CN101168101A - 感应球 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种感应球，包括球体，所述球体上设置有若干传感器，球体内装设有马达、由马达驱动的偏心装置以及控制偏心装置转动的控制器，所述传感器连接所述控制器。当移动对象靠近感应球时，所述传感器产生感应信号，并将所述感应信号反馈给控制器，所述控制器根据感应信号控制所述偏心装置转动并带动所述球体朝规定的方向滚动或者保持静止。本发明的感应球与移动对象之间可实现很强的互动性，比如，当儿童接近感应球时，感应球会向远离儿童的方向运动，从而刺激他们的好奇心，吸引他们继续向前走或者爬行并通过这种方式让儿童学会走路和爬行。

Description

感应球

技术领域

本发明涉及一种玩具，具体涉及一种具有很强互动性的玩具。

背景技术

传统的给婴幼儿或者儿童设置的玩具，诸如动物公仔或者拼图等等都是通过外观来吸引儿童，这种玩具跟儿童之间不具有互动性。

改进的给婴幼儿或者学习走路的儿童设置的玩具，诸如学步车或者手推熊等等，是通过新颖的结构设计使得儿童在把持玩具的同时也能学步。但是，这类玩具跟婴幼儿或者儿童之间也是不具有互动性的。

因此，亟待一种新型的玩具能够克服现有玩具中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可与人互动的玩具感应球。

实现所述目的的技术方案是：一种感应球，包括球体，所述球体上设置有若干传感器，球体内装设有马达、由马达驱动的偏心装置以及控制偏心装置转动的控制器，所述传感器连接所述控制器。当移动对象靠近感应球时，所述传感器产生感应信号，并将所述感应信号反馈给控制器，所述控制器根据感应信号控制所述偏心装置转动并带动所述球体朝规定的方向滚动或者保持静止。

具体来说，所述偏心装置包括转动装设在球体内的第一旋转机构、转动安装在第一旋转机构上的第二旋转机构和装设在第二旋转机构上的偏心配重体，所述第一旋转机构驱动球体在第一运动轨迹上来回滚动，所述第二旋转机构驱动球体在第二运动轨迹上来回滚动。

优选的，所述感应球采用四组传感器分别对应球体的四个滚动方向，所述感应器分布在所述球体的外表面

具体来说，所述规定的方向是指传感器感测的有移动对象接近的相反的方向或者传感器感测到相对两侧同时有移动对象接近时的第三方向；或者传感器感测到四个方位都有移动对象接近时保持静止不动。

进一步的，所述球体上的设置有用来判断传感器感应信号有效性的重力开关，所述重力开关连接在所述控制器上。

优选的，所述感应球还设置有连接控制器用来播放音乐的扩音器。

具体来讲，所述第一旋转机构包括连接电源的第一马达、由第一马达驱动的第一齿轮组、固定在球体内壁的第一齿轮轴以及由第一齿轮组驱动的围绕第一齿轮轴转动的第一框架，所述第二旋转机构设置在所述第一旋转机构之内，包括设置在第一框架上的第二齿轮轴、第二马达、由第二马达驱动的第二齿轮组以及由第二齿轮组驱动的围绕第二齿轮轴转动的第二框架，所述第二框架上设置所述产生偏心的配重体。

本发明还是涉及一种感应球的控制方法，包括以下步骤：

提供设置有若干传感器的感应球，感应球内装设有马达、由马达驱动的偏心装置以及控制偏心装置转动的控制器，所述传感器连接所述控制器；

探测到移动对象靠近的传感器，产生感应信号并将所述感应信号反馈给控制器；

所述控制器根据感应信号控制所述偏心装置转动，带动所述感应球朝规定的方向滚动或者保持静止。

优选的，所述感应球上设置四组传感器，所述规定的方向是指传感器感测的有移动对象接近的相反的方向或者传感器感测到相对两侧同时有移动对象接近时的第三方向；或者传感器感测到四个方位都有移动对象接近时保持静止不动。

所述偏心装置包括转动装设在球体内的第一旋转机构、转动安装在第一旋转机构上的第二旋转机构和装设在第二旋转机构上的偏心配重体，所述第一旋转机构驱动球体在第一运动轨迹上来回滚动，所述第二旋转机构驱动球体在第二运动轨迹上来回滚动。

