一种吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具

本发明属于玩具领域，尤其涉及一种吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具。

背景技术：

1、磁铁的远距离吸引和排斥现象是一个极具吸引力的物理现象，而且由于磁铁具有低成本、普遍易得、非线性相互作用等优点，已被广泛应用于许多领域，包括玩具设计。与传统玩具不同，磁性的加入可以给玩具带来更神奇的体验，其远程相互作用的特性有助于激发儿童对物理世界与科学知识的探索欲望，同时培养儿童的创造性思维和想象力，具有丰富的教育和娱乐价值。

2、然而，目前市场上大部分的磁性玩具只能提供瞬时的力反馈或固定的运动轨迹，缺少持久的交互体验和乐趣，同时也限制了多人参与的互动性。还有一些裸露性的磁铁玩具存在儿童吞食的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具。

2、这种吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具，包括：主动模块、被动模块和游戏平台；游戏平台表面设有阵列圆孔，列阵圆孔上插接有障碍物模块；主动模块一侧设有弧形缺口，主动模块中部高度位置朝向弧形缺口一侧设有空腔，空腔朝向弧形缺口一侧固定有中心磁铁，中心磁铁远离弧形缺口的一侧固定有外侧固定磁铁，空腔内还设有外侧可动磁铁，两个外侧可动磁铁呈对称分布，受到外力作用时在中心磁铁外表面滚动；

3、被动模块设有数个凸角，每个凸角上均固定有被动磁铁，凸角和主动模块上弧形缺口的形状匹配，且被动磁铁和主动模块中磁铁的高度相同；被动磁铁、外侧固定磁铁和外侧可动磁铁的磁极相同，和中心磁铁的磁极相反。

4、作为优选：被动模块和主动模块连接时，被动模块的其中一个凸角插入主动模块的弧形缺口中，被动磁铁磁吸在中心磁铁上，被动磁铁、外侧固定磁铁和外侧可动磁铁围绕中心磁铁呈90度旋转对称。

5、作为优选：中心磁铁、外侧固定磁铁、外侧滑动磁铁和被动磁铁均为环形磁铁；空腔内设有小圆柱，中心磁铁和外侧固定磁铁分别套接固定在小圆柱上；主动模块内空腔底部设有透明平面，主动模块底部设有粗糙面。

6、作为优选：被动模块的每个凸角内均设有小圆柱，被动磁铁套接固定在被动模块凸角上的小圆柱上，且被动磁铁和被动模块凸角的轮廓相切。

7、作为优选：主动模块和被动模块顶部均设有用于安装角色模块的插头。

8、这种吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具的使用方法，包括以下步骤：

9、步骤一、在游戏平台表面内的阵列圆孔上插接障碍物模块，并在游戏平台表面放置数个主动模块和被动模块；

10、步骤二、操纵单个或多个主动模块靠近被动模块，外侧滑动磁铁对被动磁铁形成的斥力大于中心磁铁对被动磁铁形成的吸力，被动模块在游戏平台上被推动；

11、步骤三、当被动模块被推至障碍物模块处或被数个主动模块抵住固定后，进一步将主动模块的弧形缺口靠近中心磁铁，中心磁铁和被动磁铁之间的吸力持续增大，直至中心磁铁和被动磁铁磁吸连接。

12、作为优选：数个被动模块的被动磁铁之间相互排斥，当主动模块推动单个被动模块时，被推动的被动模块对其它被动模块产生斥力，使其它被动模块也发生移动。

13、作为优选：步骤二后不存在步骤三，即主动模块只推动被动模块，而不对被动模块进行磁吸连接。

14、一种示教器，示教器为中空盒子结构，示教器顶部为透明顶面，示教器底部开设有滑道，滑道上设有滑块，滑块的一端插入示教器内并固定有被动磁铁，示教器内部的滑道末端固定有中心磁铁，中心磁铁远离滑道一侧固定有外侧固定磁铁，中心磁铁两侧还对称磁吸有两个外侧可动磁铁。

15、这种示教器的使用方法，包括以下步骤：

16、步骤一、将设有滑块的一面朝下，透明顶面朝上；

17、步骤二、通过滑块使被动磁铁沿滑道移动，并通过透明顶面进行观察，外侧滑动磁铁对被动磁铁形成的斥力大于中心磁铁对被动磁铁形成的吸力；

18、步骤三、被动磁铁进一步靠近中心磁铁，中心磁铁和被动磁铁之间的吸力持续增大，直至中心磁铁和被动磁铁磁吸，被动磁铁、外侧固定磁铁和外侧滑动磁铁围绕中心磁铁呈90度旋转对称。

