CN201094864Y - 一种太阳能摇摆玩具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能摇摆玩具，其包括一基座、一太阳能电池板、一电路板、一支架、一摆杆、一磁铁及一线圈。其中，线圈固设于上述基座内并位于上述磁铁的下方，该线圈与上述电路板电连接，由太阳能电池供电给电路板，通过电路板内的控制电路控制线圈的工作，使线圈所产生的磁场与磁铁的磁场形成相互作用力，进而配合磁铁的自身重力交互作用，驱使摆动件摆动。本实用新型采用太阳能电池供电，只要在有正常光的地方就能使其正常工作；另外，本实用新型的力度一般比较小，轻轻用手或干涉物接触即止，松开手或解决干涉物后即能恢复原有的动作，不会因为外界的影响而对电磁场及太阳能电池产生不利因素和对人体以及干涉物产生伤害及破坏。

Description

一种太阳能摇摆玩具

技术领域

本实用新型涉及摇摆玩具领域技术，尤其是指一种节能且可仿真公仔身体或头部摇摆动作之摇摆玩具。

背景技术

玩具领域技术发展迅速，之前有电动玩具、法条玩具、惯性玩具等。但一般电动玩具、法条玩具、惯性玩具的动作比较呆板及机械性，无法实现产品的灵活性；且电动玩具、惯性玩具、法条玩具会因设计、生产的疏忽而遗留下的安全隐患造成对幼儿直接或间接的伤害。另外，电动玩具存在废电池对环境造成不利影响、驱动马达不可能长时间工作、噪音大以及电擦所产生的火花对人体造成伤害等问题；

于是，随着玩具领域技术的发展，目前出现了一种综合物理力学、重力、磁场原理，具有节能、环保且安全特点的太阳能摆动玩具。而现有市面上太阳能摆动玩具的结构包括基座、壳身和摆动架；基座上安装有太阳能电池板，并基座内部安装有线路板；壳身安装于基座上，并壳身内固定有与线路板的控制电路导接的线圈；摆动架安装在壳身内并可自由摆动，其上还安装有磁铁；太阳能电池板通过导线与线路板的控制电路导接，控制电路对线圈供电使其产生磁场并与磁铁的磁场形成相互作用，驱使磁铁及摆动架摆动，进而使摆动架上部的玩具头型形成摆动效果。这类摆动玩具通常将线圈摆放在磁铁的侧面，根据磁场与重力原理，此种摆放方式并未充分利用重力作用，并且侧面磁场的作用力会使摆动架的两个水平支点产生倾斜令水平支点托力不平衡和摆动轴轴向移动，从而影响摆动效果。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种节能且可仿真公仔身体或头部摇摆动作之太阳能摇摆玩具，其利用太阳能电池供电，并通过合理设置线圈与磁铁的位置关系，有效利用磁场排斥力与磁铁自重力的交互作用，达到驱使公仔头部或身体作摇摆动作之功能，进而增强玩具的趣味性。

为实现上述之发明目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种太阳能摇摆玩具，包括

一基座，其内设有一容置空腔；

一太阳能电池板，其设于上述基座表面上；

一电路板，其设于上述容置空腔内，并与上述太阳能电池板电连接；

一支撑件，其固定在上述基座上；

一摆动件，其通过一转轴装置枢接在上述支撑件上；

一可作摆动动作的公仔外壳，其固接于上述摆动件上；

一磁铁，其固设于上述摆动件的下端面上；

一通电可产生磁场之线圈，其固设于上述基座内并位于上述磁铁的下方，该线圈与上述电路板电连接，由太阳能电池供电给电路板，通过电路板内的控制电路控制线圈的工作，使线圈所产生的磁场与磁铁的磁场形成相互作用力，进而配合磁铁的自身重力交互作用，驱使摆动件摆动。

所述公仔外壳包覆于支撑件和摆动件外，并至少包括一可作摆动动作的公仔壳身；所述摆动件由一横向的阻力臂和一纵向的动力臂组合成一T形结构，并公仔壳身固接于其阻力臂上。

所述公仔外壳还包括一可作摆动动作之公仔头部，该公仔头部的内部固接有一摆架，该摆架的中部通过一转轴装置枢接于支撑件上，摆架的两侧端对称固设有两从动磁铁；所述公仔壳身上固设有一与前述两从动磁铁的磁场相互作用驱使摆架摆动的主动磁铁，该主动磁铁位于两从动磁铁下方的中间位置。

