專利名稱：自動平衡管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種延時自動平衡裝置，尤其是涉及一種管狀的基于彈簧與空氣阻尼作用的具有延時功能的自動平衡管。
背景技術：
現(xiàn)有的玩具，普遍采用電子裝置，將玩具所需表達的自動功能設計到電子裝置內(nèi)，以實現(xiàn)豐富而復雜的玩具自動功能。但由于電子裝置的工作原理隱藏在電路設計中，不能直觀地陳示給玩具用戶，不能展現(xiàn)人類高智慧、高技術的魅力，使用戶玩耍玩具的過程顯得很平淡，不能很好地啟迪和開發(fā)兒童智力；因此，開發(fā)一種基于機械作用原理的自動控制裝置，將玩具本身所蘊含的技術與智慧直觀地呈現(xiàn)出來，必將對玩具工業(yè)產(chǎn)生一次重大的變革，使玩具用戶獲得更多的知識和啟迪。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有玩具將工作原理隱藏在電子裝置的電路設計中，不能直觀地陳示給玩具用戶的缺點，本發(fā)明提供一種基于機械作用原理的自動平衡管。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種自動平衡管，包括管體和端蓋，端蓋與與管體之間環(huán)槽楔合，在所述管體內(nèi)設有單向閥、彈簧和鐵芯，所述單向閥安裝在端蓋內(nèi)，通過端蓋與管體的楔緊，單向閥與管體壓實形成密封，所述鐵芯采用間隙配合方式自由地裝在管體內(nèi)，能移動，所述彈簧自由地裝在管體內(nèi)，能自由伸縮或移動。
所述管體采用非鐵材料，管體上開有兩個小孔，當管體內(nèi)鐵芯移動后，一端的孔被封閉，另一端的孔則開放，避免同時形成兩個氣密腔。
所述管體采用鋁質(zhì)材料。
所述端蓋為塑料件，該端蓋中心開孔，端蓋內(nèi)孔靠近邊緣處設有凸棱，端蓋與管體之間環(huán)槽楔合聯(lián)接。
所述單向閥為軟質(zhì)膠體材料，具有凸起的頭部并在該凸頭中心開有十字口，當管體內(nèi)的氣體在受壓時可向外頂開凸頭而形成排氣口，順利將管體內(nèi)氣體排出，當管體內(nèi)鐵芯反向運動時，膠體在外部氣壓作用下向內(nèi)收縮，將十字口壓實密封。
所述單向閥的外徑與端蓋內(nèi)孔大小相等。
所述鐵芯兩端具有小軸肩，一方面是靠近端面以使磁力驅(qū)動更可靠，另一方面保護彈簧以避免被壓實。
所述彈簧為銅質(zhì)件，該彈簧的一端與鐵芯接觸，另一端被端蓋與單向閥擋住。
本發(fā)明的有益效果是采用彈簧與膠體單向閥結構，構成彈簧與空氣阻尼系統(tǒng)，實現(xiàn)了雙向?qū)ΨQ的快動慢回的自動平衡功能，經(jīng)過結構尺寸的合理設計及采用特定的材質(zhì)，實現(xiàn)了平衡管的小尺寸、輕質(zhì)量及磁力驅(qū)動；本發(fā)明為基于機械作用原理的自動控制裝置，將玩具本身所蘊含的技術與智慧直觀地呈現(xiàn)出來，由此獲得了在玩具上的成功應用。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明結構示意圖；圖2是本發(fā)明單向閥正面結構示意圖；圖3是本發(fā)明單向閥縱向剖視圖；圖4是本發(fā)明鐵芯結構示意圖。
圖中1-端蓋、2-膠體單向閥、21-凸頭、22-十字口、3-彈簧、4-鐵芯、41-軸肩、5-管體、51-孔。