19、本发明的有益效果是：

20、1)本发明利用磁相互作用中势垒跃迁的过程，提出了一种具有持续性的交互体验的磁性交互玩具，使玩家可以体验排斥力和吸引力之间的转换，得到丰富且持续的触觉体验，且可自定义程度高，并支持多玩家协作或竞争游戏模式，多状态的相互作用模式能对儿童产生更大的吸引力。

21、2)所有磁铁均装配在对应模块之中，模块体积较大，避免了儿童误食的风险，安全性较高。

22、3)还提出一种原理相同的示教器，示教器顶面为透明材质，可以肉眼观察磁力作用下磁铁的运动，通过手动滑动模块，实现瞬时吸引力、持续性推动力、强对抗排斥力等不同的触觉感知。

技术特征：

1.一种吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具，其特征在于，包括：主动模块(1)、被动模块(2)和游戏平台；游戏平台表面设有阵列圆孔，列阵圆孔上插接有障碍物模块；主动模块(1)一侧设有弧形缺口，主动模块(1)中部高度位置朝向弧形缺口一侧设有空腔，空腔朝向弧形缺口一侧固定有中心磁铁(11)，中心磁铁(11)远离弧形缺口的一侧固定有外侧固定磁铁(12)，空腔内还设有外侧可动磁铁(13)，两个外侧可动磁铁(13)呈对称分布，受到外力作用时在中心磁铁(11)外表面滚动；

2.根据权利要求1所述的吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具，其特征在于：被动模块(2)和主动模块(1)连接时，被动模块(2)的其中一个凸角插入主动模块(1)的弧形缺口中，被动磁铁(21)磁吸在中心磁铁(11)上，被动磁铁(21)、外侧固定磁铁(12)和外侧可动磁铁(13)围绕中心磁铁(11)呈90度旋转对称。

3.根据权利要求1所述的吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具，其特征在于：中心磁铁(11)、外侧固定磁铁(12)、外侧滑动磁铁(13)和被动磁铁(21)均为环形磁铁；空腔内设有小圆柱，中心磁铁(11)和外侧固定磁铁(12)分别套接固定在小圆柱上；主动模块(1)内空腔底部设有透明平面，主动模块(1)底部设有粗糙面。

4.根据权利要求1所述的吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具，其特征在于：被动模块(2)的每个凸角内均设有小圆柱，被动磁铁(21)套接固定在被动模块(2)凸角上的小圆柱上，且被动磁铁(21)和被动模块(2)凸角的轮廓相切。

5.根据权利要求1所述的吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具，其特征在于：主动模块(1)和被动模块(2)顶部均设有用于安装角色模块的插头。

6.如权利要求1至5中任一所述的吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具的使用方法，其特征在于，数个被动模块(2)的被动磁铁(21)之间相互排斥，当主动模块(1)推动单个被动模块(2)时，被推动的被动模块(2)对其它被动模块(2)产生斥力，使其它被动模块(2)也发生移动。

8.根据权利要求7所述的吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具的使用方法，其特征在于，步骤二后不存在步骤三，即主动模块(1)只推动被动模块(2)，而不对被动模块(2)进行磁吸连接。

9.一种示教器，其特征在于：示教器为中空盒子结构，示教器顶部为透明顶面，示教器底部开设有滑道(3)，滑道(3)上设有滑块(4)，滑块(4)的一端插入示教器内并固定有被动磁铁(21)，示教器内部的滑道(3)末端固定有中心磁铁(11)，中心磁铁(11)远离滑道(3)一侧固定有外侧固定磁铁(12)，中心磁铁(11)两侧还对称磁吸有两个外侧可动磁铁(13)。

10.如权利要求8中任一所述的示教器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种吸、斥磁力可变换的磁性交互玩具，包括主动模块、被动模块和游戏平台，操纵单个或多个主动模块靠近被动模块，外侧滑动磁铁对被动磁铁形成的斥力大于中心磁铁对被动磁铁形成的吸力，被动模块在游戏平台上被推动。本发明的有益效果是：利用磁相互作用中势垒跃迁的过程，提出了一种具有持续性的交互体验的磁性交互玩具，实现瞬时吸引力、持续性推动力、强对抗排斥力等不同的触觉感知，支持多玩家协作或竞争游戏模式，多状态的相互作用模式能对儿童产生更大的吸引力。技术研发人员：陶冶,张雨阳,任磊,吴杰,阳月,杨程,周楚轶,王冠云受保护的技术使用者：浙大城市学院技术研发日：技术公布日：2024/4/17