所述转轴装置包括一横穿过摆动件的方轴，方轴两端都设置有一用于支撑方轴之圆环和一用于防止方轴作轴向移动的金属片。

所述基座下部设有一可在基座上前/后滑动的开关制，该开关制上设有一可控制摆架静止/运动状态之卡槽。

本实用新型的支撑件、摆动件及公仔外壳还可设为下述的结构形式：

所述支撑件包括两平行支架，它们分别固定在上述基座上侧面的两侧；

所述摆动件设于两支架之间，并摆动件由一横杆和一∪形架组成，横杆与两支架的上端部枢接，∪形架位于横杆的下方并其两延伸臂的端部固定在横杆上；

所述公仔外壳位于∪形架内侧并固定在∪形架体的上侧面上。

所述支架为倒V形结构。

所述横杆中部设有另一可随横杆转动的公仔外壳。

本实用新型与现有技术相比之有益效果在于：通过将磁铁摆于线圈的上方的合理设置磁铁与线圈的位置关系，并结合太阳能电池供电来驱动线圈产生的磁场与磁铁的磁场相互作用，最终达到驱使公仔头部或身体作摇摆动作之功能，增强玩具的趣味性。

磁铁摆于线圈的上方，从物理学、重力及磁场原理方面，充分克服因重心向不同推力方向偏斜而消耗推动力度及磁场交换等等阻力的影响，重心向下的作用能使摆杆保持设定方向摆动，消除因磁场产生不同方向的动力损耗，有效的避免转动轴轴向移动，从而使产品的动作更加优闲、柔美、灵活、轻巧。仿真动作更富有美感。

而且，本实用新型采用太阳能电池供电，只要在有正常光的地方，并将其按设定方向平整摆放及远离与磁铁干涉的物体就能使其正常工作。取代了现有技术玩具采用普通电池或市电作电源的供电方式，避免了废电池对环境造成不利影响和驱动马达噪音大等问题，从而达到了节能、环保的目的。

另外，本实用新型的力度一般比较小(MW级)，轻轻用手或干涉物接触即止，松开手或解决干涉物后即能恢复原有的动作，不会因为外界的影响而对电磁场及太阳能电池产生不利因素和对人体以及干涉物产生伤害及破坏。

附图说明

图1是本实用新型第一种实施例的组配状态立体示意图；

图2是本实用新型第一种实施例的组配状态剖视图；

图3是本实用新型第一种实施例的分解图；

图4示出了本实用新型第一种实施例线圈与驱动磁铁的位置关系；

图5示出了本实用新型第一种实施例主动磁铁与从动磁铁的位置关系；

图6是本实用新型之第二种实施例的组配状态立体示意图；

图7是本实用新型之第二种实施例的分解图；

图8是本实用新型之第二种实施例一剖示图；

附图标识说明：

10(10′)、公仔外壳  11、公仔双脚

12、公仔壳身  13、公仔头部

121、壳身前壳  122、壳身后壳  131、头部前壳  132、头部后壳

14(14′)、支撑件    141、支撑件前壳    142、支撑件后壳

141′(142′)、倒V形支架

20(20′)、基座    21、基座上盖    22、基座下盖

23(23′)、开关制  23a、卡槽

31(31′)、摆动件  31a、阻力臂  31b、动力臂

311、横杆    312、∪形架  312a、延伸臂  312b、∪形架体

32、头部摆架

41(41′)、驱动磁铁  42、主动磁铁

43、右从动磁铁  44、左从动磁铁

50、第一转轴装置  51、方轴  52、圆环  53、铜片

50′、第二转轴装置

60(60′)、太阳能电池板  70(70′)、电路板

80(80′)、线圈  90、另一公仔外壳

具体实施方式：

下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明：

参照图1至图3示出了本实用新型第一种实施例的具体结构，该太阳能摇摆玩具，包括一内部空心的公仔外壳10，其下方设有内部同样空心的基座20，公仔外壳10与基座20的内腔连通。其中公仔外壳10的双脚11固定在基座20上，而公仔外壳10的壳身12和头部13可作摇摆动作。

