專利名稱：成套結構式玩具的齒輪傳動機構的制作方法
本申請與美國專利NO.5，199，919(1993年4月6日授權)，NO.5，137，486(1992年8月11日授權)，NO.5，061，219(1991年10月29日授權)有關。上述各專利所公開的內容均在本申請中作為參考。
以上提到的各項專利公開了一種新式的成套結構式玩具，這種成套玩具由許多棒狀桿件和許多輪轂狀連接件組成。雖然這些在先的專利所公開的全部細節都應該在本申請中作為參考，但是在這些較早的專利文獻中一般只涉及一種新式的桿件和連接件，它們的形狀設計成使桿件的端部能從側面被一對夾緊臂卡裝在在連接件上形成的插座內。桿件的端部和連接件的夾緊臂的形狀是這樣設計的，即，當各零件卡緊在一起時，桿件就被牢固地夾住，并且在軸向和側向都不能與連接件發生相對運動。這種已經在上述專利文獻中說明了的零件的新穎結構，能建造復雜的、互相連接的骨架式結構。
利用我早先的各個專利中的桿件和連接件所能裝配的許多結構還能裝入運動部件。只舉幾個例子，例如，能建造垂直轉動的轉輪、圓盤傳送機、提升機、吊車等等，其中都設有一些被驅動的元件。按照本發明，一種獨特而廉價的，并且高度簡化的電動機裝配結構件可以結合到由我的在先美國專利中的桿件和連接件所裝配成的一個互相連接的結構中，在實際上形成這種結構中的一部分，并且使這種結構的運動元件的電動機控制操作很方便。相關的電動機安裝件的管狀導向件之間的橫向間距精確地與一對連接件的中心到中心的間距相應，這一對連接件由一根方向垂直于管狀導向件的軸線的、并與連接件的組合相配合的、標準長度的桿件連接在一起，而支承電動機安裝件的桿件就嚙合在上述連接件組合中。
和這種新型電動機安裝件協同工作的是一系列由裝載在電動機安裝件上的電動機所驅動的齒輪，而且這一系列齒輪適于由在整個成套結構式玩具中所使用的標準桿件，以及用在整個成套結構式玩具中所使用的標準連接件來支承。上述齒輪適于安裝在一根桿件上自由轉動，也可以借助于在我的先前的專利中所公開的專用驅動部件固定在桿件上和桿件一起轉動，該驅動部件夾住桿件的非圓部分，并設有橫向凸出的可插入齒輪內相應位置上的凹槽內的耳軸。利用一組標準的小齒輪和大齒輪組，就能在這種結構式玩具的框架內建成各種不同速度和機械效益相組合的齒輪傳動裝置，以便為電動機所驅動的動作提供各種不同的組合裝置。
在這種新的成套結構式玩具中，用夾緊嚙合的方式把許多連接件和許多棒狀桿件組裝起來形成一個互相連接的骨架式結構，其中，桿件和連接件可以結合在一起，形成形狀為等腰直角三角形的基本結構組件。上述桿件具有一系列依次遞進的長度，其中一種長度的桿件正好是等腰直角三角形的一條斜邊，而它的兩條底邊則由下一個相鄰較短尺寸的桿件所形成。由一個或者多個尺寸相同的小齒輪，和一個或者多個適合于與同樣的大齒輪或者與小齒輪嚙合的、尺寸相同的大齒輪(spurgear)組成的傳動機構裝入這樣一個骨架結構中。小齒輪和大齒輪的相應的節徑這樣來確定，即，互相嚙合的小齒輪和大齒輪之間的中心距離等于由一根具有第一預定長度的桿件連接起來的一對連接件之間的中心距，而一對互相嚙合的大齒輪之間的中心距則等于由一根在尺寸系列中下一個相鄰較長長度的桿件連接起來的一對連接件之間的中心距。小齒輪和大齒輪裝在桿件上能夠轉動，但也可以借助于能與桿件夾緊嚙合又與大齒輪和小齒輪有驅動嚙合關系的驅動元件把它們鎖緊在桿件上。
