Игрушка

 

Игрушка содержит корпус со сквозным каналом и движитель в виде пары колес с приводом от резиновой ленты. Корпус выполнен со смещенным относительно продольной оси канала центром тяжести, а колеса с имеющимися у них полуосями установлены в сквозном канале с двух сторон корпуса с возможностью вращения, при этом внутри канала размещен вкладыш для торможения колес посредством кинематического взаимодействия с их полуосями. Резиновая лента средней частью соединена через вкладыш с корпусом, а концами с имеющимися на колесах выступами, расположенными с противоположных от полуосей сторон колес. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к детским игрушкам, перемещающимся в пространстве по случайной траектории.

Известна игрушка, содержащая корпус, выполненный по меньшей мере с одним сквозным каналом и со смещенной относительно его продольной оси центром тяжести, движитель, смонтированный на корпусе с возможностью вращения относительно него посредством привода от резиновой ленты, проходящей внутри корпуса и соединяющей корпус с движителем [1] Недостатком известной игрушки является то, что она не обеспечивает возможности маневрирования при ее движении, т.к. отсутствует возможность поворотов вправо и влево, движения задним ходом, возможность обхода непреодолимых препятствий. Кроме того, не предусмотрено ограничение угла закрутки резиновой ленты, что может привести к ее обрыву.

Целью изобретения является обеспечение возможности маневрирования движущейся игрушки по случайной траектории в автономном режиме с возможностью обхода непреодолимых препятствий и увеличением продолжительности движения, а также ограничением угла закручивания резиновой ленты.

Указанная цель достигается тем, что в игрушке, содержащей корпус, выполненный по меньшей мере с одним сквозным каналом и со смещенным относительно его продольной оси центром тяжести, движитель, смонтированный на корпусе с возможностью вращения относительно него посредством привода от резиновой ленты, проходящей внутри корпуса и соединяющей корпус с движителем, движитель выполнен в виде по меньшей мере одной пары колес, каждое из которых имеет с одной стороны полуось, с другой выступ и установлено полуосью в сквозном канале корпуса с одной из его сторон с возможностью независимого вращения и кинематического взаимодействия полуосью с размещенным внутри корпуса вкладышем, выполненным с возможностью торможения колес, при этом резиновая лента проходящая внутри корпуса через выполненные во вкладыше, выступах и полуосях колес сквозные каналы, соединена средней частью через вкладыш с корпусом, а концевыми частями с выступами колес, причем смещение центра тяжести корпуса относительно его продольной оси выбрано из условия М_кр > G ˙ ε > M_c, где М_кр крутящий момент скрученной резиновой ленты; G масса корпуса; ε расстояние между центром тяжести корпуса и продольной осью сквозного канала; М_с момент сопротивления качению колесной пары, а также тем, что на имеющей резьбу полуоси каждого колеса установлена гайка, образующая с полуосью винтовую пару, а сквозной канал корпуса выполнен с возможностью перемещения гаек вдоль полуосей и ограничения их поворота при вращении колес. При этом направление резьбы на полуоси одного колеса противоположно направлению резьбы на полуоси другого колеса.

На фиг. 1 показан продольный разрез игрушки; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 то же, в статическом положении (резиновая лента не закручена); на фиг. 4 то же, при движении колесной пары по направлению стрелки В₁; на фиг. 5 показан случай наезда колесной пары на непреодолимое препятствие; на фиг. 6 момент отхода колесной пары от препятствия.

