МЕХАНИЧЕСКАЯ ИГРУШКА Российский патент 1996 года по МПК A63H13/00 A63H13/12 

Изобретение относится к механическим игрушкам, в частности к игрушечным фигуркам с мускульным приводом.

Известна игрушка "Пляшущий паяц", содержащая туловище, закрепленное на стойке, и, шарнирно прикрепленные к нему руки и ноги, управляемые при помощи тяговых нитей. (Честмир Барта, "200 работ для умелых рук.", Артия, Прага, 1963 г. с.141).

Известна механическая игрушка, принятая за прототип, содержащая пару стоек, соединенных посредством распорки, с возможностью перемещения концов стоек друг к другу и обратно, игрушечную фигурку, имеющую туловище с шарнирно подвешенными к нему конечностями в виде рук и ног и размещенную между стойками, с возможностью вращения посредством привода от скрученных нитей, кинематически соединенных с конечностями в виде рук и концами стоек (Патент США N1629945, НПК 46-40, МПК А63 Н 13/00, 1927 г.)
Недостатком этой игрушки является то, что управляемой степенью свободы обладают только руки куклы, а туловище и ноги не имеют средств управления, что обусловливает бедность гаммы возможных движений куклы и, как следствие, не вполне достаточную занимательность игрушки.

Другим недостатком является излишняя податливость при нагрузках направленных на сближение верхних концов стоек и на вращение стоек относительно оси распорки.

Поэтому в местах соединения этих деталей мускульного привода высока вероятность поломок, что обусловливает недостаточную надежность игрушки в эксплуатации.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение занимательности игрушки и надежности ее в эксплуатации.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, обусловливающим задачу, является:
увеличение числа управляемых степеней свободы от одной до четырех и, на этой основе, расширение гаммы возможных движений куклы, что, в свою очередь, повышает занимательность игрушки;
устранение излишней податливости при нагрузках, направленных на сближение верхних концов стоек и на вращение стоек относительно оси распорки, что обеспечивает повышение надежности игрушки.

Новизна в механической игрушке, содержащей пару стоек, соединенных посредством распорки, с возможностью перемещения концов стоек друг к другу обратно, кукольную фигурку, имеющую туловище с шарнирно подвешенными к нему конечностями в виде рук и ног и размещенную между стойками, с возможностью вращения посредством привода от скрученных нитей, кинематически соединенных с конечностями в виде рук и концами стоек, заключается в том, что она снабжена перекладиной, концы которой с зазором размещены в выполненных в стойках отверстиях, с возможностью ее вращения, при этом выполненные в виде рук, конечности кукольной фигурки жестко соединены кистевыми частями с перекладиной, а плечевыми частями посредством оси с осевым и поперечным отверстиями с туловищем, с возможностью вращения его посредством привода, для чего в конечностях в виде рук выполнены осевые, а в их плечевых частях и в туловище вдоль его спины и грудной части поперечные отверстия, причем привод туловища выполнен в виде нити входящей и выходящей из осевого и поперечного отверстий одной конечности и пропущенной с образованием петли, через поперечные отверстия спинной части туловища, другой конечности и грудной части туловища, а конечности в виде ног своими, консольно выполненными в бедренных частях валиками установлены в поперечном отверстии в нижней части туловища, с возможностью независимого поворота их посредством автономных приводов, каждый из которых выполнен в виде нити, проходящей через осевое отверстие конечности в виде руки, осевое и поперечное отверстия оси вращения туловища, полость туловища и соединенной концом с полуваликом, с возможностью наматывания на него.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом определена расширением биомеханических возможностей куклы путем совершенствования механизма управления, действие которого основано на выведении механической системы из состояния устойчивого равновесия. Определяющее значение при этом принадлежит новому элементу перекладине.

Дополнение мускульного привода управления руками перекладиной ведет к образованию рамы, которая позволяет устранить излишнюю податливость при нагрузках, направленных на сближение верхних концов стоек и на вращение стоек относительно оси распорки, а следовательно, повысить надежность игрушки в эксплуатации.

Функциональная роль перекладины состоит еще в том, что она, образуя с полыми руками и полой осью вращения туловища вторую, жесткую раму, обеспечивает применение мягких связей, то есть нити ж мускульного привода управления туловищем и нитей двух мускульных приводов автономного управления ногами.

Дополнение механизма управления этими приводами увеличивает количество управляемых степеней свободы от одной до четырех, расширяет гамму возможных движений куклы, а следовательно, повышает занимательность игрушки.

Перекладина, вместе с тем, обогащает игрушку и эстетически, она дает не мнимое, а зрительное ее восприятие. При этом кукла не висит на нитях, а, как и должно быть, держится руками за перекладину.

Из уровня техники неизвестно устройство того же назначения, характеризующееся признаками, идентичными существенным признакам предлагаемого изобретения, что говорит о его соответствии условию патентоспособности - новизне.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на:
фиг. 1 общий вид механической игрушки;
фиг. 2 схема привода управления руками;
фиг. 3 схема привода управления туловищем.

Механическая игрушка включает куклу с шарнирно присоединенными к ее туловищу 1 руками 2, 3 и ногами 4, 5 и механизм управления частями тела куклы.

Статика и динамика игрушки рассматриваются при вертикальном положении стоек. При этом, без мускульной нагрузки на приводы управления частями тела, туловища 1, рук 2 и 3, ног 4 и 5 находятся в состоянии устойчивого равновесия.

Механизм управления включает:
привод управления руками;
привод управления туловищем;
два привода автономного управления ногами.

