玩具车.pdf

具体实施方式

一些术语在下面的描述中仅为方便而非限制性地被使用。词“右”、“左”、“上部”、和“下部”指附图中的参考方向。词“第一”和“第二”指图中的参考顺序或操作，但并不局限于这些步骤中实际的描述顺序。词“内”，“外”，“向内”和“向外”分别指朝向和背离该玩具车及其指定部分的几何中心。另外，术语“一”和“该”，如已经在说明书中使用的，意思是“至少一个”。该术语包括上述明确提到的和由此衍生的以及相似词汇。

详细参照附图，其中相似的附图标记始终表示相似的元件，图1A-5C示出了根据本发明的优选实施方式的用标记20表征的车及其部件。尽管使用具有“车轮”或者“履带(track)”的玩具车20作为参照，对本领域技术人员来说可以理解的是，此处描述的特定结构的装置和方法可以实施于任何类型的(比如汽车，自行车，摩托车，滑行车等)，具有任意数量的车轮，履带等的玩具车。更进一步，本发明可以按比例放大到较大车辆上。因此，该玩具车20并不局限于本文图示和描述的设计，可以被形成为多种形状、图案和色彩的任意一种或其组合，诸如轿车、船、摩托车、自行车、卡车、拖拉机和类似军用车，比如坦克、航空器和机载车、潜艇、船舶、以及空间车、机器人、生物、动物和其它类型的玩具。

下面的描述中，“弹出”设备的多个方面将被描述。为解释的目的，特定构造和细节将被阐述以提供对该设备的全面理解。根据下面的描述，将详细描述玩具车20，其是本发明该设备的一个实施方式。然而，对本领域技术人员来说显然可以进行描述，而无需呈现此处的详细细节。此外，众所周知的特征可以被省略或者简化，以免造成技术描述的模糊。

尽管本发明的很多特征可以在单个实施方式中描述，但是这些特征也可以被分开地提供或者以任何适当组合提供。反之，尽管为清晰起见，本发明可以在分开的实施方式中进行描述，但本发明也可以在单个实施方式中实施。此外，应当被理解的是，本发明可以通过多种方式实现或者实施，本发明可以应用在不同于下述示范性例子的其它实施方式中。说明书和权利要求中所描述的例子和材料是示意性的，不能作为限制性的解释。

根据本发明的优选实施方式，该玩具车20优选地包括本体或底盘200、折叠/展开组件或连杆机构220，锁定系统252、254，和至少一个优选两个镜像悬架组件370a、370b。该本体200可包括机盖(canopy)204。该玩具车20包括至少一个优选两个镜像驱动系统300a、300b，至少一个优选两个相同的马达310，电源单元272a，272b和控制组件276(图4D)。在优选实施方式中，该电源单元是一个或者多个电池272a，272b(一次性的可再充电的)或者一个或多个电容器。该玩具车20还可进一步包括机盖升起系统，以使处于展开构造(图1B和2C)时该机盖204上升至高于该本体200。

在优选实施方式中，在非使用时，该玩具车20处于基本上平面或者“折叠”构造(图1A、2A、3A)。直立或“展开”或“打开”的玩具车20优选地具有良好的操纵性，可以沿一个或者多个方向移动，包括但不局限于向前，向后，向右转，向左转，转圈和爬坡以及跨越障碍物。

根据本发明的实施方式，该玩具车20从大体上平面或折叠构造到直立或者展开或者打开(即三维)构造的变换是通过“弹出(pop-up)机构”进行的。这里用的术语“弹出机构”描述了从大体平面或者折叠构造突然呈现为、突然升起为三维直立或展开构造。本发明的该弹出机构适于通过能量储存元件转换该设备的构造，优选地使用弹簧，电容器或电池(一次性的或可再充电的)。这里使用的术语“动作”包括但不局限于人工或者自动的任何活动、移动和作用，其能导致使该玩具车20的构造从大体上平面或折叠构造转换为三维直立或展开构造。在优选实施方式中，上述“动作”激活了该折叠/展开组件200和锁定系统252、254中的至少一个，并用于允许该本体200，驱动系统300a，300b和机盖升起系统展开。

