CN104722075B - 一种感应加速的电动陀螺玩具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感应加速的电动陀螺玩具，包括陀螺本体和电机，特点是陀螺本体中设有用于接收外界感应并生成加速感应信号的信号检测模块以及用于接收加速感应信号并发送控制信号控制电机工作的运算控制模块，当信号检测模块接收到外界的感应时发出加速感应信号，由运算控制模块接收到该加速感应信号后发出控制信号控制电机3工作，进而带动原本旋转中的陀螺本体1加速旋转，因此当电动陀螺玩具在地面旋转时，可以将手来实现感应加速，故实现了该电动陀螺玩具加速不需要利用任何配件来实施，有效提高了携带和操作的方便性。该电动陀螺玩具设计巧妙，结构简单，性价比高，实现徒手对陀螺玩具进行旋转加速，玩法奇特有趣，能够获得小朋友的青睐。

Description

一种感应加速的电动陀螺玩具

技术领域

本发明涉及一种玩具陀螺，具体说是一种感应加速的电动陀螺玩具。

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。目前大多数的电动陀螺玩具在转动过程中电机是持续工作，这类电动陀螺不适用于竞赛，娱乐性差；还有部分的电动陀螺玩具在开始转动一段时间后，电机就停止工作了，而陀螺继续靠惯性旋转，这类电动陀螺可用于竞赛，但目前这类电动陀螺还无法实现中途对电动陀螺进行加速控制，故在比赛过程中缺乏可操作性，无法更好的体现出电动陀螺的电动的优点。

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加速的感应加速的电动陀螺玩具。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种感应加速的电动陀螺玩具，包括陀螺本体和电机，其特点是手动旋动陀螺本体时，所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，根据所述正脉冲或负脉冲控制电机左旋或右旋；所述陀螺本体中设有信号检测模块，用于接收外界感应并生成加速感应信号；以及运算控制模块，用于接收加速感应信号并发送控制信号控制电机工作而使转动中的陀螺本体加速旋转。

其中，所述信号检测模块为包括有红外线灯和光线接收器的光敏感应电路，所述红外线灯和光线接收器均设置于上述陀螺本体中，所述陀螺本体的上表面镂空供红外线灯的光线射出，通过使用者的手遮盖于陀螺本体上方而使光线接收器接收到红外线灯的反射信号，进而发出加速感应信号给上述运算控制模块，所述运算控制模块接收到所述加速感应信号后发出控制信号控制电机工作而带动陀螺本体加速旋转。

所述信号检测模块还可以为非接触感应电路，所述非接触感应电路中设有感应接收器，所述感应接收器感应到使用者的动作时生成加速感应信号发送给上述运算控制模块。

本发明还可以实现多种不同的加速方式，所述信号检测模块包括有至少二个非接触感应电路，每个非接触感应电路中设有一个感应接收器，这些感应接收器分别实时追踪和感应使用者不同的感应动作，每个非接触感应电路均可独立控制电机工作，故无论采用哪种感应方式均可实现加速操作。

所述非接触感应电路为光敏感应电路、磁控感应电路、热敏感应电路和声控感应电路中的任一种或者两种以上的结合。

本发明还可以是多种加速操作方式相结合，上述信号检测模块包括至少一个非接触感应电路和至少一个信号接收电路，所述非接触感应电路中设有感应接收器，所述信号接收电路中设有无线信号接收器，所述感应接收器感应到使用者的动作时或所述无线信号接收器接收到对应的遥控器所发出的遥控信号时生成加速感应信号发送给上述运算控制模块。

所述运算控制模块中包含有控制芯片，上述电机通过电路与控制芯片连接，上述信号检测模块的供电控制端、信号接收端和信号发射端均与控制芯片连接而受控制芯片控制。

为了使电动陀螺玩具能通过电机启动给予初始转动速度，所述陀螺本体中还设有电机启动控制装置，所述电机启动控制装置与上述电机电连接而实现电机启动控制装置被启动控制电机带动陀螺本体初始转动。

