CN108211373B - 一种拼板式引体向上玩具装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼板式引体向上玩具装置，包括定位支撑架模块、中心转动轴系模块、主动外齿轮模块、从动内齿轮模块和运动小人模块，所述定位支撑架模块作为整个玩具装置的基础性固定支架，所述中心转动轴系模块安装在定位支撑架模块上，所述中心转动轴系模块连接主动外齿轮模块并在中心转动轴系模块运动时带动主动外齿轮模块的运动，所述从动内齿轮模块固定在定位支撑架模块上，运动小人模块连接从动内齿轮模块并受到从动内齿轮模块的驱动而运动；本发明定位支撑架模块使用圆槽与方槽的配合方式，控制固定与转动效果，具有装置运动灵活的特点。

Description

一种拼板式引体向上玩具装置

技术领域

本发明涉及一种玩具，更具体的说，尤其涉及一种拼板式引体向上玩具装置。

背景技术

机构原理作为玩具装置中的一项重要技术，会对整个玩具装置的可玩性、趣味性、体验性产生极大影响，尤其针对组合方式为拼板式的玩具来说，机构原理中的机构结构与杆件相互作用的方式起到关键性作用。

拼板式玩具分为静态拼板与动态拼板两种。其中，动态拼板又可分支为纯杆件、纯轮系、杆件与轮系结合等几种。纯杆件的拼插最为常见，可通过不同拼插方式组合成不同外形；纯轮系则相当于纯杆件的反面，精美巧妙，并完全通过大小轮或不同类型轮及轮系的啮合方式组成不同形态；杆件与轮系结合的方式，综合性能高，整体玩具装置运动过程更稳定。拼板式玩具为现今放置与儿童玩具的新宠，获得更多关注。

申请号为201020660182.2中国发明专利公开了小人滑冰玩具，小人的一条腿固定在小车底板下面，通过调节转向轮架的转轴方位来实现小车的转向,与滑冰动作的变化。申请号为201620239977.3中国发明专利公开了一种风力驱动小人动作的玩具风车，通过风叶受风力驱动旋转，并带动转轴转动,从而驱动玩具小人动作。申请号为201420740158.8中国发明专利公开了一种实用性手动小人耍大刀玩具，通过第一铰接部铰接右臂，第二铰接部铰接大刀的手柄部，实现手臂耍大刀动作。

但是，上述三个发明都是采用纯杆件或纯轮系的组合方式，且机构原理过于简单，玩具装置运动方式单一重复，不具变幻性，用户动态体验感不强。驱动源不够明确甚至是较难获得，使得整个玩具装置在这种方式驱动下，运动不具稳定性，增大了对人尤其是儿童造成伤害的可能。

针对上述不足，设计和开发一种拼板式引体向上玩具装置，以弥补足上述各个缺点，显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有拼板式玩具运动方式单一重复、不具有变换性、用户动态体验感不强的问题，提出了一种能够实现玩具装置的稳定性变换，并且增强体验感的拼板式引体向上玩具装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种拼板式引体向上玩具装置，包括定位支撑架模块、中心转动轴系模块、主动外齿轮模块、从动内齿轮模块和运动小人模块，所述定位支撑架模块作为整个玩具装置的基础性固定支架，所述中心转动轴系模块安装在定位支撑架模块上，所述中心转动轴系模块连接主动外齿轮模块并在中心转动轴系模块运动时带动主动外齿轮模块的运动，所述从动内齿轮模块固定在定位支撑架模块上，运动小人模块连接从动内齿轮模块并受到从动内齿轮模块的驱动而运动；

所述定位支撑架模块包括内齿轮前板、外齿轮后板、内齿轮中心固定板、底部连接销和两根中间两侧插销；所述内齿轮前板和外齿轮后板平行设置，内齿轮前板和外齿轮后板的上端通过设置在两侧的中间两侧插销固定连接；所述内齿轮前板和外齿轮后板的下端通过底部连接销固定连接；所述内齿轮中心固定板的两端分别固定在两根中间两侧插销上，内齿轮中心固定板紧贴在内齿轮前板靠近外齿轮后板的一侧；