本發明提出這樣一種成套結構式玩具，它有多個連接件和多個能與上述連接件在側向夾緊嚙合的棒狀桿件，以形成互相連接的骨架式結構，其中，上述桿件和連接件能夠嚙合以形成形狀為等腰直角三角形的基本結構單元，并且，上述桿件具有一系列遞進的長度，其中有一種尺寸的桿件適合于作一個等腰直角三角形的斜邊，而該三角形的底邊則由下一個較短尺寸的桿件形成，并且，上述連接件有一個用于容納一根桿件的中心孔，和多個從上述中心孔沿徑向延伸出去用于側向夾緊嚙合桿件的、成對的夾緊臂;它還有一個傳動裝置，此傳動裝置具有下列特征(a)一個或多個尺寸相等并具有一種小齒輪節徑的小齒輪，(b)一個或多個尺寸相等并具有一種大齒輪節徑的大齒輪，(c)上述大齒輪可與一個小齒輪或另一個大齒輪嚙合，(d)上述小齒輪和大齒輪的相應的節徑是這樣的(1)一對嚙合的小齒輪和大齒輪之間的中心距等于一對由一根第一級預定長度的桿件連接起來的連接件之間的中心距，(2)一對嚙合的大齒輪之間的中心距等于一對由一根長度比上述第一級預定長度長一級的桿件連接起來的連接件之間的中心距。
而且，在所述的成套結構式玩具，(a)上述小齒輪和大齒輪裝在桿件上，能夠轉動，(b)上述桿件具有非圓橫斷面部分，(c)驅動元件夾住上述桿件的非圓部分，并且具有與上述齒輪嚙合的驅動耳軸，用于使上述齒輪固定在安裝該齒輪的桿件上不能發生相對轉動。
而且，在所述的成套結構式玩具，(a)上述小齒輪和大齒輪所具有的節徑比為14比34。
而且，在所述的成套結構式玩具，(a)一個安裝在上述互相連接的骨架式結構上并有一根可旋轉的輸出軸的電動機，(b)一個裝在上述輸出軸上的第一傳動齒輪，(c)一個位于與上述第一傳動齒輪嚙合的位置上的第二傳動齒輪(d)用一根上述棒狀桿件構成的一根上述第二傳動齒輪的支承軸，(e)上述第二傳動齒輪裝在上述支承軸上并能夠轉動，(f)一個把上述第二傳動齒輪與上述支承軸連接起來使它們一起旋轉的第一驅動元件，(g)一個裝在上述支承軸上能夠旋轉的第一小齒輪，(h)一個把上述第一小齒輪連到上述支承軸上使其可與支承軸和所述的第二驅動齒輪一起旋轉的第二驅動元件，(i)一根支承在上述互相連接的骨架式結構中能夠轉動的第二支承軸，(j)一個可轉動地裝在上述第二支承軸上，并且與上述第一小齒輪嚙合的第一大齒輪，(k)一個把上述第一大齒輪與上述第二支承軸(76)連接起來使它們一起旋轉的第三驅動元件，(l)一個安裝在上述第二支承軸上能夠旋轉的動力輸出元件，(m)一個把上述動力輸出元件連接使其可與上述第二支承軸和上述第一大齒輪一起旋轉的第四驅動元件。
而且，在所述的成套結構式玩具，(a)上述第一和第二支承軸是兩根上述的桿件，(b)上述桿件具有非圓橫斷面部分，(c)上述各驅動元件都有一個主體部分和一對從主體部分延伸出去用于在上述非圓橫斷面部分夾緊上述桿件的夾緊臂，和一個從主體部分延伸出去能與一個齒輪，或一個小齒輪，或一個動力輸出元件嚙合的驅動件。
而且，在所述的成套結構式玩具，(a)上述大齒輪和上述小齒輪所具有的節徑比大約為1.414/(1-0.707)×2。
為了更全面地了解上述內容和本發明的其他特點和優點，下面結合附圖詳細說明本發明的最佳實施例。


圖1是一個互相連接的結構的部分剖開的側視圖，此結構用我在先專利所公開的桿件和連接件，并結合了按照本發明的一個新型電動機安裝件和齒輪傳動裝置組裝而成;
圖2是沿圖1的2-2線的橫斷面圖;
圖3是沿圖1的3-3線的橫斷面圖;
圖4是圖1中結構的端視圖;
圖5是分解后的立體圖，表示新的電動機安裝件結構，和為了組合到圖4的結構中去，它與桿件組合的方式;
圖6是說明組合在圖1結構中的一個連接件細節的放大了的局部立體圖;
