專利名稱：活動機械玩具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種活動機械玩具，其為電動操作，并且保證在身體運動的同時產生聲音。特別是，本發明涉及這樣一種玩具，其身體部分能夠在一個中心垂直支座上垂直運動，同時兩臂能夠垂直運動，并且頭部能夠相對于身體前后傾斜。
具有與各種動物相似的逼真形狀的許多機械玩具已經開發和銷售了許多年。這些玩具通常使用各種馬達驅動齒輪系和連桿實現玩具的臂和頭部的實際運動；而這種活動玩具的身體通常仍然靜止。然而，Bart等在美國專利3,568,361號中披露了一種能夠使身體垂直運動的機械活動玩具，其中，玩偶坐在椅子上，借助于內部的馬達驅動齒輪系周期性地向上升起或振動其頭部。此外，Cohen在美國專利5,735,726中披露了一種機械圣誕玩具，其通過安裝在身體內的電動馬達齒輪和連桿的作用能夠周期性地從座著的位置上升到站立位置并搖頭，并且在身體運動的同時產生說話聲音。然而，已知的現有技術顯然不能提供這樣一種活動機械玩具，其身體部分能夠在一個中心垂直支座上垂直運動，并且臂和頭部能夠運動同時產生說話聲和唱歌聲。
因此，本發明的目的是提供一種活動機械玩具，其為電動操作，并且使身體垂直運動，同時產生說話聲。
為了達到上述目的，本發明提供了一種機械玩具，其可以為填充老虎圣誕標志，該機械玩具包括身體部分，其可移動支撐在一個牢固安裝在底座上的垂直柱上；兩個可垂直運動的臂；和可擺動地連接在身體部分上端的頭部。齒輪箱牢固連接在身體部分內的垂直柱的中間位置，并且包括第一電動馬達和兩個皮帶輪以及齒輪。從齒輪箱上部，一個可旋轉驅動軸和回轉軸向后延伸，在回轉軸上有一個偏心銷與身體部分的后部以及兩個臂嚙合，以便向上和向下移動身體部分和兩個臂。身體部分垂直運動還使得頭部前后傾斜。
頭部包括一個第二電動馬達，其通過齒輪與一個可旋轉的圓盤以及一個連桿元件連接，連桿元件能夠使下唇上下擺動，同時從牢固安裝在身體部分前部的喇叭中發出說話聲和唱歌聲。底座部分包括干電池，其通過一個開-閉開關與一個帶微處理器的電路板連接，用于使玩具產生說話聲和唱歌聲。
本發明的優點是提供了一種活動機械玩具，其中在身體部分內安裝有一個包含電動馬達驅動元件的齒輪箱，身體部分能夠在一個中心支撐柱上垂直運動，同時其兩臂可以垂直移動，其頭部前后傾斜，其下唇可以移動同時從喇叭中發出說話和唱歌聲。
下面將參考附圖對本發明作進一步的描述，其中
圖1為活動機械玩具的立體圖，其形狀為填充的圣誕老虎；圖2為分解圖，示出了構成本發明的玩具底座部分和身體部分的各種結構和機械元件；圖3為分解圖，示出了按照本發明的玩具頭部及其用于操作嘴唇擺動的內部機械元件；圖4示出了底座和垂直支撐元件沿圖1中線4-4的放大的剖視圖，并且包括電池盒和電元件；圖5為身體部分上部和頭部的后部剖視圖；以及圖6為沿圖5中線6-6的身體部分上部和頭部的側剖視圖。
如圖1所示，具有填充圣誕老虎形狀的活動機械玩具10包括一個底座支撐元件12和一個在結構關節15處剛性連接到底座元件上的中心垂直柱14。玩具10包括一個身體部分16，兩個腿17，和兩個分別與身體部分16可擺動地連接的臂18，以便能夠上下運動。帶帽子21的頭部20與身體部分16的上端可擺動地連接，以便頭能夠以點頭的方式前后運動。下唇擺動元件22與頭部20可擺動地連接，以便能夠垂直運動，同時位于身體部分前部的喇叭23發出說話聲。玩具身著合適的具有圣誕特點的纖維服裝，服裝覆蓋在黏附在玩具身體的內部剛體結構和頭部上的泡沫橡膠上。中心垂直柱14被纖維材料14a覆蓋，其允許玩具身體部分16相對于底座元件12垂直運動。
