CN104707336B - 一种自转启动的电动陀螺玩具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自转启动的电动陀螺玩具，包括陀螺本体、电机以及套置在陀螺本体上部的旋转体，电机和电机驱动轴分别与陀螺本体和旋转体连接而实现旋转体可相对陀螺本体转动，其中在陀螺本体中设有触发开关，通过手持旋转体并手动旋动陀螺本体使触发开关被触发闭合使电机接通电源带动陀螺本体旋转，即实现电动陀螺玩具的旋转启动，故节省了用来发射陀螺的陀螺发射器，既节约成本又方便携带玩耍，而且操作简单快捷，提高玩耍乐趣，该电动陀螺玩具设计巧妙，结构简单，性价比高，实现徒手启动陀螺玩具旋转和加速，玩法奇特有趣，能够获得小朋友的青睐。

Description

一种自转启动的电动陀螺玩具

技术领域

本发明涉及一种玩具陀螺，具体说是一种自转启动的电动陀螺玩具。

背景技术

玩具陀螺是很受小朋友喜爱的玩具，但随着科技的发展，玩具陀螺也在发展变化着，最开始的木陀螺是需要鞭子缠绕发射后通过鞭子抽打加速的，到后来渐渐演变成了通过发射器和拉条相配合来实现发射旋转的手动陀螺玩具，到现有的通过遥控器来控制陀螺转动的电动陀螺玩具。但到目前无论如何变化，都离不开陀螺发射器这一配件，故在携带玩耍时都需要额外带着陀螺发射器，造成携带和玩耍都不方便，而且发射操作繁琐、耗时，影响玩耍乐趣。而且电动陀螺玩具内部零部件过多，结构复杂，成本过高，还影响了玩具陀螺的旋转性能，旋转不稳定。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种操作简单、携带方便，无需遥控器即可实现陀螺启动的自转启动的电动陀螺玩具。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自转启动的电动陀螺玩具，包括陀螺本体、电机、电源以及套置在陀螺本体上部的旋转体，所述电机和电机驱动轴分别与陀螺本体和旋转体连接而实现旋转体可相对陀螺本体转动，其特点是所述陀螺本体中设有触发开关，通过手持旋转体并手动旋动或晃动陀螺本体使触发开关被触发闭合使电机接通电源带动陀螺本体旋转。

其中，所述触发开关为滚珠开关、震动开关或弹触开关等。

本发明的陀螺本体中设有控制芯片，所述触发开关和电机均通过电路与控制芯片连接，所述触发开关被触发时电路联通所述控制芯片，所述控制芯片发出控制信号控制电机工作而带动陀螺本体旋转。

为了减少误触发的几率，本发明的触发开关包括至少两个滚珠开关，所有的滚珠开关均为其启动端朝外，且以陀螺本体的中轴为圆心呈放射状排布地安装在陀螺本体中，通过手持上述旋转体并手动旋动陀螺本体使所有滚珠开关的滚珠在旋转离心力作用下都处于启动端时上述电机开始工作带动陀螺本体旋转。

进一步，为了能判断手动转动陀螺本体时是左旋还是右旋而使电机工作时电机驱动轴的转向与手动转动的方向相同，手持旋转体并手动旋动陀螺本体时，上述电机与电机驱动轴发生相对转动而产生脉冲，根据手动旋转的方向不同产生正脉冲或负脉冲，根据正脉冲或负脉冲控制电机左旋或右旋。

本发明的触发开关还可以是包括至少两个启动滚珠开关和至少一个转向滚珠开关，所有的启动滚珠开关均为其启动端朝外，且以陀螺本体的中轴为圆心呈放射状排布地安装在陀螺本体中，所有的转向滚珠开关都是沿着陀螺本体旋转的切线方向安装在陀螺本体中，通过手持上述旋转体并手动旋动陀螺本体时，所有启动滚珠开关的滚珠在旋转离心力作用下都处于启动端而实现上述电机开始工作并带动陀螺本体旋转，根据所有转向滚珠开关的滚珠在旋转离心力作用下所处的方向而控制电机左旋或右旋。