Игрушка состоит из корпуса 1, который выполнен по меньшей мере с одним сквозным каналом 2 и со смещенным относительно его продольной оси центром тяжести G, для чего он выполняется с дебалансным рычагом 3, который имеет длину l меньше радиуса колеса R. На корпусе 1 смонтирован с возможностью вращения относительно него движитель 4 в виде по меньшей мере одной пары колес 5, каждое из которых имеет с одной стороны полуось 6, а с другой выступ 7. Каждое колесо 5 своей полуосью 6 установлено в сквозном канале 2 корпуса с одной из его сторон с возможностью независимого вращения. Внутри корпуса 1 размещен вкладыш 8, выполненный с возможностью торможения колес 5, посредством кинематического взаимодействия с их полуосями. Вращение колес 5 осуществляется посредством привода от резиновой ленты 9, проходящей внутри корпуса 1 и соединяющей корпус 1 с движителем 4, т.е. с колесами 5. Соединение резиновой ленты 9 с корпусом 1 и колесами 5 осуществляется следующим образом: во вкладыше 8, в выступах 7 и полуосях 6 колес 5 выполнены каналы 10-12, а резиновая лента 9 проходит внутри корпуса 1 через каналы 10-12 и соединена средней частью через вкладыш 8 с корпусом 1, например, штифтом 13, а концевыми частями с выступами 7 колес 5, например, штифтами 14 и 15. Смещение центра тяжести G корпуса 1 относительно его продольной оси выбрано из условия М_кр > G ˙ ε > М_с, где М_кр крутящий момент скрученной резиновой ленты; G масса корпуса, ε расстояние между центром тяжести корпуса и продольной осью его сквозного канала, М_с- момент сопротивления качению колесной пары.

Для обеспечения закрутки резиновой ленты 9 на оптимальное число оборотов и исключения ее разрыва полуоси 6 колес 5 выполняют с резьбами противоположного направления и на них устанавливают гайки 16, образующие с полуосями винтовую паpу. Сквозной канал 2 корпуса 1 выполняют с возможностью перемещения гаек 16 вдоль полуосей 6 и ограничения их поворота при вращении колес 5 посредством, например, выступа 17, входящего в продольный паз 18 на внутренней поверхности канала 2.

Корпус 1 может быть выполнен в виде любой игрушки, например в виде детской пушки, божьей коровки, автомобиля и др.

При закрутке корпуса 1 при помощи дебалансного рычага 3 и удержании колес 5 в неподвижном положении гайки 16, вращаясь вместе с корпусом 1, перемещаются вдоль него по резьбе полуосей 6 колес 5 до упора в край полуосей 6. В этот момент сопротивление вращению корпуса 1 резко возрастает, что служит сигналом о прекращении закручивания резиновой ленты 9. Максимально необходимое число оборотов для закрутки резиновой ленты 9 выбирается путем подбора шага резьбы и ее длины.

Возможен другой способ закрутки резиновой ленты 9. В этом случае игрушку удерживают рукой за дебалансный рычаг 3 и прокатывают колесами 5 по поверхности стола (или пола) в сторону, обратную желаемому направлению движения. За счет микронеровностей на сопрягаемых поверхностях тормозного вкладыша 8 с торцами полуосей 6 колес 5, а также разницы сил трения по поверхностям контакта полуосей 6 колес 5 со сквозным каналом 2 корпуса 1 скорости вращения правого и левого колес 5 будут различны. Поэтому движение игрушки (в плане) не будет прямолинейным, а будет происходить по случайной траектории с поворотами вправо и влево.

Продолжительность движения игрушки может регулироваться подбором материала тормозного вкладыша 8 и изменением расстояния от штифта 13 до точек прикрепления концов резиновой ленты 9 штифтами 14 и 15 к колесам 5. С этой целью колеса 5 имеют наружные выступы 7, с внешней стороны к которым прикрепляют концы резиновой ленты 9. Движение колесной пары, выполненной в соответствии с патентуемым устройством, происходит без опоры дебалансного рычага 3 на поверхность, по которой осуществляется качение устройства. В этом случае длина l рычага 3 должна быть меньше радиуса R колес, а центр тяжести G этого рычага должен быть смещен на определенное расстояние ε от продольной оси колесной пары (см. фиг. 3). При этом должно выполняться следующее условие: М_к > G ˙ ε > М_с, где М_кр крутящий момент, развиваемый резиновой лентой; М_с момент сопротивления качению колесной пары.

При соблюдении указанных условий колесная пара приобретает новое дополнительное качество, а именно откатывается назад от непреодолимого препятствия и уходит в сторону от него.

