一种多功能不倒翁制造技术

本发明专利技术涉及一种多功能不倒翁，属新能源及玩具领域；上壳由上壳内外壁构成，上壳内外壁的外露面上设有发光二极管；上壳内壁的内侧均布有线圈，上壳内壁的下方设有外球壳立柱，外球壳立柱的端部设有球销壳；下壳壁内侧均布有线圈、外侧底壁上设有惯性壳；内球壳的内壳壁构成内球腔，内球腔顶部设有端口、底部内侧设有内壳隔板，内壳隔板与其下方内壳壁间镶嵌有惯性块；内壳壁外侧均布有磁铁；球头销由球头与阶梯轴构成；上壳内壁和下壳壁的端部相对安装并构成外球壳，上下半球腔构成外球腔；带声音播放单元的电路板和压环装在球销壳上下两侧，球头经压环安装在球销腔内，球头销的阶梯轴装在内壳上，碟弹簧上下两端分别顶靠在压环和内壳隔板上。和内壳隔板上。和内壳隔板上。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能不倒翁


[0001]本专利技术属于新能源与儿童玩具
，具体涉及一种多功能不倒翁。

技术介绍

[0002]不倒翁是最常见的儿童玩具之一，因其具有球面底座及头轻脚重的特点，受到外界扰动后可实现多次往复摇摆并最终恢复直立状态，故深受人们的喜爱。近年来，为了进一步提升不倒翁的趣味性，人们逐渐将声光要素融入了不倒翁的设计中，开发了形形色色带音乐及会发光的不倒翁玩具。遗憾的是，这些新型的不倒翁需要电池供电，电量耗尽时无法继续提供音乐和灯光。因此，具有自发电的发光及发声功能的不倒翁将更受人们的欢迎。

