CN202724680U - 自主玩具车辆以及用于其的轨道系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自主玩具车辆以及用于其的轨道系统，提供了一种装置，其包括壳体、位于壳体内的旋转电机、适用于通过旋转电机旋转的偏心负载以及各个具有腿基部和在相对于腿基部的远端的腿尖的多条腿。腿在腿基部处耦合到壳体，并且包括至少一条驱动腿，该至少一条驱动腿由弹性材料构成，并且被配置成当旋转电机使偏心负载旋转时、使装置在由腿基部和腿尖之间的偏移量大致限定地方向上移动。

Description

自主玩具车辆以及用于其的轨道系统

相关申请的交叉引用

本申请是部分接续申请案，并且要求2011年11月28日提交的美国专利申请No.13/305,613在35U.S.C.§120下的权益，该申请通过引用整体结合于此，并且本申请要求2011年10月4日提交的题为“Vibration Powered Vehicle”的美国专利申请No.61/543,047在35U.S.C.§119(e)下的权益，该申请通过引用全部结合于此。 

技术领域

本发明涉及基于振荡动作和/或振动来运动的设备，可利用磁场部分地控制的自主设备以及用于设备的轨道。 

背景技术

振动驱动运动的一个示例是振动电子足球赛。振动的水平金属表面诱导的无生命塑料出现随机地或略微定向地运动。振动驱动运动的较近期的示例使用内部电源和位于车辆上的振动机构。 

产生运动诱导振动的一种方法是使用使连接到配重物的轴旋转的旋转电机。配重物的旋转诱发振荡运动。电源包括手动供能的上链弹簧或者直流电动机。最新的趋势是使用被设计为在静默模式下使寻呼机或手机振动的寻呼机电机。振动机器人(vibrobot)和刚毛机器人(bristlebot)是使用振动来诱发运动的车辆的两个现代的示例。例如，诸如振动机器人、刚毛机器人等的小型机器人设备能够使用带有配重物的电机来产生振动。机器人的腿通常是金属线或僵硬的塑料刚毛(bristles)。振动使整个机器人上下振动和旋转。由于没有实现有效的方向控制，因此这些机器人设备往往漂移和旋转。 

振动机器人倾向于使用较长的金属线腿部。这些车辆的形状和尺寸变 化很大并且通常是从较矮的2″设备到较高的10″设备。通常将橡胶垫脚添加到腿部以避免损坏桌面并且改变摩擦系数。虽然存在10-20的设计，但振动机器人通常具有3条或4条腿。身体和腿部的振动产生在方向和旋转方面几乎随机的运动模式。与墙壁的碰撞不会产生新的方向，并且结果是墙壁仅限制在那个方向上的运动。由于高度随机的运动，逼真的动作出现概率是很低的。 

刚毛机器人在文献中有时被描述为微型定向振动机器人。刚毛机器人使用上百个短尼龙刚毛作为腿部。刚毛和车身的最常用的来源是牙刷的整个头部。寻呼机电机和电池完全是通常的设计。运动根据电机和身体的方向以及刚毛的方向可以是随机的和无方向的。使用角度向后的刚毛和相连接的旋转电机的设计能够实现具有不同量的转向和侧身漂移的大致的前进方向。与诸如墙壁等物体的碰撞导致车辆停止，然后向左或向右转并且在大致的前进方向上继续运动。由于滑行运动和撞击墙壁的呆板反应，因此很难呈现逼真的动作。 

发明内容

通常，本说明书所述的主题的一个发明方面可实现为如下装置(例如，玩具车辆)，其包括电机、电池、适用于将电池连接到电机的开关、适用于接触表面并且在表面上滚动的多个车轮、连接到电机的振动机构以及至少一条驱动腿。由振动机构引起的振动使得，所述至少一条驱动腿使车辆运动通过表面。 

这些和其他的实施例各个可选地包括以下特征的一个或多个。一条或多条驱动腿向车辆的后端弯曲。车辆包括单条驱动腿。单条驱动腿处于横向的中心和/或朝向车辆的前端放置。一条或多条驱动腿由橡胶材料或其他弹性体构成。电机是旋转电机并且振动机构包括适用于由旋转电机旋转的偏心负载。旋转电机包括壳体并且偏心负载包括放置在壳体内的配重物。旋转电机的壳体包括由圆筒部分连接的两个平坦的、圆形侧面。电机包括与车辆适于移动的方向垂直并且与支撑车辆的表面平行的旋转轴线。电机适用于当从车辆的右侧观察时以顺时针方向旋转。车辆包括底盘，电机、 电池、开关和至少一条驱动腿连接到底盘。底盘包括用于容纳用于车轮的车轴的孔。底盘包括适用于支撑多个替换的轴距的孔。用于容纳车轴的一个或多个孔形成有槽，以在玩具车辆跳跃时允许对应的车轴竖直移动。开关包括适用于由与车辆相邻的磁铁驱动的磁簧开关。车辆可复制制造车辆并且具有小于制造车辆的1∶75的比例的尺寸。车辆具有小于2英寸的长度和小于1英寸的宽度。多个车轮包括前轮和后轮，电机纵向上位于前轮与后轮之间。电机处于车辆的横向中心。电机位于车辆的尽可能靠前的位置以使得尽可能大的能量转移到腿。电机偏到一侧以允许偏心传动。车辆包括适用于与后轮配合的后车轴并且电池纵向地位于后车轴的上方。电池相对于电机放置于车辆的后方。电池纵向地位于车辆的前轮与后轮之间。多个车轮包括橡胶圆周表面。多个车轮由塑料材料构成。 

通常，本说明书所述的主体的另一个方面可实现为如下装置，其包括适用于诱发车辆的运动的电机、电池、磁簧开关和多个车轮，其中磁簧开关适用于基于在车辆附近的磁场、将电池连接到电机或将电池与电机断开。 

通常，本说明书所述的主题的另一个方面可实现为如下系统，其中包括至少一个交叉口组件，其具有使交叉口组件与至少一个其他轨道组件相互连接的多个连接器。各个组件包括至少一个车道，并且交叉口组件包括磁铁，该磁铁在第一车道下方的至少第一位置和限定缩回位置的一者的第二位置或第二车道下方的第二位置之间可选择性地移动。可选择性移动的磁铁被包括在可选择性地连接到轨道组件的模块化交互设备中。 

这些和其他的实施例各个可选地包括以下特征的一个或多个。当磁铁处于第一位置时，磁铁适用于当玩具车辆在第一车道上移动时驱动包括在玩具车辆中的磁簧开关。磁铁适用于绕垂直于表面的轴线旋转，其中玩具车辆在该表面上运动。磁铁非直接地耦合到旋钮，该旋钮适用于在至少第一位置与第二位置之间旋转磁铁。交叉口组件包括制动器，其适用于倾向于将磁铁保持在第一位置和第二位置的一者当中。交叉口组件包括三路交叉口。交叉口组件包括适用于使玩具车辆转弯的曲线壁部分。交叉口组件包括四路交叉口。交叉口组件的车道中的至少一者包括与交叉口组件的车 道壁相邻的可选择性旋转的竖直换向器，并且可选择性旋转的竖直换向器适用于被可选择性地至少放置在由交叉口组件的车道壁限定的第一平面和与第一平面成倾斜角的第二平面之间。将可选择性旋转的竖直换向器放置为与第一平面成倾斜角适用于使玩具车辆改变方向。将可选择性旋转的竖直换向器放置为与第一平面成倾斜角适用于使玩具车辆转向具有不同方向的车道。交叉口组件包括一系列一个或多个主要车道和一组一个或多个辅助车道，并且磁铁的第一位置在辅助车道的特定的一个的下面。磁铁被耦合到用于使磁铁降低的按钮，第二位置位于该特定的辅助车道的、比第一位置更向下。系统还包括多个直线轨道组件和多个曲线轨道组件，并且各个组件适用于连接到其他组件的至少一个。车辆包括适用于基于磁铁的接近程度与车辆的电机连接或切断车辆的电池。车辆包括电机、电池、适用于将电池连接到电机的开关、适用于接触表面并且在表面上滚动的多个车轮、连接到电机的振动机构以及至少一条驱动腿，其中由振动机构引起的振动使得所述至少一条驱动腿使车辆运动通过表面。一个或多个轨道组件的至少一部分包括适用于当多个车轮中的任意数目的车轮与表面接触时与至少一条驱动腿接触的第一表面特征，并且一个或多个轨道组件包括适用于当多个车轮中的任意数目的车轮与表面接触时避免与至少一条驱动腿接触的第二表面特征。曲线双车道轨道具有凸出的实心车道间隔物以将汽车保持在其车道的内部。直线双车道轨道具有虚线状车道间隔物，以使得能够汽车在单个车道上发生碰撞时汽车可转向到相对的车道。 

