Балансирующая гироскопическая игрушка

 

Изобретение относится к производству игрушек и обеспечивает расширение игровых возможностей, балансирующая гироскопическая игрушка содержит корпус 1 с плоским основанием 6, имеющем опорные колеса 3 и 4, одно из которых, опорное колесо 3, выполнено самоустанавливающимся , при этом внутри корпуса 1 размещен маховик 2. кинематически связанный с приводом в виде пружинного механизма. Зил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 А 63 Н 13/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ПАТЕНТУ (57) Изобретение относится к производству игрушек и обеспечивает расширение игровых воэможностей. Балансирующая гироскопическая игрушка содержит корпус 1 с плоским основанием 6, имеющем опорные колеса 3 и 4, одно из которых, опорное колесо 3, выполнено самоустанавливающимся, при этом внутри корпуса 1 размещен маховик 2. кинематически связанный с приводом в виде пружинного механизма.

3 ил. вперед будет только сохранять свое вертикальное положение и поворачиваться только либо вправо, либо влево, не двигаясь по гиззагообразной кривой. Если изменить направление движения, то игрушка, описанная в вышеуказанном патенте, становится неустойчивой, Недостатком игрушки, описанной в патенте США N.1513143, МКИ А63

Н 11/14, 1924 г, является то, что гироскоп по отношению к корпусу игрушки имеет две степени свободы вращения, также присутствует шарнирная связь между наружной рамкой маховика и подвижной вилкой (см. патент США Ь 1513143). В известном патенте игрушка удерживает свое вертикальное положение при движении, но не может совершать зиг- агообразные перемещения.

Конструкции патентов Фракции и США предусматривают принудительное. вращение одного из колес. В этом случае вектор линейной скорости принудительно вращаемого колеса стабилизирует прямолинейное движение игрушки и создать зигзагообраз1 (СР

О 4

1Я

1(„ ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4670381/12 (22) 31.03.89 (46) 07.09.92. Бюл. Nã 33 (75) B.È.Ветренко, О.В.Глазкин, В.И.Копы1 ов, В.А.Петрухин и С.Н,Самойлов (73) Малое государственное предприятие

"Прибор" . (56) Патент США N. 1461313, кл. А 63 Н 11/14, 1923, (54) БАЛАНСИРУЮЩАЯ ГИРОСКОПИЧЕСКАЯ ИГРУШКА

Изобретение относится.к производству игрушек и может быть использовано не только как занимательный объект для людей различного возраста, но и для демонстрации гироскопического эффекта в средних школах на уроках физики.

Известна балансирующая игрушка, содержащая фигурку, в плоскости которой установлен балансир с противовесами.

Недостатком данной игрушки является ее малая игровая занимательность, вследст вие ее неподвижности или невозможности передвигаться по канату (СССР, А.с. М

641975, МКИ А 63 Н 13/14, опублик.

15.01,79).

Наиболее близким по своему техническому решению и достигаемому эффекту является балансирующие игрушки, описанные в патенте Франции N. 522726, МКИ А 63 Н

11/14, 1921 r и в патенте США М 1513143, МКИ А 63 Н 11/14, 1924 r. Недостатком данных игрушек является то, что в патенте

Франции N. 522726 игрушка при движении!

Ы, „1760972 АЗ

1760972 ное движение игрушки в такой конструкции практически невозможно, Для этой цели в патенте Франции М 522726 используется бечевка для отклонения корпуса игрушки вправо или влево, 5

Целью изобретения является повыше-: ние игровой занимательности балансирующей игрушки.

Указанная цель достигается тем, что балансирующая игрушка, содержащая корпус, 10 вертикально смонтированный в корпус маховик, опорное колесо и пружинный механизм для разгона маховика, снабжена допол нительным самоустанавливающимся колесом, 15

На фиг. 1 изображен общий вид игрушки; на фиг. 2 изображена схема действия сил на игрушку, вид спереди; на фиг, 3 изображена схема перемещения игрушки по плоскости, вид сверху. 20

Принцип работы схематично показан на фиг.3 и 4.

Игрушка состоит из корпуса 1 с плоским основанием 6. В корпусе 1 размещен маховик 2 так, что его ось вращения лежит в 25 горизонтальной плоскости игрушки. С маховиком 2 связан пружинный механизм 5. На основании 6 установлены опорные колеса 3 и 4. Опорное колесо 3 представляет собой самоустанавливающее колесо, а опорное 30 колесо 4 установлено неподвижно и имеет торообразную форму. Кинематика ходовой части игрушки представляет собой двухколесный велосипед.

Игрушка работает следующим образом. 35

Придавая вращение маховику 2 при помощи пружинного механизма 5 ему придается кинетический момент Н (фиг. 1).

Придадим линейную скорость V игрушке в направлении ее горизонтальной продоль- 40 ной оси (фиг. 2), Стабилизация в вертикальной плоскости игрушки производится с помощью гироскопического момента, появляющегося при соответствующих отклонениях корпуса игрушки от вертикального 45 положения и независимо от направления движения. Однако, вектор кинетического момента Н гироскопа должен быть направлен в сторону, показанную на фиг. 3. В этом случае при отклонении центра тяжести от вертикального положения игрушки, возникает внешний опрокидывающий момент М8, Кинетический момент гироскопа Н стремится совместиться с вектором М8 как показано на фиг. 3. При этом возникает гироскопический момент Мг, который стремится продольную ось основания 6 развернуть в ту сторону, в которую игрушка наклоняется.

Данное действие будет способствовать возвращению центра тяжести корпуса в вертикальную плоскость, проходящую через точки опоры и будет преодолеть его стремление наклоняться. При наклоне корпуса игрушки в другую сторону происходит смена направления внешнего момента М и соответственно момента Мг. Путем подбора кинетического момента Н и его направлением вправо по ходу движения игрушки можно добиться движения игрушки по зигзагообразной траектории, а также ее колебания относительно вертикальной оси, что в значительной степени позволяет повысить занимательность игрушки.

Формула изобретения

Балансирующая гироскопическая игрушка, содержащая корпус, установленную на нем и образующую тандем пару опорных колес, одно из которых установлено неподвижно с возможностью вращения только в одной плоскости, а другое, имеющее торообразную форму, установлено посредством осевого шарнира с возможностью свободного поворота вокруг его оси и изменения положения плоскости вращения, и смонтированный в корпусе с возможностью размещения центра масс выше опорных колес маховик, ось вращения которого параллельна оси вращения неподвижного опорного колеса, а вектор линейной скорости в точке, размещенный над осью вращения маховика, направлен от неподвижного опорного колеса,отличающаясятем,что,сцелью расширения игровых возможностей, маховик снабжен пружинным механизмом для

его разгона, а неподвижное опорное колеса также имеет торообразную форму.

1760972

1760972

Составитель И. Никитин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор A. Ворович

Редактор Г. Князева

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 3194 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4)5