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一种发光陀螺的制作方法

时间:2022-02-10 阅读: 作者:专利查询

一种发光陀螺的制作方法

1.本实用新型涉及玩具设计技术领域,特别是涉及一种光效良好的发光陀螺。


背景技术:

2.陀螺是上半部分呈圆柱形结构、下半部分呈圆锥状结构并可在外部扭转力的作用下绕一个支点高速转动的刚体,陀螺一般由木头、塑料或金属制成,可由绳子缠绕后,通过抽绳使之直立旋转,也可以通过手指扭动陀螺顶部的手柄或采用发射器的方式使陀螺转动。发光陀螺是在透明的陀螺壳体内安装发光体,通过陀螺转动过程产生的离心力来驱动弹性件运动,以接通发光体与电板,发光体工作,使得陀螺在转动过程中产生光效。
3.然而,传统的发光陀螺的结构较为简单,发光体收容于透明壳体的内腔,由于壳体材料的限制,发光体发出的光线在穿过透明壳体后光损失较大,使得陀螺转动过程中光线的亮度不足,进而影响陀螺的发光效果。


技术实现要素:

4.基于此,有必要针对陀螺发光时亮度不足的技术问题,提供一种光效良好的发光陀螺。
5.一种发光陀螺,该发光陀螺包括:
6.透明面壳,所述透明面壳的顶面或底面开设有发光通孔,所述透明面壳的内腔设置有沿所述发光通孔的圆周方向设置的至少一条光纤,且所述光纤的输出端临近所述透明面壳的外表面;
7.底壳,所述底壳安装在所述透明面壳的底面,且所述底壳的底部设有在陀螺转动时与地面接触的陀尖;
8.顶壳,所述顶壳安装在所述透明面壳的顶面;以及
9.发光组件,所述发光组件包括收容于底壳内腔或收容于顶壳内腔的pcb板,安装在所述pcb板上、由所述pcb板控制并对应所述发光通孔的发光体,以及安装在所述pcb板上的电池和弹簧,所述pcb板上设有固定触点,所述弹簧的一端与所述电池电连接,所述弹簧的另一端为自由端;
10.在发光陀螺受到外部扭转力转动时,弹簧的自由端在离心力作用下摆动并与所述固定触点接触,所述发光体通电发光,以使产生的光线经由所述光纤向外部传播。
11.在其中一个实施例中,当所述光纤的数量大于一时,所述透明面壳的内腔于同一平面内设有多条长度相同的光纤。
12.在其中一个实施例中,当所述光纤的数量大于一时,所述透明面壳的内腔于同一平面内设有多条长度不同的光纤。
13.在其中一个实施例中,当所述光纤的数量大于一时,所述透明面壳的内腔沿透明面壳的高度方向设有多个光纤层,每个光纤层包括位于同一平面内的多条长度相同或不同的光纤。
14.在其中一个实施例中,所述透明面壳包括卡盖和与所述卡盖盖合的盖板,所述卡盖与所述底壳或所述顶壳连接;所述卡盖的中部开设有所述发光通孔,所述卡盖上还开设有沿所述发光通孔的圆周方向布置并分别与所述发光通孔连通的光纤固定槽,所述光纤固定槽的数量与所述光纤的数量相适应,所述光纤固定槽的内表面形状与所述光纤的外表面形状相适应,所述盖板用于封堵所述卡盖的内腔并限定所述光纤的位置。
15.在其中一个实施例中,在所述透明面壳内设有多个所述光纤层时,各所述卡盖的光纤固定槽的开口端采用缩径设计或设置卡扣,所述卡盖的数量与所述光纤层的数量相适应,每一所述光纤层对应收纳于一所述卡盖的所述光纤固定槽内,所述盖板与底端或顶端的所述卡盖连接。
16.在其中一个实施例中,所述光纤包括沿盖板平面设置的平直部,以及连接所述平直部上背向所述发光通孔的一端并与盖板平面呈夹角设置的倾斜部,所述倾斜部与盖板平面的夹角介于45
°‑
120
°
之间。
17.在其中一个实施例中,所述光纤的直径介于0.8mm-8mm之间,所述光纤的长度介于20mm-120mm之间。
18.在其中一个实施例中,当所述光纤的数量大于一时,所述透明面壳的内腔于同一平面内均匀分布有2-50条所述光纤,相邻两条光纤末端的间距介于2mm-200mm之间。
19.在其中一个实施例中,所述发光陀螺还包括安装在顶壳顶部的连接杆以及套设于所述连接杆的防滑套,所述防滑套的外表面设有防滑纹。
20.实施本实用新型的发光陀螺,在透明面壳内设置光纤,当发光陀螺受到外部扭转力时,发光陀螺整体转动并产生离心力,弹簧的自由端在离心力的作用下摆动并与pcb板上的固定触点接触,使得发光体与电池接通并工作,发光体工作时发出的光线将经由光纤向发光陀螺的外部传播,缩短了发光体发出的光线经由透明材料传播的路径,并减少了经透明材料传播过程中产生的光损失,提高了发光陀螺使用时的发光亮度,进而提升了发光陀螺的光效,改善了用户体验,有利于提升产品的市场竞争力。
附图说明
21.图1为本实用新型的一个实施例中发光陀螺的结构示意图;