通常，本说明书所述的主题的另一个方面可实现为如下方法，其包括以下步骤：诱发具有振动设备的玩具车辆的振动、以使得玩具车辆利用与轨道的第一表面接触的一个或多个驱动附属物和与轨道接触的车轮运动；以及至少以下步骤中的一个：基于轨道的适用于阻止与一个或多个驱动附属物接触的第二表面、使得玩具车辆能够以车轮滚动前进，或者利用与轨道相连接的磁铁使车辆停止，其中磁铁驱动将车辆的电池连接到电机的磁簧开关。 

通常，本说明书所述的主题的另一个方面可实现为如下车辆或其他装置，其包括电池；多个车轮，其中至少一个车轮适用于接触表面并且在表 面上滚动；连接到电池的振动机构；以及至少一条驱动腿。由振动机构引起的振动使得所述至少一条驱动腿使车轮运动通过表面。 

这些和其他实施例各个可选地包括以下特征的一个或多个。振动机构包括电机和适用于通过电机振荡的配重物。至少一条驱动腿向车辆的后方弯曲。玩具车辆包括单条驱动腿。单条驱动腿是处于横向中心或朝向车辆的前端放置中的至少一者。车辆包括一对驱动腿。一对驱动腿朝向车辆的前端放置并且在一对前轮的内部横向地间隔。至少一条驱动腿由橡胶材料、弹性体或热塑性弹性体构成。振动机构包括旋转电机，旋转电机具有壳体以及放置在壳体内部并且适用于由旋转电机旋转的配重物。旋转电机的壳体包括由圆筒部分连接的两个平坦的、圆形侧面。振动机构包括旋转电机和适用于由旋转电机旋转的配重物，配重物适用于绕与车辆适于移动的方向垂直并且与支撑车辆的表面平行的轴线旋转。配重物的质心与车辆的纵向中心线基本对齐。配重物位于车辆的支撑一对前轮的前车轴附近。配重物的旋转轴线与车辆的支撑一对前轮的前车轴基本对齐。电机包括与车辆适于移动的方向垂直并且与支撑车辆的表面平行的旋转轴线。电机适用于当从车辆的右侧观察时以顺时针方向旋转。车辆包括底盘，电机、电池、开关和至少一条驱动腿连接到底盘。底盘包括用于容纳用于车轮的车轴的孔。用于容纳车轴的一个或多个孔形成有槽，以允许在玩具车辆跳跃时对应的车轴竖直移动。前连接杆连接到底盘，其中连接杆连接到允许前轮在玩具汽车跳跃时竖直移动的枢轴。前轮可旋转地耦合到由前连接杆支撑的前车轴，前连接杆具有与前车轴平行并且与前车轴间隔开的枢轴。前车轴与适用于限制前车轴的槽相配合。至少一条驱动腿的腿尖和腿基部之间的纵向偏移量以及至少一条驱动腿的腿尖和腿基部之间的竖直偏移量，相对于与车辆的纵向尺寸正交的竖直平面形成至少25度角。至少一条驱动腿的腿尖和腿基部之间的纵向偏移量以及至少一条驱动腿的腿尖和腿基部之间的竖直偏移量，相对于与车辆的纵向尺寸正交的竖直平面形成至少40度角。多个车轮的至少一个的圆周表面从车轮的外边缘向外稍微倾斜。开关适用于由与车辆相邻的磁铁驱动。车辆可复制制造车辆并且具有小于制造车辆的1∶75的比例的尺寸。车辆具有小于2英寸的长度和小于1英 寸的宽度。多个车轮包括前轮和后轮，振动机构在纵向上位于前轮与后轮之间。车辆包括适用于与后轮配合的后车轴，并且电池在纵向上位于后车轴的上方。电池相对于振动机构位于车辆的后方。电池在纵向上位于前轮和后轮之间。 

通常，本说明书所述的主题的另一个方面可实现为如下车辆或其他装置，其包括电池；多个车轮，其中至少一个车轮适用于接触表面并且在表面上滚动；连接到电池的振动机构；以及多个刚毛。由振动机构引起的振动使得所述多个刚毛使车轮运动通过表面。 

这些和其他实施例各个可选地包括以下特征的一个或多个。振动机构包括电机和适用于通过电机振荡的配重物。振动机构包括旋转电机，旋转电机具有壳体以及放置在壳体内部并且适用于由旋转电机旋转的配重物，旋转电机的壳体包括由圆筒部分连接的两个平坦的、圆形侧面。振动机构包括旋转电机和适用于由旋转电机旋转的配重物，配重物适用于绕与车辆适于移动的方向垂直并且与支撑车辆的表面平行的轴线旋转。配重物的质心与车辆的纵向中心线基本对齐。配重物位于车辆的支撑一对前轮的前车轴附近。配重物的旋转轴线与车辆的支撑一对前轮的前车轴基本对齐。振动机构包括旋转电机，旋转电机具有与适于车辆移动的方向垂直并且与支撑车辆的表面平行的旋转轴线。电机适用于当从车辆的右侧观察时以顺时针方向旋转。车辆包括底盘，振动机构、电池和开关连接到底盘。底盘包括用于容纳用于车轮的车轴的孔。用于容纳车轴的一个或多个孔形成有槽，以允许在玩具车辆跳跃时对应的车轴竖直移动。前连接杆连接到底盘，其中连接杆连接到枢轴，枢轴允许耦合到前连接杆的车轮在玩具汽车竖直运动时竖直移动。前轮可旋转地耦合到由前连接杆支撑的前车轴，前连接杆具有与前车轴平行并且与前车轴间隔开的枢轴。前车轴与适用于允许前车轴的竖直运动的槽相配合。多个车轮的至少一个的圆周表面从车轮的外边缘向外稍微倾斜。开关适用于由与车辆相邻的磁铁驱动。 

通常，本说明书所述的主题的另一个方面可实现为如下车辆或其他装置，其包括适用于诱发自主车辆的运动的电机；电池；适用于基于在车辆附近的信号将电池连接到电机或将电池与电机切断的开关；以及多个车 轮。 

这些和其他实施例各个可选地包括以下特征的一个或多个。开关包括磁簧开关并且信号包括磁场。开关包括光学开关并且信号包括光学信号。开关适用于接收无线电信号并且信号包括无线电信号。开关包括触摸传感器并且信号包括适用于与触摸传感器配合的接触。多个车轮的至少一个的圆周表面从车轮的外边缘向外稍微倾斜。车辆包括底盘，振动机构、电池和开关连接到底盘。底盘包括用于容纳用于车轮的车轴的孔，用于容纳车轴的一个或多个孔形成有槽，以允许在玩具车辆跳跃时对应的车轴竖直移动。 

通常，本说明书所述的主题的另一个方面可实现为如下用于玩具车辆的轨道系统，其包括至少一个交叉口组件，其具有适用于使交叉口组件与至少一个其他轨道组件相互连接的多个连接器，其中各个组件包括至少一个车道，并且交叉口组件包括磁铁，该磁铁在与第一车道相邻的至少第一位置和限定缩回位置的一者的第二位置或与第二车道相邻的第二位置之间可选择性地移动。 

这些和其他实施例各个可选地包括以下特征的一个或多个。当磁铁处于第一位置时、磁铁适用于当玩具车辆在第一车道上移动时驱动在玩具车辆中所包含的开关。磁铁适用于绕与玩具汽车在其上运动的表面垂直的轴线旋转。 

通常，本说明书所述的主题的另一个方面可实现为如下用于玩具车辆的轨道系统，其包括一个或多个直线轨道组件，其具有侧壁和由虚线状凸起中心线所限定的多个车道，其中虚线状凸起中心线适用于使沿着车道中的一者行驶的车辆倾向于保持在该车道中。 

