專利名稱：電動玩具車競賽軌道控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動玩具車競賽軌道控制系統。
電動玩具車競賽軌道通常是已知的，它一般是由循環連接的軌道段構成以提供至少兩個并行的車道。每個車道具有一對供電軌道，供電動車沿上面運動。玩具車由比賽者通過各自的手持控制器進行控制，該手持控制器由導線穿過電源拾取段和相應供電軌道連接。
本發明尋求提供一種用于玩具車競賽軌道的改進控制系統，它比現有的控制系統更方便。
根據本發明，提供一個用于電動玩具車競賽軌道的遙控系統，該競賽軌道是由一系列軌道段連接在一起形成以提供具有共同延伸的供電軌道對的車道，該供電軌道用于給在其上運動的電動車提供能量。該系統包括一個由競賽者相對各車道使用的發射機和與供電軌道電連接的接收機，所述發射機包括一個信號發生器，用于產生一個以無線的方式發射的控制信號，所述接收機包括一個信號處理器，用于處理所接受的來自發射機的控制信號，以確定提供給各對供電軌道的電壓特性，從而控制相關的玩具車的運動。
最好是，控制信號以射頻信號的形式從發射機發出并且由接收機接收。
更可取的是，射頻信號是調幅的。
最好是接收機帶有一個電壓調節器，以確定提供給供電軌道的電壓特性。
在第一優選實施例中，電壓調節器被用來改變提供給供電軌道的電壓值。
在第二優選實施例中，電壓調節器被用來改變提供給供電軌道的電壓占空比。
在第三優選實施例中，電壓調節器被用來改變提供給供電軌道電壓的頻率。
較可取的是接收機被用來在一個預定范圍內逐漸地調節提供給供電軌道的電壓特性。
更可取的是，每個發射機裝有一個可變電阻器，用來確定控制接收機的控制信號，以逐漸調節提供給供電軌道的電壓特性。
另一種可取的方式中，接收機適于在預定值之間選擇提供給供電軌道的電壓特性。
更可取的是，每個發射機裝有一個選擇開關，用于確定控制接收機的控制信號以選擇提供給供電軌道的電壓特性。
在優選的裝置中，接收機被用于電連接在供電軌道和用于所述競賽軌道的電源單元之間。
較方便的是遙控系統適用于一種常規的競賽軌道。
本發明還提供一個電動玩具賽車的軌道和所述遙控系統。
本發明通過舉例的方式，結合附圖進行更具體的描述，其中
圖1是根據本發明的由一個發射機和一個接收機構成的控制系統的一個實施例的頂視圖，該控制系統用于包括循環軌道和一個電源單元的電動玩具競賽軌道；圖2是圖1的發射機的內部側視圖；圖3A和3B是圖1的發射機和接收機的各操作線路的功能塊圖；圖4是圖3的發射機的操作線路的電路圖；圖5是圖3操作線路的電路圖；圖6A到6E是五條曲線，表示在圖1的控制系統的控制下在競賽軌道上運動的電動車的電壓/速度關系；以及圖7A和7B是玩具車在不同操作狀況下內部驅動機構的頂視圖。
首先參照圖1，有一個體現本發明的遙控控制系統10，該系統10由供競賽者使用的兩個發射機20和一個接收機30構成，發射機用來控制各自的電動玩具車(未示)和接收機用于包括循環的競賽軌道40和電源單元50的電動玩具競賽軌道系統。競賽軌道40是由內部連接的軌道段41形成的環構成，以提供兩個共同延伸的循環車道40A和40B，沿著該車道電動車在上面運動，競賽軌道41包括一個電能輸入軌道段42。每個車道40A/40B具有一個中央槽43和兩條供電軌道44，中央槽用于引導沿上面運動的各玩具車的底部栓釘，供電軌道設置在槽43的相對側，用于給玩具車提供電能。電能輸入軌道段42具有一個外側接頭45，在其上具有和各自的供電軌道44電連接的兩對接觸端子45T。
電源單元50由一個電池盒51提供，該電池盒包括，例如八節電池以形成6V的直流電源(圖5中的Vcc)。電池盒51具有前側接頭52，其上有與電池相連的兩對供電端子52T。電源端子對52T通過導線和相應的接觸端子45T連接，從而電源單元50和供電軌道44電連接。電池盒51包括一后側接頭53，其上有兩對接觸端子53T。每對接觸端子53T表示在用于相應玩具車的相應供電軌道對44的電源電路中的一個斷點和通過一個導線給常規手持控制器提供連接。控制器實際上是一個可變電阻器，用于控制提供給相應的供電軌道對44的電壓，從而控制玩具車的速度。
競賽軌道40和電源單元50的構造和操作，如上所述是已知的。另一種方式，電源單元50可以由連接到主電源的電壓調節器代替。