本发明采用所述技术方案，其有益的技术效果在于：1)本发明的感应球，所述感应球上设置有若干传感器，球体内装设有马达、由马达驱动的偏心装置以及控制偏心装置转动的控制器，所述传感器连接所述控制器，当移动对象靠近感应球时，所述传感器产生感应信号，并将所述感应信号反馈给控制器，所述控制器根据感应信号控制所述偏心装置转动并带动所述球体朝规定的方向来回滚动或者保持静止，从而增强感应球和人之间的互动性，比如，当儿童接近感应球时，感应球会向远离儿童的方向运动，从而刺激他们的好奇心，吸引他们继续向前走或者爬行并通过这种方式让儿童学会走路和爬行；2)本发明的感应球，实现其来回滚动的偏心装置可在第一旋转机构和第二旋转机构的各自作用下朝四个方向滚动，所述偏心装置在感应球有限的空间内可在多个方向实现自动滚动，结构设计巧妙；3)本发明的感应球，设置控制器，所述控制器接收来自传感器的信号，根据传感器的信号驱动所述偏心装置转动，从而带动所述球体朝规定的方向来回滚动或者保持静止，从而实现所述感应球的智能化运动；4)本发明的感应球，其感应距离在20毫米-100毫米之间。

附图说明

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步的详细说明：

图1是本发明感应球的内部结构图。

图2是本发明感应球的另一内部结构图。

图3是本发明感应球的大牙箱的内部结构图。

图4是本发明感应球的小牙箱的内部结构图。

图5是本发明感应球的结构原理图。

图6是本发明感应球的传感器位置关系图。

具体实施方式

请参考图1至图2，本发明涉及一种感应球。所述感应球包括球体、安装在球体上的若干传感器、安装在球体内的第一马达17、第二马达35、偏心装置以及控制器(未标识)。本实施方式中，采用了四组传感器。

所述球体由上壳38和下壳6围成。所述若干传感器，第一马达17、第二马达35、偏心装置以及控制器都设置在所述下壳6内。

所述偏心装置包括转动装设在下壳6内的第一旋转机构、转动安装在第一旋转机构上的第二旋转机构和装设在第二旋转机构上的偏心配重体19，所述第一旋转机构驱动球体在第一运动轨迹(C-D)上来回滚动，所述第二旋转机构驱动球体在第二运动轨迹(A-B)上来回滚动(见图5)。

所述第一旋转机构包括第一齿轮轴12、固定在第一齿轮轴12上的第一框架7和用来实现所述第一框架7旋转的小牙箱1。所述小牙箱1内设置有连接电源的第一马达17以及由第一马达17驱动的第一齿轮组。所述第一齿轮组输出到第一齿轮轴12上。所述第一齿轮组包括皇冠齿轮14、第二齿轮10、第三齿轮13以及第四齿轮11。第四齿轮11固定安装在所述第一齿轮轴12上。

所述小牙箱1的结构请参考图4，  第一马达牙15作为马达的输出固定安装在第一马达17上。第四齿轮11固定安装在第一齿轮轴12上。第一马达17的运动通过第一马达牙15、皇冠齿轮14、第二齿轮10、第三齿轮13传到第四齿轮11上面来。由于第四齿轮11和第一齿轮轴12固连，因此运动会传递到第一齿轮轴12上来。另一方面，第一齿轮轴12和第一压板28固定连接，第一压板28又固定安装在下壳6上。因此第一齿轮轴12不可能随着第一马达17旋转，这样只会导致整个小牙箱1绕着第四齿轮11公转，从而实现了小牙箱1绕着第一齿轮轴12的旋转。由于小牙箱1是固定安装在第一框架7上的，这样就会实现第一框架7绕着第一齿轮轴12旋转。也即是实现了第一框架7绕第一齿轮轴12旋转。

所述第二旋转机构设置在所述第一旋转机构之内，包括设置在第一框架7上的第二齿轮轴30、可在第二齿轮轴30上旋转的第二框架26。所述第二框架26内装设大牙箱9。

请参考图3，所述大牙箱9包括第二马达35、由第二马达35驱动的第二齿轮组以及由第二齿轮组驱动的围绕第二齿轮轴30转动的第二框架26，所述第二框架26上设置所述产生偏心的配重体19。所述第二齿轮组包括第二齿轮33、第三齿轮29、第四齿轮32以及第五齿轮31。

第五齿轮31固定安装在第二齿轮轴30上。第二马达35的运动通过马第二达牙34，第二齿轮33、第三齿轮29、第四齿轮32传到第五齿轮31上来。因此运动会传递到第二齿轮轴30上来。同时，第二齿轮轴30和第二压板3固定连接，第二压板3又固定安装在第一框架7上。这样就实现了大牙箱9绕着第二齿轮轴30旋转。也即是实现了第二框架26绕其安装在第一框架7上的安装轴旋转。

请参考图2至图3，整个感应球的用电池36供电。所述电池36安装在大牙箱9上面，控制器(图未示)安装在下壳6上。所述第一框架7和下壳6之间以及所述第二框架26和第一框架7之间，亦即旋转件和固定件之间的电路连接依靠导电板、顶针、和电路板连接来实现的。具体参见图2，所述第一框架7和下壳6之间通过第一导电板22、第一顶针21、第一电路板20实现电气连接，所述第二框架26和第一框架7之间通过第二导电板23、第二顶针24、第二电路板25实现电气连接。

