Игрушка колесо обозрения

Полезная модель относится к игрушкам, предназначенным для игры на плоской поверхности, и касается конструкции игрушки «Колесо обозрения».
Известные устройства, относящиеся к игрушкам типа «Колеса обозрения», включают основание со стойкой, на которой размещен с возможностью вращения обод колеса с закрепленными на нем корзинками/фигурками, а также механизм, приводящий в движение обод колеса, и часто присутствует звукообразующий модуль, выполненный в виде пищалки или свистульки или трещотки. При совпадении в части наличия основания, стойки и обода с корзинками/фигурками (в различных вариациях внешних форм и декорирования) известные устройствах отличаются различным конструктивным решением приводов вращения обода колеса электрического или механического типаоды, приводящие в движение обод колеса.
Так, в US 4878869, А63Н 33/26, опубл. 07.11.1989 г., (это решение принято в качестве прототипа) описана игрушка в виде колеса обозрения, содержащая уплощенной формы основание с плоским дном для опирания на ровную поверхность, смонтированную на основании в вертикальном направлении стойку, в верхней части которой выведена наружу ось, на которой закреплен плоский диск кольцевой формы, называемый колесом обозрения. На этом диске так же имеются поперечно поверхности диска направленные оси, на каждой из которых подвешена с возможностью вращения или качания корзинка или люлька или кабинка, в которую можно положить маленькую игрушку. Внутри выполненных полыми основания и стойки смонтирован механический привод вращения оси диска. Этот привод включает набор зацепленных шестерен конических и цилиндрических зубчатых передач, ведущее из которых связано с электродвигателем постоянного тока. При нажатии на кнопку на поверхности основании электродвигатель передает вращение от ведущей шестерни к цилиндрической передаче, которая в зоне связи основания со стойкой зацеплена с конической зубчатой передачей, которая в стойке зацеплена с цилиндрической передачей, ведомое зубчатое колесо которой жестко связано с осью, на которой сидит диск. Для исключения быстрого вращения диска в игрушке так же предусмотрены магнитные элементы, при прохождении мимо которых диск подтормаживается.
Известная игрушка обладает рядом серьезных недостатков. Первый недостаток заключается в том, что корпусные части игрушки (основание и стойка) могут быть выполнены только из жесткого полимерного материала, который под воздействием внешних нагрузок не меняет форму, не удлиняется и не подвержен упругим деформациям. Это объясняется тем, что кинематика привода диска основана на использовании цилиндрических и конических зубчатых передач. Для работоспособности любой цилиндрической зубчатой передачи необходимо соблюдение правила неизменности места положения точки или пятна контакта зубьев зацепленных шестерен (зубчатых колес) независимо от того, из какого материала эти зубчатые колеса выполнены. Условие неизменности места положения точки или пятна контакта зубьев выполняется за счет точного расчета расстояния между осями вращения этих зубчатых колес и сохранения параллельности этих осей. А для конической зубчатой передачи необходимо соблюдение перпендикулярности положения осей вращения зубчатых колес такой передачи и строгий расчет расстояния от каждой оси до точки или пятна контакта зубьев. Чтобы выполнить эти условия необходимо, чтобы положение посадочных гнезд под оси зубчатых колес в основании и стойке не зависели от деформации корпусных частей. Поэтому для известной игрушки используются твердые полимеры, практически не имеющие упругой составляющей в своей характеристике. Но такие полимеры отличаются хрупкостью и при поломке (например, от удара о пол) раскалываются с образованием осколков и кусков с острыми концами и режущими краями. Такая игрушка становится небезопасной для ребенка.
При использовании эластичных или упругих полимерных материалов корпусные части начинают деформироваться под любой внешней нагрузкой, которая приводит к изменению расстояний между осями передач и нарушению их параллельности или перпендикулярности, что приводит к заклиниванию передач и неработоспособности игрушки.
Практика показывает, что независимо от типа применяемого материала для корпусных частей игрушки работоспособность зубчатой передачи сохраняется, если на стенке расположены не более двух осей, то есть одна зубчатая передача. Это объясняется тем, что сама передача имеет колеса небольшого диаметра и поэтому расстояние между осями не велико. Поэтому изгиб одной оси по отношению к другой настолько мал, что не приводит к заклиниванию. При наличии на одной стенке корпусной части более двух осей начинает проявляться эффект заклинивания зубьев в одном из зацеплений, что вызвано увеличением расстояния между крайне расположенными осями.