接收機30具有一個外殼31，它具有前側接頭和后側接頭32和33，每個具有一個溝道形橫截面和兩對接觸端子32T/33T。接收機30用于電能輸入軌道段42和電源單元50之間，接頭32和33滑動地和相應的接頭45和52接合，并且各接觸端子32T和33T與各自供電端子45T和52T同時電連接。
現在參照附圖2-5。每個發射機20具有一個手持體21，它包括一個彈簧加載扳機22，一個內部滑動選擇開關23和一個向上延伸的天線24。發射機20和接收機30具有各自的內部操作電路25和35，它們是由無線電聯系起來以使發射機20控制接收機30的操作。
每個發射機電路25是由雙穩態振蕩器26形成，該雙穩態振蕩器連接到選擇器開關23和一個AM(調幅)調制器27上，該調制器調諧到用于一個發射機20的載頻27MHz或用于另一發射機20的載頻40MHz，并且調制器27連接到相應的天線24上。接收機電路35具有兩個部分，其每一個部分由和公共天線34連接的一個RF(射頻)放大器/解調器36、一個放大器37、一個信號處理器38、一對晶體管開關3 8A和一輸出驅動器39構成。
在每個發射機電路25中，振蕩器26設計成產生一個1KHz或2.6KHz的方波控制信號，該信號由選擇器開關23選擇連接到電阻R3/R4或電阻R2/R5上(圖4)。AM調制器27由各自的天線24發射27MHz或40MHz載頻下的AM控制信號。
在接收機電路35的每一部分中，RF放大器/解調器36用來通過公共天線34接收AM控制信號，并且通過解調恢復由發射機20的振蕩器26原來發出的1KHz或2.6KHz的方波控制信號。解調控制信號由放大器37放大，然后送到信號處理器38。
信號處理器38是IC(集成電路)片形式，它具有一個用于接收控制信號的輸入管腳1和兩個輸出管腳6和7。當收到1KHz的控制信號時，輸出管腳6提供一個邏輯高電平(3V)，而當收到2.6KHz的控制信號時，輸出管腳8提供一個邏輯高電平(3V)。晶體管開關38A連接到相應的輸出管腳6和7上，以將輸出管腳6和7的邏輯高電平(3V)分別修正為4.0-4.5V和4.3-4.8V的控制信號。修正控制信號根據負載情況同時改變但是將卡緊0.3V的差。修正控制信號最終送到輸出驅動器39，以在相應的供電軌道44兩端提供一個相應的低或高軌道電壓，用于在低或高速下驅動相關的玩具車(馬達M)。
電源單元50通過輸出驅動器39和供電軌道44連接，該輸出驅動器作為電壓調節器來確定提供給供電軌道44的軌道電壓，并且從而確定相應玩具車的控制速度。
如圖6A所示，玩具車的速度正比于軌道電壓值(實際)，如上面實施例所述。在不同的實施例中，輸出驅動器39被這樣構成以提供一個脈動軌道電壓(以方波形式)，并且通過改變占空比來改變軌道電壓的平均值，例如對于玩具車低速運動時50％通/50％斷(圖6B)，對于玩具車高速運動時75％通/25％斷(圖6C)。在另一個實施例中，如附圖6D和6E所示，脈動軌道電壓的頻率可以由輸出驅動器39來改變，從而使低頻用于低速運動，高頻用于高速運動。
在所有所述實施例中，可以設想軌道電壓可以在整個連續的范圍內變化，而不是只在兩個預定的高/低電平下變化，從而玩具車的速度可以逐漸地得到控制。
對于玩具車的速度控制，不采用改變軌道電壓的實際值或平均值的方法，而是采用將軌道電壓的極性顛倒的方法來實現。這種速度的控制要求使用對玩具車特殊的驅動機構60，例如在圖7A和7B所示。
機構60由電動馬達61形成，該馬達具有一個馬達齒輪62，一對相對的冠狀輪63A和63B，用于同時由齒輪62驅動以在相反的方向上轉動，以及由相應冠狀輪63A和63B在所述相反方向圍繞一個公共軸轉動的兩個同軸的軸65A和65B。傳動結構64在冠狀輪63B和軸65B之間使用，用于使軸65B的速度比軸65A的速度慢。每個冠狀輪63A/63B通過各自的單向棘輪和相應的軸65A/65B可轉動地嚙合，如圖所示。棘輪66A和66B設置成以相對的方向操作(卡緊/滑動)，從而當一個棘輪66A/66B卡緊/滑動而另一個棘輪66A/66B滑動/卡緊。