请参见图6，本实施方式中，采用了四组传感器，包括传感器一2、传感器二4、传感器三8、传感器四5。本发明中，所述传感器(2、4、8、5)的最佳感应距离是20毫米-100毫米之间，亦即，当物体和传感器(2、4、8、5)的距离在20毫米-100毫米之间时，才可接收到信号，进而控制第一马达17或者第二马达35转动，让球体按规定的方向运动。

每一传感器连接所述控制器。当移动对象靠近感应球时，离物体最近的传感器(2、4、8、5)接受靠近的感应信号，并将所述感应信号反馈给控制器，所述控制器发出指令根据感应信号控制所述第一马达17正转或者反转或第二马达35正转或者反转，从而使得所述偏心装置转动并带动所述球体朝规定的方向来回滚动或者保持静止。

本实施方式中，所述四组传感器分别对应球体的四个滚动方向，并且分别控制所述第一马达17正转或者反转以及第二马达35正转或者反转。所述感应器(2、4、8、5)分布在球体的外表面，其作用主要是辨别物体接近的方位，然后再反馈给控制器，由控制器发指令给第一马达17或者第二马达35。只要对第一、第二旋转机构进行控制，让控制器控制第一、第二旋转机构中的马达正转或者反转。我们就能控制感应球的运动方向，让球按规定的方向运动。

所述传感器(2、4、8、5)用来辨别物体接近的方位，如人，从什么方向接近感应球。当某一个方位传感器接受到信号时，它们将信号送到控制器，经过控制器分析是什么方位有物体接近，并发出指令给的第一、第二旋转机构中的马达，驱动其中一马达正转或者反转，从而实现感应球的向规定的方向运动以及与物体之间的互动。

具体的感应过程如下：当开启电源开关时，设定感应球先复位，即感应球的两个框架处在图5所示的位置。此时感应球底部朝下，重力开关37开启，四周的传感器可收处理信号有效。当人靠近传感器一2时，传感器一2产生感应信号并送给控制器。经过控制器处理，发出指令给9大牙箱9中的第二马达35，第二马达35正转，带动大牙箱9按ii的方向转动(见图5)，此时感应球就向A的方向运动，即远离人的方向运动。

类似的，当人靠近传感器三8时，第二马达35反转，带动大牙箱9按i的方向转动(见图5)，此时感应球就向B的方向运动，即远离人的方向运动。当人靠近传感器二4时，控制器发出信号给小牙箱1中的第一马达17，第一马达17正转。此时大牙箱9和第一框架7保持相对静止，且互相垂直。因此第一框架7带着大牙箱9一起按iv的方向转动(见图5)，此时感应球就向C的方向运动。当人靠近传感器四5时，第一框架7带着大牙箱9一起按iii的方向转动(见图5)，此时感应球就向D的方向运动。

总的来说，所述规定的方向是指传感器感测的有移动对象接近的相反的方向或者传感器感测到相对两侧同时有移动对象接近时的第三方向；或者传感器感测到四个方位都有移动对象接近时保持静止不动。

进一步的，所述下壳6的底部设置有一组重力开关37，所述重力开关37连接所述控制器，所述控制器通过判断重力开关37的状态从而确定传感器感应信号的有效性。所述重力开关37只有当球体在某个特定的角度摆动时才可导通，以此保证球体上设置的感应器接收到的信号在此范围内有效。

由于传感器的关系，所述感应球必需能区分出地面。否则当感应球滚动时或者大范围内摆动时，它会一直接收到地面给它的感应信号，这样就会出现误判断，让感应球不停的运动。

为了保证传感器接受的信号的准确性，减少误判率。我们在下壳6的底部设置该组重力开关37。只有当这一组重力开关37导通的时候，即感应球的底部朝下且在小范围内摆动时，所述四组传感器(2、4、8、5)接收的信号才有效。在重力开关37判断时，设定感应球滚动的周期是一圈，这样可以保证每一次感应前球的底部是朝下的，可使重力开关37闭合，以保证此时四周的传感器(2、4、8、5)接收的信号有效。

优选的，所述感应球还设置有连接控制器用来播放音乐的扩音器(图未示)。

滚动的原理请参见图5，在感应球和人互动时，第一框架7安装在球体上，可以绕其安装轴旋转。第二框架26安装在第一框架7上，它也可以绕其安装轴旋转。配重体19固定安装在第二框架26上。

当第一框架7和球体保持相对静止的时候，此时第二框架26旋转。所述第二框架26的旋转会带动配重体19一起旋转。此时感应球在垂直第二框架转轴的平面上会发生重心的变化，相应的就会在这个方向产生偏心力，感应球就会在此偏心力的作用下运动。具体的，当第二框架26按如图所示i的方向转动时，感应球会向B方向来回滚动；当第二框架按ii的方向转动时，感应球会向A的方向来回滚动。

