光控动靶类玩具制造技术

本实用新型专利技术是综合光学原理和电子技术设计的一种新式电子电动玩具，为光控动靶类玩具。在室内一般使用条件下，由遥控器发出闪光束或红外光，由动靶玩具中的接收—反应器作出机械运动的改变和声光指示的改变。较好地解决了背景光和电机的干扰，电路和光路设计结构简单、实用，有足够的灵敏度和抗干扰能力，成本低，可由此派生设计能任意运动的系列光控玩具。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种利用光学原理与电子技术设计的电子电动玩具，属于玩具专用的遥控装置
遥控玩具是近年来获得显著技术进步和可观经济效益的少儿娱乐益智用品，特别受到人们的青昧。就玩具的遥控方式而言，有无线电遥控、声控和光控，其中无线电遥控及声控的玩具，其遥控信号的接收——反应部分（如汽车、坦克等）都能在遥控过程中实现快速平动和转动，即实现了运动类玩具。光控是最新的一种玩具遥控方式，通常包括一个信号发生器和一个接收——反应器（又称：光控靶子）。由信号发生器发射光线信号，被接收——反应器接收后产生特定的反应动作。目前，现有的光控玩具为光控静靶和拟静靶玩具，即在光控过程中玩具的位置是不变的（静靶类），或者只有极缓慢的平动，其平动速率≤2毫米／秒而转动角速度为零（拟静靶类）。对于光控运动类玩具（即能实现快速平动和转动的动靶类），因有以下困难而一直难于实现。玩具是置于正常光照条件下使用的，光照条件参数表是φ＝φ    （r、Q、t）  （式中：r距离，Q角度，t时间）。首先要考虑光源在控制过程中随时间变化对光控有无影响，其次要顾及到无论接收——反应器直线平动或转动，都要引起光照变化而产生干扰信号，再者还要考虑背景光对光控灵敏度的影响。所以，要同时兼顾上述要求就显得非常困难和复杂。还有一个关键是实用性，即在运动条件下实现基本光电转换的电路必须成本低廉，要与目前单通道遥控小汽车的无线遥控电路成本相当，这样就只能从目前现有的标准元件中选取光敏元件，技术参数等条件都受到局-->限。虽然我们如用昂贵的成本不惜代价总可以实现上述那种运动条件下的光电转换控制方式，但要在5～6元左右的性能价格比的成本下设计基本的光电转换控制电路，条件是相当困难的。本技术的目的是提供一种满足一般使用条件下抗干扰且成本低的光控动靶类玩具。从而克服上述难题，实现光控玩具的一种新的遥控方式。本技术包括有由光信号发生器组成的遥控器和接收——反应器组成的光控动靶类玩具两部分。接收——反应器的外型是表现各种不同玩具动物、车辆或飞行器的形状的机壳，在机壳内的支承板上安装有光信号接收器，光电转换电路，玩具电动机及其驱动电路，光控反应机构和运动执行机构等光、电、机部件。其中光信号接收器（光敏元件）应深藏于接收——反应器的机壳内部，并满足条件：l＞2d，l为光敏元件到机壳外缘的距离，d为光敏元件的特征尺寸（如硅光电池的对角线长，光敏电阻的直径长）。通常，玩具都是在室内供少儿游戏使用，在室外使用的场合较少。室内的光照度大约为0.1～700勒克思（LUX），经多次实验研究发现，目前的光敏元件若裸露在室外晴天场合都失去其光敏感性，而对于室内光照场，因光照度近乎确定的常数，光源本身对光控过程几乎不产生干扰，所以，认为干扰源是出于接收——反应器（动靶玩具）自身位置的不断变化而引起光敏元件上光照度变化所产生的虚假控制信号。这是实现光控抗干扰的一个关键所在。在光照度为100勒克思以上的光照场中，现有光敏元件的灵敏度显著降低，解决措施有两种。一种是从电路上着手提高之，另一种则从光路设计上下功夫。本技术采取的是后者，即将光敏元件不直接裸露在外面，而深藏在接收——反应器机壳的内部，使光敏元件的特征尺寸d与-->元件到机壳表面的距离l，满足l＞2d，由此来提高光电转换系统的灵敏度。本技术的附图有5个，下面结合附图和实施例具体介绍之。图1是动靶类玩具的结构示意图。图2是光信号发生器电原理图。图3是接收——反应器的实施例之一——分立元件的电原理图。图4是接收——反应器的实施例之二——集成电路的电原理图。图5是接收——反应器的前级电路的几种变换。图1中1是动靶类玩具的机壳，可做成不同形状的玩具动物、车辆或飞行器等，2是光电转换电路，3是光信号接收器，4是光控制反应机构，例如齿轮传动装置、声光指示电路等，5是玩具电动机，6是支承板，所有部件都固定安装在其上，7是运动执行机构，如车轮或爬行足等。图2是动靶类玩具的遥控器——光信号发生器的电原理图。