圖7和圖8是特殊形式連接件的分解后的立體圖，這種連接件能有效地應用在圖1的結構中;
圖9是一個與齒輪或其它與桿件固定在一起轉動的旋轉件嚙合的驅動塊元件的立體圖;
圖10是圖9中驅動塊的一個視圖，說明它與一根桿件嚙合的方式。
圖11是一個由桿件和連接件組成的簡單結構的視圖，它用了兩個遞進尺寸的桿件，并且表示了容納復雜的驅動裝置的大齒輪和小齒輪的有利的尺寸關系。
現在請參閱附圖，圖1-4表示由以上專利說明書中所描述的類型的許多桿件和連接件所裝配成的、互相連接的骨架式結構。必須指出，附圖中所示的特定的結構只是為了說明本發明的原理，而實際上的結構可以在各種各樣的形式和不同的復雜程度中任取一種。圖示的結構10是一種普通的矩形構造，在八個角的每一個角上設有連接裝配件11(或11a)，為了舉例說明，這種連接裝配件可以是圖7(或圖8)中所示的形式，其中，每兩個連接件12、13(或12、13a)以嵌套的形式連接在一起，而在各直角方向設有通常用標號14標示的插座，以便接受在兩個成直角的相關平面上延伸的結構元件并與其嚙合。
如圖6所示，每一個連接件上都設有呈輻射狀布置的成對的夾緊臂15、16，形成容納桿件的插座17。夾緊臂的外段部分上有軸向布置的槽18。在鄰近而又與插座的內端壁19離開的地方橫向設置了棱條20，此棱條凸入凹槽的空間內，并在由槽18所確定的軸線的垂直方向上延伸。
成套結構式玩具中使用的許多桿件都具有標準的形狀，但是卻具有按照預定的長度系列遞進的長度，以便使每一種相鄰長度中較長的桿件適合于成為一等腰直角三角形的斜邊，而該等腰直角三角形的底邊由相鄰長度中較短的桿件構成。所有桿件的各端部都由一段圓筒形部位21(見圖4)、一條環形槽22和一個端部法蘭23所形成。一根桿件的端部可以用側向的嵌入裝配動作與一個連接件連接。連接件希望用結構塑料注塑模壓而成，以使夾緊臂15、16能向外偏斜來適應側向的嵌入裝配，并且在裝配后夾緊臂緊緊地嚙合和夾緊桿件的端部，用弧形槽18使桿件牢固地保持與插座17同軸線，用橫向的棱條20限制桿件的軸向運動。
在圖1-4所示的結構中，若干個位于結構的角上的連接裝配件11由四個角上的垂直桿件25從上到下連接起來。相互隔開的沿長度方向延伸的桿件26把結構底部的連接裝配件從前到后連接起來，而沿橫向延伸的桿件27則把結構頂部的連接裝配件從兩側連接起來，同樣，桿件28把結構底部一端的連接裝配件連接起來。
由于下面將要講述的原因，上部的連接裝配件11在長度方向不是用一根單根的桿件，而是用一由中心定位連接件29和兩根短桿件30組成的組合件連接起來的。桿件30和與它們嚙合的中心連接件的組合長度和下面長向布置的桿件26的長度相等。
按照本發明，提供了一種用于組合在如圖1-4中所示的互相連接的結構中的電動機安裝件，使得能在這種成套結構中組合進一臺小電動機來驅動運動部件。在圖1、2和5中清楚地表示了這種電動機安裝件結構，它有一個整體注塑模壓的主外殼部件31，該部件有一對隔開的、最好是管狀的導向元件32。導向元件由一個連接構件33剛性地連接起來，在所示的實施例中，該連接構件可以是平板狀的腹板。一對導向元件32之間隔開的距離，等于在互相連接的結構的下角部的連接裝配件11之間沿長度方向延伸的桿件26之間的橫向距離(見圖2)。導向元件上設有用于緊密地容納桿件26的管狀內通道34，其被設計成具有基本上包含其全部長度的均勻的圓形橫斷面的形狀。