这些和其他实施例各个可选地包括以下特征的一个或多个。一个或多个曲线轨道组件具有侧壁和基本连续的凸起中心线，其中基本连续的凸起中心线适用于当车辆运动通过曲线时、使沿着车道中的一者行驶的车辆倾向于保持在该车道内，其中直线轨道组件中的各个包括连接器，连接器适用于将直线轨道组件与至少一个其他组件相互连接。虚线状凸起中心线和基本连续的凸起中心线由至少处于车道的边缘处的向上的斜坡限定。虚线 状凸起中心线和基本连续的凸起中心线由在车道的边缘处具有基本竖直的侧边的竖直突起来限定。 

通常，本说明书所述的主题的另一个方面可实现为如下用于玩具车辆的轨道系统，其包括用于轨道组件的附件，其中轨道组件包括一个或多个车道并且适用于与一个或多个其他轨道组件相互连接，并且附件包括信号产生机构，信号产生机构适用于在与附件相邻的轨道组件的车道附近产生信号，并且信号适用于驱动在位于车道的车辆中的开关，其中开关的驱动适用于使得来自在车辆中的电池的电力与车辆中的电机切断。 

这些和其他实施例各个可选地包括以下特征的一个或多个。信号产生机构包括磁铁，磁铁在与第一车道相邻的至少第一位置与限定缩回位置的第二位置之间可选择性地移动，所述磁铁适用于当所述磁铁处于第一位置时与车辆中的开关相互作用，以使得来自电池的电力与电机切断。信号产生机构选择性地产生光学信号，光学信号适用于当车辆位于与信号产生机构相邻的第一车道时、与车辆中的光学传感器相互作用，以使得来自电池的电力与电机切断。信号产生机构选择性地产生无线电信号，无线电信号适用于当车辆位于与信号产生机构相邻的第一车道时、与车辆中的无线电传感器相互作用，以使得来自电池的电力与电机切断。 

通常，本说明书所述的主题的另一个方面可实现为如下用于玩具车辆的轨道系统，其包括用于轨道组件的附件，其中轨道组件包括一个或多个车道并且适用于与一个或多个其他轨道组件相互连接，并且附件适用于当车辆位于与附件相邻的第一车道时、根据包含在附件中的开关的位置选择性地驱动在车辆中的手动开关，以使得来自电池的电力与电机切断。 

通常，本说明书所述的主题的另一个方面可实现为如下用于玩具车辆的轨道系统，其包括轨道组件，轨道组件包括用于自主车辆的一个或多个车道以及用于车辆的一个或多个车位，其中轨道组件适用于与一个或多个其他轨道组件相互连接，并且轨道组件包括与一个或多个车位中的各个相邻的磁铁，磁铁适用于当车辆在相应的车位中时、与在车辆中的开关相互作用，以使得来自电池的电力与电机切断。 

这些和其他实施例各个可选地包括以下特征的一个或多个。一个或多 个停车位中的各个还包括至少一个侧壁，以及将车位与轨道组件的车道隔开的较低形状的脊。 

本说明书所述的主题的一个或多个实施例的细节将在下面的附图和说明书中描述。根据说明书、附图和权利要求书，主题的其他特征、方面和优势将变得清楚。 

附图说明

图1是示例轮式车辆设备的侧视图。 

图2A是示例轮式车辆设备的底视图。 

图2B是描述了允许前车轴在设备跳跃时上下移动的竖直槽的、设备底盘的一部分的近距离侧视图。 

图3A和3B描述了可用来诱发轮式车辆设备的振动的两个替换旋转振动电机。 

图4是替换轮式车辆设备的侧视图。 

图5是图4的替换轮式车辆设备的底视图。 

图6描述了用于振动驱动轮式设备的示例底盘组件的底视图。 

图7是振动驱动轮式设备底部立体图。 

图8描述了吊杆组件的实施例。 

图9A-9B描述了吊杆的适用于将车轮保持在车轴上的加帽端。 

图10描述了吊杆组件的替换实施例。 

图11描述了车轮的实施例。 

图12描述了振动驱动设备的侧视图。 

图13描述了振动驱动设备的替换实施例。 

图14是示例轨道系统。 

图15描述了包括停止特征的示例交叉口组件。 

图16描述了便于停车的替换停止组件。 

图17和图18描述了具有用于可选择性地使得车辆转弯的可旋转竖直换向器的示例交叉口组件。 

图19描述了可在直线配置和转弯诱导配置之间手动地来回移动的替 换竖直换向器。 

图20描述了包括在侧壁之间的槽的轨道车道的截面图。 

图21描述了包括在侧壁之间的凸起特征的轨道车道的截面图。 

图22是轨道区段的端视图。 

图23是替换轨道组件的端视图。 

图24是直线轨道区段的立体图。 

图25是曲线轨道区段的立体图。 

图26是在具有模块化附件的轨道区段上的车辆的示例。 

图27描述了具有主要轨道区段和停车标志附件的轨道区段。 

图28A是具有主要轨道区段和收费站附件的轨道区段的立体图。 

图28B是具有带有车道控制标记的主要轨道区段和收费站附件的轨道区段的立体图。 

图28C是具有带有隐藏的车道控制标记的图28B的轨道区段的立体图。 

图29是图28A-C所示的轨道区段的正视图。 

图30是交叉口轨道区段的立体图。 

图31是替换交叉口轨道区段的立体图。 

图32是停车场轨道区段的立体图。 

图33是用于诱发具有振动设备的玩具车辆的运动的处理的流程图。 

在各图中相似的附图标记和名称指示相似的元件。 

具体实施方式

小型自主设备或振动动力车辆可被设计为，移动通过表面，例如地面、桌子或其他相对平滑和/或平坦的表面。微型设备(例如，被制作成类似于小尺寸汽车)可适用于自主地移动并且响应于外力(例如，通过轨道的侧壁引导)转向。此外，当设备与物体(例如，墙壁或其他车辆)碰撞时，该设备可被构造为以相对随机的方式偏转。通常，设备包括底盘、多个车轮、一条或多条驱动腿或驱动刚毛，以及振动机构(例如，使偏心负载旋转的电机或者弹簧式机械卷绕机构，适用于诱发配置物或适用于迅速 改变设备的质心的部件的其他布置的振荡的电机或者其他机构)。作为由振动机构诱发的振动的结果，当驱动腿或腿部接触支撑表面时，一条或多条驱动腿能够向前推动微型设备。 

微型设备的运动可通过，在设备内部或连接到设备的旋转电机结合质心相对于电机的旋转轴线偏置的旋转重物的运动来诱发。重物的旋转运动使得其连接到的电机和设备振动。在某些实施方式中，该旋转约在6000-9000转每分钟(rpm’s)的范围内，但能够实用更高或更低的rpm值。或者，振动机构能够操作来以非旋转的方式诱发振动。作为示例，设备能够使用存在于很多寻呼机和手机中的、当在振动模式时使寻呼机或手机振动的很多类型的振动机构。由振动机构诱发的振动能够使设备利用一条或多条腿或刚毛(例如，刚毛组)移动(例如，通过车轮滚动)通过表面(例如，地面)，其中一条或多条腿或刚毛被配置为当振动使设备上下运动时交替地弯曲(基于与表面的接触在特定方向上)并且返回到原来的位置。 

各种特征可结合到微型设备中。例如，设备的各种实施方式可包括用于帮助振动有效地转化为向前运动的特征(例如，一条或多条腿的形状、腿的数目、腿尖的摩擦特性、腿的相对刚度或柔性、腿的弹性、旋转配重物相对于腿的相对位置)。设备运动的速度和方向可取决于很多因素，包括电机的转速、连接到电机的偏置重物的尺寸、电源、连接到设备的底盘的一条或多条驱动腿的特性(例如，尺寸、方向、形状、材料、弹性、摩擦特性等)、设备在其上操作的表面的性质，设备的总重量、设备或驱动腿的自然振荡频率等。设备的组件可被放置成保持相对较低的重力中心(或质心)以防止翻倒(例如，基于腿尖之间的横向距离)。 