圖2、3、5和6示出了活動機械玩具的各種內部結構元件和機械元件。垂直支撐柱14通過一個安裝接頭15在其下端剛性連接到水平底座元件12上。齒輪箱殼24剛性連接到支撐柱14的中間位置，并且有一個可以去掉的前蓋板24a。箱子24支撐具有驅動軸27的第一電動馬達26，并且有一個小皮帶輪從齒輪箱殼前面向外伸出。小皮帶輪28通過皮帶29驅動大直徑皮帶輪30。大皮帶輪30驅動一個內齒輪31，內齒輪31驅動一個小齒輪31a(沒有示出)。
轉子32從齒輪箱24的后面伸出，其被一體的小齒輪31a驅動。轉子32有一個偏心銷33，其安裝到在身體部分16的后殼部分36內一體形成的水平槽34內。身體部分16的前殼部分38在垂直連接處通過四個合適的螺釘緊固件39剛性連接到后殼部分36上，如圖2所示。
活動機械玩具10的兩個臂18通過旋轉銷40分別可擺動地連接到兩個身體殼部分36和38上。每一個銷40有兩個相對端41，該端分別進入設置在每一個身體殼部分36和38的上部的套筒36a和38a中。彎曲的金屬線42剛性連接到每一個銷40上，并且向外延伸，以便提供一種骨架結構，每一個填充臂圍繞它們形成。
從每一個旋轉銷40徑向向內延伸的還有連桿43，其有向前延伸的外銷44。每一個外銷44與一個設置在支架45上的水平槽45a嚙合，支架45一體連接到支撐柱14的上部。支撐柱14還包括一個具有水平延伸銷47的上部延伸部分46。而且，身體后殼部分36的向上延伸部分36b有兩個水平銷48，每一個都從延伸部分36b向外延伸，其安裝在相應的身體前殼部分38的向上延伸部分38b上。向前延伸的銷49安裝在一個設置在支撐柱14上部的垂直槽14b中，其與位于身體后部部分36的下端的缺口36c一起為身體部分36、38相對于柱14提供垂直導向。
通過這種結構，顯然，第一電動馬達26的運行使轉子32旋轉，因此，嚙合在身體后部部分36的水平槽34中的偏心銷33將使得身體部分16相對于底座12和支撐柱14上下運動。正如此后進一步解釋的那樣，身體部分16的這種運動還產生兩個臂18相應的垂直運動并且使頭部20前后傾斜。
玩具頭部20的結構元件以及其與支撐柱14和身體部分16的連接物在圖3所示的分解立體圖中示出。頭部20包括一個由兩個相配合的半球狀半殼50a和50b形成的頭殼結構50，它們通過多個螺釘緊固件50c連接到一起。每一個半殼50a和50b分別有一個向下延伸的下部支架51a和51b，并且每一個支架包括一個孔51c和51d，它們分別與一個向外延伸的銷48配合，因此，用于將頭部20可擺動地連接到身體后部36的延伸部分36b上。
偶合內部支撐架52和54通過多個螺釘緊固件50c緊固安裝在頭結構50內。支架52包括一個彎槽53，柱上部延伸部分46的水平銷47插入其中，以便引導頭部20的點頭動作。安裝在支架54上的第二電動馬達55驅動一個小齒輪56，其與一個大直徑齒輪57嚙合，齒輪57與一個扭轉彈簧裝置58結合在一起以振蕩旋轉的方式從動轉子60。轉子60有一個偏心銷60a，其與一個連桿61連接，連桿在銷子62a處與唇片62連接，用于使唇片62上下運動，同時被支撐在偶合樞軸上。偶合樞軸63通過分別插入到支架52和54上的孔52a和54a中被支撐住。唇片62的這種間歇式運動與喇叭23發出的說話聲和唱歌聲一致，喇叭緊固安裝在身體部分16的前半殼部分38中。轉子60和唇片62的這種間歇式振蕩運動是通過第二馬達在一個方向克服扭轉彈簧58的阻力，間歇式操作轉子60完成的，隨后在馬達55的電能被控制器中斷以后，彈簧58在相反的方向移動轉子60，因此，為連桿61和唇片62提供振蕩運動。通過設置在頭部半殼50b上的開口50d和支架54上的開口54b扭轉彈簧58的張力可以通過旋轉圓盤59從外部調整。