最好，管狀導向元件32的長度和所選規格的、容納在管狀通道34內的桿件26的長度聯系起來，使得桿件26只有預定的很短一段端部凸出在導向元件的相對兩端之外。當桿件26的端頭夾緊在下部連接裝配件11的適當位置上時，管狀導向件的端面就靠緊或者非常接近于桿件26配合在其中的相應夾緊臂的端面(見圖1)。因此，整體的電動機安裝件31就在沿著電動機安裝件31所安裝的桿件26的長度方向被有效地鎖住，不能移動。在有些情況下，當必須或者希望把電動機安裝件安裝在長度比圖4中所示的桿件26更長的桿件上時，可以在電動機安裝件的一側或者兩側，在桿件上加上夾箝形的鎖緊裝置，最好是如圖3中標號46所示的單插座連接件的形式，以便使電動機安裝件能在較長的桿件上保持在預定的軸向位置上。
如圖2和5所示，在本發明的電動機安裝裝置中，一個空心的圓筒形外殼35作為電動機安裝件31的一體的部分剛性地安裝在兩個導向元件32之間。為此目的，電動機外殼的各部分要和結構腹板33，以及從導向元件32延伸到電動機外殼側壁的加強凸緣36整體地結合在一起。
電動機外殼35用于緊湊而整齊地容納具有輸出軸38的小電動機37。電動機安裝外殼35具有一大致封閉的端部39和一開口的端部40。電動機37通過外殼的開口端部40插入，而它的軸38則能通過設在外殼另一側的封閉端上的中心開口41凸出來。最好，設置一個圓筒形的封蓋42，它可伸縮地插在外殼35的開口端部內，把電動機37完全封閉住。在外殼的封蓋42中可裝設一個電氣插座43(見圖2)，以便為里面的電動機37提供電氣連接。為了把電源連接到電動機37，設置了一個帶有連接到合適的電源(例如12伏)去的接線45的可摘下的插頭44。通常，還設有能夠開關和倒轉控制、以及能改變速度的、合適的控制裝置(圖中未示出)。
如圖1-3中所詳細表示的，電動機的輸出軸38上設有驅動件47，最好是一根蝸桿。布置成與蝸桿47嚙合的蝸輪48借助于“軸”49安裝在該裝配好的互相連接的結構上，實際上軸49是該成套結構式玩具的一根標準桿件。請參見圖4，該結構包括一對安裝在中央的、相向的八位連接件50，它借助于標準桿件51由四個角部連接裝配件11支承著。最好，在這種成套結構式玩具的標準桿件的長度遞進系列中，圖4中所示的桿件30是最短的。桿件51具有比它長的相鄰尺寸，從圖4明顯可見，桿件51的長度正好適合作以最短桿件30為底邊的等腰直角三角形結構的斜邊。在上下連接裝配件11之間形成垂直連接的桿件25在長度遞進系列中屬于下一個相鄰較長的尺寸，并且用作以連接件51為底邊的等腰三角形的斜邊。在圖4中，這些關系是很明白的。
在結構的每一側面的連接件50有一個中心孔52，其尺寸能精密地容納桿件49，而又能讓它自由轉動。桿件49可以是任何長度，只要其兩端足以嵌入分離開來的連接件50就可以了，它可以用，例如，在每個端部加一個單獨的插座連接件46來定位，其方式是使插座的橫向棱條20嚙合并夾住桿件的長向的槽53。
蝸輪48也精密地套在桿件49上，但通常可相對于此桿件自由轉動。蝸輪上帶有一個穩定和驅動用的輪轂54，還有一對在離開蝸輪軸線預定的距離上延伸通過蝸輪和驅動輪轂的長向孔55。
為了使蝸輪定位，并把它能夠驅動地連接在桿件49上，設置了驅動塊56，其形狀示于圖9和10。請看圖9和10，該傳動塊56包括一主體部分57和一插座部分58，插座部分由具有軸向槽61和橫向棱條62的、分開的兩條夾緊臂59、60組成，其方式和成套玩具中的所有連接件，以及圖6中表示的例子完全相同。如圖10中所詳細表示的，在安裝驅動塊56時，要使它的夾緊插座軸線的方向與它所連接的桿件的軸線垂直。在裝驅動塊時，先用力使有彈性的夾緊臂59、60分開，于是棱條62就能嵌入桿件的長向槽53中。這樣不但鎖住了驅動塊56，使它不能與桿件相對轉動，而且夾緊作用的摩擦力還使驅動塊保持住它在桿件上的軸向位置，使它完全不能移動。