本发明的电机启动控制装置可以为触发开关，通过转动陀螺本体使电机启动；也可以是三相开关，通过打开开关使电机启动；还可以是信号接收器，通过接收到启动信号使电机启动。

当电机启动控制装置为触发开关时，所述触发开关可以是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。

所述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。

本发明由于采用在陀螺本体中设有信号检测模块和运算控制模块，当信号检测模块接收到外界的感应时发出加速感应信号，由运算控制模块接收到该加速感应信号后发出控制信号控制电机工作，进而带动原本旋转中的陀螺本体加速旋转，因此当电动陀螺玩具在地面旋转时，可以将手来实现感应加速，故实现了该电动陀螺玩具加速不需要利用任何配件来实施，有效提高了携带和操作的方便性，同时在比赛过程中可对陀螺进行加速操作，故提高了陀螺的可控性，也增加了玩耍的趣味性和竞争的刺激性；又由于陀螺本体中可以设置多个不同的非接触感应电路，故可通过多种不同的感应方式来实现电机加速，如可以磁感应、声控感应和光线感应并存，故小朋友可随意选择任意感应方式来实现电机加速，玩法更多多样化。本发明的电动陀螺玩具设计巧妙，结构简单，性价比高，实现徒手对陀螺玩具进行旋转加速，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，本发明的感应加速的电动陀螺玩具，包括陀螺本体1和电机3，其中陀螺本体1中设有信号检测模块，用于接收外界感应并生成加速感应信号；以及运算控制模块，用于接收加速感应信号并发送控制信号控制电机3工作，当信号检测模块接收到外界的感应时发出加速感应信号，由运算控制模块接收到该加速感应信号后发出控制信号控制电机3工作，进而带动旋转中的陀螺本体1加速旋转，因此当电动陀螺玩具在地面旋转时，可以将手来实现感应加速，故实现了该电动陀螺玩具加速不需要利用任何配件来实施，有效提高了携带和操作的方便性。

如图2、图4和图5所示，该实施例的该信号检测模块为光敏感应电路，该光敏感应电路包括有红外线灯41和光线接收器42，该实施例的陀螺本体1中设有电路板8，该红外线灯41和光线接收器42均朝上安装在电路板8上，在陀螺本体1的上表面镂空以供红外线灯41的光线射出，该光敏感应电路同样连接到运算控制模块，当使用者的手遮盖于旋转中的陀螺本体1上方时，红外线灯41的光线受到阻挡反射，光线接收器42接收到红外线灯41的反射信号，进而发出加速感应信号给运算控制模块，运算控制模块接收到该加速感应信号后发出控制信号控制电机3工作而带动旋转中的陀螺本体1加速旋转。该实施例的运算控制模块包含有控制芯片5，该控制芯片5同样安装在电路板8的上表面，该实施例的电机3安装在陀螺本体1中且电机3的底部与电路板8的上表面中间位置接触且电连接。

如图2或图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，陀螺本体1内还设有电源7，其中电机3、电源7和电路板8安放在安装座14中，该电源7为锂电池，其位于电路板8下方正中位置；电机3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的底面还设有电源开关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，所述上螺座12的表面设有呈散发状的镂空条孔10，以使电路板8上的红外线灯41的光线能从上螺座12透射出来实现感应，该电机3的驱动轴31朝上且驱动轴31伸出到上螺座12的上方，该实施例在电机3的驱动轴31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。该实施例电动陀螺玩具还包括有旋转体2，该旋转体2可相对陀螺本体1转动的安装在陀螺本体1上端，该旋转体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31的作用，避免电机驱动轴31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，该实施例的电机启动控制装置为触点开关6，该触发开关6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上的，且都靠近电路板8的边缘位置，滚珠开关被触发时电路联通控制芯片5，该控制芯片5进而发出控制信号控制电机3工作而带动陀螺本体1旋转。该实施例的电机3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3与电机驱动轴31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5，控制芯片5根据正脉冲或负脉冲进而控制电机3左旋或右旋，从而可保证电机3工作时电机驱动轴31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信号检测单元、启动检测单元、电机驱动单元以及电源管理单元，其中信号检测单元即为光敏感应电路，其中红外线灯41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42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；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即为运算控制模块4；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3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3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3是左旋还是右旋；电源管理单元即为电源7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7进行充电。该实施例的控制芯片5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6包括两个启动滚珠开关61和一个转向滚珠开关62，这两个启动滚珠开关61均启动端朝外，其最佳安装方式是这两个启动滚珠开关61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61的滚珠都处于启动端的情况；该转向滚珠开关62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5，滚珠开关和电机3均通过电路与控制芯片5连接，当手动旋转陀螺本体1时，启动滚珠开关61的滚珠在离心力下都处于启动端时，该控制芯片5进而发出控制信号控制电机3工作，同时，控制芯片5根据手动旋转时转向滚珠开关62中滚珠的所在端部，进而控制电机3左旋或右旋，从而可保证电机3工作时电机驱动轴31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信号检测单元、启动检测单元、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5，信号检测单元即为光敏感应电路，其中红外线灯41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；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62为SW1，与U2的A0引脚连接，而启动滚珠开关61则分别与U2的B6引脚和B7引脚连接；电机驱动单元即为电机3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3启动后会传输一个信号给控制芯片5，故电机3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7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7进行充电。该实施例的控制芯片5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，使触发开关6被触发而得到启动信号，该启动信号输入给控制芯片5，控制芯片5进而控制电机3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3在启动后持续工作8秒，将陀螺玩具放到接触面上，陀螺继续转动，系统设定了在电机3工作的状态下，即使用手去感应红外线灯，控制芯片5也不会控制电机3进行加速运转，只有在电机3启动的8秒时间过完后，电机3停止工作了，此时才可对其进行感应，产生加速感应信号，控制芯片5收到加速感应信号后，控制电机3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)