Схема работы устройства приведена на фиг. 3-6. В статическом положении устройства, когда резиновая лента не закручена (фиг. 3), центр тяжести G рычага 3 лежит в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось устройства и точки опоры D колес 5 о поверхность качения. В этом случае колесная пара находится на месте и неподвижна. Если резиновая лента 9 предварительно закручена, например, путем вращения рычага 3 относительно неподвижных колес 5, то после постановки колесной пары на плоскость (фиг. 4) рычаг 3, поворачиваясь по часовой стрелке, отклоняется влево. При этом сила тяжести G создает момент относительно точки D, равный G ˙ l₁, который заставляет колесную пару повернуться против часовой стрелки и двигаться в направлении В₁. Для движения колесной пары необходимо также, чтобы максимальное значение момента G˙l₁было бы больше момента Мс сопротивления качению колес и чтобы крутящий момент М_кр, развиваемый резиновой лентой, был больше, чем момент, необходимый для поворота дебалансного рычага 3 вокруг продольной оси устройства. Движение колесной пары по схемам фиг. 4-5 происходит прерывисто с остановками, раскачиванием, движением вперед и поворотами в стороны. Если колеса 5 останавливаются у препятствия (кубик на фиг. 5), а потенциальная энергия, запасенная резиновой лентой 9 еще не израсходована, дебалансный рычаг 3, поворачиваясь по часовой стрелке, проходит крайнюю верхнюю точку своей траектории вращения вокруг продольной оси колесной пары. После этого центр тяжести G рычага оказывается по правую сторону от точки D касания колес 5 опорной поверхности. При этом возникает момент от силы G на плече l₂ (фиг. 6), который стремится откатить колесную пару вправо от препятствия, т. е. в направлении стрелки В₂. После отхода от препятствия положение колесной пары соответствует ее положению, изображенному на фиг. 4, и колесная пара вновь продолжает движение в попытке уйти от препятствия вперед. Из-за разницы сопротивлений на контактах торцов полуосей 6 колес 5 с тормозным вкладышем 8 и независимости привода на каждое из колес устройство будет двигаться вперед не прямолинейно, а с поворотами. Таким образом, колесная пара будет стремиться уйти от препятствия. Для этого, однако, может потребоваться несколько попыток, включающих откатывание назад с последующим движением вперед с поворотами.

Таким образом, патентуемое техническое решение позволяет создать игрушку, обеспечивающую возможность маневрирования при движении по случайной траектории в автономном режиме и обеспечивающую возможность обхода непреодолимых препятствий. Кроме того, устройство позволяет повысить надежность работы резиновой ленты 9 за счет ограничения угла закрутки ее и увеличить продолжительность движения за счет увеличения длины резиновой ленты.

Формула изобретения

1. ИГРУШКА, содержащая корпус, выполненный с по меньшей мере одним сквозным каналом и со смещенным относительно его продольной оси центром тяжести, движитель, смонтированный на корпусе с возможностью вращения относительно него посредством привода от резиновой ленты, проходящей внутри корпуса и соединяющей корпус с движителем, отличающаяся тем, что движитель выполнен в виде по меньшей мере одной пары колес, каждое из которых имеет с одной стороны полуось, с другой выступ и установлено полуосью в сквозном канале корпуса с одной из его сторон с возможностью независимого вращения и кинематического взаимодействия полуосью с размещенным внутри корпуса вкладышем, выполненным с возможностью торможения колес, при этом резиновая лента, проходящая внутри корпуса через выполненные во вкладыше, выступах и полуосях колес сквозные каналы, соединена средней частью через вкладыш с корпусом, а концевыми частями с выступами колес, причем смещение центра тяжести корпуса относительно продольной оси его сквозного канала выбрано из условия M_кр>Gε>M_c, где M_кр крутящий момент скрученной резиновой ленты, G вес корпуса, ε расстояние между центром тяжести корпуса и продольной осью его сквозного канала, М_с момент сопротивления качению колесной пары.

2. Игрушка по п.1, отличающаяся тем, что на имеющей резьбу полуоси каждого колеса установлена гайка, образующая с полуосью винтовую пару, а сквозной канал корпуса выполнен с возможностью перемещения гаек вдоль полуосей и ограничения их поворота при вращении колес, при этом направление резьбы на полуоси одного колеса противоположно направлению резьбы на полуоси другого колеса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6