在以圖7A所示的極性給馬達61供電的工作情況下，通過卡緊棘輪66A，冠狀輪63A使軸65A轉動，車向前運動。雖然另一冠狀輪63B以相反的方向轉動(通過相同的齒輪62)，但是借助于各個車輪與軌道表面的接觸，棘輪66B滑動，使相關的軸65B在與驅動軸65A無關的情況下跟著轉動。玩具車向前運動。
在以圖7B所示的相反極性給馬達61供電的不同的工作情況下，馬達61和冠狀輪63A和63B在相反方向上轉動，引起棘輪66A滑動，而棘輪66B卡緊。通過卡緊棘輪66B，冠狀輪63B使軸65B以相反方向轉動，于是車以由傳動機構64引起的減小的速度向前運動。借助于車輪和軌道表面，另一棘輪66A滑動，使得相關的軸65A在與驅動軸65B無關的情況下轉動。玩具車保持向前運動，盡管是低速的。
顛倒軌道電壓的極性可以通過接收機操作電路35中的適當的晶體管開關來完成，以改變電源單元50的正和地的連接。
使用所述的控制系統10的發射機20和接收機30與競賽軌道40是可以選擇的，其中競賽軌道40本身也可以由常規接線的控制器來控制。使用控制系統10可以使用無線遙控，而不必改變現有技術所知的競賽軌道40和玩具車的結構，這樣使結構簡單和更具娛樂性。
在不同的實施例中，發射機20和接收機30的無線遙控聯系可以通過紅外信號或其他適當的無線控制信號來建立。而且，競賽軌道40由市電而不是用電池來供電。
本發明只是通過例子給出，在不脫離本發明的權利要求書的范圍內本技術領域的普通技術人員可以對本發明的實施例進行各種修改和/變形。
權利要求
1.一種用于電動玩具車競賽軌道的遙控系統，該競賽軌道是由一系列軌道段連接在一起形成以提供具有共同延伸的供電軌道對的車道，該供電軌道用于給在其上運動的電動車提供能量。該系統包括一個由競賽者相對各車道使用的發射機和與供電軌道電連接的接收機，所述發射機包括一個信號發生器，用于產生一個以無線的方式發射控制信號，所述接收機包括一個信號處理器，用于處理所接受的來自發射機的控制信號，以確定提供給各自供電軌道的電壓特性，從而控制相關的玩具車的運動。
2.根據權利要求1所述的遙控系統，其特征在于控制信號以射頻 信號的形式從各發射機發出并且由接收機接收。
3.根據權利要求2所述的遙控系統，其特征在于射頻信號是調幅的。
4.根據權利要求1所述的遙控系統，其特征在于接收機帶有一個電壓調節器以確定提供給供電軌道的電壓特性。
5.根據權利要求4所述的遙控系統，其特征在于電壓調節器被用來改變提供給供電軌道的電壓值。
6.根據權利要求4所述的遙控系統，其特征在于電壓調節器被用來改變提供給供電軌道的電壓占空比。
7.根據權利要求4所述的遙控系統，其特征在于電壓調節器被用來改變提供給供電軌道的電壓的頻率。
8.根據權利要求1所述的遙控系統，其特征在于發射機被用來在一個預定范圍內逐漸地調節提供給供電軌道的電壓特性。
9.根據權利要求8所述的遙控系統，其特征在于每個發射機裝有一個可變電阻器，用來確定控制接收機的控制信號，以逐漸調節提供給供電軌道的電壓特性。
10.根據權利要求1所述的遙控系統，其特征在于接收機適于在預定值之間選擇提供給供電軌道的電壓特性。
11.根據權利要求10所述的遙控系統，其特征在于每個發射機裝有一個選擇開關用于確定控制接收機的控制信號以選擇提供給供電軌道的電壓特性。
12.根據權利要求1所述的遙控系統，其特征在于接收機被用于電連接在供電軌道和用于所述競賽軌道的電源單元之間。
13.根據權利要求1所述的遙控系統，其特征在于它適用于一種常規的競賽軌道。
14.一種和權利要求1所述的遙控系統一起使用的電動玩具競賽車軌道。
全文摘要
一種用于電動玩具車競賽軌道的遙控系統，該軌道是由一系列軌道段連接在一起形成以提供具有共同延伸的供電軌道對的車道，該供電軌道用于給其上運動的電動車提供能量。該系統包括一個由競賽者相對各車道使用的發射機和與供電軌道電連接的接收機，所述發射機包括一個信號發生器，用于產生一個以無線的方式發射控制信號，所述接收機包括一個信號處理器，用于處理所接受的來自發射機的控制信號以確定提供給供電軌道的電壓特性，從而控制相關的玩具車的運動。
文檔編號A63H30/04GK1165707SQ97103429
公開日1997年11月26日 申請日期1997年2月28日 優先權日1996年4月30日
發明者倪錦輝 申請人:雅田實業有限公司