回飞镖制造技术

本发明专利技术涉及一种回飞镖，其能够随着叶片（１２）旋转速度的改变而自动改变叶片的仰角α和叶片的曲率半径ｒ，其中叶片（１２）由弹性塑料膜制成，优选地选自由聚氯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯和耐冲击性聚苯乙烯组成的组，该材料的比重为从大约０．９ｇ／ｃｍ３至大约１．６０ｇ／ｃｍ３，并且其厚度为从大约０．１ｍｍ至大约１ｍｍ；后凹槽深度与叶片宽度之比是从大约１／７至大约６／７；前凹槽深度与叶片宽度之比是从大约０至大约３／７；仰角α０为从大约１０°至大约４５°，叶片的初始曲率半径ｒ０大于或等于所述环（１３）的半径Ｒ的１／５；所述叶片的总面积与由所述环（１３）限定的圆面积之比是从大约１２．５％至大约３８％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种内有叶片的圆环形回飞镖(boomerang，飞去来器)，其能够通过发射力飞行，并且然后可以飞回其发射位置。更具体地，本专利技术涉及这样一种回飞镖，其能够随着叶片旋转速度改变而自动改变叶片的仰角(elevation angle)和叶片的曲率半径，这要归功于叶片形状的特殊结构和制造叶片的材料。
技术介绍
已经存在许多具有转子(rotor)的飞行玩具，它们能够通过接收使转子绕其中心旋转的旋转运动而飞行。在美国专利申请No.US2002098768A1(2002年7月25日公开，专利技术人：KUO YIN JYH(TW)；YANG HSIN-HAO(TW))中已经公开这样的飞行玩具。因为这种玩具的转子具有固定仰角的叶片，因此当接收通常具有由发射者在发射之初造成的非常高的角速度的旋转运动时，转子会受到非常大的升力作用，这种升力迅速地将所述转子的高度升得过高。伴随着如此大的升力，作用在转子的叶片上的空气阻力也很大，导致转子的旋转速度下降。结果是，升力快速降低进而使得转子降落。这意味着具有固定仰角的叶片的飞行转子有着相对较短的飞行时间，这降低了玩家的娱乐效果。此外，因为这种飞行转子的飞行时间太短，使得转子没有足够的时间飞回它的发射位置，即所谓的“回飞效应”。这进一步降低了玩家的娱乐效果。为了克服上述问题，最近一些飞行玩具已经通过根据叶片旋转速度来改变叶片仰角的方式进行了改进：当旋转速度高时减小旋转叶片的仰角，并且当旋转速度低时增大旋转叶片的仰角，以便在没有过分增加飞行高度的情况下保持足够的飞行时间。已经在日本专利申请No.JP2005152090(2005年6月公开，专利技术人：Masui Hikari(日本))中公开这样的飞行玩具的实例。然而，这些玩具看起来相当复杂，它们需要根据叶片的旋转速度来改变角度的仰角控制装置。因此，仍然需要开发具有可随叶片旋转速度的改变而改变仰角的叶片的飞行转子，但具有非常简单的结构，特别是仰角能够随着叶片旋转速度的改变而自动改变，而不需要任何控制装置。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的是提供一种回飞镖，其具有能够随着叶片旋转速度的改变而自动改变其仰角及其曲率半径的叶片，这得益于叶片形状的特殊结构和制造叶片的材料类型。根据本专利技术，由手持发射器发射的本专利技术的回飞镖包括：具有圆形周边的中心部件，其底侧提供一用于附接手持发射器的上部的装置，以便所述回飞镖能够接收由所述手持发射器产生的旋转运动，由弹性塑料膜制成的叶片，从中心部件沿径向延伸且均匀分布在中心部件周围，-->所述叶片具有为从大约10°至大约45°的仰角α0，具有后凹槽和前凹槽的内侧末端(extreme inner end)；以及环，其内周边安装有所述叶片的外侧末端，所述外侧末端具有后凹槽和前凹槽，其中，所述叶片的曲率半径大于或等于所述环的半径的1/5，后凹槽深度与叶片宽度之比是从大约1/7至大约6/7，前凹槽深度与叶片宽度之比是从大约0至大约6/7，并且所述叶片总面积是由所述环限定的圆面积的大约10％至大约40％。