具體實施方式參見圖1，圖1所表示的是本發(fā)明的結構示意圖，一種自動平衡管，包括管體5和端蓋1，管體5采用非鐵材料，絕不可用鐵質(zhì)材料，一方面減輕質(zhì)量，另一方面是保證鐵芯4可被磁力驅(qū)動，避免在磁鐵與鐵芯4之間形成封閉磁路，在本實施例中管體5采用鋁質(zhì)材料，管體5上開有兩個小孔51，管體5內(nèi)鐵芯4移動后，一端的孔51被封閉，另一端的孔51則開放，以免同時形成兩個氣密腔。端蓋1為塑料件，端蓋1內(nèi)孔靠近邊緣處有對稱的三條凸棱，與管體5上的環(huán)槽楔合以實現(xiàn)聯(lián)接，端蓋1中心開孔。
在所述管體5內(nèi)設有單向閥、彈簧3和鐵芯4，在本實施例中，該單向閥為軟質(zhì)膠體材料，如圖2和圖3所示，膠體單向閥2具有凸起的頭部21并在該凸頭21中心開有十字口22，該結構保證管體5內(nèi)的氣體在受壓時可向外頂開凸頭21而形成排氣口，順利將管體5內(nèi)氣體排出，當管體5內(nèi)鐵芯4反向運動時，膠體在外部氣壓作用下向內(nèi)收縮，膠體單向閥2的外徑大小與端蓋1內(nèi)孔大小一樣，將十字安裝在端蓋1內(nèi)，通過端蓋1與管體5的楔緊，膠體單向閥2與管體5壓實形成密封。通過端蓋1的中心開孔，以容膠體單向閥2的凸頭21外露并可順利排氣。
如圖4所示，鐵芯4為鐵質(zhì)材料，是磁力驅(qū)動的對象，管體5質(zhì)量失衡及自動回復平衡的控制對象，為保證其在管體5內(nèi)的自由運動及運動過程中的氣密性，鐵芯4與管體5之間具有很小的間隙配合，此也是本發(fā)明具有快動慢回特性的關鍵參數(shù)之一，鐵芯4裝在管體5內(nèi)，與管體5之間是間隙配合，能夠自由移動，鐵芯4兩端具有小軸肩41，一方面是靠近端面以使磁力驅(qū)動更可靠，另一方面保護彈簧3以避免被壓實，延長彈簧3的使用壽命。
鐵芯4兩端的兩根彈簧3完全相同，自由地裝在管體5內(nèi)，與管體5的內(nèi)孔51間有較大的間隙，可自由伸縮或移動；管體5兩端的端蓋1則通過凸棱與管體5外圓柱面上的環(huán)槽楔合，使端蓋1與管體5連成一體，兩者之間不能再有自由運動。
彈簧3為銅質(zhì)件，簧絲直徑小，公稱直徑大，具備很小的剛度系數(shù)，以保證磁力(外力)驅(qū)動時鐵芯4所受的阻力不大及鐵芯4自動回復平衡時彈性驅(qū)動力不大，是本發(fā)明具有快動慢回特性的關鍵參數(shù)之一；而兩根彈簧3一端與鐵芯4接觸，一端被端蓋1與膠體單向閥2擋住，在正常情況下，兩根彈簧2受力相同，產(chǎn)生的變形量相同，共同作用將鐵芯4推到管體5的對稱中心。
本發(fā)明具有對稱結構，鐵芯4與管體5之間具有非常精密的間隙配合，既保證鐵芯4可在管體5內(nèi)自由滑移，又保證在鐵芯4兩端的空腔間有一定的氣體密封性能；在兩根完全相同的彈簧3作用下，鐵芯4在常態(tài)下處于管體5的對稱中心即平衡位置，所采用的彈簧3剛度系數(shù)極小；當強力磁鐵從平衡管外的任意一側(cè)靠近本發(fā)明時，在磁力作用下，管體5中的鐵芯4被驅(qū)動，壓縮該側(cè)的彈簧3，并將該側(cè)管中的氣體由膠體單向閥2凸頭21中心開有十字口22順利排出，快速偏離平衡位置，使平衡管出現(xiàn)質(zhì)量偏心，因失衡而導致管體5偏轉(zhuǎn)，從而迅速接合玩具中的電路開關，以完成一系列的動作；在撤除外力(磁力)后，由于膠體單向閥2及鐵芯4與管體5精密配合形成的密封作用，鐵芯4在彈簧3作用下往平衡位置回復時，受到一定的空氣阻尼作用，鐵芯4在彈簧3與空氣阻尼的綜合作用下，緩慢地從失衡狀態(tài)回復到初始平衡位置，管體5則從偏轉(zhuǎn)狀態(tài)回復到水平狀態(tài)，使處于閉合狀態(tài)的電路經(jīng)過3-5秒以上的延時后自動斷開，保證有足夠的時間完成預先設計好的一套動作；由此實現(xiàn)快動慢回的自動平衡功能。本發(fā)明實現(xiàn)了雙向?qū)ΨQ的快動慢回的自動平衡功能，經(jīng)過結構尺寸的合理設計及采用特定的材質(zhì)，實現(xiàn)了平衡管的小尺寸、輕質(zhì)量及磁力驅(qū)動；由此獲得了在玩具上的成功應用。