图1是示例轮式车辆设备100的侧视图。图2A是示例轮式车辆设备100的底视图。设备100包括底盘105和多个车轮110，其包括一对前轮110a和一对后轮110b。底盘105支撑或包括用于旋转振动电机115(在该示例中，具有内部偏心重物或负载的硬币或煎饼式振动电机，但也可以是其他类型的振动电机)和电池电源120。线125将电池120经由开关机构130连接到电机115，其中开关机构130包括用于手动打开和关闭设备100的外部滑动开关135。在下面进一步描述的某些实施方式中，开关机构可 包括磁簧开关，其适用于(即使当滑动开关在打开位置时)在设备100的附近存在足够的磁场以驱动磁簧开关时将电池120与电机115断开(或连接)。也可使用其他类型的开关机构，诸如在存在选择性产生的光信号的情况下可被驱动的光学传感器(例如，光学检测器)、在存在选择性产生的无线电信号时可被驱动的无线电信号传感器，或者在存在选择性可移动接触的情况下可被驱动的接触传感器等。驱动腿140连接到底105。在该实例中，描述了布置成朝向设备100的纵向前端的单个驱动腿140。驱动腿140还可位于设备100的横向尺寸的中间处或附近。在某些实施例中，可使用多于一个的驱动腿140，并且一条或多条驱动腿可放置在沿着纵向尺寸的任何地方(例如，设备100的中间或后端附近)并且可横向地间隔开(例如，靠近设备100的横向边缘)。各对车轮110a、110b通过对应的车轴145a、145b可旋转地连接到底盘105，但在某些实施例中各个车轮110可具有对应的单独的车轴145。设备100从而通过适用于停留在支撑表面150上的车轮110而被支撑在表面150上。通常，驱动腿140比接触支撑表面150的腿尖更朝向设备的前部地连接到底盘105，并且足够长且足够坚硬以支撑设备100的至少一些重量。同时，驱动腿140足够柔韧以在旋转电机诱发设备100的振动时弯曲。在某些实施例中，驱动腿140通常使车轮110a离开支撑表面150。至少在这种情况下，一对前轮车轮110a不一定在对应的车轴145上旋转，并且可通过类似于车轴或通过一些其他连接固定地连接到设备100。 

在操作中，当开关130打开时，旋转电机115通过使内部偏心负载或配重物在与支撑表面150垂直并且与设备100的纵向尺寸对齐的平面上旋转、来诱发振动。因此，偏心负载的旋转轴与运动方向垂直并且与支撑表面150平行。该方向能够使得在电机115的其他方向上存在的横向力最小化或消除，这反过来可帮助设备100趋向在直线方向上移动。此外，将电机115横向地放置在中心，可使扭矩最小化或消除，这进一步帮助在直线方向上运动。旋转电机115还可放置在前车轴和后车轴145a、145b之间的纵向尺寸上。 

设备100的振动使得驱动腿140向前推动设备100。具体而言，偏心 负载的旋转诱发向上和向下的力(即，远离和朝向支撑表面150的力)。由偏心负载的旋转诱发的向下的力使驱动腿140压缩并弯曲，并且腿沿着由偏心负载的旋转诱发的向上的力的跳回使设备100跳跃。腿的重复的压缩、弯曲和跳跃使设备100向前运动。在某些情况下，跳跃足以使驱动腿140离开支撑表面，而在其他情况下，跳跃不能使驱动腿140离开支撑表面但足以减小驱动腿140与支撑表面之间的摩擦力。通过将旋转电机115定向为当面向设备100的右侧时径向电机旋转方向是顺时针方向，电机的力的向前分量在驱动腿140离开支撑表面150时进一步倾向于向前推动车辆，并且当驱动腿140与支撑表面接触并且用作抵抗向后运动的制动器时，电机的力的向后分量被最小化。然而，在某些实施方式中，电机115可以被定向为，使得当面向设备100的左侧时径向电机旋转为顺时针。电池120还可放置为朝向设备100的后方(例如，在后车轴145b的上方但是靠近后车轴145b)，这可以通过减小绕后车轴145b的旋转力矩的惯性来帮助前端的跳跃。或者，在某些实施例中，电机115可以被定向为，使得当面向设备100的左侧时径向电机旋转为顺时针。电池120可以在前车轴145a和后车轴145b之间纵向地放置。此外，设备100可包括允许前车轴145a(并且从而前轮110a)随着设备100跳跃而上下移动的竖直槽(如165所示)，这使得前轮110a在至少更大比例的时间与支撑表面150保持接触，从而帮助向前移动的趋势，并且还进一步减小在设备100的前端跳跃时绕后车轴145b的旋转力矩的惯性。 

图2B是描述了允许前车轴145a在设备100跳跃时上下移动的竖直槽165的、底盘105的部分160的近距离侧视图。如170所示，前车轴145a在移动前后限制在槽内的同时自由地在槽165中上下滑动。 

虽然在图1和图2A中未示出，但是设备100包括壳体或车盖(例如，类似于车辆)。这样的壳体可以隐藏驱动部件(例如，电机115、电池120、线125和开关机构130)。在某些实施例中，壳体是可移除的(例如，利用卡在底盘105上的耳片)并且因此能够使用可互换的壳体。设备100例如能够复制制造车辆并且可具有小于制造车辆的1∶75的比例的尺寸(例如，作为紧凑型驱动系统的结果)。设备100例如能够具有小 于2英寸的长度以及小于1英寸的宽度。在某些实施例中，底盘105可包括在不同的前面和后面的位置处的多个前和/或后车轴孔，以允许移动车轴并且支撑不同的轴距(例如，对于不同的壳体)。较长的轴距还可进一步增强在直线方向上运动的趋势。 

设备的运动还可受到驱动腿140(或腿)的几何形状的影响。例如，一条或多条驱动腿的腿尖(即腿的接触表面150的端部)与腿基部(即腿的连接到设备壳体的端部)之间的纵向偏移量在设备振动时诱发在向前的运动。至少在驱动腿中包括一定的曲率，由于腿在振动迫使设备向下时易于弯曲使设备向前运动并且然后在振动迫使设备向上时弹回到较直的配置(例如，导致完全或部分地跳离表面，使得腿尖向上向前移动或向前滑过表面150)，因此可进一步帮助向前的运动。还能够通过改变一条或多条驱动腿140相对于表面150的角度，使得一条或多条驱动腿140倾向于产生较少的跳跃和较多的前推，来增大速度。具体而言，增大腿尖与腿基部之间的纵向偏移量(不增加腿的长度)可增大速度。例如，腿尖与腿基部之间的纵向偏移量可以近似等于腿尖与腿基部之间的竖直偏移量(即，腿向后转约90度)，但是在通常的实施例中、腿向后转约至少10度(例如，15度)并且通常大于约25度(例如，约40度)。较小的角度(即更接近竖直方向)将倾向于使设备跳跃得更多，而更大的角度倾向于使设备运动得更远。 

一条或多条驱动腿140诱发向前运动的能力能够产生部分来自设备的在有弹性的腿(例如，使用橡胶材料或其他弹性体，使用弹性塑料、或使用刚毛)上竖直地振动。一条或多条驱动腿140的性质可有助于一条或多条驱动腿140产生向前运动的倾向以及设备100倾向于运动的速度，其性质包括腿基部相对于腿尖的位置、一条或多条腿140的弹性、曲率的量、腿相对于支撑表面的角度，以及摩擦系数(至少对于接触支撑表面150的腿尖)。采用具有摩擦系数足够的圆周表面的车轮110(例如，橡胶或其他弹性体)也可减小横向漂移的倾向性。然而，在某些情况下，至少一些横向漂移是期望的(例如，用于转向离开障碍物和/或用于沿着侧壁或意图使设备100转弯的其他引导机构转弯)。因此，可以使用具有相对较低的 摩擦系数的车轮110(例如，由相对较硬的塑料构造的车轮)。 

例如，设备还可被配置成在由偏心负载的旋转诱发的振动引起跳跃时便于某些转弯。跳跃还可引起垂直加速度(例如，离开表面150)和向前加速度(例如，通常朝向设备100的向前运动的方向)。在每个跳跃期间，一条或多条驱动腿140和前轮110a能够跳跃(完全或不完全离开支撑表面150)，以允许设备100至少响应于(例如，来自侧壁)外部横向力转向一侧或另一侧。如果将腿的几何形状和/或配置设置为增大跳跃的幅度，则可增加便于转弯的倾向。 

