CN103223247A - 混合动力驱动玩具恐龙 - Google Patents

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朱瑞
黄明海
占勇
苗润泽
蒋晨辰
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Shanghai University of Electric Power
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Abstract

本发明涉及一种混合动力驱动玩具恐龙，包括头部模块、颈部模块、躯干模块、腿部模块和尾部模块,躯干模块前部连接颈部模块，后部连接尾部模块，两侧连接腿部模块，颈部模块连接头部模块，躯干模块包括电源、减速电机、声控模块、蜂鸣器和传动杆件；其中，电源、减速电机、蜂鸣器分别与声控模块相连，传动杆件与减速电机相连。本发明能被广大孩子接受，可玩性强、结构简单、运行稳定、不易损坏，同时也是价格低廉的可动玩具。本发明传承和改进了现有很多恐龙玩具的特点，将其设计成由各种杆件传动配合来实现整体功能可以提高其稳定性和使用寿命，并节约成本，为其市场推广奠定很好的基础。

Description

混合动力驱动玩具恐龙
技术领域
本发明涉及一种可动玩具，特别涉及一种采用混合动力驱动的玩具恐龙。
背景技术
国际能源机构预测，到2020年，可再生能源在全球能源消费中的比例将达到30%，大力发展清洁能源，积极开发和利用可再生能源是我国将长期执行的新能源政策。此外，中国0-14岁的儿童大概有2.2亿，对玩具有需求量大，特别是可动玩具，由于其可玩性较强，更被孩子所亲睐；因此，开发清洁能源驱动的可动玩具是发展趋势，新一代可动宠物玩具有着很好的市场前景。但是，现在市场上的可动玩具恐龙要么结构复杂，价格昂贵，要么功能低下，可玩性差，采用清洁能源驱动的玩具欠缺；因此，需要一种结构简单，价格便宜，同时可玩性强，采用清洁能源驱动的玩具恐龙的诞生成为迫切的需要。
发明内容
本发明是要提供一种结构简单，运行可靠，功能多样，可玩性强，由太阳能和电能混合动力驱动的混合动力驱动玩具恐龙，用于满足市场对新型可动宠物玩具的需求。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种混合动力驱动玩具恐龙，包括头部模块、颈部模块、躯干模块、腿部模块和尾部模块,其特点是：躯干模块前部连接颈部模块，后部连接尾部模块，两侧连接腿部模块，颈部模块连接为头部模块，躯干模块包括电源、减速电机、声控模块、蜂鸣器和传动杆件；其中，电源、减速电机、蜂鸣器分别与声控模块相连，传动杆件与减速电机相连。
头部模块包括上头骨、下颚和眼部单元，上头骨与颈部模块固定连接，下颚与上头骨活动铰接。
颈部模块包括颈部外壳和传动杆，传动杆件一端连接下颚，另一端连接躯干模块内部的传动杆件。
电源由太阳能电池板和可充放电式蓄电池组成。腿部模块包括主支撑杆、辅助杆和脚掌，辅助杆和脚掌与躯干模块的外壳一起构成双摇杆机构。
尾部模块包括摆块、摆块和摆块，摆块、摆块和摆块之间互相铰接。
本发明的有益效果是：本发明能被广大孩子接受，可玩性强、结构简单、运行稳定、不易损坏，同时价格低廉的可动玩具。本发明传承和改进了现有很多恐龙玩具的特点，将其设计成由各种杆件传动配合来实现整体功能可以提高其稳定性和使用寿命，并节约成本，为其市场推广奠定很好的基础。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是颈部机构传动结构示意图；
图3是腿部结构示意图；
图4是摆杆和腿部机构示意图；
图5是控制电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式对本发明做详细说明：
如图1所示，本发明的混合动力驱动玩具恐龙，包括头部模块1、颈部模块2、躯干模块3、腿部模块4和尾部模块5等。
躯干模块3为整体的核心部分，躯干模块3前部连接颈部模块2，后部连接尾部模块5，两侧连接腿部模块3，颈部模块2连接头部模块1。
头部模块1包括上头骨1-1、下颚1-2和眼部单元1-3。
颈部模块2包括颈部外壳2-1和传动杆2-2。上头骨1-1、颈部外壳和躯干外壳三者之间是固定连接，腿部、尾部与躯干外壳的连接为活动连接。在躯干内部摆杆的带动下，整个机构将以辅助杆与躯干外壳的铰点为中心，在一定的角度来回摆动；在两侧腿部模块的相互配合之下实现行走的功能。
躯干模块3包括躯干外壳3-1、太阳能电池板3-2、蓄电池3-3、减速电机3-4、声控模块3-5、摆杆3-6、摇杆3-7、蜂鸣器3-8；太阳能电池板3-2和蓄电池3-3组成电源、蜂鸣器3-8分别与声控模块3-5相连，摆杆3-6和摇杆3-7组成的传动杆件与减速电机3-4相连。
太阳能电池板用于在较强光照条件下直接作为驱动电源，也可在不使用时给蓄电池充电，如此可达到节约能源和延长蓄电池使用寿命的作用。
声控模块3-5接收外界信号，处理之后输出并控制两路电压，一路用来控制减速电机的转停，一路用来控制蜂鸣器的发声；减速电机的转动运动在传动杆件的传递作用下，最终变为其它各个摆杆的摆动运动。躯干内部的声控模块用于检测外界声音信号，并将信号处理之后控制电机转停和蜂鸣器发声，经内部杆件的传动转换后使整体运行。
腿部模块4包括主支撑杆4-1、辅助杆4-2和脚掌4-3；尾部模块5包括摆块5-1、摆块5-2和摆块5-3，摆块5-1、摆块5-2和摆块5-3之间互相铰接
关于头部模块，下颚铰接与上头骨，其在颈部模块中的传动杆的带动下可作一定角度的张合运动以实现对实际恐龙的模拟；此外，左、右眼部单元1-3-1，1-3-2为一对发光二极管，同时可以显示开关状态。
 关于颈部模块，颈部外壳为头部模块和躯干模块的连接件和过渡件，内部传动杆的一端连接下颚，一端连接摇杆，摇杆的左右摆动通过传动杆带动下颚的张合运动，如图2所示：当下颚、传动杆、摇杆三者处于位置BAC时，下颚为闭合状态，当摇杆转过一定角度，即右位，使三者的位置到达B'A'C'时，下颚为张开状态，当摇杆转向相反方向，即左位，其效果与右位一致；摇杆如此左右往复运动，下颚便上下张合。
 关于躯干模块，减速电机与躯干外壳固定连接，其输出轴直接连接摆杆，控制板输出交替正负电压使电机正反转，从而控制摆杆的左右转动；对输出电压的时长进行适当的设定之后便可使摆杆在规定的角度范围内左右摆动；摆杆上端C点与摇杆的C点相连，通过铰点C实现上述摇杆的左右摆动；摇杆两端与腿部模块相连；躯干外壳的背部是一块太阳能电池板，在足够光强的条件下，其可直接作为驱动电源，在光强稍弱条件下又可用于给内部的蓄电池充电；蜂鸣器与控制板相连，当控制板接收到外界的声音信号，经过内部的转换处理之后，控制板便给蜂鸣器通电，蜂鸣器发声，其声音频率与恐龙的吼叫声相近，能生动模拟出现实恐龙的叫声。
 关于腿部模块，其中的支撑杆，即图1中的腿形机构，上端与摆杆铰接，下端与脚掌铰接，辅助杆两端分别铰接躯干外壳和脚掌，四者组成四连杆机构如图3所示：图中的F点和摆杆的E点相铰接，当摆杆向上转，带动支撑杆达到F'点，整个腿部模块就绕躯干外壳与辅助杆的铰接点处于F'G'I位置，即“抬腿”动作，则另一边的腿部模块处于F''G''I位置，即“后蹬”动作；当摆杆向下转，左右两腿部模块执行的动作相交换，如此往复便能实现腿部模块基本的行走动作。但要真正实现前进的效果，应使整体的重心点偏移并落在后蹬腿部机构的脚掌范围内，如此另一腿部机构便能顺利抬起并向前跨出，由此脚掌地面与地面间应有一定的倾斜度，如图4所示：初始位置为DCE，当摆杆DE逆时针摆过一定角度形成D'C'E'状态，由于脚掌斜度的存在，实际情况下，整体绕脚掌与地面的接触点向左倾斜相应的角度而到达位置D"C"E",此时中心点将左移，若对脚掌的倾斜角做适当的修正，则该中心点将处于左脚掌面的正上方，此时整体便实现了“单脚站立”，另一腿部机构抬起并向前跨出；当摆杆右摆，其效果类同。这样，行走功能便可实现。
 关于尾部机构，尾部模块由若个互相铰接的短杆组成。由于相互间能有一定的转动角度，整体有一定的柔性，可以随着身体的摆动而摆动，从而模拟出恐龙尾部的动作。各摆块之间都是活动连接，相互可摆过一定角度，其在恐龙前进过程中，能随着躯干左右摆动，产生摇尾巴的效果。
    关于控制电路的说明，如图5所示：话筒获得声音信号转化成电信号，电信号经过BG1和BG2放大电路放大后控制BG3开通和关断，从而控制控制芯片输入信号I/O口的电平。控制芯片获得信号后进行判断并控制OUT1和OUT2口的高低电平。输出I/O口分别直接和通过反相器接在BT上来控制BT的导通和开断，两个输出口相互配合使电机两端出现相同或不同电压差，从而控制电机正反转或停止状态。