Кинематическая цепь привода управления руками включает следующие элементы: две стойки 6 и 7 с распоркой 8, перекладину 9, установленную с зазором в отверстиях верхних концов стоек 6 и 7 и две, перекрученные в виде восьмерки, нити привода 10 и 11, кинематически связывающие стойки 6 и 7 с перекладиной 9, на которой жестко закреплены кисти рук 2 и 3 куклы.

Нить привода 12, образующая петлю, управления туловищем 1 пропущена в горизонтальные плоскости сквозь отверстия в плечах, груди, спине и вывешена через продольное отверстие руки 3.

К свободным концам нити 12 привода туловища привязано кольцо 13, под палец человека.

Между руками 2 и 3, в гнездах плеч установлена ось вращения туловища 14, с сообщающимися осевым и поперечным отверстиями для пропуска свободных концов тяговых нитей 15 автономного управления ногами 4 и 5.

Тяговые нити 15 выведены через отверстия в руке 2. К их свободным концам привязаны кольца 16, под пальцы рук человека.

Другие концы тяговых нитей 15 прикреплены к верхним от центра вращения точками валиков 17, с возможностью наматывания на них.

Валики 17 выполнены с осевыми отверстиями под связующий стержень 18 и жестко закреплены в бедрах ног 4 и 5 и установлены в поперечном отверстии в нижней части туловища.

Механическая игрушка приводится в действие двумя руками. Для этого ее необходимо взять левой рукой за нижние концы стоек 6 и 7. Три пальца правой руки продеть в кольца: большой в кольцо 13, указательный и средний в кольца 16.

Придать стойкам 6 и 7 вертикальное положение. При сведении нижних концов стоек 6 и 7, верхние концы натягивают нити 10 и 11 привода рук, которые, раскручиваясь, поворачивают перекладину 9, а вместе с ней и руки 2 и 3 на 180^o.

При этом туловище 1, стремясь сохранить состояние устойчивого равновесия, перекручивают нить 12 привода туловища 1 и управления им, а кукла принимает положение "руки в упор".

При натяжении за кольцо 13 нити 12 привода туловища 1, она, раскручиваясь, поворачивает туловище 1 вокруг своей оси 14 на 180^o. При этом ноги 4 и 5 стремятся сохранить состояние устойчивого равновесия, а на валики 17 накручиваются тяговые нити 15 привода автономного управления ногами 4 и 5.

Натяжением за кольца 16 тяговых нитей 15 выполняется поворот валиков 17, а вместе с ними и ног 4 и 5 примерно на 170 180^o. При этом кукла принимает положение "стойка на кистях".

Манипулируя мускульными приводами управления частями тела куклы, можно добиться выполнения куклой разнообразных движений.

Например, в положении "стойка на кистях" выполнить упражнение "ножницы" или крутить "солнце".

При освобождении приводов от мускульной нагрузки, все части тела куклы принимают состояние устойчивого равновесия она свободно повисает на перекладине.

Возможной областью применения механической игрушки может стать медицина, где в качестве тренажера она может способствовать развитию по подвижности пальцев рук после травм или хирургических вмешательств. ЫЫЫ2

Использование: изобретение относится к механическим игрушкам, в частности к кукольным фигуркам с мускульным приводом. Сущность изобретения: игрушка содержит кукольную фигурку с шарнирно подвешенными к ее туловищу руками и ногами, помещенную между стойками, соединенными распоркой, с возможностью вращения рук посредством привода из скрученных нитей, кинематически соединяющих кисти рук с концами стоек. Перекладина установлена с зазором в отверстиях стоек и образует раму. При этом нить привода туловища, входя и выходя из осевого и поперечного отверстий одной руки, пропущена, с возможностью образования петли, через поперечное отверстие спинной части туловища, другой руки и грудной части туловища. А нить каждого из автономных приводов ног проходит через осевое отверстие руки, осевое и поперечное отверстия оси вращения туловища, полость туловища и соединена концом с валиком с возможностью наматывания на него. 3 ил.

Механическая игрушка, содержащая пару стоек, соединенных посредством распорки с возможностью перемещения концов стоек друг к другу и обратно, кукольную фигурку, имеющую туловище с шарнирно подвешенными к нему конечностями в виде рук и ног и размещенную между стойками с возможностью вращения посредством привода от скрученных нитей, кинематически соединенных с конечностями в виде рук и с концами стоек, отличающаяся тем, что она снабжена перекладиной, концы которой с зазором размещены в выполненных в стойках отверстиях с возможностью ее вращения, в туловище кукольной фигурки выполнены полость и поперечные сквозные отверстия в его нижней части и вдоль спинной и грудной частей, а в конечностях в виде рук выполнены в одной из конечностей продольное отверстие, а в другой продольное и в плечевой части поперечное отверстия, при этом конечности в виде ног, в бедренной части каждой из которых консольно закреплен валик, установлены валиками в сквозном поперечном отверстии нижней части туловища с возможностью независимого вращения посредством автономных приводов, а конечности в виде рук жестко соединены кистевыми частями с перекладиной, а плечевыми частями посредством оси с осевым и поперечным отверстиями, проходящей через поперечное отверстие в туловище, между собой с возможностью вращения туловища относительно конечностей в виде рук посредством привода, причем привод туловища выполнен в виде нити, входящей и выходящей из продольного отверстия одной конечности и пропущенной с возможностью образования петли через поперечные отверстия спинной части туловища, другой конечности и грудной части туловища, а автономный привод каждой конечности в виде ноги выполнен в виде нити, проходящей через продольное отверстие конечности в виде руки с поперечным отверстием в плечевой части, продольное и поперечное отверстия оси поворота туловища, полость туловища и соединенной одним концом с консольной частью одного из валиков с возможностью наматывания на него.