一条或多条驱动腿140的几何形状可有助于设备100运动的方式。腿的几何形状的方面包括：将腿基部放置在腿尖的前面、腿的曲率、腿的偏转性质等等。通常，根据腿尖相对于腿基部的位置，设备100可体验到不同的行为、包括设备100的速度。例如，如果当设备100被放置在支撑表面150上时、腿尖近似在腿基部的正下方，由振动引起的设备100的运动可受到限制或妨碍。这是因为，在空间中连接腿尖和腿基部的线具有很小或者没有坡度。换句话说，在腿尖与腿基部之间的腿140中没有“倾斜度”。然而，如果腿尖被放置在腿基部的后面(例如，距离设备100的前端更远)，那么设备100可运动得更快，这是因为优化了一条或多条驱动腿140的坡度或倾斜度，提供了更有利于运动的腿的几何形状。 

腿可以是直的或弯曲的。腿的几何形状可基于包括腿长度、直径和曲率半径的各种腿的测量值的比值来限定和实施。可使用的一种比值是腿140的曲率半径与腿的长度之间的比值。仅作为一个示例，如果腿的曲率半径是49.14mm并且腿的长度是10.276mm，那么比值是4.78。在另一个示例中，如果腿的曲率半径是2.0英寸并且腿的长度是0.4英寸，那么比值是5.0。可使用其他的腿140长度和曲率半径，以产生引起设备100的适合的运动的曲率半径与腿的长度的比值。通常，曲率半径与腿的长度的比值可以在2.5到20.0的范围内。曲率半径可以从腿基部到腿尖近似一致。然而，该近似一致的曲率可包括某些变化。例如，在设备的制造期间(例如为了从模具中移出)可能需要在一条或多条腿中的一些锥角。这样的锥角可能引入在总曲率上的变化，该变化通常不会阻碍曲率半径从腿基 部到腿尖近似一致。 

可用来描述设备100的特征的另一个比值是涉及腿长度与腿半径或厚度(例如，如在腿的中间所测量的，或者如基于在腿的整个长度上的平均腿直径和/或关于腿的周长所测量的)的比值。例如，一条或多条腿140的长度可以指哎0.2英寸到0.8英寸的范围内(例如，0.405英寸)，并且可与在0.03到0.15英寸范围内(例如，0.077英寸)的腿的厚度成比例(例如，5.25倍)。以另一种方式表达，一条或多条腿140可以是约它们的长度的约15％至25％那么厚，但也可使用更大或更小的厚度(例如，在腿长度的5％到60％的范围内)。腿长度和厚度还取决于设备100的总尺寸。通常，至少一条驱动腿可具有在2.0到20.0(即，在腿长度的5％到50％的范围内)的范围内的腿长度与腿直径的比值。 

如上所述，一条或多条驱动腿140可以是弯曲的。由于一条或多条驱动腿140通常由弹性材料制成，一条或多条驱动腿140可有助于设备100的向前运动。使腿弯曲可通过增加腿相对于直的腿压缩的量来，加强设备100的向前运动。该增加的压缩量还可增强车辆跳跃。一条或多条驱动腿140还可具有从腿基部到腿尖的至少某程度的倾斜。 

一条或多条驱动腿140通常由橡胶或其他柔韧但有弹性的材料(例如基于肖氏A标度硬度接近55或基于肖氏A标度硬度在45-75范围内的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)。因此，当施加力时，腿易于偏转。通常，一条或多条一条或多条驱动腿140包括足够的硬度和弹性以便于在设备振动时一致向前运动。腿材料的选择对设备100怎样运动有影响。例如，所使用的材料的类型及其弹性程度可影响由振动引起的一条或多条一条或多条驱动腿140的回弹量。结果，设备100的速度可根据(在包括腿尖相对于腿基部的位置在内的其他因素当中)材料的硬度而变化。通常，在一条或多条一条或多条驱动腿140中使用较坚硬的材料可产生更大的回弹，而较柔软的材料可吸收由振动产生的能量，这倾向于减小设备100的速度。 

图3A和图3B描述了可用来诱发轮式车辆设备的振动的两个替代的旋转振动电机。图3A示出了旋转电机305，其适用于当电力供应到电机305时，使外部偏心负载310绕旋转轴线315旋转。图3B示出了(例如，如 包括在图1的设备100中的)旋转电机320，其使得包含在电机320的壳体内的内部偏心负载绕旋转轴线旋转。在任何一种情况下，电机305、320耦合到配重物或偏心负载并使其旋转，其中配重物或偏心负载具有相对于电机310、320的旋转轴线315离轴的重心。 

图4是替换轮式车辆设备400的侧视图。图5是图4中替换轮式车辆设备400的底视图。替换轮式车辆设备400包括在本示例中位于前轮410a后面的两个驱动腿440。设备400还包括电池420和纵向地位于前轮410a和后轮410b之间的旋转电机415。此外，设备400还包括电机415外部的偏心负载460(例如，图3A的电机305和外部偏心负载310)，其与存在于图1的设备100的偏心负载相比可产生更大的横向力。这样的横向力可使设备以较少的直线运动并且具有较多的不确定的运动。其他的替换实施方式也是可以的。例如，旋转电机可具有与设备和/或旋转电机的运动方向垂直的旋转轴线并且电池可并排放置。 

诸如设备100或设备400等的振动驱动轮式车辆，或者具有其他驱动机构的车辆可与轨道系统连接使用。轨道系统可以是模块化的并且包括能够以几乎任何配置组装(例如，利用连接器卡在一起)的组件。轨道系统可包括用于沿着直线和曲线路径引导车辆的墙壁或其他突出物。此外，一些突出物或引导构件可选择性地放置成引起不同的行为(例如，转弯或直行)。轨道系统还包括可用于驱动在车辆中的磁簧开关以使车辆停止的内置磁铁。这样的磁铁可被选择性地移动为更加靠近或更加远离与磁铁邻近(例如，上方或旁边)的车辆，以选择性地驱动或不驱动这样的磁簧开关。轨道系统的组件可包括一个或多个车道。 

图6描述了用于振动驱动轮式车辆的示例底盘组件600的底面立体图。组件600包括适用于支撑旋转电机615的底盘605，并且包括电池壳体620(例如，其中电池可从上侧插入和移除)。旋转电机615能够使与冠齿轮635啮合的多齿齿轮630旋转，多齿齿轮630反过来使配重物625旋转。配重物625例如可以与冠齿轮635一体地形成。两个驱动腿640在配重物625的两侧上连接到底盘。底盘605还包括用于前车轴和后车轴的车轴孔645a和645b。在所描述的示例底盘组件600中，配重物625在与 前车轴孔645a相同的轴线上旋转，并且从而可以在也支撑车轮的轴上旋转，但是车轮也可以不通过配重物625的旋转驱动。在某些实施例中，配重物的偏心部分的质心与车辆的中心线基本对齐，以帮助较直的追踪(即，在大致直线方向上运动)。此外，配重物的质心也可以与车辆的中心线基本对齐以避免引起转向一侧或另一侧的倾向。 

图7是振动驱动轮式车辆700的底部立体图。车辆700可以在图6所示的底盘组件600上构造，并且包括前轮710a和后轮710b、底盘盖750以及从底盘盖750突出的开关735。吊杆755支撑前车轴745a并且在760处绕由吊杆的前部限定的轴线枢轴地转动，这允许车轴745a在槽765中上下移动。该上下移动在驱动腿740倾向于使车辆700上下跳跃时、使前轮710a维持与支撑表面接触。底盘盖750的前部770在下端限制吊杆755的绕轴转动。 

图8描述了吊杆组件800的实施例。组件800包括吊杆805，吊杆805的一部分用作一对车轮810的车轴(如815所示)。 

图9A至图9B描述了适用于将车轮(例如，图8的车轮810)保持在车轴上的吊杆的加帽端900。 

图10描述了吊杆组件的替换实施例1000。组件1000包括吊杆1005，吊杆1005的一部分用作一对车轮1010的车轴(如1015所示)。然而，在该实施例中，吊杆1005的车轴部分1015与车轴轴承1020的内部啮合，车轴轴承1020装配在车轮1010的轴承孔内。 