根据飞行原理，具有仰角α的叶片系统在如空气的介质中运动将受到如图5a所示的外力系统的作用。施加在运动的叶片上的力系的性质相当于如图5b所示的力学系统，即，它由阻力Fd(沿与叶片运动相反的方向)和升力Fl(沿与重力方向相反的方向)两个可变力组成。这两个力的合力F垂直于叶片的平面，这就产生了一个力矩M＝F·d，其中，力F是阻力Fd和升力Fl之和，d是旋转中心O与力F的位置之间的距离。当叶片的速度不变时，这两个可变力Fd和F1与仰角α成正比。当仰角α不变时，则这两个可变力Fd和Fl应与叶片速度成正比。这种变化关系如图7所示。如果叶片由弹性材料制成，那么除了上面提到的力以外，运动的叶片仍承受垂直于叶片平面且方向向下的弹力Fe，导致产生弹性力矩Me＝k·β，其中，k是叶片的弹性系数，其取决于制造叶片的材料、两个叶片末端相对于叶片的尺寸和相对位置，β是由力矩M引起的仰角的变化。因此，具有由轻质弹性材料制成的叶片以及包括初始仰角α、叶片的弹性系数k、两个末端的尺寸和相对位置的给定参数组合的回飞镖能够根据叶片速度而自我调整其叶片的仰角α，这意味着升力Fl和阻力Fd将根据叶片速度的改变而自动调整。因此，初始仰角α、叶片的弹性系数k以及叶片的初始曲率半径r0可以以这种方式进行选择，可获得以下两种模型中所示的不同功能。模型1：当v(叶片速度)增加时，那么α减小，叶片曲率半径r增大，Fl和Fd减小；相反地，当v减小时，那么α增大，r减小，Fl和Fd增大。这就产生了一个出乎意料的令人满意的效果，因为升力与叶片速度成反比，这使得回飞镖不会升得太高并且飞行时间延长。模型2：这些参数α0、k和r0可以以这种方式选择，即当最初速度高时，升力将小于重力，这使得回飞镖逐渐降落；并且相反地，当速度逐渐减小时，升力将逐渐增大并且变得比重力大，这使得回飞镖飞起来，从而可实现不同的飞行轨迹。上述参数也能够调整，以便本专利技术回飞镖的飞行时间达到最大值，从而回飞镖会根据空气动力学原理和动量守恒原理(类似回飞镖返回原理)飞回其出发点。因此，尽管本专利技术的回飞镖结构非常简单并且制造材料便宜，但如上所述，它美丽迷人的飞行姿态令人感到惊讶而激动。本专利技术回飞镖的显著优势是它的结构非常简单但容易调整相关参数(制造叶片的材料的硬度、叶片每个末端的宽度、初始仰角α0、曲率半径等等)，以获得令人满意的自动调整仰角α的效果，结果是随着叶片速度而自动调整升力和阻力。到目前为此，这样的效果仅能通过在
技术介绍
部分提到的相对复杂的系统获得。为了增加本专利技术回飞镖的惯性重力，从而增加本专利技术回飞镖的动能，该回飞镖可以进一步设计成使它的重量远离其中心分布，比方说电源和灯具(如发光二极管灯(LED))可以设置在回飞镖的环上或环内。这种创造性的重量分布额外有助于保证本专利技术的回飞镖-->比一般回飞镖具有更长的飞行时间。附图说明上述目的和优势以及本专利技术其他的目的和优势，将通过下面对优选实施例的详细说明并参照附图而能够得以更加清晰地理解与领会。图1是本专利技术的回飞镖的透视图；图2是本专利技术的处于分离状态的回飞镖的透视图，其中，回飞镖与其手持发射器是分开的；图3是根据本专利技术的回飞镖的叶片的俯视图；图4是根据本专利技术的回飞镖的叶片的仰视图；图5是一个简图，分别示出了当叶片型装置穿过空气运动时施加在该装置上的外力(图5a)和一力学系统(图5b)；图6是示出了当叶片型装置穿过空气运动时施加在该装置上的机械力系统的简图；图7是示出了当叶片型装置穿过空气运动时施加在该装置上的力的变化的简图；图8是示出了施加在运动叶片上的弹力的效应的简图；图9是本专利技术的叶片在不同运动状态下沿着图4的线A-A剖开的截面图；图10是沿着图4的线B-B剖开的环的截面图。