如图5A-5C所示，该玩具车20也可以被储存在壳体30中。因而，该壳体30可充当储存元件。附加或者可选地，该壳体30还可以充当遥控器，以操作处于展开或者三维直立构造的玩具车20。在此实施方式中，该壳体30可以作为该弹出式玩具车20的无线遥控器。

在优选实施方式中，该玩具车20处于折叠或者平面构造时具有卡片状的尺寸和形状，并具有建议在3到15毫米范围内的厚度，例如使得该玩具车20可以被携带在裤兜内。该玩具车20可以由多种材料制造，比如塑料，金属和任何其它适合本发明目的的刚性材料。可选地，处于折叠或者平面构造时，该玩具车20可以具有较大的厚长尺寸比或厚宽尺寸比。例如，该比率可以在4到10的范围内。

该玩具车20优选地包括一些组件，系统和部件，用于允许通过一个或单个展开或按压动作对该玩具车20进行转换。例如，该折叠/展开组件220可以适于允许打开和关闭至少一个驱动系统300a、300b。该锁定系统252、254可以适于维持该玩具车20的大体上平面方位，并进一步地允许在被释放时通过弹出机构展开该玩具车。该悬架组件370a、370b可以适于允许电线352布线和将该本体200与至少一个驱动系统300a，300b相连接。机盖升起系统可以适于允许该机盖204在该本体200上方竖直移动。

该玩具车20进一步优选地适于通过挤压该玩具车20的至少一部分，尤其是，通过同时挤压该本体200的上底盘或上部282和该本体200的下底盘或下部280，或者说，将该上部282和该下部280压缩到一起，而使其从三维直立构造转换到大体上平面的构造。该玩具车20还可以适于通过单个动作，比如按一下按钮，而从三维直立构造转换到大体上平面构造。可选地，玩具车20还可以适于通过挤压该玩具车20的至少一部分实现从三维直立构造到大体上平面构造的转换。

由于该玩具车20的两侧是镜像的部件，相似的部分用相同的数字来表征并跟随有“a”或者“b”。为了清晰的原因，每次将只集中描述一侧，尽管玩具车20的展开是在两侧同时进行的。

每个驱动系统300a，300b优选地大体上是平面的。在优选实施方式中，每个驱动系统300a，300b包括该至少一个电动马达310，蜗杆312和齿轮传动系314，其能使驱动轮320移动，驱动轮320有时候简称为“轮320”，该驱动轮320还可进一步包括离合器324a、324b，用于防止在外力被施加到驱动轮320上时造成损伤。

参照图1A和1B，该玩具车20优选包括该本体200和两个对称的相同的驱动系统300a，300b，其中，各驱动系统分别包括位于本体200左右两侧的履带304a，304b。最佳如图4C-4D所示，该玩具车20优选地包括悬架组件370a，370b，各悬架组件适于将各驱动系统300a，300b可枢转地连接在该本体200上，并用于使电线352(图4C和4D)从该本体200延伸到每个驱动系统300a，300b的电动马达310(图4A和4B)。该本体200优选地包括该上部或者上底盘282，下部或下底盘280，前铰链284(图1A，1B和3D)，机盖204，开启按钮250，电池舱270(图3A和3C)，“开/关”开关208(图1A，1B，3D和4D)，和电子控制组件，前铰链284适于可枢转地连接上底盘282和下底盘280，使得该上底盘282可以“打开”和“关闭”(升起和下降)，电子控制组件的一部分以276标识(图4D)。该“开/关”开关208可以是滑动开关，按压开关，或者其它任何类型的适用于本发明的开关。如图1A和1B所示，每个驱动系统300a，300b优选地包括罩360a，360b。该玩具车20还优选地包括下面详细描述的折叠/展开组件或连杆机构220。