图11描述了车轮的实施例1110。车轮1110包括内部定向锥(如1115所示)，其可减小振动驱动车辆跳过低障碍的倾向性。 

图12描述了振动驱动设备1200。如图所示，设备1200示出了一条或多条驱动腿的两种替换配置，包括较直立的驱动腿1210和更大角度或较倾斜的驱动腿1205。通过使用更倾斜的驱动腿1205，可使得向前运动的速度最优化并且可减小跳跃的数量。此外，图12描述了腿尖与车轮行程之间的相对位置。通常，腿1205或1210应该在前轮的最高位置下方的某个距离(如1215所示，例如，0.5mm)处接触支撑表面，并且前轮的最高位置(如图所示)与前轮的最低位置(如1225所示)之间的行程(如 1220所示)应该足够使得，即使当作为振动机构与驱动腿1205或1210的相互作用的结果设备1200跳跃时、车辆也保持与接触表面接触。通常，对于给定材料，随着腿变长，需要较弱的倾斜以实现最大速度。 

图13描述了振动驱动设备的替换实施例1300。设备1300包括在车辆的上边缘的上方连接到底盘1305的、一条或多条较长的驱动腿1310。这样的较长的驱动腿1310能够帮助提高速度。而且，将旋转电机1315放置在前车轴的上方，相对于被放置在设备中更向后的电机也便于增大速度。 

图14是示例轨道系统1400。轨道系统1400可包括多个轨道组件，其包括直线轨道部件1405、弯轨组件1410、三路交叉口组件1415和四路交叉口组件1420。每个轨道组件包括一个、两个或多个车道1425，其可包括至少一些部分引导穿过车道1425的车辆1430的侧壁。三路交叉口组件1415包括内置于侧壁的重定向特征1435，其通过沿着在侧壁中的曲线突出物(如1436所示)引导车辆1430，在车辆1430进入交叉口并且到达侧壁时使车辆1430转弯(例如，向左)。交叉口组件1415和1420可包括使车辆在交叉口停止的停止特征1440。例如，停止特征1440可使用磁铁1445，其可在车道下方旋转或者升高以及降低到车道下方，以选择性地驱动在车辆1430中的磁簧开关。可利用控制旋钮或按钮1450来磁铁1445的位置。交叉口组件1415和1420还可包括竖直换向器突出物1455，其可以利用控制旋钮或按钮1460选择性地旋转以使得车辆1430转弯或继续直行。此外，轨道系统可包括专用组件1465，其用于将车辆1430转移到一个或多个辅助车道(例如，进站或燃气站类型的区域)，一个或多个辅助车道也可以包括磁铁，该磁铁停止车辆1430，直到推动按钮1470、从磁场释放车辆1430(例如通过将磁铁移动到辅助车道的更下方)为止。 

图15描述了包括停止特征的示例交叉口组件1500。停止特征可利用被隐藏在交叉口组件下方的可旋转轮1505来实现，其中交叉口组件1500包括连接到可旋转轮1505的磁铁1510。可旋转轮1505可利用旋钮1515来旋转，其中旋钮1515非直接地使可旋转轮1505旋转(例如，利用齿轮机构)以选择性地将磁铁1510放置在某个车道的下方(即，使车辆在那些车道停止)或远离车道(即，允许车辆自由地通过)。因此，磁铁1510 可绕与交叉口组件1500(其中车辆在其上运动)的表面垂直的轴线旋转。在某些实施例中，旋钮1515可允许用户向下推动可旋转轮1505并且将其锁定在交叉口组件1500的足够远的下方，以使得磁铁1510不妨碍在任意方向上的车辆。 

图16描述了便于使车辆停止的替换停止组件1600。替换停止组件1600包括旋钮1605，其用于通过臂1615转动连接到旋钮1605的磁铁1610。利用旋钮1605，磁铁1610可被选择性地放置在车道的下方(以使车辆停止)或远离车道(允许车辆通过)。 

图17和图18描述了交叉口组件1700，其具有用于选择性地使车辆转弯的可旋转竖直换向器1705。可旋转竖直换向器1705可连接到可旋转轮1710，可旋转轮1710可利用旋钮1715转动，旋钮1715利用齿轮机构1720非直接地耦合到可旋转轮。通过旋转旋钮1715，竖直换向器1705可在与邻近的车道壁1725基本相同的平面位置和与邻近的车道壁1725成斜角的平面之间移动。制动器可用于使竖直换向器1705趋向所需的位置(例如，便于使车辆直线行驶或使车辆转向具有不同方向的车道)。 

图19描述了可在直线配置和转弯诱导配置之间手动地来回移动的替换竖直换向器1900。再次，制动器可用于使竖直换向器1900趋向两个或多个所需位置。 

在某些实施方式中，轨道系统可包括斜坡或斜面。通过包括至少基本防止一条或多条驱动腿与表面接触的在轨道上的表面特征，可使得振动驱动轮式设备自由地滚动(例如，走下坡)。 

图20描述了包括在侧壁2010之间的槽2005的轨道车道2000的截面图，槽2005用于防止振动驱动轮式设备(例如，图1的设备100)的驱动腿接触轨道表面2015。槽2005可用在下坡轨道区段上，例如允许设备自由地滚动。槽2005也可以用在较短区段上以使车辆减速。 

作为替换，在使用较短的驱动腿的情况下，可使用平坦表面来代替槽2005，以允许设备自由地滚动。在这样的情况下，轨道的一部分可包括凸起特征，该凸起特征与驱动腿配合以使得驱动腿能够推动设备。 

图21描述了包括在侧壁2110之间的凸起特征2105的轨道车道2100 的截面图，其中凸起特征2105用于当车轮在轨道表面2115上滚动时与振动驱动轮式设备(例如，图1的设备100)的驱动腿啮合。凸起特征2105可用在其中车辆能够利用一条或多条驱动腿推动其本身的轨道区段上。 

图22是轨道区段2200的端视图。轨道区段2200包括由侧壁2210限定的车道2205和中心线隆起2215。中心线隆起2215可用于管理车辆穿过轨道的车道使用。中心线隆起2215可以足够高以易于将车辆保持在特定的车道中，而足够低以允许车辆偶然地(例如，如果发生碰撞或如果车辆以足够的角度靠近中心线隆起2215)跨越到其他车道。 

图23是替换轨道区段2300的端视图。轨道区段2300包括由侧壁2310限定的车道2305以及抬高的中心线2315。因此，各个车道2305从抬高的中心线2315向各个侧壁2310倾斜。抬高的中心线2315可用于管理车辆穿过轨道的车道使用。抬高的中心线2315可以足够高以易于将车辆保持在特定的车道中，而足够低以允许车辆在至少某些情况下跨越到其他车道中。 

图24是直线轨道区段2400的立体图。该轨道区段包括在车道2405之间的虚线样式的中心线隆起2415。虚线样式易于在直线轨道区段中将车辆保持在他们的车道中，而且提供了偶然地跨域到其他车道的可能性。而且，虚线样式服务于如下目的，若车辆开始跨越中心线，则使车辆更容易地改变车道(或返回到原来的车道)。具体而言，在一侧上的车轮和/或车辆的后轮能够更容易地滑过虚线样式中的间隙，以使得车辆完成车道改变。 

图25是曲线轨道区段2500的立体图。曲线轨道区段2500包括在车道2505之间的实中心线隆起2515。实中心线隆起2515尤其是在转弯的内车道上提供更好的车道管理，以防止车辆跨越到其他车道。在某些实施例中，可使用基本连续的中心线隆起2515，例如以便于使得已经部分地跨越中心线的车辆完成跨越或返回到原来的车道。 

图26是在轨道区段2600上的车辆2605的示例。轨道区段2600包括主要轨道区段2610和夹到主要轨道区段2610中的槽(如2620所示)上的模块化附件2615。模块化附件可包括与主要轨道区段2610的侧壁2630相 邻的磁铁2625。磁铁2625能够产生于车辆2605中的磁簧开关2635相互作用的磁场，并且使到驱动机构(例如，图1的旋转电机115)的电力被切断，这反过来使得车辆2605停止。磁铁2625可被旋转或移动(例如，通过手动或自动控制杆或开关)以远离图26所示的位置(例如，向上或向侧边)，使得磁场不再与磁簧开关相互作用，这可以使到驱动机构的电力重新应用，这反过来使车辆2605再次开始运动。 