本发明还包括有电路板，所述电路板以及上述电机和电源均安装在陀螺本体中，其中电机的底部与电路板的上表面中间位置接触且电连接，上述触发开关和控制芯片均安装在电路板的上表面，电源位于电路板的下方且与电路板电连接。进一步的，所述电路板的下表面连接有电源开关和充电接口，上述陀螺本体上对应设有开口供电源开关和充电接口伸出。

为了能给电动陀螺玩具加速，增加玩耍乐趣，所述陀螺本体中设有电机加速控制装置，所述电机加速控制装置与上述电机和电源电连接，通过外界感应或遥控器或加速器来启动电机加速控制装置而实现电机再次工作而带动陀螺本体加速旋转。

本发明的旋转体包括圆形套座和扇叶，所述圆形套座与上述电机驱动轴相连接，电机安装在上述陀螺本体中。

进一步的，为了增加扇叶的受风面积以增加该陀螺玩具的持久性，所述扇叶包括有固定扇叶和活动扇叶，所述固定扇叶固定在所述圆形套座的外围，所述活动扇叶通过转轴连接在圆形套座上或固定扇叶上，而实现活动扇叶在陀螺本体旋转时能向上或向外转动打开。

为了使活动扇叶在陀螺转速降低时能逐渐收拢以减少扇叶面积，所述活动扇叶与转轴之间设有令活动扇叶具有收合趋势的扭簧，所述扭簧套接在转轴上。

本发明由于采用在陀螺本体中设置触发开关，通过手持旋转体并手动旋动陀螺本体，使触发开关被触发闭合，进而令电机接通电源带动陀螺本体旋转，即实现电动陀螺玩具的旋转启动，故节省了用来发射陀螺的陀螺发射器，既节约成本又方便携带玩耍，而且操作简单快捷，提高玩耍乐趣；进一步将触发开关设计成多个滚珠开关，通过滚珠开关来实现只有旋转陀螺本体的情况下才能触发陀螺玩具旋转启动，可减少其他非启动操作的动作也使陀螺玩具旋转启动的可能性，提高陀螺玩具中电池的有效使用率。本发明的电动陀螺玩具设计巧妙，结构简单，性价比高，实现徒手启动陀螺玩具旋转，玩法奇特有趣，能够获得小朋友的青睐。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的分解结构示意图。

图3为本发明的剖视结构示意图。

图4为本发明实施例一的电路板的结构示意图。

图5为本发明实施例二的电路板的结构示意图。

图6为本发明实施例一的电路原理图。

图7为本发明实施例二的电路原理图。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明的自转启动的电动陀螺玩具，包括陀螺本体1、电机5、电源6以及套置在陀螺本体1上部的旋转体2，电机5和电机驱动轴51分别与陀螺本体1和旋转体2连接而实现旋转体2可相对陀螺本体1转动，其中在陀螺本体1中设有触发开关3，通过手持旋转体2并手动旋动陀螺本体1使触发开关3被触发闭合使电机5接通电源6带动陀螺本体1旋转，即实现电动陀螺玩具的旋转启动，故节省了用来发射陀螺的陀螺发射器，既节约成本又方便携带玩耍，而且操作简单快捷，提高玩耍乐趣。