现参照图2A-2C，该折叠/展开组件或连杆机构220适于允许打开和关闭驱动系统300a，300b中的至少一个且优选两个。优选地，该折叠/展开组件220允许在使用者按压该开启按钮250(图3A-3C和3H)时开启每个驱动系统300a和300b。将该玩具车20从大体上平面或者折叠构造打开或者展开到三维直立或展开构造是通过向下按压该开启按钮250以使滑动锁252移动并解锁(图3A-3C和3F-3H)而实现的。接着，该本体200的该上部282升起(上升)并优选地向上拉动上部连杆230a，因其通过轴232a与本体200的上部232连接。当上部连杆230a被向上拉动时，优选地旋转或者转动旁边的转动曲柄226a，并且从而，该转动曲柄226a优选地沿侧向(即向外地远离该本体200的几何中心)推动侧部连杆228a。再接着，该侧部连杆228a优选地通过驱动曲柄224a向外推动驱动系统300a。

相同的过程同时在该玩具车20的另一侧镜像发生。特别地，该本体200的上部282升起(上升)并向上拉动上部连杆230b，因其通过轴232b与本体200的上部282连接。当上部连杆230b被向上拉动时，优选地旋转旁边的转动曲柄226b，并且从而该转动曲柄226b优选地沿侧向(即向外远离该本体200的几何中心)推动侧部连杆228b。再接着，该侧部连杆228b优选地通过驱动曲柄224b向外推动驱动系统300b。如图2A-2C所示，优选地，轴233a，233b分别将每个转动曲柄226a，226b与该本体200的下部280可转动地相连。

闩保持器258作为该本体200的该上底盘282的一部分，闩保持器258和滑动闩256(均参照图2B-3C)起到保持并防止该上底盘282在玩具车20处于大体上平面或折叠构造时被打开(图2A，3A和3B)的作用。至少一个且优选一对相对设置的弹性可变形延伸件267a，267b从滑动闩256朝外或朝侧向延伸。每个延伸件267a，267b的尺寸和形状优选被设置成配合在该本体200的下底盘280上的互补尺寸和形状的插槽或槽孔259(图3G)中。如图3F和3G所示，该滑动闩256优选与该滑动锁252和倾斜的滑边254整体或一体形成。然而，该滑动闩256和该滑动锁252，以及其上的倾斜滑边254，也可以是固定连接或者可拆卸连接的两个或更多个分开的结构。因而，每个延伸件267a，267b优选地将该滑动闩256和该滑动锁252偏动在本体200内的初始或固定(stationary)位置(图3A，C和G)。图2B，2C还示出了当该玩具车20处于大体上平面或者折叠构造时，用于容纳机盖尾部205的插槽257。优选地通过沿着或者在竖直方向(未图示)压缩(即，一起挤压)该上底盘282和该下底盘280以致动连杆机构220并压缩线性压缩偏动构件，比如压缩盘簧260，而将该玩具车20折叠回大体上平面构造，如下面详细所述。“线性压缩偏动构件”此处定义为至少可在大体上直线方向被压缩(并恢复)的偏动构件。

更特别地，通过向下挤压该机盖204，该机盖尾部205优选地与反推条266(图3A-3C)接触，反推条266相应地向上推动该机盖尾部205，并且该机盖尾部205推动该机盖204绕机盖轴207向下运动(图3A-3C)。当该机盖204被向下推时，优选地抵抗弹性可变形“弹簧”梁264(图3A-3C和3E)向下推动该开启按钮250，由此将该玩具车20折回大体上平面构造。处于该折叠构造时，该滑动闩256优选地接合或者锁定该闩保持器258，且该玩具车20被锁定在折叠构造。

优选地由该玩具车20的多个部件同时进行该玩具车20的打开或者展开，或者该玩具车20从大体上平面或者折叠结构到三维直立结构的转变。具体而言，在释放该滑动闩256，或解除该闩保持器258和该滑动闩256之间的接合，或等效地移去将该玩具车20保持在折叠构造的向下施加的力时，该上底盘282优选地通过至少一个且优选两个的间隔开的压缩盘簧260被向上按压(图3C和3D)，其进而拉动或展开该连杆机构220，连杆机构220枢转或展开该驱动系统300a，300b。同时，优选地施于该机盖尾部205上的压力被释放，以允许机盖204也被展开。换句话说，在按压该开启按钮250时或在按压该开启按钮250后，该本体200的该上部282优选通过弹出机构被打开或升起，如图3A-3C所示。同时，通过该本体200的该上部282的该向上移动，图2A-2C所示的该连杆机构220被激活，并进而打开该驱动系统300a，300b，使得玩具车20处于展开或三维直立状态。

