CN101156991A

CN101156991A - 动作玩具

Info

Publication number: CN101156991A
Application number: CNA2007101622026A
Authority: CN
Inventors: 筱原比吕志
Original assignee: Tomy Co Ltd
Current assignee: Tomy Co Ltd
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2007-09-30
Publication date: 2008-04-09
Also published as: JP4714657B2; JP2008086595A

Abstract

本发明的目的在于提供一种适于玩具的小型化并且具有不破坏旋转体顺畅的动作的检测机构的动作玩具。本发明的动作玩具具有设置有旋转体的轴，其特征在于，具有：压电元件，随着与所述轴接触的所述旋转体的旋转产生的轴振动进行检测，输出与该轴振动对应的电信号；动作单元，进行预定动作；控制单元，根据来自所述压电元件的电信号，使所述动作单元进行预定的动作。

Description

动作玩具

技术领域

本发明涉及检测轴的偏转或轴振动并进行动作的动作玩具。

背景技术

以往，在行走玩具中，根据行走玩具的行走状态，例如，输出引擎声或刹车声(例如，专利文献1)。在该行走玩具中，例如，设置利用安装在车轴上的凸轮对叶片开关进行开闭的机构，检测叶片开关的有无开闭或其开闭的间隔，由此，对行走状态(有无行走或行走速度等)进行检测，输出对应于其行走状态的声音。

专利文献1特许第3611834号公报

但是，根据所述专利文献1中的发明，凸轮或叶片开关等的机构部所需的容积较大，所以，小型模型等内容积较小的玩具中实际安装是困难的。

此外，在组装有利用凸轮与叶片开关的检测机构的行走玩具中，由于针对叶片开关的按压引起的影响而产生行走阻力或行走不均匀，所以，车轮(旋转体)的旋转的顺畅度被破坏，所以，产生不能得到与未组装检测机构的行走玩具同等的滚动性能或行走感的问题。

发明内容

本发明是鉴于所述技术问题而进行的，其目的在于提供一种适于玩具的小型化并且具有不破坏旋转体顺畅的动作的检测机构的动作玩具。

方案1的动作玩具具有设置有旋转体的轴，其特征在于，具有：压电元件，对随着与所述轴接触的所述旋转体的旋转而产生的轴振动进行检测，输出与该轴振动对应的电信号；动作单元，进行预定动作；控制单元，根据来自所述压电元件的电信号，使所述动作单元进行预定的动作。

此处，所谓“旋转体”包括行走玩具的车轮、模仿驾驶台的驾驶仿真玩具的方向盘或操作控制杆、缝纫机玩具中的飞轮等，并且，不只向一个方向旋转，也意味着正反旋转。此外，“旋转体”不仅是人使其直接旋转的旋转体，也包括利用电动机或传动装置(actuator)等动力源使其旋转的旋转体。并且，所谓“与所述轴接触”不仅是从开始与轴接触的情况，也包括动作玩具中出现了功能上必然发生的原因时与轴接触的情况。例如，具有悬挂(suspension)结构并只在凹凸的道路上行走时压电元件与车(车轮)接触的情况与此相当。

方案2如方案1的动作玩具，其特征在于，所述动作玩具是行走玩具，所述轴是所述行走玩具的车轴，所述旋转体是车轮。

此时，能够以在车轴上固定车轮、并且车轴随着车轮的旋转同时地旋转的方式构成，也能够以车轮可在车轴上空转的方式构成。在后者的情况下，压电元件对在静止的车轴与旋转的车轮之间产生的摩擦振动进行检测。

方案3如方案2的动作玩具，其特征在于，所述压电元件被所述行走玩具的悬挂弹簧向所述车轴推压。

方案4如方案2或3的动作玩具，其特征在于，以在预定范围内上下可动的方式在底盘上设置所述车轴，在所述底盘或车体上以所述行走玩具至少处于行走状态时与所述车轴接触的方式设置所述压电元件，所述车体以及所述底盘相对所述车轴上下可动，人为地将所述车体向下方按压时所述车轴对所述压电元件进行强压，所述控制单元基于所述车轴被所述压电元件强压时从所述压电元件所输出的电信号进行所述动作单元的动作控制。

方案5如方案4的动作玩具，其特征在于，所述控制单元识别基于所述轴振动的电信号和基于所述车体的按压的电信号，基于识别结果，进行所述动作单元的动作控制。

根据方案1的动作玩具，具有与设置有旋转体的轴接触的压电元件，检测所述轴的振动，由此，进行预定动作，所以，与由凸轮和叶片开关构成的检测机构相比，能够将检测机构本身小型化，所以，适于小型的动作玩具。此外，根据方案1的动作玩具，与由凸轮和叶片开关构成的检测机构相比，旋转体的旋转阻力或旋转不均匀变小，不会破坏轴的旋转的顺畅度，可得到与未组装检测机构的动作玩具同等的旋转性能。该方案1的发明在应用于未内置动力源(电动机或传动装置)的动作玩具的情况下特别有效。