驅動耳軸63從驅動塊的主體57橫向延伸出來，其位置正好能夠插入蝸輪48上所設的孔55中。因此，在把蝸輪48裝在它的桿件軸上之后，把驅動塊56裝在該桿件上的蝸輪的兩相對側，緊緊地壓靠在蝸輪的相對的側面上，并且固定它在軸上的位置，使得蝸輪48和它的驅動蝸桿47精確地對準，一切如圖3所示。用這種方法就能借助于電動機37使桿軸49能有控制地轉動。
為了以與該成套結構式玩具的幾何形狀完全形成一體的方式來利用電動機37的輸出，設置了一組傳動齒輪。這種新穎的成套玩具包括至少一種尺寸的小齒輪70，和至少一種尺寸的用來與小齒輪嚙合的大齒輪71。大齒輪和小齒輪齒輪70、71的傳動比和尺寸是這樣非常有序地確定的，即，在一種標準的桿件和連接件的結構中，可以裝配成一種小齒輪與大齒輪恰當地嚙合的齒輪副，以提供機械效益的各種不同組合，而且在必要或希望達到一種期望的輸出時，大齒輪還可以和其他大齒輪嚙合。請詳細參閱圖1和3，與驅動輪轂72做成一體的小齒輪70裝在桿軸49上。最好，小齒輪設計成能精密地套在桿軸49上，又能自由運動，在所描述的驅動機構中，此小齒輪位于緊靠在與蝸輪48連在一起的驅動塊56之一的外表面上。輔助驅動塊73的驅動耳軸74與小齒輪的驅動輪轂72嚙合。這樣，小齒輪70就鎖定在桿軸49(因而也就鎖定在蝸輪48)上不能相對轉動，并且也固定了它在桿軸49上的軸向位置。
也是和一個驅動輪轂75做在一起的大齒輪71裝在桿件76上，而桿件76的兩端則支承在連接件29上形成的中心孔77中并可以轉動(見圖4)。連接件29位于支承蝸輪48和小齒輪70的八位連接件50的正上方。如圖4所示，相應的連接件29、50由一根從一個連接件垂直地延伸到另一個連接件的最短尺寸的桿件30連接起來。圖中所示的上部連接件29是一個五插座連接件，但是，我們將會明白，它也可以象連接件50那樣，是一個八插座連接件。
大齒輪和小齒輪70、71的尺寸比例是這樣確定的，即，這兩個嚙合著的齒輪之間的中心距正好等于由一根短桿件30連接起來的連接件29、50之間的中心距。此外，一對嚙合的大齒輪71之間的中心距要正好等于由下一個相鄰較長尺寸的桿件51所連接起來的兩個連接件之間的中心距。因此，在用這種成套結構式玩具中的標準桿件和連接件裝配成的互相連接的結構中，為了達到所需要的結果，能夠裝配出一套復雜的、包括許多小齒輪和大齒輪的組合的齒輪傳動機構。
在本發明的一個特定的實施例中，大齒輪71的標準節徑約為5.28厘米(2.08英寸)，而小齒輪70的節徑約為2.18厘米(0.86英寸)，因此，兩個嚙合的大齒輪之間的中心距約為5.28厘米(2.08英寸)，而嚙合的大齒輪與小齒輪之間的中心距約為3.76厘米(1.48英寸)。小齒輪與大齒輪之間的傳動比大約是14/34，(更準確一點，約為(1-0.707)×2/1.414)。當然，這些特定的尺寸只作為例子。更重要的是，一對大齒輪和小齒輪沿著由一根某一種尺寸的桿件連接起來的兩個連接件之間的軸線能正確嚙合，而兩個大齒輪沿著由一根較大尺寸的桿件連接起來的兩個連接件之間的軸線能正確嚙合，最理想的是，較短尺寸的桿件與下一個較長尺寸的桿件具有長度比Lx/L(x+1)，此式中，Lx＝(1.414)(x-1)×Dmin-(2×d)，其中Lx＝為在一系列從1到“N”的桿件中第n根桿件的長度，Dmin＝由一系列桿件中的最短結構性桿件(30)所連接起來的兩個連接件(例如，50)的輪轂軸線之間的距離，d＝從輪轂孔(77)的軸線到插座狀部分的端壁(19)的距離。