初始时，所述第一框架7和第二框架26保持相对静止，且两者位置处于垂直方向。此时当第一框架7旋转时，它会带着第二框架26和它一起旋转。此时在垂直第一框架7的转轴平面上也会发生重心的变化，相应的也会产生偏心力。感应球也会在此偏心力的作用下运动。具体的，当第一框架7按如图所示iii的方向旋转时，感应球会向D的方向转动；当第一框架7按iv的方向转动时，感应球会向C的方向转动。

当我们用两组传动系统分别驱动第一框架和第二框架时，通过两组传动系统的正反转，可以让球在水平面上实现四个方向的运动。

本发明还是涉及一种感应球的控制方法，包括以下步骤：

提供设置有若干传感器(2、4、8、5)的感应球，感应球内装设有马达(17、35)、由马达驱动的偏心装置以及控制偏心装置转动的控制器，所述传感器连接所述控制器；

探测到移动对象靠近的传感器，产生感应信号并将所述感应信号反馈给控制器；

所述控制器根据感应信号控制所述偏心装置转动，带动所述感应球朝规定的方向来回滚动或者保持静止。

本实施方式中，所述感应球上设置四组传感器，所述规定的方向是指传感器感测的有移动对象接近的相反的方向或者传感器感测到相对两侧同时有移动对象接近时的第三方向；或者传感器感测到四个方位都有移动对象接近时保持静止不动。

所述偏心装置的与前述的偏心装置结构相同。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术移动对象员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种感应球，包括球体，其特征在于：所述球体上设置有若干传感器，球体内装设有马达、由马达驱动的偏心装置以及控制偏心装置转动的控制器，所述传感器连接所述控制器，当移动对象靠近感应球时，所述传感器产生感应信号，并将所述感应信号反馈给控制器，所述控制器根据感应信号控制所述偏心装置转动并带动所述球体朝规定的方向滚动或者保持静止。

2.根据权利要求1所述的感应球，其特征在于：所述偏心装置包括转动装设在球体内的第一旋转机构、转动安装在第一旋转机构上的第二旋转机构和装设在第二旋转机构上的偏心配重体，所述第一旋转机构驱动球体在第一运动轨迹上来回滚动，所述第二旋转机构驱动球体在第二运动轨迹上来回滚动。

3.根据权利要求2所述的感应球，其特征在于：所述感应球采用四组传感器分别对应球体的四个滚动方向，所述感应器分布在所述球体的外表面。

4.根据权利要求1所述的感应球，其特征在于：所述规定的方向是指传感器感测的有移动对象接近的相反的方向或者传感器感测到相对两侧同时有移动对象接近时的第三方向；或者传感器感测到四个方位都有移动对象接近时保持静止不动。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的感应球，其特征在于：所述球体上的设置有用来判断传感器感应信号有效性的重力开关，所述重力开关连接在所述控制器上。

6.根据权利要求5所述的感应球，其特征在于：所述感应球还设置有连接控制器的用来播放音乐的扩音器。

7.根据权利要求6所述的感应球，其特征在于：所述第一旋转机构包括连接电源的第一马达、由第一马达驱动的第一齿轮组、固定在球体内壁的第一齿轮轴以及由第一齿轮组驱动的围绕第一齿轮轴转动的第一框架，所述第二旋转机构设置在所述第一旋转机构之内，包括设置在第一框架上的第二齿轮轴、第二马达、由第二马达驱动的第二齿轮组以及由第二齿轮组驱动的围绕第二齿轮轴转动的第二框架，所述第二框架上设置所述产生偏心的配重体。

8.一种感应球的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供设置有若干传感器的感应球，感应球内装设有马达、由马达驱动的偏心装置以及控制偏心装置转动的控制器，所述传感器连接所述控制器；

探测到移动对象靠近的传感器，产生感应信号并将所述感应信号反馈给控制器；

所述控制器根据感应信号控制所述偏心装置转动，带动所述感应球朝规定的方向滚动或者保持静止。

9.根据权利要求8所述的感应球的控制方法，其特征在于：所述感应球上设置四组传感器，所述规定的方向是指传感器感测的有移动对象接近的相反的方向或者传感器感测到相对两侧同时有移动对象接近时的第三方向；或者传感器感测到四个方位都有移动对象接近时保持静止不动。

10.根据权利要求9所述的感应球的控制方法，其特征在于：所述偏心装置包括转动装设在球体内的第一旋转机构、转动安装在第一旋转机构上的第二旋转机构和装设在第二旋转机构上的偏心配重体，所述第一旋转机构驱动球体在第一运动轨迹上来回滚动，所述第二旋转机构驱动球体在第二运动轨迹上来回滚动。

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