如圖4所示，底座元件12包括一個殼70，用于在結構關節15內容納支撐柱14，結構關節由在殼尾部部分的密封安裝槽71提供，并且通過螺釘緊固件71a將支撐柱保留在此。殼70有一個底部密封板72，其包括一個箱子73用于容納三個1.5伏的干電池74并且被底部內板72a密封。電池74為兩個電動馬達26和55以及安裝在底座12上的電路板76和發聲元件(見圖1和2)提供電能。開-閉開關78和電動傳感器79安裝在底座元件12上，由偶合電動馬達26和55通過電路板76和發聲元件77控制玩具的操作。
玩具的剛性結構元件用剛性塑料材料，例如高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯模制而成。安裝好的結構元件首先用合適的彈性材料例如泡沫橡膠覆蓋，隨后用著色的設計好的外部纖維材料覆蓋以組裝任何所需要的動物或符號，例如，圣誕老虎。
按照本發明組裝的活動機械玩具10，還在圖5和6中以點畫線示出了身體和頭部向上運動的程度。如圖5這一后視圖所示，第一電動馬達26操作轉子32，轉子32將其偏心銷33嚙合到身體元件后部部分36的水平槽34中。兩個旋轉銷40和兩個臂18的每一個臂的彎曲金屬線42支撐在套36a中，每一個向內延伸的連桿43具有銷44，銷44嚙合到支架45的水平槽45a中。此外身體后部向上延伸部分36有兩個水平銷48，其每一個分別嚙合到頭殼部分50a和50b的向下延伸的支架51a和51b中，而向前延伸的銷49嚙合到垂直支撐柱14的垂直槽14b中。
在頭殼結構50中，第二電動馬達55旋轉與轉子60連接的齒輪56和57，轉子操作連桿61以及可擺動地連接的唇片元件62(沒有示出)。結構50內的機械零件通過固定的內部支架52和54支撐于此。
如右側視圖-圖6所示，第一電動馬達26驅動皮帶輪28和30，它們通過內部齒輪(沒有示出)從動轉子32及其偏心銷33。銷33安裝在水平槽34中，因此轉子32的旋轉使得身體部分36和38上下運動，如點畫線所示。頭結構50的半殼50a通過多個加長螺釘緊固件50c固定內部支撐架52。當頭結構50通過槽53中的銷47引導時，其圍繞水平銷48作前后點頭運動。還有，第二電動馬達55操作嚙合齒輪56、57和連桿61(沒有示出)，以便唇片62在喇叭23發出聲音的同時上下樞轉。響應開-閉開關78和安裝在底座12上的傳感器79，由電路板76上的微處理器和電聲元件77控制，這種唱歌和/或說話聲從喇叭23發出。
本發明將通過后面的具體實施例進一步描述，這并不能認為是限制本發明的范圍。
實施例開發的活動機械玩具具有填充圣誕老虎的形象。玩具支撐在一個底部垂直柱結構上，并且包括一個帶兩腿、兩臂和頭部的身體部分。玩具通過三個1.5伏的干電池、一個開-閉開關、以及與位于底部支撐結構內的微處理器元件結合的電子運動傳感器進行電操作。通過電動馬達和位于身體部分內的齒輪裝置的作用，身體部分在支撐柱上垂直運動，兩個臂垂直運動，頭部前后點，而腿不能運動。對于頭部部分，下唇樞轉同時從位于身體前部部分的喇叭內發出聲音。
填充老虎圣誕玩具的一些重要尺寸和特征設置如下玩具整體高度， 16-18英寸身體在支撐柱上的垂直運動， 3-4英寸手臂的垂直運動， 2-3英寸唇的垂直運動， 0.5-1英寸為了操作活動機械圣誕老虎玩具，在開-閉開關手工打開以后，并且位于兩個位于底部元件內的運動傳感器感應到觀察者在附近時，身體部分內的第一電動馬達在柱上運行，同時，通過位于底部元件內的微處理器由喇叭產生說話和/或唱歌聲。第二電動馬達和位于頭部的扭轉恢復彈簧通過電路板的定時元件運轉，以使下唇與唱歌和/或說話聲同時間歇式地上下樞轉運動。