權利要求
1.一種自動平衡管，包括管體和端蓋，端蓋與與管體之間環(huán)槽楔合，其特征是在所述管體內(nèi)設有單向閥、彈簧和鐵芯，所述單向閥安裝在端蓋內(nèi)，通過端蓋與管體的楔緊，單向閥與管體壓實形成密封，所述鐵芯采用間隙配合方式自由地裝在管體內(nèi)，能移動，所述彈簧自由地裝在管體內(nèi)，能自由伸縮或移動。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動平衡管，其特征是所述管體采用非鐵材料，管體上開有兩個小孔，當管體內(nèi)鐵芯移動后，一端的孔被封閉，另一端的孔則開放，避免同時形成兩個氣密腔。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的自動平衡管，其特征是所述管體采用鋁質(zhì)材料。
4.根據(jù)權利要求1所述的自動平衡管，其特征是所述端蓋為塑料件，該端蓋中心開孔，端蓋內(nèi)孔靠近邊緣處設有凸棱，與管體之間環(huán)槽楔合聯(lián)接。
5.根據(jù)權利要求1所述的自動平衡管，其特征是所述單向閥為軟質(zhì)膠體材料，具有凸起的頭部并在該凸頭中心開有十字口，當管體內(nèi)的氣體在受壓時可向外頂開凸頭而形成排氣口，順利將管內(nèi)氣體排出，當管內(nèi)鐵芯反向運動時，膠體在外部氣壓作用下向內(nèi)收縮，將十字口壓實密封。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的自動平衡管，其特征是所述單向閥的外徑與端蓋內(nèi)孔大小相等。
7.根據(jù)權利要求1所述的自動平衡管，其特征是所述鐵芯兩端具有小軸肩，一方面是靠近端面以使磁力驅(qū)動更可靠，另一方面保護彈簧以避免被壓實。
8.根據(jù)權利要求1所述的自動平衡管，其特征是所述彈簧的一端與鐵芯接觸，另一端被端蓋與單向閥擋住。
全文摘要
本發(fā)明涉及自動平衡管，包括管體和端蓋，端蓋與與管體之間環(huán)槽楔合，在所述管體內(nèi)設有單向閥、彈簧和鐵芯，所述單向閥安裝在端蓋內(nèi)，通過端蓋與管體的楔緊，單向閥與管體壓實形成密封，所述鐵芯采用間隙配合方式自由地裝在管體內(nèi)，能移動，所述彈簧自由地裝在管體內(nèi)，能自由伸縮或移動。采用彈簧與膠體單向閥結構，構成彈簧與空氣阻尼系統(tǒng)，實現(xiàn)了雙向?qū)ΨQ的快動慢回的自動平衡功能，經(jīng)過結構尺寸的合理設計及采用特定的材質(zhì)，實現(xiàn)了平衡管的小尺寸、輕質(zhì)量及磁力驅(qū)動；基于機械作用原理的自動控制裝置，將玩具本身所蘊含的技術與智慧直觀地呈現(xiàn)出來，由此獲得了在玩具上的成功應用。
文檔編號A63H33/26GK1739838SQ20051003577
公開日2006年3月1日 申請日期2005年7月15日 優(yōu)先權日2005年7月15日
發(fā)明者肖耘亞, 周志雄, 神翠楠 申請人:韶關學院