22.图2为本实用新型的一个实施例中发光陀螺的爆炸结构示意图;
23.图3为本实用新型的一个实施例中发光组件的结构示意图;
24.图4为本实用新型的一个实施例中光纤的分布简图;
25.图5为本实用新型的另一个实施例中光纤的分布简图;
26.图6为本实用新型的又一个实施例中光纤的分布简图;
27.图7为本实用新型的一个实施例中卡盖一视角下的结构示意图;
28.图8为本实用新型的一个实施例中卡盖另一视角下的结构示意图;
29.图9为本实用新型的一个实施例中发光陀螺的剖面结构示意图;
30.图10为本实用新型的一个实施例中盖板与光纤配合的结构示意图;
31.图11为图2所示实施例中a部分的局部放大结构示意图;
32.图12为本实用新型的一个实施例中发光陀螺的电路原理图。
具体实施方式
33.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
34.请结合图1至图3,本实用新型提供了一种光损失少、亮度高的发光陀螺10,该发光陀螺10包括透明面壳100、底壳200、顶壳300以及发光组件400,其中,透明面壳100由透光性良好的塑料注塑成型,透明面壳100的顶面或底面开设有发光通孔110,透明面壳100的内腔设置有沿发光通孔110的圆周方向设置的至少一条光纤500,且光纤500的输出端临近透明面壳100的外表面,通过将光纤500的输出端临近透明面壳100的外表面设置,缩短了光线经由透明面壳100的塑料部分传播的路径,从而减少了光传播过程中的损失量,有利于提高发光陀螺10输出光线的亮度。底壳200安装在透明面壳100的底面,且底壳200的底部设有在陀螺转动时与地面接触的陀尖210,该陀尖210用于使发光陀螺10在转动过程中保持平衡。顶壳300安装在透明面壳100的顶面,发光组件400包括收容于底壳200内腔或收容于顶壳300内腔的pcb板410,安装在pcb板410上、由pcb板410控制并对应发光通孔110的发光体420,以及安装在pcb板410上的电池430和弹簧440,pcb板410上设有固定触点411,弹簧440的一端与电池430电连接,弹簧440的另一端为自由端;在发光陀螺10受到外部扭转力转动时,弹簧440的自由端在离心力作用下摆动并与固定触点411接触,发光体420通电发光,以使产生的光线经由光纤500向外部传播。
35.需要说明的是,本实施例中,pcb板410的中心不在弹簧440的固定端与固定触点411的连线上,且弹簧440处于自由伸长状态下时,弹簧440自由端在pcb板410的圆周上的投影至固定触点411之间的距离小于弹簧440弹性范围内的最大摆角。优选的,弹簧440处于自由伸长状态下时,弹簧440固定端与固定触点411的连线与弹簧440的夹角介于10
°‑
30
°
之间,如此,保证了弹簧440的自由端在受到离心力发生偏转时,能够与pcb板410上的固定触点411接触,避免出现接触不良或发光不稳定的现象,从而提升了发光陀螺10的可靠性。
36.透明面壳100构成发光陀螺10的主体部分,其与底壳200共同保证了发光陀螺10转动时的平衡,并且,透明面壳100还用于收容光纤500,为光纤500的排布提供位置。本实施例中,透明面壳100内可仅设置一条光纤500,也可以沿发光通孔110的圆周方向设置多条光纤500,在设置多条光纤500时,即使陀螺的转速较慢,多条光纤500在传导发光体420发出的光线时,光纤500末端形成的光点仍易于形成连续光圈,避免了在仅使用单个发光体420或单个光纤500时,因陀螺转速较小,光点受转速影响难以形成连续光圈,进而影响陀螺光效。当光纤500数量大于一时,光纤500在透明面壳100内的分布方式包括了三种基本情况,以下对三种分布方式分别进行说明。
37.请参阅图4,当光纤500的数量大于一时,透明面壳100的内腔于同一平面内设有多条长度相同的光纤500,各条光纤500沿发光通孔110的圆周方向均匀设置,这样,发光体420发出的光线能够均匀传递至各条光纤500,各光纤500末端形成的光点的亮度一致,使得陀螺转动过程中形成的光圈亮度明显加强。请参阅图5,另一实施例中,当光纤500的数量大于一时,透明面壳100的内腔于同一平面内设有多条长度不同的光纤500,各条光纤500既可以