所述中心转动轴系模块包括中心转动连接销、第一中间连接插销、第二中间连接插销和手柄驱动杆；所述中心转动连接销、第一中间连接插销和第二中间连接插销平行安装在内齿轮前板和内齿轮中心固定板之间，外齿轮后板和内齿轮中心固定板上均设置有三个通孔，内齿轮前板上设置有一个通孔和设置在内齿轮前板两侧的齿轮槽，中心转动连接销的一端穿过外齿轮后板中心处的通孔并连接到手柄驱动杆上，中心转动连接销的另一端依次穿过内齿轮中心固定板中心处的通孔和内齿轮前板上的通孔；所述第一中间连接插销和第二中间连接插销的一端分别穿过外齿轮后板两侧的通孔，第一中间连接插销和第二中间连接插销的另一端分别穿过内齿轮中心固定板两侧的通孔，且第一中间连接插销和第二中间连接插销伸出于内齿轮中心固定板的部分位于内齿轮前板的两个齿轮槽的中心位置；所述手柄驱动杆的一端与中心转动连接销的一端铰接；

所述主动外齿轮模块包括主动外齿轮和两个外齿从动轮；所述主动外齿轮安装在中心转动连接销上，两个外齿从动轮分别安装在第一中间连接插销和第二中间连接插销上，两个外齿从动轮均与主动外齿轮啮合，中心转动连接销转动带动主动外齿轮转动时，通过两个外齿从动轮带动第一中间连接插销和第二中间连接插销的同步反向转动；

所述从动内齿轮模块包括内齿轮外连接杆、内齿轮和内齿轮内连接杆；第一中间连接插销和第二中间连接插销伸入到内齿轮前板的两个齿轮槽中心位置的部分上均固定有一个内齿轮内连接杆，两个内齿轮内连接杆的一端均垂直连接在第一中间连接插销和第二中间连接插销的端部，内齿轮内连接杆的另一端与内齿轮铰接连接，且内齿轮与内齿轮前板的齿轮槽相啮合，内齿轮的另一侧面固定连接在内齿轮外连接杆的一端；第一中间连接插销和第二中间连接插销运动时分别带动两根内齿轮内连接杆运动，进而带动内齿轮沿着内齿轮前板的齿轮槽进行周向运动和自转运动；

所述运动小人模块包括第一连接销、第二连接销、第三连接销、前臂杆、上臂杆和小人躯干；所述第一连接销、第二连接销、第三连接销、前臂杆和上臂杆均设置有左右对称的一对；所述上臂杆的一端通过第一连接销铰接在小人躯干上，且第一连接销铰接在内齿轮外连接杆的一端；所述上臂杆的另一端与前臂杆的一端通过第二连接销铰接，前臂杆的另一端通过第三连接销铰接在内齿轮前板上。

进一步的，所述内齿轮前板上设置有多个镂空槽，所述外齿轮后板上也设置有多个镂空槽。内齿轮前板和外齿轮后板除了必要的连接部位外均设置有镂空槽，一方面减少整个玩具的重量，另一方面有助于使用者清晰地观测到运动小人模块中的前臂杆、上臂杆和小人躯干的运动轨迹。

进一步的，所述小人躯干仿人形设计，含头部、躯干、腿部，小人躯干的肩关节分别设置有一个圆形槽，通过第一连接销连接内齿轮外连接杆进行联动。小人躯干的头部还设置有头发，头部头发与腿部动态都使小人躯干更融入引体向上的场景。