为方便本实施例中各部件工艺上的加工制作及生产组配，公仔壳身12由一壳身前壳121和一壳身后壳122组配而成，公仔头部13也由一头部前壳131和一头部后壳132组配而成，基座20则由一基座上盖21和一基座下盖22组配而成。

为实现公仔壳身12摇摆之功能，本实施例之摆动件设为一T形壳身摆杆31，该T形壳身摆杆31由一横向阻力臂31a和一竖向动力臂31b交叉组合而成，且其交叉位置处设有一可使壳身摆杆31绕其转动的第一转轴装置50。第一转轴装置50横穿过壳身摆杆31固定在一支撑件14上，支撑件14则固定在基座20上。而公仔壳身12则固接在壳身摆杆31的阻力臂31a上随摆杆31的摆动而摆动。

上述转轴装置50包括一方轴51，其横穿过上述壳身摆杆31，方轴51的两端轴套在两圆环52内，并可在圆环52内转动，而两圆环52则固定在支撑件14上，方轴51的两端顶靠在一倾斜摆放并与方轴端部的一尖点接触的固定铜片53上，方轴的端面与固定铜片53保证0.5-1.0MM的活动间距，防止方轴51与固定铜片53互相挤压及方轴51作轴向移动。本实施例使用方轴51作转轴之优点在于方轴51与圆环52之间为线接触，有别于圆轴与圆环52之间的面接触，同时方轴51与固定铜片53之间也是点接触，使得方轴51分别与圆环52、铜片53之间的摩擦极小，从而实现方轴51受到很小的力时就可转动。

同样为方便本实施例中各部件工艺上的加工制作及生产组配，支撑件14由支撑件前壳141和支撑件后壳142组配而成。上述壳身摆杆31设于支撑件14的内部容置空腔内，且壳身摆杆31向下穿出支撑件14，直伸入支撑件14下部之基座20内，并在壳身摆杆31之动力臂31b的下端面上套设有一驱动磁铁41。

驱动磁铁41的下方设有一线圈80，该线圈80固定在基座下盖22上。基座下盖22上设有一与该线圈80电连接的电路板70，电路板70则连接一固定在基座上盖上的太阳能电池板60。

参照图4示出了本实用新型线圈80和驱动磁铁41的相对位置关系，图中S、N代表磁场的两极，实践证明本实施例之最佳摇摆效果在于：线圈80的中心距驱动磁铁41的中心的横向距离A最好为偏右7.4mm左右，线圈80距磁铁41的纵向距离B最好为1.5mm左右。驱动磁铁41设于线圈80的上方，从物理学、重力及磁场原理方面，充分克服因重心向不同推力方向偏斜而消耗推动力度及磁场交换等等阻力的影响，重心向下的作用能使摆杆保持设定方向摆动，消除因磁场产生不同方向的动力损耗。

下面将本实用新型公仔壳身摆动的工作原理及过程介绍如下：

太阳能电池60在正常光的作用下，直接供电给与其电连接的电路板70，电路板70再供电给线圈80。线圈80随着电路板70规律的间断性电源而产生间断性的磁场。该间断性的磁场与壳身摆杆31上的位于其磁场范围内的驱动磁铁41的磁场互相作用，即利用磁场同性相斥的原理，给驱动磁铁41一排斥力，该排斥力克服驱动磁铁41和壳身摆杆31的自重，推动驱动磁铁41向外侧移动，因该驱动磁铁41固定在壳身摆杆31的下端部，从而推动壳身摆杆31的下端部绕转轴装置50向外侧作弧形摆动，进一步带动与其连接的公仔壳身12摆动。当驱动磁铁41继续向外侧摆动时，驱动磁铁41离线圈90的距离愈来愈远，根据磁场原理离磁场愈远其磁场作用力愈弱，当摆动到一定位置时，驱动磁铁41与壳身摆杆31的自身重力变得大于磁场的排斥力。这时，驱动磁铁41与壳身摆杆31的自身重力克服磁场的排斥力而向内侧作回复摆动，如此反复即形成壳身摆杆31以转轴装置50为支点的摇摆运动，进而带动与其固接的公仔壳身12作极富节奏和趣味的左右摇摆运动。