如图2和图3所示，该电动陀螺玩具的陀螺本体1包括有陀盖11、上螺座12、螺片13、安装座14、下螺座15和陀尖16，其中电机5、电源6和电路板8安放在安装座14中，该电源6为锂电池，其位于电路板8下方正中位置；电机5位于电路板8上方正中位置，该电路板8大致呈圆形，电路板8的下表面设有电源开关81和充电接口82，故在安装座14和下螺座15上均设有开口以便充电接口82和电源开关81可被使用，该安装座14固定在下螺座15和上螺座12之间，螺片13也是固定在下螺座15和上螺座12之间的外围位置，该电机5的驱动轴51朝上且驱动轴51伸出到上螺座12的上方，该实施例在电机5的驱动轴51上套设有一轴套9，该轴套9通过上螺座12中间的圆孔限制其向上脱离陀螺本体1，该轴套9在靠上部的位置设有扣位91。该实施例的旋转体2包括有圆形套座21和固接在圆形套座21上的四瓣扇叶，其中圆形套座21的中间向上凸设有四个可弹性收拢的弹性卡爪211，这些弹性卡爪211间隔围成一套圈，在弹性卡爪211的内壁上设有凸扣212，在其中两个对称的弹性卡爪211的外壁上设有凸键213，该套圈在初始状态下直径大于轴套9上部直径，故当圆形套座21安放到上螺座12上方后其套圈可套接到轴套9上，该陀盖11的中间设有上小下大的锥形孔112，该锥形孔112可将四个弹性卡爪211一起套入且可挤压弹性卡爪211使它们相套圈的中心收拢，该陀盖11在锥形孔112的对称壁上对应凸键213的位置设有键槽111，因此，将套圈套接到轴套9上后再将陀盖11盖置到圆形套座21上部，使锥形孔112挤压弹性卡爪211收拢，弹性卡爪211收拢时其内壁的凸扣212恰好与轴套9的扣位91相配合扣紧而实现旋转体2与轴套9固接，同时陀盖11盖上后通过转动陀盖11使凸键213与键槽111相配合而实现陀盖11与旋转体2相固定，该实施例的圆形套座21还能起到保护电机驱动轴51的作用，避免电机驱动轴51遭到小孩外力扭曲而损坏，或因撞击而损坏，从而提高陀螺玩具的使用寿命；该实施例的扇叶均为固定扇叶22，当然，也可以将扇叶设计成包括有固定扇叶22和活动扇叶，固定扇叶22固定在圆形套座21的外围，固定扇叶22的中间开有空腔，活动扇叶通过转轴可向上转动地连接在该空腔中，而实现活动扇叶在陀螺本体1旋转时能向上转动打开，该活动扇叶与转轴之间设有令活动扇叶具有收合趋势的扭簧，该扭簧套接在转轴上。

实施例一：

如图4所示，该实施例的触发开关3包括三个滚珠开关，这三个滚珠开关的最优排布方案是三个滚珠开关均启动端朝外，且以陀螺本体1的中轴为圆心呈120°的放射状排布地安装在电路板8上，且都靠近电路板8的边缘位置，该实施例的电路板8上还设有控制芯片4，滚珠开关和电机5均通过电路与控制芯片4连接，滚珠开关被触发时电路联通控制芯片4，该控制芯片4进而发出控制信号控制电机5工作而带动陀螺本体1旋转。该实施例的电机5为直流电机，故当手持旋转体并手动旋动陀螺本体1时，电机5与电机驱动轴51发生相对转动，从而产生脉冲，根据手动旋转的方向不同会产生正脉冲或负脉冲，这脉冲输给控制芯片4，控制芯片4根据正脉冲或负脉冲进而控制电机5左旋或右旋，从而可保证电机5工作时电机驱动轴51的转向与手动旋转的方向相同，达到了旋转方向可控制的目的。

如图6所示，该实施例的电路图中包含有启动检测单元、信号检测单元、电机驱动单元以及电源管理单元，其中启动检测单元即为三个滚珠开关串联的连接电路，三个滚珠开关的滚珠均处于外端的启动端时生成启动信号，该启动信号输入到U1的第3个引脚，该U1即为控制芯片4；信号检测单元为光敏感应电路，其中光敏三极管为红外线灯，该红外线灯通过U1的第8个引脚控制来发射红外线信号，光线接收器为红外线接收器，该红外线接收器分别与U1的第6个引脚和第7个引脚连接，其中U1的第6个引脚控制该红外线接收器的供电，第7个引脚控制红外线接收器的信号接收，该信号检测单元即为电机加速控制装置的控制电路；电机驱动单元即为电机5的连接电路，该电机连接电路分别与U1的第9个引脚和第11个引脚连接，另外电机5还引有一条线路经电阻R20后连接到U1的第2个引脚上，该线路即为电机5被手动转动时产生的脉冲信号传输给U1的第2个引脚，由U1判断电机5是左旋还是右旋；电源管理单元即为电源6的连接电路，该电源电路连接到U1的第10个引脚上，该电源管理单元中还包括有充电控制电路，该充电控制电路连接到U1的第12个引脚上，从而可实现对电源6进行充电。该实施例的控制芯片4为14脚的芯片U1，除了上述的引脚外，还有第4个引脚为空、第5个引脚接地、第13个引脚为空以及第14个引脚接指示灯。