进一步的，第一中间连接插销和第二中间连接插销与中心转动连接销的距离均相等。

进一步的，底部连接销和两根中间两侧插销两端的固定均通过紧固圆块实现，紧固圆块为侧面设置有一个长方体槽的圆柱体，与连接销配合起到固定作用。

进一步的，所述内齿轮前板上的齿轮槽为齿根为60的齿轮槽。该齿轮槽作为内齿轮配合的承载槽，与内齿轮内啮合，运动稳定。

进一步的，上述所有杆件及销轴的端部均呈圆角设置。圆角的目的是以防尖锐的角对儿童造成伤害。

本发明的所有的铰接和固定连接均采用圆槽和方槽配合连接的方式。

本发明拼板式引体向上玩具装置机构的工作原理如下：将引体向上玩具放置在桌面上，手伸到外齿轮后板的上端后侧，抓住作为整个装置主动旋转轴的手柄驱动杆或连连接在手柄驱动杆上的销轴，转动。

当转动手柄驱动杆时，手柄驱动杆的另一端通过外齿轮后板上端中心的圆形槽的固定作用，带动连接在手柄驱动杆另一端上的中心转动连接销转动。由中心转动连接销的转动，使固定在中心转动连接销的一端上的主动外齿轮联动。中心转动连接销的另一端固定在内齿轮中心固定板和内齿轮前板上，保持中心转动连接销整体稳定转动。主动外齿轮转动，通过外齿轮的啮合作用，带动两个外齿从动轮反向转动。第一中间连接插销和第二中间连接插销的一端分别与两个外齿从动轮中心的方槽固定在一起，因而两个外齿从动轮转动时，带动第一中间连接插销和第二中间连接插销转动。第一中间连接插销和第二中间连接插销的另一端分别固定在内齿轮中心固定板上的两个圆形槽上，并与从动内齿轮模块的两个内齿轮内连接杆固定在一起。

当第一中间连接插销和第二中间连接插销转动时，第一中间连接插销和第二中间连接插销的另一端分别带动内齿轮内连接杆联动。而两个内齿轮内连接杆相互平行，也与两个外齿从动轮反向转动的运动方向相符。内齿轮内连接杆通过销轴的连接作用，内齿轮内连接杆的一端与三个完全相同的内齿轮的中心圆槽固定在一起。由三个内齿轮中最外面的一个内齿轮与内齿轮前板中上设置的内齿轮槽内啮合。内齿轮两侧的方槽通过销轴的连接作用与内齿轮外连接杆一端的方槽固定在一起。在主动外齿轮模块的齿轮外啮合与从动内齿轮模块的的齿轮内啮合的共同作用下，通过内齿轮外连接杆的转动，完成了整个行星轮系的运动。

当内齿轮外连接杆转动时，内齿轮外连接杆的另一端连接着第一连接销的一端，并带动第一连接销旋转。由第一连接销的运动，带动固定在第一连接销另一端上的小人躯干沿着行星轮系运动的轨迹运动。与此同时，第一连接销另一端也与上臂杆的一端固定在一起，并带动上臂杆运动。上臂杆的另一端与前臂杆的一端通过第二连接销固定在一起，因而前臂杆联动。前臂杆的另一端通过第三连接销固定在内齿轮前板上端的圆形槽上，因而使用者可观测前臂杆、上臂杆以及小人躯干的有趣运动轨迹。

本发明的有益效果在于：本发明定位支撑架模块使用圆槽与方槽的配合方式，控制固定与转动效果，具有装置运动灵活的特点；中心转动轴系模块采用对称结构设计，由主动的中心转动连接销带动第一中间连接插销和第二中间连接插销运动，结构简明清晰，设计精巧；主动外齿轮模块与从动外齿轮模块通过内外齿轮啮合同时作用于机构的方式，利用两个行星齿轮实现方形轨迹的原理，实现玩具装置的稳定有趣运动，增强了用户的动态体验感；运动小人模块通过前臂杆与上臂杆的动态变化，联动小人躯干，给使用者真切的运动感受；所有零件均为木质材料且可从一整块木板上激光切割得到，并去除所有锐角，设置圆角；环保健康，集娱乐性、教育性、安全性的特点于一身。