Второй недостаток заключается в том, что такая игрушка не несет в себе функцию приобретения ребенком навыков по мелкой моторике. Чтобы игрушка заработала, необходимо нажать на кнопку включения. И диск с корзинками начинает вращаться. Нажатие на кнопку не является приемом обучения мелкой моторике, так как не требует от ребенка участия в самой игрушке. В этой части эта игрушка представляет собой демонстрационный стенд, а не средство обучения ребенка новым навыкам и познанию окружающего мира. Любое игровое средство обучения, реализующее функцию подвижности элементов игрушки, должно использовать эту подвижность как прием ее достижения за счет повторения одних и тех же действий со стороны ребенка. И при этом ребенок должен видеть зависимость принимаемых и совершаемых им действий с получаемым результатом. Это формирует в сознании ребенка причинно-следственную связь зависимости событий, что очень важно для развития психики ребенка и для понимания зависимостей окружающего мира.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности и долговечности игрушки типа колеса обозрения за счет изменения кинематики привода, для которого отсутствует необходимость строго позиционирования звеньев кинематики и который может запускать вращение колеса обозрения ручным образом.
Указанный технический результат достигается тем, что в игрушке колесо обозрения, содержащей уплощенной формы пустотелое основание с плоским дном для опирания на ровную поверхность, смонтированную на основании в вертикальном направлении пустотелую стойку, в верхней части которой выведена наружу ось, на которой закреплено кольцо, по периметру которого поперечно кольцу установлены оси, на каждой из которых свободно подвешена корзинка,  а так же привод вращения колеса, смонтированный внутри основания и стойки, привод вращения колеса включает в себя реечную передачу, зубчатая рейка которого установлена в направляющих внутри стойки и введена в зацепление с храповой шестерней храпового механизма, которая через заводную пружину связана с валом ведущего зубчатого колеса цилиндрической зубчатой передачи, ведомое колесо которой размещено на оси, на которой закреплено колесо, а внутри основания размещен двуплечий рычаг, один конец которого связан с концом зубчатой рейки, а другой в виде кнопки выведен наружу основания для перемещения зубчатой рейки при нажатии на кнопку.
В основании может быть размещен музыкальный модуль с выведенным наружу элементом включения музыкального механизма, а одно из плеч двуплечего рычага выполнено с выступом для давления на этот элемент включения при нажатии на конец двуплечего рычага в виде кнопки.
А корзинки могут быть выполнены с гнездами для установки в них игрушек в виде животных или сказочных персонажей.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 общий вид детской игрушки колесо обозрения;
фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, в разобранном состоянии;
фиг. 3 - показаны элементы привода вращения колеса, расположенные в стойке.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция детской игрушки колесо обозрения, предназначенной для игры на плоской поверхности.
Игрушка колесо обозрения представляет собой объемную конструкцию, выполненную из полимерного материала, разрешенного к применению в игрушках по санитарно-гигиеническим нормам и нормам эксплуатационной безопасности. Например, все части игрушки могут быть выполнены из полимерного материала такого как, например, полипропилен, полиэтилен низкого давления, реже - полиэтилен высоко давления  или полистирол и АБС (акрилобутадиенстирольный пластик). Применение жестких полимеров возможно, но нежелательно из-за их высокой хрупкости и возможности при раскалывании корпусных частей образования острых концов и режущих кромок. Поэтому эта игрушка может быть выполнена из более мягких по структуре полимеров.
В общем случае, игрушка содержит (фиг.1) уплощенной формы пустотелое основание 1 с плоским дном для опирания на ровную поверхность. Это основание может быть выполнено из верхней и нижней соединяемых частей 2 и 3, соответственно. Такое выполнение создает удобство для монтажа привода внутри основания.
На основании 1 смонтированная расположенная в вертикальном направлении пустотелая стойка 4, в верхней части которой выведена наружу ось 5 (фиг. 2 и 3), на которой закреплено кольцо 6, называемое колесом обозрения. По периметру этого колеса 6 и поперечно ему установлены оси 7, на каждой из которых свободно подвешена корзинка 8. Корзинки 8 выполнены с гнездами 9 для установки в них игрушек 10 в виде животных или в виде сказочных персонажей. Игрушки 10 устанавливаются в корзинки съемно и поэтому ребенок может вытащить любую игрушку и играть с ней отдельно. Колесо может быть выполнено полым из двух соединяемых упругими заклепками 11 или клипсовыми элементами половин. Для исключения биения колеса при вращении на оси в центре колеса на его оси вращения выполнен полый выступ 12 по виду схожий с обтекателем воздушного винта, который насажен на подобную форме выступа опору 13 на стойке 4 и охватывает ее снаружи (фиг. 3).