在所描述的例子中，Lx代表一系列桿件中最短的桿件，而L(x+1)代表下一個相鄰較長的桿件。
從圖1可見，較大的大齒輪71的驅動輪轂75上有容納驅動塊54的驅動耳軸63的盲孔80。對于直徑較小的主動齒輪70來說，如果把驅動輪轂72徑向向外擴大到足以完全包容與驅動耳軸63配合的孔，就會使驅動輪轂的最外面的部分與小齒輪的齒形重疊。因此，小齒輪的驅動輪轂72做成帶有徑向朝外的表面的圓筒形溝槽81，這條溝槽只容納驅動塊73上驅動耳軸74的徑向朝內的部分(見圖1和3)。
在附圖中所示的特定的、具有代表性的機構中，在桿件76上裝有一件槽輪之類的形狀的輸出元件90(見圖3)。和傳動裝置中的其它元件一樣，槽輪90有一個中心孔，用于自由而緊密地容納桿件76，并且借助于相對的兩個驅動塊91、92在桿件上軸向定位并可與桿件連接起來轉動。槽輪上有一適當的軸向孔，以容納設置在驅動塊上的驅動耳軸93。
很容易理解，可以在桿件76上再安裝一個例如小齒輪70來代替輸出裝置90，以便和另一個大齒輪(圖中未示出)嚙合，提供另一級減速并增加機械效益。幾乎任何一種齒輪副都可以使用，包括大齒輪與小齒輪的組合和大齒輪與大齒輪的組合，只要保持上面所說的中心到中心的關系。
本發明提供了一種齒輪傳動裝置，這種裝置特別適合于安裝在采用尺寸逐漸增長的桿件的已有結構式玩具部件的一個互相連接的結構中，在這種結構中，相鄰的尺寸較長的桿件用作一個等腰直角三角形的斜邊，而相鄰的尺寸較短的桿件則作為該三角形的兩條底邊。在這個結構范圍內，設有一組小齒輪和大齒輪，其中，當把一個小齒輪和一個大齒輪安裝在由一根某一種尺寸的桿件連接起來的連接件上時，其能正確地嚙合，而當把一對大齒輪安裝在由一根相鄰的較長尺寸的桿件連接起來的連接件上時，它們也能正確地嚙合。這種裝置非常簡單，但卻能建造相當復雜的齒輪機構，能提供各種不同的速度和機械效益，并且能組裝相當復雜的傳動機構。
以上所述機構的一個例子示于圖11，這是一個簡單的結構，有四個連接件50布置成矩形。上、下各一對連接件用最短尺寸的桿件30在水平方向連接起來，而垂直方向的成對連接件則用相鄰的較長一級尺寸的桿件51連接起來。例如，如圖4所示，短桿件30的長度適合作一個等腰三角形的底邊的元件，而較長的桿件51則是形成該三角形的斜邊的元件。在該圖中，在三個連接件50的輪轂部分94中支承著能旋轉的齒輪軸95、96、和97。兩根垂直方向分開的軸95、96支承著兩個大齒輪71，并且，這兩個齒輪的直徑是這樣的，當它們支承在由桿件51來隔開的連接件上時，正好能正確嚙合。在水平方向分開的軸96、97分別支承一個大齒輪71和一個小齒輪70，并且這兩個齒輪的直徑是這樣的，當它們支承在由較短的桿件30來隔開的連接件上時，正好能正確嚙合。
權利要求
1.一種成套結構式玩具，它有多個連接件(11)和多個能與上述連接件在側向夾緊嚙合的棒狀桿件(25、26、27、28)，以形成互相連接的骨架式結構，其中，上述桿件和連接件能夠嚙合以形成形狀為等腰直角三角形的基本結構單元，并且，上述桿件具有一系列遞進的長度，其中有一種尺寸的桿件適合于作一個等腰直角三角形的斜邊，而該三角形的底邊則由下一個較短尺寸的桿件形成，并且，上述連接件有一個用于容納一根桿件(49、76)的中心孔(52、77)，和多個從上述中心孔沿徑向延伸出去用于側向夾緊嚙合桿件的、成對的夾緊臂(15、16)；其特征在于，它還有一個傳動裝置，此傳動裝置具有下列特征(a)一個或多個尺寸相等并具有一種小齒輪節徑的小齒輪(70)，(b)一個或多個尺寸相等并具有一種大齒輪節徑的大齒輪(71)，(C)上述大齒輪可與一個小齒輪或另一個大齒輪嚙合，(d)上述小齒輪和大齒輪的相應的節徑是這樣的(1)一對嚙合的小齒輪和大齒輪之間的中心距等于一對由一根第一級預定長度的桿件連接起來的連接件之間的中心距，(2)一對嚙合的大齒輪之間的中心距等于一對由一根長度比上述第一級預定長度長一級的桿件連接起來的連接件之間的中心距。