附图说明

图1是本发明一种拼板式引体向上玩具装置的总体结构示意图。

图2是本发明定位支撑架模块的结构示意图。

图3是本发明中心转动轴系模块、主动外齿轮模块和从动内齿轮模块的结构及连接示意图。

图4是本发明运动小人模块的结构示意图。

图5是本发明一种拼板式引体向上玩具装置第一种不同姿态的运动状态示意图。

图6是本发明一种拼板式引体向上玩具装置第二种不同姿态的运动状态示意图。

图7是本发明一种拼板式引体向上玩具装置第三种不同姿态的运动状态示意图。

图8是本发明一种拼板式引体向上玩具装置第四种不同姿态的运动状态示意图。

图中，1-定位支撑架模块、2-中心转动轴系模块、3-主动外齿轮模块、4-从动内齿轮模块、5-运动小人模块、6-内齿轮前板、7-外齿轮后板、8-内齿轮中心固定板、9-底部连接销、10-中间两侧插销、11-中心转动连接销、12-第一中间连接插销、13-第二中间连接插销、14-手柄驱动杆、15-主动外齿轮、16-外齿从动轮、17-内齿轮外连接杆、18-内齿轮、19-内齿轮内连接杆、20-第一连接销、21-第二连接销、22-第三连接销、23-前臂杆、24-上臂杆、25-小人躯干。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1~8所示，一种拼板式引体向上玩具装置，包括定位支撑架模块1、中心转动轴系模块2、主动外齿轮15模块3、从动内齿轮模块4和运动小人模块5，所述定位支撑架模块1作为整个玩具装置的基础性固定支架，所述中心转动轴系模块2安装在定位支撑架模块1上，所述中心转动轴系模块2连接主动外齿轮15模块3并在中心转动轴系模块2运动时带动主动外齿轮15模块3的运动，所述从动内齿轮模块4固定在定位支撑架模块1上，运动小人模块5连接从动内齿轮模块4并受到从动内齿轮模块4的驱动而运动。

所述定位支撑架模块1包括内齿轮前板6、外齿轮后板7、内齿轮中心固定板8、底部连接销9和两根中间两侧插销10；所述内齿轮前板6和外齿轮后板7平行设置，内齿轮前板6和外齿轮后板7的上端通过设置在两侧的中间两侧插销10固定连接；所述内齿轮前板6和外齿轮后板7的下端通过底部连接销9固定连接；所述内齿轮中心固定板8的两端分别固定在两根中间两侧插销10上，内齿轮中心固定板8紧贴在内齿轮前板6靠近外齿轮后板7的一侧。

所述中心转动轴系模块2包括中心转动连接销11、第一中间连接插销12、第二中间连接插销13和手柄驱动杆14；所述中心转动连接销11、第一中间连接插销12和第二中间连接插销13平行安装在内齿轮前板6和内齿轮中心固定板8之间，外齿轮后板7和内齿轮中心固定板8上均设置有三个通孔，内齿轮前板6上设置有一个通孔和设置在内齿轮前板6两侧的齿轮槽，中心转动连接销11的一端穿过外齿轮后板7中心处的通孔并连接到手柄驱动杆14上，中心转动连接销11的另一端依次穿过内齿轮中心固定板8中心处的通孔和内齿轮前板6上的通孔；所述第一中间连接插销12和第二中间连接插销13的一端分别穿过外齿轮后板7两侧的通孔，第一中间连接插销12和第二中间连接插销13的另一端分别穿过内齿轮中心固定板8两侧的通孔，且第一中间连接插销12和第二中间连接插销13伸出于内齿轮中心固定板8的部分位于内齿轮前板6的两个齿轮槽的中心位置；所述手柄驱动杆14的一端与中心转动连接销11的一端铰接。

所述主动外齿轮15模块3包括主动外齿轮15和两个外齿从动轮16；所述主动外齿轮15安装在中心转动连接销11上，两个外齿从动轮16分别安装在第一中间连接插销12和第二中间连接插销13上，两个外齿从动轮16均与主动外齿轮15啮合，中心转动连接销11转动带动主动外齿轮15转动时，通过两个外齿从动轮16带动第一中间连接插销12和第二中间连接插销13的同步反向转动。