实施例二：

如图5所示，本实施例的触发开关3包括三个滚珠开关，其中两个滚珠开关为启动滚珠开关31，第三个滚珠开关为转向滚珠开关32，这两个启动滚珠开关31均启动端朝外，其最佳安装方式是这两个启动滚珠开关31设置在同一条直径上，且相对陀螺本体1的中轴对称，这样的设置可避免在某个方位上倾斜陀螺本体1也可能使两个启动滚珠开关31的滚珠都处于启动端的情况；该转向滚珠开关32是沿着陀螺本体1旋转的切线方向安装在陀螺本体1中，即其两端的启动端到陀螺本体1的轴心的距离是相等的。这三个滚珠开关都是安装在电路板8上的，且都靠近电路板8的边缘位置，该实施例的电路板8上还设有控制芯片4，滚珠开关和电机5均通过电路与控制芯片4连接，当手动旋转陀螺本体时，启动滚珠开关31的滚珠在离心力下都处于启动端时，该控制芯片4进而发出控制信号控制电机5工作，同时，控制芯片4根据手动旋转时转向滚珠开关32中滚珠的所在端部，进而控制电机5左旋或右旋，从而可保证电机5工作时电机驱动轴51的转向与手动旋转的方向相同，达到了旋转方向可控制的目的。

如图7所示，该实施例的电路图中包含有启动检测单元、信号检测单元、电机驱动单元以及电源管理单元，该电路中的U2即为控制芯片4，启动检测单元即为三个滚珠开关并联的连接电路，其中的转向滚珠开关为SW1，与U2的A0引脚连接，而启动滚珠开关则分别与U2的B6引脚和B7引脚连接；信号检测单元即为光敏感应电路，其中光敏三极管为红外线灯，该红外线灯通过U2的B2引脚控制来发射红外线信号，光线接收器为红外线接收器，该红外线接收器通过U2的B3引脚控制来接收红外线信号，该信号检测单元即为电机加速控制装置的控制电路；电机驱动单元即为电机5的连接电路，该电机连接电路分别与U2的B0引脚和B1引脚连接，另外电机5启动后会传输一个信号给控制芯片4，故电机5还引有一条线路连接到U2的B4引脚上；电源管理单元即为电源6的连接电路，该电源电路连接到U2的VDD引脚上，该电源管理单元中还包括有充电控制电路，该充电控制电路连接到U2的A1、A2、A3引脚上，从而可实现对电源6进行充电。该实施例的控制芯片4为14脚的芯片U2，除了上述的引脚外，还有B5引脚接信号灯以及GND引脚接地。

该电动陀螺玩具的实施原理如下：

打开陀螺玩具的电源开关81，然后一只手拿着旋转体2，另一只手拨转陀螺本体1，得到启动信号输入给控制芯片4，控制芯片4进而控制控制电机5顺着手动转动陀螺本体1时的旋转方向旋转，从而带动陀螺本体1旋转，该电机5在启动后持续工作8秒，将陀螺玩具放到接触面上，陀螺持续转动；接着可以通过遥控器、或者加速器、或者感应等方式来启动电机加速控制装置，控制芯片4得到电机加速控制装置被启动的信号后，控制电机5再工作8秒，实现对陀螺玩具加速。

尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种自转启动的电动陀螺玩具，包括陀螺本体（1）、电机（5）、电源（6）以及套置在陀螺本体（1）上部的旋转体（2），所述电机（5）和电机驱动轴（51）分别与陀螺本体（1）和旋转体（2）连接而实现旋转体（2）可相对陀螺本体（1）转动，其特征在于，所述陀螺本体（1）中设有触发开关（3），通过手持旋转体（2）并手动旋动陀螺本体（1）使触发开关（3）被触发闭合，使电机（5）接通电源（6）带动陀螺本体（1）旋转。

2.根据权利要求1所述的自转启动的电动陀螺玩具，其特征在于，所述触发开关（3）为滚珠开关、震动开关或弹触开关。

3.根据权利要求1所述的自转启动的电动陀螺玩具，其特征在于，所述陀螺本体（1）中设有控制芯片（4），上述触发开关（3）和电机（5）均通过电路与控制芯片（4）连接，所述触发开关（3）被触发时电路联通所述控制芯片（4），所述控制芯片（4）发出控制信号控制电机（5）工作而带动陀螺本体（1）旋转。

4.根据权利要求1或3所述的自转启动的电动陀螺玩具，其特征在于，所述触发开关（3）包括至少两个滚珠开关，所有的滚珠开关均为其启动端朝外，且以陀螺本体（1）的中轴为圆心呈放射状排布地安装在陀螺本体（1）中，通过手持上述旋转体（2）并手动旋动陀螺本体（1）使所有滚珠开关的滚珠在旋转离心力作用下都处于启动端时上述电机（5）开始工作带动陀螺本体（1）旋转。

5.根据权利要求4所述的自转启动的电动陀螺玩具，其特征在于，手持旋转体（2）并手动旋动陀螺本体（1）时，上述电机（5）与电机驱动轴（51）发生相对转动而产生脉冲，根据手动旋转的方向不同产生正脉冲或负脉冲，根据所述正脉冲或负脉冲控制电机（5）左旋或右旋。

6.根据权利要求1或3所述的自转启动的电动陀螺玩具，其特征在于，所述触发开关（3）包括至少两个启动滚珠开关（31）和至少一个转向滚珠开关（32），所有的启动滚珠开关（31）均为其启动端朝外，且以陀螺本体（1）的中轴为圆心呈放射状排布地安装在陀螺本体（1）中，所有的转向滚珠开关（32）都是沿着陀螺本体（1）旋转的切线方向安装在陀螺本体（1）中，通过手持上述旋转体（2）并手动旋动陀螺本体（1）时，所有启动滚珠开关（31）的滚珠在旋转离心力作用下都处于启动端而实现上述电机（5）开始工作并带动陀螺本体（1）旋转，根据所有转向滚珠开关（32）的滚珠在旋转离心力作用下所处的方向而控制电机（5）左旋或右旋。

7.根据权利要求1所述的自转启动的电动陀螺玩具，其特征在于，还包括有电路板（8），所述电路板（8）的下表面连接有电源开关（81）和充电接口（82），上述陀螺本体（1）上对应设有开口供电源开关（81）和充电接口（82）伸出。

8.根据权利要求1或3所述的自转启动的电动陀螺玩具，其特征在于，所述陀螺本体（1）中设有电机加速控制装置，所述电机加速控制装置与上述电机（5）和电源（6）电连接，通过外界感应或遥控器或加速器来启动电机加速控制装置而实现电机（5）再次工作而带动陀螺本体（1）加速旋转。

9.根据权利要求1所述的自转启动的电动陀螺玩具，其特征在于，所述旋转体（2）包括圆形套座（21）和扇叶，所述圆形套座（21）与上述电机驱动轴（51）相连接，电机（5）安装在上述陀螺本体（1）中。

10.根据权利要求9所述的自转启动的电动陀螺玩具，其特征在于，所述扇叶包括有固定扇叶（22）和活动扇叶，所述固定扇叶（22）固定在所述圆形套座（21）的外围，所述活动扇叶通过转轴连接在圆形套座（21）上或固定扇叶（22）上，而实现活动扇叶在陀螺本体（1）旋转时能向上或向外转动打开。