在替换实施例中，不是使用磁铁和磁簧开关，开关2635可包括光学检测器，其检测在轨道区段2600的表面上的标记，或者对车辆2605附近的光的性质作出反应。标记可包括例如不同宽度的线，其使得当光学检测器检测到汽车正运动通过的线时开关2635可切断来自电机的电力。因此，这样的标记可用于使车辆2605停止。此外，相对较窄的线可用于通过当车辆2605移动通过较窄的线时替换地关闭电机并且当动量携带着车辆2605通过了较窄的线时允许电机开启，以使得车辆2605减速。较宽的线可用于使车辆2605完全停止。逐渐加宽的线还可用于使车辆逐渐减速直到停止。还可以使用除线以外的其他类型的标记。线或标记可具有与轨道的其他表面不同的颜色，或者可具有不同的反射性(例如，如果光学检测器足够灵敏以检测出当车辆2605经过标记时的反射光之间的不同)。光学检测器也可以对环境光线敏感或者可以依靠轨道区段2600中所包括的主动照明特征。 

也可以使用在轨道表面上的不同图案的标记，以引起由车辆2605进行的不同的行为。例如，包括在车辆2605中的处理器在光学传感器感知到轨道表面上的标记时可接收来自光学检测器的数据，并且处理器被编程为引起不同的反应动作。一系列的等间距线可使车辆2605逐渐减速，实心宽线可使车辆2605停止，一系列成对分组的线可使得车辆2605向右转，并且一系列三个一组的线可使车辆2605向左转。或者，可使用不同的颜色来引起不同的动作。作为另一个替换例，车辆2605可包括两个或多个横向间隔的光学检测器，并且动作可依赖于一个或多个光学检测器中的哪一个检测到了在表面上的标记。可利用任何适合的技术、包括本领域已知的技术来实现转弯。 

图27描述了具有主要轨道区段2710和停车标志附件2715的轨道区段2700。当具有磁簧开关的车辆运动靠近停车标志附件2715时，磁铁2725能够使车辆中的常闭磁簧开关打开，从而关闭在车辆中的电机，使车辆停止。磁铁2725可耦合到停车标志2740的基部。通过使停车标志2740如2745所示向下旋转或者如2750所示绕停车标志柱的轴线旋转，能够以使得磁簧开关再次关闭的方式移动磁铁2725，从而使电机开启且使车辆开始运动。将停止标记2740移回图中所示的位置可以再一次使得靠近停车标志附件2715的车辆再次停止。作为替换例，可将磁铁2725放置在主要轨道区段2710的下面，并且停止标记2740的转动或移动可使得磁铁滑动或转动从而远离轨道区段2710。还可以使用用于使车辆选择性地停止的其他技术。例如，如上所讨论的，车辆可以包括检测在轨道区段2700的表面上的图案或标记的光学检测器。停车标志2740在第一方向上或到第一位置的旋转或移动可使得图案或标记被移动到轨道的车道下方的位置，或者在轨道的车道下方呈现，而在第二方向上或到第二位置的旋转或移动可使得图案或标记被移动为远离车道或者被隐藏。 

图28A是具有主要轨道区段2810和收费站附件2815的轨道区段2800的立体图。图28B是轨道区段的立体图，其主要轨道区段具有车道控制标记2850和收费站附件。图28C是具有隐藏的车道控制标记(如2855所示)的图28B的轨道区段的立体图。图29是轨道区段2800的正视图。收费站附件2815具有可转动的收费关卡2840，其可连接到类似于图27的磁铁2727的磁铁。收费关卡2840可在如图28A所示的关闭位置与如图29所示的打开位置之间来回转动(例如，通过旋转收费站的屋顶上的收费站标志)，其中在关闭位置中，磁铁使得车辆2805中的磁簧开关打开并且切断到车辆电机的电力(或者在轨道上的图案使光学检测器切断到电机的电力)，并且在打开位置中，允许磁簧开关关闭(或者允许轨道上的图案改变或被隐藏)并且重新接通到车辆电机的电力。收费站附件2815和收费关卡2840因此能够以图27的停车标志附件2715和停止标志2740类似的方式来操作。附件2715和2815(或包括磁铁的其他类似的附件)或者其他附件(例如，没有磁铁)可被设计为连接到直线轨道区段(例如，如 图24所示)或曲线轨道区段(例如，如图25所示)，并且可选择性地连接到沿着整个轨道组件(例如，图14的轨道组件1400)的任何位置. 

作为使用磁铁来驱动磁簧开关的替换例，如图28B-C所示，可使用改变显示在轨道表面上的图案的机构。图28B包括车道标记2850，其可被在车道中的车辆检测(例如，利用在车辆底部上的光学检测器)，以在检测到标记2850时切断到电机的电力，并且在没有标记2850的情况下重新接通到电机的电力。因此，当车辆通过标记2850的间断部分时，电机可被交替地打开和关闭以使车辆减速。然后，当车辆通过车道标记2850的实心部分时由于切断了电机的电力较长时间，可使得车辆停止。车道标记2850可被配置为使得它们可被选择性地去除或隐藏(如图28C中的2855处所示)。通过隐藏车道标记，可选择性地使车辆停止或者无阻碍地穿过轨道区段2800。例如，当收费关卡2840处于关闭位置时(如图28B所示)，车道标记2850可被露出，这使得在车道中的车辆停止。当收费关卡2840处于打开位置时(如图28C所示)，车道标记2850可被隐藏，这使得在车道中的车辆在稍微减速或不减速的情况下继续行驶。收费关卡2840从而能够控制用于基于收费关卡2840的位置使车道标记2850露出或隐藏的机构。在某些实施例中，主要轨道区段2810可被预先构造为包括可选择性显露的车道标记2850，使得如果收费站附件2815连接到车道，则可选择性地显露或隐藏车道标记。在其他实施例中，主要轨道区段2810和收费站附件可构造为单个组件。车道标记2850可包括例如改变车道区域的颜色的主动照明或者响应于收费关卡2840的位置滑入和滑出视野的滑动表面。还可使用用于显露和隐藏车道标记2850的其他机构。 

图30是交叉口轨道区段3000的立体图。交叉口轨道区段3000包括可用于连接模块化附件(例如附件2715或2815)的槽3005，其中模块化附件可用于控制交通。例如，停车标志附件2715可放置在交叉口轨道区段3000周围的四个不同位置处，以使得用户能够选择性地使车辆在交叉口处停止。 

图31是替换的交叉口轨道区段3100的立体图。替换的交叉口轨道区段3100包括在轨道表面下方的可旋转圆盘3110，其包括磁铁3125，磁铁 3125可被选择性地放置在交叉口的车道下方，以使得车辆在交叉口处停止。可利用控制杆3120手动地转动可旋转圆盘3110。磁铁3125可被放置成使得，车辆在交叉口的两个对侧处停止而允许交叉交通不停止地移动通过交叉口，而旋转圆盘3110可使得交叉交通停止而允许所述两个对侧移动通过交叉口。在某些实施例中，可利用自动控制系统来移动磁铁(无论是连接到可旋转圆盘、停止标志附件、收费站附件还是一些其他附件)。或者，可旋转圆盘3110的转动可使得，图案被交替地移动到轨道区段3100的一个或多个车道的下面或远离车道，或者交替地显露和隐藏。 

图32是停车场轨道区段3200的立体图。放置在车位3205下方的磁铁能够关闭在车位3205中的车辆的电机，直到将车辆推进到行车车道3215中或者利用手动或自动控制机构移动磁铁为止。脊部3210还可帮助防止经过的车辆转向到车位3205并且干扰车位3205中的车辆。 

图33是用于诱发具有振动设备的玩具车的运动的处理3300的流程图。(在3305处)诱发玩具车的振动，以使得玩具车利用接触轨道的第一表面的一个或多个驱动附属物以及接触轨道的车轮来运动。基于适用于防止与一个或多个驱动附属物接触的轨道表面，允许玩具车以车轮滚动前进(在3310)。利用与轨道相连接的磁铁使车辆停止(在3315处)。磁铁例如驱动将电池连接到车辆的电机的磁簧开关，使得玩具车的振动停止。 