更具体地，根据本发明的优选实施方式，优选地通过向下按压该开启按钮250打开该玩具车20，该操作以如下方式影响该滑动锁252，其倾斜滑边254沿第一方向被推动(即，图3B中朝右方向，图3H中朝下左方向)，因而，抵抗弹性延伸件267a，267b的偏动力沿同一方向推动滑动闩256，直到该滑动闩256脱离与该闩保持器258的接合，使得该本体200的该上部282上升或升起(即，向上移动)。一旦施于该开启按钮250向下的力被释放，该弹性延伸件267a，267b将该滑动闩256和滑动锁252偏动回到初始位置(图3A，3C和3G)。从而，该倾斜滑边254优选地适于将该开启按钮250的竖直运动转变和转换为该滑动锁252的水平运动。根据本发明，当该滑动闩256与该闩保持器258脱离接合时，该上底盘282优选地通过至少一个且优选两个压缩盘簧260的偏动作用向上移动，该压缩盘簧260在该玩具车20处于大体上平面或折叠构造时被压缩和加载。该压缩盘簧260优选地对称布置于该本体200的上部和下部282，280之间，并优选与上部和下部直接接触。

在释放该滑动闩256和该闩保持器258时，该盘簧260被释放并向上推动该上底盘282。优选地，该开启按钮250是类似弹簧的按钮，被设计为向上推动该机盖204。当该上底盘282升起或上升时，会产生允许该开启按钮250升起或向上移动的空间，其中优选地通过使用弹性可变形梁264推动开启按钮250向上移动，进而，推动该机盖204向上移动。当该上底盘282升起或上升时，上底盘282激活该折叠/展开系统220，随后每个驱动系统300a，300b被转动或“打开”。

图3A-3C示出了该折叠/展开组件220，容纳电池272a，272b的电池舱270，电池舱盖274，驱动系统300b，履带304b，机盖尾部205，机盖轴207和反推条266。在该玩具车20的折叠过程中，该反推条266适合用于向上推动该机盖尾部205，并因而推动该机盖204绕该机盖轴207向下转动。进而，该移动向下推动该开启按钮250从而向下按压弹性可变形梁264。图3B是玩具车20处于大体上平面或折叠构造的立体视图，该图示出了该玩具车20的该开启按钮250被向下按压的确切时刻。当该开启按钮250被向下按压时，按压的竖直运动被转换为该滑动锁252的水平运动，因而使得该玩具车20从平面构造打开为三维直立构造。

在另一实施方式中，马达或者其它致动器(未示出)，被设置成盘簧260的替代装置，优选地用于适合在从控制系统276(图4D)接收展开命令时向上移动该本体上部282，接着将该玩具车20变形为三维直立构造。该同一马达或者致动器之后优选地用于在从该控制系统276接收折叠命令时将该玩具车20折回大体上平面的构造，上述操作通过按压该玩具车20上或者遥控单元30上的折叠按钮(未示出)而起动。可选地，可沿着纵向中心线设置单个压缩弹簧以替代电池272a，272b，该电池272a，272b被移动或去除。