具体实施方式图1示出了本专利技术优选实施例的带有手持发射器2的回飞镖1。所述手持发射器2具有安装在所述回飞镖1的中心部件上的可拆卸的上部，并且能够向所述回飞镖1传递旋转运动。由于并没有改进所述手持发射器2，因此省略对所述手持发射器2的描述。所述回飞镖1包括从所述中心部件11径向延伸的叶片12，叶片的数量可以是两个或者更多，优选是三个，所述叶片12具有初始仰角α0。所述初始仰角α本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由手持发射器（２）发射的回飞镖（１），所述回飞镖（１）包括：中心部件（１１），具有圆形周边，该中心部件的底侧提供有用于附接至手持发射器（２）上部的装置，从而所述回飞镖能够接收由所述手持发射器（２）产生的旋转运动，叶片（１２），由弹性塑料膜制成，均匀地分布在所述中心部件（１１）的周围且从所述中心部件径向延伸，所述叶片具有从大约１０°至大约４５°的仰角α↓［０］、具有带后凹槽（１２２１）和前凹槽（１２１１）的内侧末端（１２４）；以及环（１３），该环的内周边安装有所述叶片（１２）的外侧末端（１２３），所述外侧末端（１２３）具有后凹槽（１２２２）和前凹槽（１２１２），其中，所述叶片（１２）具有的曲率半径大于或等于所述环（１３）的半径的１／５，后凹槽深度与叶片宽度之比为从大约１／７至大约６／７，前凹槽深度与叶片宽度之比为从大约０至大约６／７，并且所述叶片（１２）的总面积是由所述环（１３）限定的圆的面积的大约１０％至大约４０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】VN 2007-10-12 1-2007-021031.一种由手持发射器(2)发射的回飞镖(1)，所述回飞镖(1)包括： 中心部件(11)，具有圆形周边，该中心部件的底侧提供有用于附接至手持发射器(2)上部的装置，从而所述回飞镖能够接收由所述手持发射器(2)产生的旋转运动，叶片(12)，由弹性塑料膜制成，均匀地分布在所述中心部件(11)的周围且从所述中心部件径向延伸，所述叶片具有从大约10°至大约45°的仰角α0、具有带后凹槽(1221)和前凹槽(1211)的内侧末端(124)；以及环(13)，该环的内周边安装有所述叶片(12)的外侧末端(123)，所述外侧末端(123)具有后凹槽(1222)和前凹槽(1212)，其中，所述叶片(12)具有的曲率半径大于或等于所述环(13)的半径的1/5，后凹槽深度与叶片宽度之比为从大约1/7至大约6/7，前凹槽深度与叶片宽度之比为从大约0至大约6/7，并且所述叶片(12)的总面积是由所述环(13)限定的圆的面积的大约10％至大约40％。2.根据权利要求1所述的回飞镖，其中，所述叶片(12)由弹性塑料膜制成，优选地选自由聚氯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、耐冲击性聚苯乙烯组成的组。3.根据权利要求2所述的回飞镖，其中，所述弹性塑料膜的比重为从大约0.9g/cm3至大约1.60g/cm3。4.根据权利要求2或3所述的回飞镖，其中，所述弹性塑料膜的厚度为从大约0.1mm至大约1mm。5.根据前述权利要求中任一项所述的回飞镖，其中，后凹槽深度与叶片宽度之比为从大约1/7至大约6/7，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永煌，
申请(专利权)人：拓希机器人技术股份公司，
类型：发明
国别省市：VN[越南]