因此，已经描述了涉及本发明的具体实施例。其他实施例落入所附权利要求的范围内。 

Claims (33)

1.一种自主玩具车辆，包括：

电池；

多个车轮，其中至少一个车轮适用于接触表面并且在表面上滚动；

振动机构，其连接到电池；以及

一条或多条驱动腿中的至少一者或多个刚毛，其中由所述振动机构引起的振动使得所述一条或多条驱动腿或多个刚毛使车辆运动通过所述表面。

2.根据权利要求1所述的自主玩具车辆，其中所述振动机构包括电机和适用于通过电机振荡的配重物。

3.根据权利要求1所述的自主玩具车辆，其中至少一条驱动腿向所述车辆的后端弯曲。

4.根据权利要求1所述的自主玩具车辆，还包括朝向所述车辆的前端放置并且在一对前轮内横向间隔的一对驱动腿。

5.根据权利要求1所述的自主玩具车辆，其中所述至少一条驱动腿由橡胶材料、弹性体或热塑性弹性体构成。

6.根据权利要求1所述的自主玩具车辆，其中所述振动机构包括旋转电机和适用于由所述旋转电机旋转的配重物，其中所述配重物适用于绕与所述车辆适于运动的方向垂直并且与支撑所述车辆的表面平行的轴线旋转。

7.根据权利要求6所述的自主玩具车辆，其中所述配重物的质心与所述车辆的纵向中心线基本对齐。

8.根据权利要求6所述的自主玩具车辆，其中所述配重物被放置于所述车辆的支撑一对前轮的车轴附近。

9.根据权利要求2所述的自主玩具车辆，其中所述电机包括与所述车辆适于运动的方向垂直并且与支撑所述车辆的表面平行的旋转轴线，并且所述电机适用于当从所述车辆的右侧观察时以顺时针方向旋转。

10.根据权利要求1所述的自主玩具车辆，其中所述车辆包括底盘， 所述振动机构、电池、开关以及至少一条驱动腿连接到所述底盘，所述底盘包括用于容纳所述车轮的车轴的孔，并且用于容纳车轮的孔的一个或多个形成有槽、以使得在所述玩具车辆跳跃时、对应的车轴能够竖直移动。

11.根据权利要求1所述的自主玩具车辆，其中在所述至少一条驱动腿的腿尖和腿基部之间的纵向偏移量以及在所述至少一条驱动腿的所述腿尖和所述腿基部之间的竖直偏移量，相对于与所述车辆的纵向尺寸正交的竖直平面形成约40度的角度。

12.根据权利要求1所述的自主玩具车辆，其中所述多个车轮的至少一个的圆周表面从所述车轮的外边缘向外稍微倾斜。

13.根据权利要求1所述的自主玩具车辆，还包括适用于通过与所述车辆邻近的磁铁来驱动的开关。

14.根据权利要求1所述的自主玩具车辆，还包括适用于通过在所述车辆附近的光的性质来驱动的光学检测器。

15.一种自主玩具车辆，其包括：

电机，其适用于诱发所述自主车辆的运动；

电池；

开关，其适用于基于检测在所述车辆附近的物理性质的出现以将所述电池连接到所述电机，或者将所述电池与所述电机断开；以及

多个车轮。

16.根据权利要求15所述的自主玩具车辆，其中所述开关包括磁簧开关并且所述物理性质包括磁场。

17.根据权利要求15所述的自主玩具车辆，其中所述开关包括光学检测器并且所述物理性质包括光的性质。

18.根据权利要求15所述的自主玩具车辆，其中所述开关适用于接收无线电信号并且所述物理性质包括无线电信号。

19.根据权利要求15所述的自主玩具车辆，其中所述开关包括触摸传感器并且所述物理性质包括适用于与所述触摸传感器配合的接触。

20.一种用于自主玩具车辆的轨道系统，所述轨道系统包括：

至少一个交叉口组件，其具有使所述交叉口组件与至少一个其他轨道 组件相互连接的多个连接器，其中各个组件包括至少一个车道并且所述交叉口组件包括磁铁，所述磁铁在与第一车道相邻的至少第一位置和限定缩回位置的一者的第二位置或与第二车道相邻的第二位置之间可选择性地移动。

21.根据权利要求20所述的轨道系统，其中当所述磁铁处于所述第一位置时，所述磁铁适用于在玩具车辆在所述第一车道上运动时驱动在所述玩具车辆中所包括的开关。

22.根据权利要求21所述的轨道系统，其中所述磁铁适用于绕垂直于表面的轴线旋转，其中所述玩具车辆在所述表面上运动。

23.一种用于自主玩具车辆的轨道系统，所述轨道系统包括：

一个或多个直线轨道组件，其具有侧壁和由虚线状凸起中心线所限定的多个车道，其中所述虚线状凸起中心线适用于使沿着所述车道中的一者行驶的车辆倾向于保持在该车道中。

24.根据权利要求23所述的轨道系统，还包括：

一个或多个曲线轨道组件，其具有侧壁和基本连续的凸起中心线，其中所述基本连续的凸起中心线适用于当车辆运动通过曲线时、使沿着所述车道中的一者行驶的车辆倾向于保持在该车道内，其中所述直线轨道组件中的各个包括连接器，所述连接器适用于将所述直线轨道组件与至少一个其他组件相互连接。

25.根据权利要求24所述的轨道系统，其中所述虚线状凸起中心线和所述基本连续的凸起中心线由至少处于所述车道的边缘处的向上的斜坡限定。

26.根据权利要求24所述的轨道系统，其中所述虚线状凸起中心线和所述基本连续的凸起中心线由在所述车道的边缘处具有基本竖直的侧边的竖直突起来限定。

27.一种用于自主玩具车辆的轨道系统，所述轨道系统包括：

用于轨道组件的附件，其中所述轨道组件包括一个或多个车道并且适用于与一个或多个其他轨道组件相互连接，并且所述附件包括信号产生机构，所述信号产生机构适用于在与所述附件相邻的所述轨道组件的车道附 近产生信号，并且所述信号适用于驱动在位于所述车道的车辆中的开关，其中所述开关的驱动适用于使得来自在所述车辆中的电池的电力与所述车辆中的电机切断。

28.根据权利要求27所述的轨道系统，其中所述信号产生机构包括磁铁，所述磁铁在与第一车道相邻的至少第一位置与限定缩回位置的第二位置之间可选择性地移动，所述磁铁适用于当所述磁铁处于所述第一位置时与在所述车辆中的开关相互作用，以使得来自所述电池的电力与所述电机切断。

29.根据权利要求27所述的轨道系统，其中所述信号产生机构选择性地产生光学信号，所述光学信号适用于当所述车辆位于与所述信号产生机构相邻的第一车道时、与在所述车辆中的光学传感器相互作用，以使得来自所述电池的电力与所述电机切断。

30.根据权利要求27所述的轨道系统，其中所述信号产生机构选择性地产生无线电信号，所述无线电信号适用于当车辆位于与所述信号产生机构相邻的第一车道时、与在所述车辆中的无线电传感器相互作用，以使得来自所述电池的电力与所述电机切断。

31.一种用于自主玩具车辆的轨道系统，所述轨道系统包括：

用于轨道组件的附件，其中所述轨道组件包括一个或多个车道并且适用于与一个或多个其他轨道组件相互连接，并且所述附件适用于当所述车辆位于与所述附件相邻的第一车道时、根据包含在所述附件中的开关的位置选择性地驱动在所述车辆中的手动开关，以使得来自电池的电力与电机切断。

32.一种用于自主玩具车辆的轨道系统，所述轨道系统包括：

轨道组件，所述轨道组件包括用于自主车辆的一个或多个车道以及用于所述车辆的一个或多个车位，其中所述轨道组件适用于与一个或多个其他轨道组件相互连接，并且所述轨道组件包括与所述一个或多个车位中的各个相邻的磁铁，所述磁铁适用于当所述车辆在相应的车位中时、与在所述车辆中的开关相互作用，以使得来自电池的电力与电机切断。

33.根据权利要求32所述的轨道系统，其中所述一个或多个停车位中 的各个还包括至少一个侧壁，以及将所述车位与所述轨道组件的车道隔开的较低形状的脊。 

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