Для вращения колеса на оси 5, смонтированной с возможностью вращения в верхней части стойки 4 используется привод, часть которого смонтирована внутри стойки, а часть - в основании.
Этот привод (фиг. 2 и 3) вращения колеса включает в себя реечную передачу, зубчатая рейка 14 которого установлена в направляющих 15 внутри стойки 4. В данном случае направляющая выполнена в виде втулки, закрепленной на рейке 14 и при перемещении вверх-вниз эта втулка скользит по стенкам стойки. Зубчатая рейка 14 введена в зацепление с храповой шестерней 16 храпового механизма, которая через заводную пружину 17 (фиг. 3) (пружина размещена внутри храповой шестерни)  связана с валом 18 ведущего зубчатого колеса 19 цилиндрической зубчатой передачи, ведомое колесо 20 которой размещено на оси 5, на которой закреплено колесо 6. Для исключения перекоса оси 5 на выходе опоры 13 смонтирован полимерный подшипник скольжения 21.
А внутри основания размещен на опоре качания двуплечий рычаг 22, один конец (на одном плече рычага) которого связан с концом зубчатой рейки 14. При этом эта связь выполнена свободной, то есть в концевой части зубчатой рейки выполнена продольная прорезь 23, в которую введен ответный элемент двуплечего рычага. Прорезь выполняет функцию компенсатора неточностей в монтаже привода. Другой конец рычага 22 (на другом плече рычага) выполнен в виде кнопки 24 выведен наружу основания 1. Эта кнопки используется для перемещения зубчатой рейки при нажатии на нее.
В основании 1 размещен музыкальный модуль 25 с выведенным наружу элементом включения музыкального механизма, а одно из плеч двуплечего рычага (в данном случае - это плечо, несущее кнопку) выполнено с выступом 26 для давления на этот элемент включения при нажатии на конец двуплечего рычага в виде кнопки.
Музыкальный модуль 25 выполнен в электронной версии исполнения музыкального механизма. В электронном виде исполнения музыкальный механизм модуль представляет собой пластиковый корпус, укладываемый в основание. Внутри корпуса модуля в зоне его дна расположен динамик (поэтому в основании предусматриваются отверстия или проемы для выхода звуков), а над ним плата с батарейкой/ками, кнопкой включения и микросхемой, в которой записана мелодия. Клавиша или кнопка включения выведена через крышку корпуса наружу. Включение музыки производится путем нажатия клавиши или выведенной наружу из корпуса кнопки, которая соединена с кнопкой на плате. Музыка воспроизводится в течение, например, 40 сек, после чего модуль выключается. Иллюстративно музыкальный модуль не представлен. Такие музыкальные блоки широко выпускаются и используются в игрушках различной конструкции.
При нажатии на кнопку 24 выступ 26 на двуплечем рычаге давит на элемент включения на музыкальном модуле 25, происходит включение музыкального механизма, в результате чего начинает играть мелодия, одновременно с этим кнопка 24 приводит в движение зубчатую рейку 14. При перемещении зубчатой рейки происходит вращение храповой шестерни 16 храпового механизма, находящейся в зацеплении с рейкой. Храповая шестерня взводит заводную пружину 17 с помощью храповиков, закрепленных на пружине.  Пружина передает крутящий момент на зубчатое колесо 19, которое находится в зацеплении с зубчатым колесом 20. Ось 5 с закрепленным на ней колесом 20 передает вращение колесу 6, на котором подвешены корзинки с животными.  Вращение обода колеса сопровождается мелодией.
При отпускании кнопки 24 зубчатая рейка 14 опускается вниз, прокручивая вхолостую храповую шестерню (отсутствует ее зацепление с валом, на котором сидит ведущее зубчатое колесо 19).
В рассмотренном примере исполнения привода ведомое зубчатой колесо цилиндрической передачи освобождено от прямой связи с зубчатой рейкой и получает вращение от заводной пружины. В связи с этим это колесо имеет возможность самоустанавливаться по отношению к ведомому зубчатому колесу этой передачи, ось вращения которого фиксирована в бобышках стойки. Поэтому отсутствуют основания к появлению заклинивания зубчатой передачи при деформациях корпусных частей игрушки. Зубчатая передача реечного типа не требовательна к точному соблюдению и поддержанию точек контакта в зацеплении. Данный вид передач имеет возможность работать при любом контакте c зубьями ответного элемента.
Настоящая полезная модель промышленно применима, обладает повышенной надежностью и долговечностью за счет применения реечного типа передачи и храпового механизма, для которых отсутствует необходимость строго позиционирования звеньев кинематики и которые позволяют запускать вращение колеса обозрения ручным образом.