盡管本發明已經大致地并且通過優選實施例進行了描述，應當知道，在下面權利要求所限定的范圍內可以進行改進和變更。
權利要求
1.一種活動機械玩具，包括(a)一個剛性垂直延伸的支撐柱，其下端與底座元件連接，所述支撐柱包括一個齒輪箱殼和一個與從動轉子可旋轉地連接的第一電動馬達；(b)可移動地支撐在所述柱上的身體部分，所述身體部分包括一個前殼和后殼部分，后殼部分包括一個與所述從動轉子嚙合的水平槽；以及(c)一個與支撐柱的上端和身體部分后殼上端可擺動地連接的頭部，所述頭部包括一個第二電動馬達并且具有一個可擺動的唇片元件，其可以通過第二電動馬達間歇式地上下擺動；通過第一電動馬達能夠操作從動轉子以便上下移動身體部分，并前后傾斜頭部，第二電動馬達能夠操縱可擺動的唇片元件使其上下擺動。
2.按照權利要求1的活動機械玩具，其中，所述垂直支撐柱有一個下端，其安裝在設置在底座部分上面的凹槽中，并通過螺釘裝置固定。
3.按照權利要求1的活動機械玩具，其中，所述身體部分的前后殼部分沿一個垂直結合處剛性連接在一起，并且后殼部分被所述支撐柱垂直導向。
4.按照權利要求1的活動機械玩具，其中，所述身體部分包括雙臂，它們分別與身體部分上部可擺動地連接，并且與設置在垂直支撐柱上的槽連接。
5.按照權利要求1的活動機械玩具，其中，所述第一和第二電動馬達都是由至少一個干電池通過位于底部的開閉和傳感器開關供電操縱。
6.按照權利要求1的活動機械玩具，其中，喇叭裝置安裝在身體部分前側，微處理器裝置安裝在底部，并且喇叭裝置和微處理器裝置可以通過操作與身體部分和其臂以及頭部運動的同時產生聲音。
7.按照權利要求1的活動機械玩具，其中，可擺動的唇片元件通過第二電動馬達和轉子共同作用產生間歇式擺動，所述轉子與連桿元件及扭轉彈簧裝置連接。
8.按照權利要求1的活動機械玩具，其中，身體部分和頭部被內部彈性填充材料填充、被外部纖維材料覆蓋組裝成圣誕老虎。
9.一種能夠產生身體垂直運動的活動機械玩具，包括(a)一個剛性垂直延伸的支撐柱，其下端與底座元件連接，所述支撐柱包括一個齒輪箱殼，并且具有一個與從動轉子可旋轉地連接的第一電動馬達；(b)可移動地支撐在所述支撐柱上的身體部分，所述身體部分包括前殼和后殼部分，后殼部分包括一個與所述從動轉子的偏心銷嚙合的水平槽，并且具有與身體部分上部可擺動地連接的雙臂；(c)一個與支撐柱的上端和身體部分后殼上端可擺動地連接的頭部，所述頭部包括一個第二電動馬達并且具有一個可擺動的唇片元件，其可以通過第二電動馬達間歇式地上下擺動；其中，第一和第二電動馬達通過位于底部的開關由至少一個干電池供電；通過第一電動馬達能夠操作從動轉子以便上下移動身體部分，并前后傾斜頭部，第二電動馬達能夠在底座部分內的微處理器的控制下運行，以便上下樞轉所述唇片元件。
全文摘要
一種可以打扮成圣誕老虎形狀的活動機械玩具,通過電操作使身體和手臂產生垂直運動,頭前后點,下唇擺動,同時從喇叭發出聲音。身體部分可動地支撐在垂直支撐柱上。齒輪箱固定于垂直柱中部部位,并包含第一電動馬達和具有偏心銷的從動轉子,偏心銷與身體部分后部連接并上下移動身體和手臂,還前后傾斜頭部。頭部包括第二電動馬達和從動轉子,從動轉子與扭轉彈簧和連桿連接,連桿上下樞轉下唇片,同時從安喇叭發出聲音。
文檔編號A63H3/28GK1245730SQ9812569
公開日2000年3月1日 申請日期1998年12月21日 優先權日1998年8月21日
發明者馬克·瓦赫特爾 申請人:泰爾科·克里頓公司