所述从动内齿轮模块4包括内齿轮外连接杆17、内齿轮18和内齿轮内连接杆19；第一中间连接插销12和第二中间连接插销13伸入到内齿轮前板6的两个齿轮槽中心位置的部分上均固定有一个内齿轮内连接杆19，两个内齿轮内连接杆19的一端均垂直连接在第一中间连接插销12和第二中间连接插销13的端部，内齿轮内连接杆19的另一端与内齿轮18铰接连接，且内齿轮18与内齿轮前板6的齿轮槽相啮合，内齿轮18的另一侧面固定连接在内齿轮外连接杆17的一端；第一中间连接插销12和第二中间连接插销13运动时分别带动两根内齿轮内连接杆19运动，进而带动内齿轮18沿着内齿轮前板6的齿轮槽进行周向运动和自转运动。

所述运动小人模块5包括第一连接销20、第二连接销21、第三连接销22、前臂杆23、上臂杆24和小人躯干25；所述第一连接销20、第二连接销21、第三连接销22、前臂杆23和上臂杆24均设置有左右对称的一对；所述上臂杆24的一端通过第一连接销20铰接在小人躯干25上，且第一连接销20铰接在内齿轮外连接杆17的一端；所述上臂杆24的另一端与前臂杆23的一端通过第二连接销21铰接，前臂杆23的另一端通过第三连接销22铰接在内齿轮前板6上。

所述内齿轮前板6上设置有多个镂空槽，所述外齿轮后板7上也设置有多个镂空槽。

所述小人躯干25仿人形设计，含头部、躯干、腿部，小人躯干25的肩关节分别设置有一个圆形槽，通过第一连接销20连接内齿轮外连接杆17进行联动。

第一中间连接插销12和第二中间连接插销13与中心转动连接销11的距离均相等。

底部连接销9和两根中间两侧插销10两端的固定均通过紧固圆块实现，紧固圆块为侧面设置有一个长方体槽的圆柱体，与连接销配合起到固定作用。

所述内齿轮前板6上的齿轮槽为齿根为60的齿轮槽。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (5)

1.一种拼板式引体向上玩具装置，其特征在于：包括定位支撑架模块（1）、中心转动轴系模块（2）、主动外齿轮（15）模块（3）、从动内齿轮模块（4）和运动小人模块（5），所述定位支撑架模块（1）作为整个玩具装置的基础性固定支架，所述中心转动轴系模块（2）安装在定位支撑架模块（1）上，所述中心转动轴系模块（2）连接主动外齿轮（15）模块（3）并在中心转动轴系模块（2）运动时带动主动外齿轮（15）模块（3）的运动，所述从动内齿轮模块（4）固定在定位支撑架模块（1）上，运动小人模块（5）连接从动内齿轮模块（4）并受到从动内齿轮模块（4）的驱动而运动；

所述定位支撑架模块（1）包括内齿轮前板（6）、外齿轮后板（7）、内齿轮中心固定板（8）、底部连接销（9）和两根中间两侧插销（10）；所述内齿轮前板（6）和外齿轮后板（7）平行设置，内齿轮前板（6）和外齿轮后板（7）的上端通过设置在两侧的中间两侧插销（10）固定连接；所述内齿轮前板（6）和外齿轮后板（7）的下端通过底部连接销（9）固定连接；所述内齿轮中心固定板（8）的两端分别固定在两根中间两侧插销（10）上，内齿轮中心固定板（8）紧贴在内齿轮前板（6）靠近外齿轮后板（7）的一侧；