根据方案2记述的动作玩具，动作玩具是行走玩具，旋转轴是所述行走玩具的车轴，所以，可谋求实现小型的行走玩具。此外，根据方案2记述的动作玩具，可确保车轴的旋转的顺畅度，可得到与未组装检测机构的行走玩具同等的滚动性能或行走感。

根据方案3记述的动作玩具，压电元件被行走玩具的悬挂弹簧向车轴按压，所以，压电元件被可靠地向车轴按压，所以，能够利用旋转轴的旋转可靠地进行预定动作。此外，压电元件被悬挂弹簧向车轴按压，所以，不需要用于将压电元件向车轴进行按压的特别的弹簧，可谋求减少部件数。

根据方案4记述的动作玩具，以相对底盘上下可动的方式支持车轴、并且向下方加力，压电元件安装在底盘上，人为地向下按压车体时，车轴被所述压电元件强力按压，进行预定动作，所以，不仅是旋转轴偏转时，也可利用车体的按压进行预定的动作，谋求实现变化丰富的动作玩具。

根据方案5记述的动作玩具，具有识别基于所述车轴的偏转的信号和基于所述车体的按压的信号的识别单元，并且，基于由所述识别单元所识别的信号进行预定动作，所以，可增加动作的形式，可谋求实现变化丰富的动作玩具。

附图说明

图1是本发明的实施方式的立体图。

图2是表示本发明的实施方式的主要部分的侧面图。

图3是本发明的实施方式的控制方框图。

图4是表示本发明的实施方式的动作方式的图。

具体实施方式

图1是实施方式的行走玩具的立体图，图2是表示行走玩具的主要部分的侧面图，图3是行走玩具的功能结构图。

图1所示的行走玩具是汽车玩具。该汽车玩具1是汽车的小型模型，以内部未保持发条或电动机等的动力源而利用手推进行行走的方式来构成。该汽车玩具1的内部具有可充电或可替换的电源。该电源是发声用的电源。以下，详细说明汽车玩具1。

在该汽车玩具1的底盘上10安装左右前轮11和左右后轮12。如图2所示，其中左右后轮12的车轴13插入到底盘10的轴承部的长孔10a中，以相对底盘10在预定的范围内上下可动的方式安装。并且，左右后轮12以可空转的方式安装在车轴13上。而且，将后轮12固定在车轴13上，随着后轮12的旋转，车轴13进行旋转。

此外，在底盘10上在前后方向延伸地安装板弹簧(悬挂弹簧)14。将该板弹簧14的基端侧固定在底盘10的上表面。另一方面，在板弹簧14的前端侧的下表面安装压电元件15。并且，在板弹簧14的前端，通过压电元件15向下方对车轴13加力。其结果是，在存在由于旋转的后轮12与静止的车轴13之间的摩擦而产生的车轴13的振动、或由于行走表面的凹凸而产生的车轴13的振动时，压电元件15变位。此外，人为地按压车体16时，按压车轴13，压电元件15变位。

并且，在本实施方式中，为了使压电元件15与车轴13接触而使用板弹簧14，但是，也可以使用线圈弹簧。此外，为了使压电元件15与车轴13接触，也可以不使用悬挂弹簧而使用使压电元件15与车轴13接触用的特别的弹簧或橡胶。

此处，压电元件15例如由单压电晶片(unimorph)型传感器构成，在下部电极(第一电极)与上部电极(第2电极)之间夹持压电陶瓷夹。该压电元件15根据车轴13的偏转或者振动进行变位(因弯曲而拉伸或压缩)，利用其产生电动势。而且，压电元件15不限于单压电晶片型传感器，可使用根据由车轴13的偏转或振动所导致的变位而产生电动势的其他压电元件。

其次，根据图3所示的控制方框图说明汽车玩具1的控制结构。

该汽车玩具1具有：传感器部110；放大器120；振幅比较器130、131；声音合成IC140；扬声器150。此处，扬声器150构成动作单元，放大器120、振幅比较器130、131、声音合成IC140构成控制单元。

传感器部110由压电元件15构成。由该传感器110引起的一个电信号在放大器120中放大，在振幅比较器130转换为二值数字信号，输入到声音合成IC140。另一方面，来自传感器部110的电信号通过振幅比较器131转换为二值数字信号，并输入到声音合成IC140。

声音合成IC140具有存储部141、CPU142和声音处理部143。CPU142利用位于存储部141中的程序进行控制，并监视通过振幅比较器130、131输入的来自传感器部110的信号，但是，在此处检测出预定的定时模式(timing pattern)的输入的情况下，声音处理部使用位于存储部141中的声音数据，输出与检测信号相对应的声音信号，对扬声器150进行驱动。