遥控器有可见光信号发生器及红外光发生器两种，都是由电源开关K、充电贮能元件C、发光元件L、晶体管T和光学处理部件等组成的。发光元件L，对于可见光，采用白炽灯；对于红外光，则采用红外线发射二极管。外型可做成手枪形状，扣动板机一次，相当于将开关K由K1倒向K2一下，使晶体管T导通，发光元件发光一次，时间约0.2秒。此时，接收——反应器（动靶玩具）接收该光脉冲，玩具开始反向运动、转弯，同时发声器变调、红灯闪烁，若干秒后又自动恢复原态：正直线前进，发前进声，红灯熄灭。接收——反应器是本技术的核心部分，由它来接收遥控器发出的可见光或红外光，进行光电转换，控制玩具电机的正转、反转或停转和发出相应的声光指示。而其中的光敏元件、光电转换电路又是核心的关键。图-->3是采用分立元件实现的实施例之一。它是采用光电池2CR作光敏器件来接收可见光，也可采用其他方案接收可见光或红外光（详见图5）。当光敏器件接收光强脉冲后，光电池产生一个电流脉冲，BG1瞬间导通，输出一个负脉冲电信号，加至BG3的基极。触发由BG2、BG3组成的单稳态电路，使之由稳态（低电位）翻转为暂态（高电位），输出一个正脉冲信号到电机驱动电路的输入端。使原来BG5，BG7导通，电机正转的稳态，转换到BG4，BG6导通，电机反转的暂态。此时，经BG7也使发声控制电路发出变调声响和发光电路使红灯闪烁。几秒钟后暂态结束，电机、声光恢复稳态工作。当电机处于反转－正转－停转等状态，可由机械运动执行机构的不同设置，使动靶玩具表现出各种不同的动作或功能。如电机正转，玩具直线向前进，这时可以击靶；电机反转，玩具后退为园弧状运动，此时不准击靶。应等暂稳时间结束，射击者也挪动位置后重新瞄准击靶。单稳时间的长短主要决定于R9、C2。由于接收——反应器处于运动之中，在不同位置上光敏元件受到的光照强度不同，动靶玩具在不同位置上运动时地面阻力也不同，电机运转过程中，电机电流大小的波动，电刷的火花等都会产生一定的干扰，该电路采取了相应的抗干扰措施，如扼流线圈L1，L2能隔绝电机转子转动抖动带来的干扰，电容C3使电机工作电流平滑换向和单稳触发灵敏度的选择、各晶体管工作电流的确定乃至R14，C4的去耦作用等保证玩具工作可靠，不会产生电机的自激干扰，当玩具运动受阻，出现过电流情况时，电路也不会损坏。图4的功能原理与图3相同，只是采用集成电路与非门实现之。即由光电池2CR将接收到的光脉冲变成电压脉冲，经YF1、YF2放大，整形后微分触发由YF3和YF4组成的单稳电路，由单稳的输出来控制电机的正反转运动。-->图5绘出了三种采用不同光敏元件作光信号接收器和光电转换电路前置级的实施例。其中A、B图里若采用不同型号的光敏元件如光敏二极管，光敏三极管或红外光敏三极管等可分别用于接收可见光或红外光，C图则采用光敏电阻接收可见光。本技术在正常使用的室内光照背景条件（0.1～700LUX）下，动靶玩具能接收遥控器发出的闪光或红外光线信号，由光控反应装置和执行机构使玩具产生快速平动（平均速率≥2毫米／秒）或园弧旋转运动，以及相应的声光显示。据此，可用光控制作为新的一种遥控方式制造系列玩具，其成本与电控、声控价格相当，但原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由光信号发生器为遥控器，接收——反应器为动靶玩具组成的光控动靶类玩具，其特征是接收反应器的外型为表现各种不同形状的玩具动物、车辆或飞行器的机壳，在机壳内的支承板上安装有光信号接收器、光电转换电路、玩具电动机及其驱动电路、光控反应机构和机械运动执行机构等光、电、机部件，其中光信号接收器（光敏元件）应深藏于接收——反应器的机壳内部，并满足条件：ｌ＞２ｄ（ｌ为光敏元件到机壳外缘的距离，ｄ为光敏元件的特征尺寸）。

【技术特征摘要】
1、一种由光信号发生器为遥控器，接收-反应器为动靶玩具组成的光控动靶类玩具，其特征是接收反应器的外型为表现各种不同形状的玩具动物、车辆或飞行器的机壳，在机壳内的支承板上安装有光信号接收器、光电转换电路、玩具电动机及其驱动电路、光控反应机构和机械运动执行机构等光、电、机部件，其中光信号接收器(光敏元件)应深藏于接收-反应器的机壳内部，并满...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐荦愚，高林章，
申请(专利权)人：徐荦愚，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]