按照长度升序或降序的方式环绕设置在发光通孔110的边缘,也可以按照特定的规律,如以先升序后降序的方式排布在发光通孔110的边缘,升序光纤的数量和降序光纤的数量根据生产实际来确定,当然,各条光纤500还可以按照长度无规律排布的方式环绕设置在发光通孔110的边缘。长度不同的各条光纤500在以不同排布方式设置在透明面壳100内时,陀螺转动过程中,将形成多个亮度不一的同心光圈,从而改变陀螺的光效。请参阅图6,又一实施例中,当光纤500的数量大于一时,透明面壳100的内腔沿透明面壳100的高度方向设有多个光纤层,每个光纤层包括位于同一平面内的多条长度相同或不同的光纤500。也可以理解为,透明面壳100内包括了由光纤500构成的多个导光层,各个导光层位于不同平面,每个平面内沿发光通孔110的圆周方向设有多个光纤500,根据用户需求,各个光纤层既可以均为长度相同的均一光纤层,也可以是长度均不同的非均一光纤层,还可以是部分光纤层中的光纤500长度相同,另一部分光纤层中光纤500的长度不同,从而进一步调整陀螺转动过程中光圈的光形及光效。需要说明的是,图4-6中的虚线仅用于说明光纤500与透明面壳100的位置关系,表明光纤500是设置在透明面壳100的内部并被透明面壳100的外壳所遮挡,并不影响对光纤500结构的表达。
38.进一步的,光纤500的直径介于0.8mm-8mm之间,光纤500的长度介于20mm-120mm之间。当光纤500的数量大于一时,透明面壳100的内腔于同一平面内均匀分布有2-50条光纤500,相邻两条光纤500末端的间距介于2mm-200mm之间;在透明面壳100的内腔沿透明面壳100的高度方向设有多个光纤层,相邻两个光纤层之间的间距介于1mm-100mm之间。当然,光纤500的直径、长度、设置数量、间距并不仅限于上述范围,还可以是在发光陀螺10尺寸允许下的任意值,于此不再赘述。
39.请结合图2与图7,一实施例中,透明面壳100包括卡盖120和与卡盖120盖合的盖板130,卡盖120与底壳200或顶壳300连接;卡盖120的中部开设有发光通孔110,卡盖120上还开设有沿发光通孔110的圆周方向布置并分别与发光通孔110连通的光纤固定槽121,光纤固定槽121的数量与光纤500的数量相适应,光纤固定槽121的内表面形状与光纤500的外表面形状相适应,盖板130用于封堵卡盖120的内腔并限定光纤500的位置。具体的,发光组件400既可以安装在透明面壳100的顶部,也可以安装在透明面壳100的底部。当发光组件400安装在透明面壳100的顶部时,pcb板410以及安装在pcb板410上的弹簧440、电池430以及发光体420等均收容于顶壳300的内腔,卡盖120与顶壳300固定连接,且顶壳300的内腔经由发光通孔110与卡盖120的内腔连通,以便将发光体420工作时产生的光线导入光纤500内。当发光组件400安装在透明面壳100的底部时,pcb板410以及安装在pcb板410上的弹簧440、电池430以及发光体420等均收容于底壳200的内腔,卡盖120与底壳200固定连接,且底壳200的内腔经由发光通孔110与卡盖120的内腔连通,以便将发光体420工作时产生的光线导入光纤500内。
40.一实施例中,在透明面壳100内设有多个光纤层时,各卡盖120的光纤固定槽121的开口端采用缩径设计或设置卡扣,这样,当光纤500嵌入光纤固定槽121后,光纤500在缩径部或卡扣的约束下不易从光纤固定槽121内脱落,在此情况下,卡盖120的数量与光纤层的数量相适应,即每一光纤层对应收纳于一卡盖120的光纤固定槽121内,盖板130与底端或顶端的卡盖120连接。具体的,当发光组件400安装在透明面壳100的顶部时,盖板130与底端的卡盖120连接;当发光组件400安装在透明面壳100的底部时,盖板130与顶端的卡盖120连
接。当然,在卡盖120的光纤固定槽121未采用缩径设计或设置卡扣时,卡盖120的数量以及盖板130的数量分别与光纤层的数量相适应,每一光纤层对应收纳于一卡盖120与一盖板130合围的空间内,且相邻两个光纤层之间的盖板130上开设有供发光体420穿设的导孔,相邻两个由卡盖120与盖板130构成的连接体卡扣连接或采用螺栓连接。
41.请结合图2与图8,卡盖120上背向盖板130的一面设有一对第一圆弧限位块122,盖板130上背向卡盖120的一面设有一对第二圆弧限位块或圆环限位块131,在卡盖120与顶壳300配合、盖板130与底壳200配合,或卡盖120与底壳200配合、盖板130与顶壳300配合的过程中,即发光组件400设置在透明面壳100的顶部或底部时,第一圆弧限位块122和圆环限位块131用于对顶壳300和底壳200进行限位导向,以降低顶壳300和底壳200的安装难度。进一步的,第一圆弧限位块122和圆环限位块131分别与顶壳300和底壳200紧配连接,以避免顶壳300和底壳200从透明面壳100上脱落。需要说明的是,在顶壳300的开口和底壳200的开口形状非圆时,第一圆弧限位块122的外轮廓形状以及圆环限位块131的外轮廓形状与顶壳300的开口或底壳200的开口形状相适应,即并非必须是圆弧形状,还可以是其他形状,于此不再赘述。