所述中心转动轴系模块（2）包括中心转动连接销（11）、第一中间连接插销（12）、第二中间连接插销（13）和手柄驱动杆（14）；所述中心转动连接销（11）、第一中间连接插销（12）和第二中间连接插销（13）平行安装在内齿轮前板（6）和内齿轮中心固定板（8）之间，外齿轮后板（7）和内齿轮中心固定板（8）上均设置有三个通孔，内齿轮前板（6）上设置有一个通孔和设置在内齿轮前板（6）两侧的齿轮槽，中心转动连接销（11）的一端穿过外齿轮后板（7）中心处的通孔并连接到手柄驱动杆（14）上，中心转动连接销（11）的另一端依次穿过内齿轮中心固定板（8）中心处的通孔和内齿轮前板（6）上的通孔；所述第一中间连接插销（12）和第二中间连接插销（13）的一端分别穿过外齿轮后板（7）两侧的通孔，第一中间连接插销（12）和第二中间连接插销（13）的另一端分别穿过内齿轮中心固定板（8）两侧的通孔，且第一中间连接插销（12）和第二中间连接插销（13）伸出于内齿轮中心固定板（8）的部分位于内齿轮前板（6）的两个齿轮槽的中心位置；所述手柄驱动杆（14）的一端与中心转动连接销（11）的一端铰接；

所述主动外齿轮（15）模块（3）包括主动外齿轮（15）和两个外齿从动轮（16）；所述主动外齿轮（15）安装在中心转动连接销（11）上，两个外齿从动轮（16）分别安装在第一中间连接插销（12）和第二中间连接插销（13）上，两个外齿从动轮（16）均与主动外齿轮（15）啮合，中心转动连接销（11）转动带动主动外齿轮（15）转动时，通过两个外齿从动轮（16）带动第一中间连接插销（12）和第二中间连接插销（13）的同步反向转动；

所述从动内齿轮模块（4）包括内齿轮外连接杆（17）、内齿轮（18）和内齿轮内连接杆（19）；第一中间连接插销（12）和第二中间连接插销（13）伸入到内齿轮前板（6）的两个齿轮槽中心位置的部分上均固定有一个内齿轮内连接杆（19），两个内齿轮内连接杆（19）的一端均垂直连接在第一中间连接插销（12）和第二中间连接插销（13）的端部，内齿轮内连接杆（19）的另一端与内齿轮（18）铰接连接，且内齿轮（18）与内齿轮前板（6）的齿轮槽相啮合，内齿轮（18）的另一侧面固定连接在内齿轮外连接杆（17）的一端；第一中间连接插销（12）和第二中间连接插销（13）运动时分别带动两根内齿轮内连接杆（19）运动，进而带动内齿轮（18）沿着内齿轮前板（6）的齿轮槽进行周向运动和自转运动；

所述运动小人模块（5）包括第一连接销（20）、第二连接销（21）、第三连接销（22）、前臂杆（23）、上臂杆（24）和小人躯干（25）；所述第一连接销（20）、第二连接销（21）、第三连接销（22）、前臂杆（23）和上臂杆（24）均设置有左右对称的一对；所述上臂杆（24）的一端通过第一连接销（20）铰接在小人躯干（25）上，且第一连接销（20）铰接在内齿轮外连接杆（17）的一端；所述上臂杆（24）的另一端与前臂杆（23）的一端通过第二连接销（21）铰接，前臂杆（23）的另一端通过第三连接销（22）铰接在内齿轮前板（6）上；

底部连接销（9）和两根中间两侧插销（10）两端的固定均通过紧固圆块实现，紧固圆块为侧面设置有一个长方体槽的圆柱体，与连接销配合起到固定作用；

所有杆件及销轴的端部均呈圆角设置。

2.根据权利要求1所述的一种拼板式引体向上玩具装置，其特征在于：所述内齿轮前板（6）上设置有多个镂空槽，所述外齿轮后板（7）上也设置有多个镂空槽。

3.根据权利要求1所述的一种拼板式引体向上玩具装置，其特征在于：所述小人躯干（25）仿人形设计，含头部、躯干、腿部，小人躯干（25）的肩关节分别设置有一个圆形槽，通过第一连接销（20）连接内齿轮外连接杆（17）进行联动。

4.根据权利要求1所述的一种拼板式引体向上玩具装置，其特征在于：第一中间连接插销（12）和第二中间连接插销（13）与中心转动连接销（11）的距离均相等。

5.根据权利要求1所述的一种拼板式引体向上玩具装置，其特征在于：所述内齿轮前板（6）上的齿轮槽为齿根为60的齿轮槽。

Images