Claims (6)

1.一种混合动力驱动玩具恐龙，包括头部模块（1）、颈部模块（2）、躯干模块（3）、腿部模块（4）和尾部模块（5）,其特征在于：所述躯干模块（3）前部连接颈部模块（2），后部连接尾部模块（5），两侧连接腿部模块（4），颈部模块（2）连接头部模块（1），躯干模块（3）包括电源、减速电机、声控模块、蜂鸣器和传动杆件；其中，电源、减速电机、蜂鸣器分别与声控模块相连，传动杆件与减速电机相连。
2.根据权利要求1所述的混合动力驱动玩具恐龙，其特征在于：所述头部模块（1）包括上头骨（1-1）、下颚（1-2）和眼部单元（1-3），上头骨（1-1）与颈部模块（2）固定连接，下颚（1-2）与上头骨（1-1）活动铰接。
3.根据权利要求1所述的混合动力驱动玩具恐龙，其特征在于：所述颈部模块（2）包括颈部外壳（2-1）和传动杆（2-2），传动杆（2-2）一端连接下颚（1-2），另一端连接躯干模块（3）内部的传动杆件。
4.根据权利要求1所述的混合动力驱动玩具恐龙，其特征在于：所述腿部模块（4）包括主支撑杆（4-1）、辅助杆（4-2）和脚掌（4-3），辅助杆（4-2）和脚掌（4-3）与躯干模块（3）的外壳一起构成双摇杆机构。
5.根据权利要求1所述的混合动力驱动玩具恐龙，其特征在于：所述尾部模块（5）包括摆块（5-1）、摆块（5-2）和摆块（5-3），摆块（5-1）、摆块（5-2）和摆块（5-3）之间互相铰接。
6.根据权利要求1所述的混合动力驱动玩具恐龙，其特征在于：所述电源由太阳能电池板和可充放电式蓄电池组成。
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