套結(jié)構(gòu)式玩具，其特征在于，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)一個裝在上述電動機輸出軸上的第一驅(qū)動齒輪(47);(b)一個處于與上述第一驅(qū)動齒輪嚙合位置上的第二驅(qū)動齒輪(48);(c)一根用于上述第二驅(qū)動齒輪的支承軸(49)，它包含上述棒狀桿件之一;(d)上述第二驅(qū)動齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在上述支承軸上;(e)一個可拆卸地夾住上述支承軸、并且把上述第二驅(qū)動齒輪(48)與上述支承軸連接起來使它們一起旋轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動元件(56);(f)一個可轉(zhuǎn)動地安裝在上述支承軸上的小齒輪(70);(g)一個可拆卸地夾住上述支承軸(49)、并且把上述小齒輪與上述支承軸連接起來使它和上述支承軸及上述第二驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動元件(73);(h)一根支承在上述互相連接的結(jié)構(gòu)中能旋轉(zhuǎn)的第二支承軸(76);(i)一個可轉(zhuǎn)動地安裝在上述第二支承軸上的第三驅(qū)動齒輪(71);(j)一個可拆卸地夾住上述支承軸、并且把上述第三驅(qū)動齒輪與上述第二支承軸連接起來使它們一起旋轉(zhuǎn)的第三驅(qū)動元件;(k)一個可轉(zhuǎn)動地安裝在上述第二支承軸(76)上的驅(qū)動輸出元件(90);(l)一個可拆卸地夾住上述支承軸、并且和上述驅(qū)動輸出元件連接起來，使它與上述第二支承軸和上述第三驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)的第四驅(qū)動元件(91、92);
10.如權(quán)利要求9所述的成套結(jié)構(gòu)式玩具，其特征在于，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)上述第一和第二支承軸(49、76)包含上述桿件中的兩根桿;(b)上述兩根桿具有非圓橫斷面部分(53);(c)上述各驅(qū)動元件(54、91、92)都有一個主體部分(57)和一對從主體部分延伸出去、用來在上述非圓橫斷面部分(53)處夾緊上述桿件的夾緊臂(59、60)，以及一根從主體部分延伸出去并與一個齒輪，或一個小齒輪，或一個驅(qū)動輸出元件嚙合的驅(qū)動耳軸(63、74);
11.如權(quán)利要求1所述的成套結(jié)構(gòu)式玩具，其特征在于，它還進(jìn)一步具有下述特征(a)上述電動機安裝構(gòu)件(31)包括一個整體地和剛性地連接的普通圓筒形的外殼(35)，并且有一個通常的封閉端(39)和一個開口端(40);(b)上述驅(qū)動電動機(37)呈通常的圓柱形外形，并且緊湊地容納在上述殼體的開口端內(nèi);(c)上述電動機在一端有一根伸出的輸出軸;(d)上述外殼在其通常的封閉端有一個用作上述輸出軸的通道的孔口(41);(e)一個與上述外殼連接并將其開口封閉的封蓋元件(42)。
全文摘要
一種成套結(jié)構(gòu)式玩具，它可由一系列棒狀桿件和輪轂狀連接件裝配成一個互相連接的結(jié)構(gòu)，一個電機安裝件可使電機固定，電動機安裝件包括兩個分離的元件，其可為與平板狀元件剛性地連接在一起、能容納在導(dǎo)向管內(nèi)的桿件，電動機安裝件能靠夾緊嚙合由上述桿件固定在連接件上，成為互相連接結(jié)構(gòu)的一部分。主動齒輪和從動齒輪可利用桿件和連接作支承在該結(jié)構(gòu)上，形成一對齒輪副，用于使電動機驅(qū)動成套結(jié)構(gòu)式玩具的一個元件。
文檔編號A63H33/06GK1096229SQ9410133
公開日1994年12月14日 申請日期1994年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月2日
發(fā)明者喬爾·I·格利克曼 申請人:組合件有限合營公司