例如，若汽车玩具1行走并由传感器部110感知因车轮的旋转而产生的振动，则从传感器部110输出与所感知到的振动相对应的电信号。该电信号在放大器120中被放大，在振幅比较器130中辨别为“L(低)”和“H(高)”二值数字信号，输入到声音合成IC140中。另一方面，在振幅比较器131中，将来自前端的传感器部110的电信号辨别为“L(低)”和“H(高)”的数字信号，输入到声音合成IC140中。

并且，CPU142根据预定的信号处理程序捕捉输入信号的时间上变化，辨别汽车玩具1的状态。

首先，在静止时，在传感器部110中不产生电信号，所以，振幅比较器130的输出没有变化，从而辨别为停止状态。

其次，若汽车玩具1行走并且车轮滚动起来，则根据在车轮旋转时在车轴上产生的细微的振动，在传感器部110中产生相应的电信号，在放大器120中将其放大，并输入到放大比较器130中，所以，振幅放大器130的输出交替重复与该振动相对应的“L(低)”和“H(高)”的变化。将伴随针对该时间的变化的信号输入到声音合成IC140中，但是，若CPU142辨别该变化的模式是在行走状态下产生的模式，则CPU142启动声音处理程序，输出与引擎声音等行走状态相对应的声音电信号，并驱动扬声器150，由此，输出预定的声音(参照图4)。

而且，若汽车玩具1从行走状态变为停止状态，则输入到声音合成IC140中的前者的“L(低)”或“H(高)”的电信号没有变化，所以，CPU142辨别变为该状态，CPU142启动声音处理程序，并输出与刹车声音等停止时相对应的声音的电信号，由扬声器150输出该声音(参照图4)。

此处，简单地示出了分别对应于汽车玩具1行走时与停止时的状态的辨别动作的一例，但是，CPU142检测由振幅比较器130输入的信号的时间上变化的模式，由此，也可辨别旋转的速度或持续时间等行走状态，根据周期或间隔将输入信号的变化分为几种模式，用作根据其状态使引擎声音变化或使警报器鸣叫的动作单元，由此，也可以进行变化丰富的输出动作。

此外，在按压汽车玩具1的车体16的情况下，底盘10也作为整体下降。另一方面，由于后轮12接地，所以，支持后轮12的车轴13保持固定位置。其结果是，车轴13被由压电元件15构成的传感器部110强力按压，利用该应力，在传感器部110内产生很大的电动势。由放大器120将该电信号放大，由振幅比较器130辨别为“L(低)”和“H(高)”的二值，输入到声音合成IC140，另一方面，根据按压而在传感器部110内产生的电动势的振幅比利用后轮12的旋转所产生的电动势的振幅大，所以，根据不通过放大器的来自振幅比较器131的输出，也可以检测与“L(低)”和“H(高)”的二值的变化相伴的信号。因此，以CPU142的信号处理程序辨别由振幅比较器131向声音合成IC140输入的信号的变化，由此，可检测按压车体16的状态。并且，该时刻CPU142启动声音处理程序，输出与该按压状态相对应的声音的电信号，驱动扬声器150，由此，可输出预定的声音。在实施方式中，用作从CPU142的待机状态的启动或使引擎声音从怠速变为空转声音等的动作单元(参照图4)。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于这样的实施方式，在不脱离其宗旨的范围内当然可以进行各种的形式变更。

例如，在所述实施方式中，作为进行预定的动作的动作单元，考虑到扬声器，但是，动作单元也可以是LED，也可以是进行预定动作的各种机构。

此外，在所述实施方式中，作为动作玩具的例子列举了汽车玩具1，但也可以是装饰品等其他的玩具。

Claims

1.一种动作玩具，具有设置有旋转体的轴，其特征在于，

具有：压电元件，对随着与所述轴接触的所述旋转体的旋转而产生的轴振动进行检测，输出与该轴振动对应的电信号；动作单元，进行预定动作；控制单元，根据来自所述压电元件的电信号，使所述动作单元进行预定的动作。

2.如权利要求1的动作玩具，其特征在于，

所述动作玩具是行走玩具，所述轴是所述行走玩具的车轴，所述旋转体是车轮。

3.如权利要求2的动作玩具，其特征在于，

所述压电元件被所述行走玩具的悬挂弹簧向所述车轴推压。

4.如权利要求2或3的动作玩具，其特征在于，

以在预定范围内上下可动的方式在底盘上设置所述车轴，在所述底盘或车体上以所述行走玩具至少处于行走状态时与所述车轴接触的方式设置所述压电元件，所述车体以及所述底盘相对所述车轴上下可动，人为地将所述车体向下方按压时所述车轴对所述压电元件进行强压，所述控制单元基于所述车轴被所述压电元件强压时从所述压电元件所输出的电信号进行所述动作单元的动作控制。

5.如权利要求4的动作玩具，其特征在于，

所述控制单元识别基于所述轴振动的电信号和基于所述车体的按压的电信号，基于识别结果，进行所述动作单元的动作控制。