2.如權利要求1所述的成套結構式玩具，其特征在于(a)上述小齒輪和大齒輪裝在桿件(49、76)上，能夠轉動，(b)上述桿件具有非圓橫斷面部分，(c)驅動元件(56、73、91、92)夾住上述桿件的非圓部分，并且具有與上述齒輪嚙合的驅動耳軸(63)，用于使上述齒輪固定在安裝該齒輪的桿件上不能發生相對轉動。
3.如權利要求1所述的成套結構式玩具，其特征在于(a)上述小齒輪和大齒輪所具有的節徑比為14比34。
4.如權利要求1所述的成套結構式玩具，其特征在于(a)一個安裝在上述互相連接的骨架式結構上并有一根可旋轉的輸出軸(38)的電動機(37)，(b)一個裝在上述輸出軸上的第一傳動齒輪(47)，(c)一個位于與上述第一傳動齒輪嚙合的位置上的第二傳動齒輪(48)(d)用一根上述棒狀桿件構成的一根上述第二傳動齒輪的支承軸(49)，(e)上述第二傳動齒輪裝在上述支承軸上并能夠轉動，(f)一個把上述第二傳動齒輪與上述支承軸連接起來使它們一起旋轉的第一驅動元件(56)，(g)一個裝在上述支承軸上能夠旋轉的第一小齒輪(70)，(h)一個把上述第一小齒輪連到上述支承軸上使其可與支承軸和所述的第二驅動齒輪(48)一起旋轉的第二驅動元件(73)，(i)一根支承在上述互相連接的骨架式結構中能夠轉動的第二支承軸(76)，(j)一個可轉動地裝在上述第二支承軸上，并且與上述第一小齒輪(70)嚙合的第一大齒輪(71)，(k)一個把上述第一大齒輪(71)與上述第二支承軸(76)連接起來使它們一起旋轉的第三驅動元件，(l)一個安裝在上述第二支承軸(76)上能夠旋轉的動力輸出元件(90)，(m)一個把上述動力輸出元件(90)連接使其可與上述第二支承軸(76)和上述第一大齒輪(71)一起旋轉的第四驅動元件(91、92)。
5.如權利要求4所述的成套結構式玩具，其特征在于(a)上述第一和第二支承軸(49、76)是兩根上述的桿件，(b)上述桿件具有非圓橫斷面部分(53)，(c)上述各驅動元件都有一個主體部分(57)和一對從主體部分延伸出去用于在上述非圓橫斷面部分夾緊上述桿件的夾緊臂(59、60)，和一個從主體部分延伸出去能與一個齒輪，或一個小齒輪，或一個動力輸出元件嚙合的驅動件(63)。
6.如權利要求4所述的成套結構式玩具，其特征在于(a)上述大齒輪(71)和上述小齒輪(70)所具有的節徑比大約為1.414/(1-0.707)×2。
全文摘要
一種成套結構式玩具，它可由一系列棒狀桿件和輪轂狀連接件裝配成一個互相連接的結構，大齒輪和小齒輪可利用桿件和連接件支承在該結構上，形成一對齒輪副，用于把電動機的輸出轉變成驅動成套結構式玩具一個元件的動力。大齒輪和小齒輪的節徑比大約為2.4，以便于在用這些尺寸遞進的桿件連接成的結構中裝配成不同速比和機械效益的、有用的齒輪傳動機構。
文檔編號A63H33/06GK1096230SQ9410214
公開日1994年12月14日 申請日期1994年2月25日 優先權日1993年3月2日
發明者喬爾·I·格利克曼 申請人:組合件有限合營公司