1.一种感应加速的电动陀螺玩具，包括陀螺本体(1)和电机(3)，其特征在于，手动旋动陀螺本体(1)时，所述电机(3)与电机驱动轴(31)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(3)左旋或右旋；

所述陀螺本体(1)中设有：

信号检测模块，用于接收外界感应并生成加速感应信号；

以及运算控制模块，用于接收加速感应信号并发送控制信号控制电机(3)工作而使转动中的陀螺本体(1)加速旋转。

2.根据权利要求1所述的感应加速的电动陀螺玩具，其特征在于，所述信号检测模块为包括有红外线灯(41)和光线接收器(42)的光敏感应电路，所述红外线灯(41)和光线接收器(42)均设置于上述陀螺本体(1)中，所述陀螺本体(1)的上表面镂空供红外线灯(41)的光线射出，通过使用者的手遮盖于陀螺本体(1)上方而使光线接收器(42)接收到红外线灯(41)的反射信号，进而发出加速感应信号给上述运算控制模块，所述运算控制模块接收到所述加速感应信号后发出控制信号控制电机(3)工作而使转动中的陀螺本体(1)加速旋转。

3.根据权利要求1所述的感应加速的电动陀螺玩具，其特征在于，所述信号检测模块为非接触感应电路，所述非接触感应电路中设有感应接收器，所述感应接收器接收到外界感应时生成加速感应信号发送给上述运算控制模块。

4.根据权利要求1所述的感应加速的电动陀螺玩具，其特征在于，所述信号检测模块包括有至少二个非接触感应电路，每个非接触感应电路中设有一个感应接收器，这些感应接收器分别实时追踪和感应使用者不同的感应动作，每个非接触感应电路均可独立控制电机(3)工作。

5.根据权利要求3或4所述的感应加速的电动陀螺玩具，其特征在于，所述非接触感应电路为光敏感应电路、磁控感应电路、热敏感应电路和声控感应电路中的任一种或者两种以上的结合。

6.根据权利要求1所述的感应加速的电动陀螺玩具，其特征在于，所述运算控制模块中包含有控制芯片(5)，上述电机(3)通过电路与控制芯片(5)连接，上述信号检测模块的供电控制端、信号接收端和信号发射端均与控制芯片(5)连接而受控制芯片(5)控制。

7.根据权利要求1所述的感应加速的电动陀螺玩具，其特征在于，所述陀螺本体(1)中还设有电机启动控制装置，所述电机启动控制装置与上述电机(3)电连接而实现电机启动控制装置被启动控制电机(3)带动陀螺本体(1)初始转动。

8.根据权利要求7所述的感应加速的电动陀螺玩具，其特征在于，所述电机启动控制装置为触发开关(6)、三相开关或信号接收器。

9.根据权利要求8所述的感应加速的电动陀螺玩具，其特征在于，所述触发开关(6)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(3)开始工作带动陀螺本体(1)旋转。

10.根据权利要求8所述的感应加速的电动陀螺玩具，其特征在于，所述触发开关(6)包括至少两个启动滚珠开关(61)和至少一个转向滚珠开关(62)，所有的启动滚珠开关(61)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(62)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(61)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(3)开始工作并带动陀螺本体(1)旋转，根据所有转向滚珠开关(62)的滚珠在旋转离心力作用下所处的方向而控制电机(3)左旋或右旋。