为实现公仔头部13的摇摆动作，本实用新型将公仔头部13固接在一公仔头部13内的头部摆架32上，该头部摆架32中部设有一与上述第一转轴装置同样结构的第二转轴装置50′，该第二转轴装置50′则横穿过头部摆架32后同样固定在支撑件14上。

头部摆架32的两侧倾斜固设有两从动磁铁43、44，位于两从动磁铁43、44下方的中间位置，设有一主动磁铁42，该主动磁铁42固定在壳身后壳122上，可随壳身后壳122的摆动而摆动。

参照图5示出了本实用新型主动磁铁与从动磁铁的相对位置关系，图中S、N代表磁场的两极，实践证明本实施例之最佳摇摆效果在于：主动磁铁42的中心距从动磁铁43、44的横向距离C最好为17.8mm左右，主动磁铁42距从动磁铁43、44的纵向距离D最好为13.8mm左右。从动磁铁43、44设于主动磁铁42的上方，从物理学、重力及磁场原理方面，充分克服因重心向不同推力方向偏斜而消耗推动力度及磁场交换等等阻力的影响，重心向下的作用能使摆杆保持设定方向摆动，消除因磁场产生不同方向的动力损耗。

下面将本实用新型公仔头部摆动的工作原理及过程介绍如下：

如前所述，主动磁铁42固定在壳身后壳122上，可随公仔壳身12的摆动而摆动，当主动磁铁42摆向一边(如左边)时，其距左边固定在头部摆动支撑件上的从动磁铁44的距离变小，根据磁场同性相斥的原理，主动磁铁42给左边的从动磁铁44一排斥力，从而推动头部摆架32以方轴61为支点向左摆动。摆动一定距离后，公仔壳身12的回复摆动使得主动磁铁42同样回复向右摆动，此时主动磁铁42与其右边的从动磁铁43的距离变小，并给右边的从动磁铁43一排斥力，从而带动右从动磁铁43与头部摆架32一起向右侧摆动。随着公仔壳身12的左右反复摆动，主动磁铁42则可带动从动磁铁43、44和头部支撑件32也作左右反复摆动，进而带动与头部摆架32固接的公仔头部13作极富节奏和趣味的左右摇摆运动。

有时人们需要使此摇摆玩具处于停止状态，为达到此目的，本实用新型在基座20的下方设有一滑动开关制23(参照图3)，其上设有一卡槽23a并可在基座底盖22上滑动，推动该卡槽23a可卡住壳身摆杆31的下端部，从而阻止壳身摆杆31的摆动，进而阻止公仔头部的摆动，即可达到停止本实用新型摇摆动作的目的。

参照图6至图8示出了本实用新型另一种实施例的具体结构，本实施例与前一实施例的相同之处在于：

1.关键部件及其位置关系相同，即同样设有基座20′、支撑件14′、摆动件31′、太阳能电池板80′、电路板70′、线圈80′和驱动磁铁41′；且支撑件14′同样固定在基座20′上，摆动件31′则同样与支撑件14′枢接，而太阳能电池板80′同样设置于基座20′表面；驱动磁铁41′同样设于摆动件31′的下端面上，而线圈80′则同样固定在基座20′内并位于驱动磁铁41′的下方位置；

2.同样设有用于控制摆动件31′静止/运动状态之滑动开关制23′；

3.动作原理相同，即同样是太阳能电池60′在正常光的作用下，直接供电给与其电连接的电路板70′，通过电路板70′内的控制电路控制线圈80′的工作，线圈80′所产生的磁场与摆动件31′上的位于其磁场范围内的驱动磁铁41′的磁场互相作用，驱使摆动件31′绕其转轴摆动，进一步带动固定于摆动件31′上的公仔外壳10′摆动。

本实施例与前一实施例的不同之处在于：

1.基座20、支撑件14′、摆动件31和公仔外壳10的形状及支撑件14′、摆动件31′与公仔外壳10′的相对位置与前一实施例不同。本实施例中支撑件14′和摆动件31′都由第一实施例中位于公仔壳身10′内部而改设于公仔壳身10′的外面，支撑件14′包括两倒V形支架141′、142′，它们分别固定在上述基座20上侧面的两侧；摆动件31′由一横杆311和一∪形架312组成，横杆311与两倒V形支架141′、142′的上端部枢接，∪形架322位于横杆311的下方并其两延伸臂322a的端部固定在横杆311上；公仔外壳10′位于∪形架312内侧并固定在架体312b的上侧面上。