技术实现思路

[0003]一种多功能不倒翁，主要包括上壳、下壳、内球壳、二极管、线圈、惯性壳、磁铁、惯性块、球头销、压环、碟弹簧及带发声系统的电路板。
[0004]上壳由上壳外壁和上壳内壁构成，上壳外壁比上壳内壁小且位于上壳内壁的上方，上壳内壁与上壳外壁构成壁间空腔，上壳外壁和上壳内壁的外露面上设有发光二极管；上壳内壁自身形成上半球腔，上半球腔的端口朝下，上壳内壁的内侧均布有线圈，上壳内壁的下方设有外球壳立柱，外球壳立柱的端部设有球销壳，球销壳的球销腔与上半球腔的球心相同。
[0005]下壳的下壳壁围成端口朝上的下半球腔，下壳壁的内侧均布有线圈、外侧底壁上设有惯性壳，惯性壳的外表面和下壳壁的外表面的半径及球心分别相同。
[0006]内球壳的内壳壁构成内球腔，内球腔的顶部设有端口、底部内侧设有内壳隔板，内壳隔板与其下方的内壳壁之间镶嵌有惯性块，内壳隔板和惯性块上设有相互连通的销孔，内壳壁的底部设有螺纹孔，所述销孔和螺纹孔同轴；内壳壁的外侧均布有磁铁，磁铁和线圈均为圆柱形且其直径相同；内球壳上两个相邻磁铁间的最近距离以不小于磁铁的直径，上壳和下壳上两相邻线圈间的最近距离不大于线圈的直径。
[0007]上壳、下壳及内球壳均由轻质高分子材料经注塑工艺加工而成，发光二极管及线圈在注塑过程中嵌入上壳或下壳中，磁铁和惯性块在注塑过程中嵌入内球壳中；惯性壳和惯性块由金属材料制成。
[0008]球头销由球头与其一侧的阶梯轴构成，阶梯轴的端部设有螺纹。
[0009]上壳内壁和下壳壁的端部相对并经螺钉连接，上壳内壁和下壳壁构成外球壳，上半球腔和下半球腔构成外球腔；电路板和压环经螺钉安装在球销壳的上下两侧，球头销的球头经压环安装在球销腔内，压环与球头的接触面亦为球面；碟弹簧的上下两端分别顶靠在压环和内壳隔板上，碟弹簧的小径端套在压环的凸台上；球头销的阶梯轴经螺纹安装在内壳上，阶梯轴套在内壳隔板和惯性块上的销孔中，阶梯轴的端部经螺纹与内壳壁连接。
[0010]非工作的自然状态下，球头销的阶梯轴处于铅垂面内，径向相邻的线圈和磁铁同轴，即径向相邻的线圈和磁铁的轴线重叠，线圈与磁铁构成电磁发电单元，各个线圈经单独
的导线组和整流器与电路板相连，电路板经不同的导线组与发光二极管相连。
[0011]不倒翁受外界扰动且外球壳摇摆时，内球壳因受系统惯性力作用而保持相对静止，从而使线圈和磁铁产生相对运动，线圈切割磁力线并将机械能转换成电能，所生成的电能经整流后输送给电路板，再经进一步转换处理供给发光二极管和声音播放单元。
[0012]本专利技术的不倒翁，除用作儿童玩具外还可用于收集车辆振动、船舶颠簸等环境能量并为其定位跟踪系统供电，也可用于单纯的海浪及风等具有多向扰动特征的环境能量收集；作为单纯的能量收集装置，外球壳可自由摇动或固定，外球壳固定时内球壳可自由摆动。
[0013]本专利技术中，球头销、碟弹簧、内球壳、惯性块及磁铁构成惯性系统，惯性系统的固有频率由球头销、碟弹簧、内球壳、惯性块及磁铁的结构与性能参数及共同决定；为获得足够大的震荡幅值、提高发电能力，惯性系统的固有频率应尽量与激励频率相近，需根据惯性系统的结构参数确定其固有频率，即，式中：ζ为阻尼比，r和R分别为碟弹簧小端和内球壳的半径，K为碟弹簧的刚度，x和y分别为磁铁和惯性块的质心到球头中心的距离，m1、m2和m3分别为内球壳、磁铁和惯性块的质量，n为磁铁数量，λ为修正系数。
[0014]优势与特色：自供电的发声发光效果，提升了不倒翁的趣味性；换能元件沿球形表面配置，任意方向摆动均可发电，发电能力、功率计可靠性高；非玩具功能下，可用于任意方向振动及波浪发电，动力学特性易于通过器件的结构参数及安装位置设计获得。
附图说明
[0015]图1是本专利技术一个较佳实施例中不倒翁的结构剖面示意图；图2是本专利技术一个较佳实施例中带有二极管和线圈的上壳剖面示意图；图3是本专利技术一个较佳实施例中带有二极管的下壳剖面示意图；图4是本专利技术一个较佳实施例中带有磁铁和惯性块的内球壳剖面示意图；图5是本专利技术一个较佳实施例中的球头销的结构示意图；图6是本专利技术一个较佳实施例中内球壳的安装过程示意图。
具体实施方式
[0016]一种多功能不倒翁，主要包括上壳a、下壳b、内球壳c、二极管d、线圈e、惯性壳f、磁铁g、惯性块h、球头销i、压环j、碟弹簧k及带发声系统的电路板p。
[0017]上壳a由上壳外壁a2和上壳内壁a1构成，上壳外壁a2比上壳内壁a1小且位于上壳内壁a1的上方，上壳内壁a1与上壳外壁a2构成壁间空腔a4，上壳外壁a2和上壳内壁a1的外露面上设有发光二极管d；上壳内壁a1自身形成上半球腔a3，上半球腔a3的端口朝下，上壳内壁a1的内侧均布有线圈e，上壳内壁a1的下方设有外球壳立柱a5，外球壳立柱a5的端部设有球销壳a6，球销壳a6的球销腔a7与上半球腔a3的球心相同。
[0018]下壳b的下壳壁b1围成端口朝上的下半球腔b2，下壳壁b1的内侧均布有线圈e、外侧底壁上设有惯性壳f，惯性壳f的外表面和下壳壁b1的外表面的半径及球心分别相同。
[0019]内球壳c的内壳壁c1构成内球腔c2，内球腔c2的顶部设有端口c3、底部内侧设有内壳隔板c4，内壳隔板c4与其下方的内壳壁c1之间镶嵌有惯性块h，内壳隔板c4和惯性块h上
设有相互连通的销孔，内壳壁c1的底部设有螺纹孔，所述销孔和螺纹孔同轴；内壳壁c1的外侧均布有磁铁g，磁铁g和线圈e均为圆柱形且其直径相同；内球壳c上两个相邻磁铁g间的最近距离以不小于磁铁g的直径，上壳a和下壳b上两相邻线圈e间的最近距离不大于线圈e的直径。
[0020]上壳a、下壳b及内球壳c均由轻质高分子材料经注塑工艺加工而成，发光二极管d及线圈e在注塑过程中嵌入上壳a或下壳b中，磁铁g和惯性块h在注塑过程中嵌入内球壳c中；惯性壳f和惯性块h由金属材料制成。
[0021]球头销i由球头i1与其一侧的阶梯轴i2构成，阶梯轴i2的端部设有螺纹。
[0022]上壳内壁a1和下壳壁b1的端部相对并经螺钉连接，上壳内壁a1和下壳壁b1构成外球壳，上半球腔a3和下半球腔b2构成外球腔；电路板p和压环j经螺钉安装在球销壳a6的上下两侧，球头销i的球头i1经压环j安装在球销腔a7内，压环j与球头i1的接触面亦为球面；碟弹簧k的上下两端分别顶靠在压环j和内壳隔板c4上，碟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能不倒翁，其特征在于：上壳由上壳外壁和上壳内壁构成，上壳外壁和上壳内壁的外露面上设有发光二极管；上壳内壁形成上半球腔，上壳内壁的内侧均布有线圈，上壳内壁的下方设有外球壳立柱，外球壳立柱的端部设有球销壳，球销壳的球销腔与上半球腔的球心相同；下壳的下壳壁围成下半球腔，下壳壁的内侧均布有线圈、外侧底壁上设有惯性壳；内球壳的内壳壁构成内球腔，内球腔的顶部设有端口、底部内侧设有内壳隔板，内壳隔板与其下方的内壳壁之间镶嵌有惯性块；内壳壁的外侧均布有磁铁；球头销由球头与其一侧的阶梯轴构成；上壳内壁和下壳壁的端部相对安装并构成外球壳，上半球腔和下半球腔构成外球腔；带声音播放单元的电路板和压环装在球销壳上下两侧，球头销的球头经压环安装在球销腔内；碟弹簧上下两端分别顶靠在压环和内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑云，沈正鸿，夏泽一，胡意立，吴鸣，万嫩，曾平，程光明，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：