为清晰起见，下面针对该驱动系统300a，300b的描述将只提及一个系统。现参照图4A和4B，驱动系统300a优选地包括与蜗杆312相连的该电动马达310，该蜗杆优选地适于将该电动马达310的沿马达轴线的旋转运动转换为沿与该马达的轴线相垂直的轴线的旋转运动。该蜗杆312优选地与齿轮传动系314啮合，该齿轮传动系适合用于减小电动马达的圆周速度并最终转换为该玩具车20的速度，同时增大被提供给履带304a，304b的力。该齿轮传动系314优选地包括第一齿轮或蜗轮314a，其在一侧与蜗杆312啮合，在另一相反侧与第二齿轮314b啮合。因而，在被蜗杆312驱动的同时，第一齿轮314a驱动第二齿轮314b转动。第二齿轮314b优选固定地与同轴第三齿轮314c连接，因而，在该第二齿轮314b转动时该第三齿轮314c被转动。该第三齿轮314c还优选地与第四齿轮314d啮合。因而，该第三齿轮314c的转动使该第四齿轮314d转动。该第四齿轮314d优选地啮合第五齿轮316并因此使第五齿轮316转动。

该第五齿轮316优选地包括内置的离合系统并使凸块轮(bumps wheel)318转动，凸块轮318进一步作为安全机构，从而在外力作用于该齿轮传动系314时避免齿轮传动系314的齿轮被损伤。该凸块轮318优选地通过至少一个且优选一对相对的弹性可变形的或“弹簧”的连接臂324a，324b而连接在该第五齿轮316上，该连接臂优选地用于连接第五齿轮或外齿轮316和凸块轮或内齿轮318。该连接臂324a，324b还进一步优选地作为安全机构的一部分，作为扭矩限制离合器，当有外力作用于该履带304a，304b时，避免该齿轮传动系314内的齿轮被损伤。该凸块轮318还优选地与该驱动轮320相连，因而当被该第五齿轮316转动可以使该驱动轮320转动。该驱动轮320优选地进一步与履带304a相连，因此被该凸块轮318转动的同时使该履带304a转动。

优选地，车轮罩330b(图4A和4B)设置在该第五齿轮和该凸块齿轮316，318的外侧，与该凸块齿轮318相固定，以摩擦接合履带304a的内侧，并使驱动轮320抓住履带304a的周边内侧肋305a(图4A和4B)。应当认识到，机械干涉啮合(例如轮齿结构(cogs and teeth))可设置在该驱动轮320和该履带304a之间或者通过省略凸块齿轮318或者例如在第二和第三齿轮314b，314c之间的其它位置设置等效装置而设置在该驱动轮320和该履带304a之间。

该驱动系统300a还可以进一步包括自由轮(未示出)，其在图中隐藏该车轮罩330a的后面。该自由轮被支撑用于自由转动，并且支撑该履带304a的远离该驱动轮320的端部，用于进行转动。该驱动系统300a还优选地包括框架340a，框架340a支撑带有蜗杆312的马达310和带有驱动轮320的该齿轮传动系314和该自由轮。如图4A和4B所示，优选地提供多个销336以连接该驱动系统300a的该罩330a。如图4A所示，驱动系统铰链350优选可使该驱动系统300a折叠至该玩具车20的大体上平面的构造。连接到该马达310的该电线352的路线也在图4A中示出。该电线352优选为柔性的线，为了避免该线352在该玩具车20进行多次折叠和展开操作时发生损坏，电线布置采用“最少弯曲”设计。

参见图4C，该悬架组件370a优选地用于将该本体200连接至该驱动系统300a。由于该玩具车20的结构是优选地对称的，该悬架组件370b用于连接该驱动系统300b和该本体200，如图4D所示。为简便描述起见，下面的描述仅参照悬架组件370a。然而，该悬架组件370b可以比照相同的描述。该悬架组件370a优选地进一步适用于对马达310a进行控制的电线352的布线。该悬架组件370a优选地包括由下底盘280固定支撑的本体或梁372a，驱动系统铰链350a，和用于该驱动系统铰链350a的短轴354a。电线352a优选地经由铰链350a关节处的管道356a设置以确保具有最少弯曲的优化路线。应该注意到，为了更好的描述该本体372a，图4C中的该电线352a的方向与其在图4A中的路线方向相反。每个轴354a被支撑用于在相邻多对销336之间转动，或在分开地设置在框架340a上的轴颈(未描述)中转动。