2.仿真动作及其作仿真动作的部位不同，上一实施例为公仔壳身12′和公仔头部13′的摆动，而本实施例将整个公仔外壳10′设于摆动件31′上，即整个公仔外壳10′随摆动件31′的摆动作仿真荡秋千动作。另外在摆动件之横杆311的中部还设有另一公仔外壳90，其随横杆311的转动而转动。

当然，玩具的款式变化多样，基座、支撑件、摆动件和公仔外壳的形状根据需要可作多种变化，支撑件、摆动件、公仔外壳的相对位置同样根据需要也可作改变；因前述形状、位置的改变，公仔壳身或头部的仿真动作藉此也会发生变化。但前述内容的变动并未改变本实用新型的技术实质，因此仍属本实用新型的保护范围内。

综上所述，本实用新型之重点在于充分利用磁场同性相斥原理和重力作用，在与公仔壳身固接的摆动件上设置磁铁，而在磁铁的下方设置线圈，并通过太阳能电池供电和电路板的控制使线圈产生的磁场与磁铁的磁场相互作用，驱使壳身摆动件和公仔壳身作仿真摇摆动作。进一步可在摇摆的公仔壳身上设置主动磁铁，由该主动磁铁带动其上设有从动磁铁的头部摆架和与头部摆架固接的公仔头部作仿真摇摆。

以上所述，仅是本实用新型一种太阳能摇摆玩具的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1、一种太阳能摇摆玩具，其特征在于：包括

一基座，其内设有一容置空腔；

一太阳能电池板，其设于上述基座表面上；

一电路板，其设于上述容置空腔内，并与上述太阳能电池板电连接；

一支撑件，其固定在上述基座上；

一摆动件，其通过一转轴装置枢接在上述支撑件上；

一可作摆动动作的公仔外壳，其固接于上述摆动件上；

一磁铁，其固设于上述摆动件的下端面上；

一通电可产生磁场之线圈，其固设于上述基座内并位于上述磁铁的下方，该线圈与上述电路板电连接，由太阳能电池供电给电路板，通过电路板内的控制电路控制线圈的工作，使线圈所产生的磁场与磁铁的磁场形成相互作用力，进而配合磁铁的自身重力交互作用，驱使摆动件摆动。

2、根据权利要求1所述的太阳能摇摆玩具，其特征在于：

所述公仔外壳包覆于支撑件和摆动件外，并至少包括一可作摆动动作的公仔壳身；

所述摆动件由一横向的阻力臂和一纵向的动力臂组合成一T形结构，并公仔壳身固接于其阻力臂上。

3、根据权利要求2所述的太阳能摇摆玩具，其特征在于：所述公仔外壳还包括一可作摆动动作之公仔头部，该公仔头部的内部固接有一摆架，该摆架的中部通过一转轴装置枢接于支撑件上，摆架的两侧端对称固设有两从动磁铁；所述公仔壳身上固设有一与前述两从动磁铁的磁场相互作用驱使摆架摆动的主动磁铁，该主动磁铁位于两从动磁铁下方的中间位置。

4、根据权利要求1或3所述的太阳能摇摆玩具，其特征在于：所述转轴装置包括一横穿过摆动件的方轴，方轴两端都设置有一用于支撑方轴之圆环和一用于防止方轴作轴向移动的金属片。

5、根据权利要求1所述的太阳能摇摆玩具，其特征在于：所述基座下部设有一可在基座上前/后滑动的开关制，该开关制上设有一可控制摆架静止/运动状态之卡槽。

6、根据权利要求1所述的太阳能摇摆玩具，其特征在于：

所述支撑件包括两平行支架，它们分别固定在上述基座上侧面的两侧；

所述摆动件设于两支架之间，并摆动件由一横杆和一∪形架组成，横杆与两支架的上端部枢接，∪形架位于横杆的下方并其两延伸臂的端部固定在横杆上；

所述公仔外壳位于∪形架内侧并固定在∪形架体的上侧面上。

7、根据权利要求6所述的太阳能摇摆玩具，其特征在于：所述支架为倒V形结构。

8、根据权利要求6所述的太阳能摇摆玩具，其特征在于：所述横杆中部设有另一可随横杆转动的公仔外壳。

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