42.请进一步参阅图2与图9,一实施例中,顶壳300的内腔设有第一凸柱310,卡盖120上于临近盖板130的一面设有第二凸柱123,第一凸柱310穿设卡盖120和盖板130并与底壳200连接,第二凸柱123穿设盖板130并与底壳200连接,如此,在便于对pcb板410上各部件进行结构设计,减少pcb板410上孔洞数量的同时,保证了顶壳300、透明面壳100以及底壳200连接的稳定性,进而提高了发光陀螺10结构的稳定性。
43.请参阅图10,光纤500包括沿盖板130平面设置的平直部510,以及连接平直部510上背向发光通孔110的一端并与盖板130平面呈夹角设置的倾斜部520,倾斜部520与盖板130平面的夹角介于45
°‑
120
°
之间。可以理解为,光纤500上远离发光通孔110的一端折弯并形成倾斜部520,这样,经由光纤500导出的光线不仅可以从透明面壳100的环侧面出射,当发光组件400设置在透明面壳100的顶部时,光线可以从透明面壳100的顶部出射,当发光组件400设置在透明面壳100的底部时,光线可以从透明面壳100的底部出射,且通过在生产设计中对倾斜部520与盖板130平面的夹角进行调整,还可以达到调节陀螺光圈大小,进而调整陀螺发光效果的目的。具体的,当倾斜部520的倾斜角度较大时,光线从透明面壳100表面出射并形成的光圈较小,从而使得光圈亮度更高,陀螺的发光效果更为明显;反之,当倾斜部520的倾斜角度较小时,光线从透明面壳100表面出射并形成的光圈较大,从而使得光圈亮度较低,陀螺的发光效果下降。
44.请参阅图11,底壳200包括锥台状壳体220以及安装在壳体220底部并与壳体220可拆卸连接的陀尖210,壳体220上开设有供第一凸柱310穿设的第一穿接孔221和供第二凸柱123穿设的第二穿接孔222,壳体220的底部开设有供陀尖210插设的插槽223。通过将陀尖210与壳体220可拆卸连接,在陀螺使用较长时间后,用户可单独对磨损的陀尖210进行更换,以降低陀螺的使用成本,并保证陀螺转动过程中的平衡性。
45.一实施例中,发光陀螺10还包括安装在顶壳300顶部的连接杆600以及套设于连接杆600的防滑套700,防滑套700的外表面设有防滑纹710。在顶壳300上设置连接杆600时,用户可通过手持连接杆600并转动或搓动连接杆600,使陀螺转动。通过设置具有防滑纹710的防滑套700,一方面对连接杆600进行保护,另一方面,增大了防滑套700表面的摩擦力,避免
用户转动陀螺过程中出现打滑现象。当然,也可以在防滑套700的表面进行磨砂处理或采用质地软、摩擦系数较大的橡胶材料制作防滑套700,以增大手持防滑套700时的摩擦力。此外,即使在未设置连接杆600的情况下,本实施例的发光陀螺10仍可采用发射器的方式使之转动。
46.请参阅图12,本实施例的发光体420包括了与pcb板410上的ic芯片电连接的绿、红、蓝三色led灯珠,即led1、led2以及led3,led1、led2以及led3分别与ic芯片的gl引脚连接,弹簧440对应电路图中的开关sw,当弹簧440在离心力作用下摆动时,开关sw闭合,从而使得led1、led2以及led3与电源连通并工作,以达到使陀螺发光的目的。
47.实施本实用新型的发光陀螺10,在透明面壳100内设置光纤500,当发光陀螺10受到外部扭转力时,发光陀螺10整体转动并产生离心力,弹簧440的自由端在离心力的作用下摆动并与pcb板410上的固定触点411接触,使得发光体420与电池430接通并工作,发光体420工作时发出的光线将经由光纤500向发光陀螺10的外部传播,缩短了发光体420发出的光线经由透明材料传播的路径,并减少了经透明材料传播过程中产生的光损失,提高了发光陀螺10使用时的发光亮度,进而提升了发光陀螺10的光效,改善了用户体验,有利于提升产品的市场竞争力。
48.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
49.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。