参见图4D，该电池舱盖274位于该本体200的低部，邻近优选地控制该玩具车20操作的该电子组件276和该电力供应单元，并且是常规的。该电子组件276还可进一步包括远程控制接收器，其可以被实现为应用RF(射频)，IR(红外线)，声波(比如超声波或US)或其它远程技术。优选地，该电力供应单元包括该电池272，其可以是也可以不是可再充电的。可选地，也可使用可再充电电容器。在这种实施方式中，该玩具车20具有进行外部充电的能力。如图4D所示，该本体200优选用于直接通过该悬架组件370a，370b分别连接在该驱动系统300a，300b。

现参见图5A-5C，该壳体30可以作为遥控器(即，发射机)，并通过光波如红外线(IR)，射频发射(RF)，或声波，例如超声波(US)进行操作，对该玩具车20进行控制。在这种实施方式中，优选地使用遥控导航按钮34将该玩具车20向左或向右移动，优选地用导航按钮32将该玩具车20向前或向后移动。该遥控器30还可进一步包括频道选择开关36。该玩具车20优选地通过推拉在该壳体30的一部分内形成的拉槽38被拉出该壳体30，该拉槽38使得使用者可以直接抓住该玩具车20的一部分将其拉出该壳体30。该拉槽38还可进一步使该玩具车20使用更厚的电池舱而不会进一步增加该壳体30的高度。当该玩具车20处于大体上平面构造时，优选地使用槽或凹腔40以将该玩具车20插入该壳体30中储存。

其它可选的设置包括省去该履带304，直接利用该驱动轮320作为行走轮来支撑和推进该玩具车20。每个驱动系统300a，300b的车轮罩330a后面的该自由轮仍可保持自由转动，或可选地例如通过环形挠性带式履带304进行驱动，该履带304在驱动轮320或该第五齿轮316或凸起齿轮318上的滑轮与自由轮的滑轮之间。可选地，该齿轮传动系314可以沿相反的方向延伸至自由轮。

该折叠/展开组件或连杆机构220并不局限于用在玩具车中或与玩具车一起使用。而是，该连杆机构220可以用在多种不同尺寸的车上，例如可以载人的车，如手推车甚至更大的车，允许装置在直立或“展开”或“打开”构造和基本上平面或“折叠”构造之间变换结构。包括该连杆机构220的更大的车能允许车被折叠以装在比如运动型多功能车(SUV)或轻型货车的车厢(bed)上或内。甚至更大型的车也可以包括该连杆机构220，例如那些尺寸被设置成在折叠为更紧凑的构造时被装在例如十八轮卡车的拖车内。

与该玩具车20类似，该更大的车优选地通过一起压缩该上部282和该下部280以致动该连杆机构220并压缩该压缩弹簧260来完成从展开构造到折叠构造的变换。然而，可认识到，如果车尤其是玩具车的元件具有足够的坚固性，这样的车也可能简单地通过下面的方式从直立或打开或展开构造转变为基本上平面或折叠构造：车在支撑面上的同时，通过在该本体下部上向下压该本体上部；或通过折叠第一和/或第二部件至平面/折叠构造并使用该连杆机构将该上部压靠在该下部上。

进一步可认识到，在较大车辆以及玩具车中，还可应用其它用于将车辆变形的措施。例如，可以提供马达驱动或手柄卷轴(hand cranked reel)278a和线缆278b(图3C)，用于使该本体上部和下部拉拢在一起使车平面化并压缩该弹簧。另外可选地，该可压缩盘簧260也可以用一个或多个其它类型的偏动构件代替，该偏动构件被布置成从该本体的下部280向上偏动该本体的上部282并致动该连杆机构220。例如，压缩盘簧260可以被其它类型线性压缩偏动构件比如板簧或甚至一块可压缩泡沫材料代替。

应该认识到，本领域技术人员可以在不脱离本发明构思的范围内对以上描述的具体实施方式进行改变。应该理解，本发明并不局限于披露的具体实施方式，而是旨在涵盖由所附权利要求所限定的在本发明精神和范围内的修改。