指尖玩具
阅读说明：本技术 指尖玩具 (Finger tip toy ) 是由 丹瓦尔·蒂埃里 于 2020-11-30 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种指尖玩具,其由中空管制成,该玩具被配置为大致圆形的环形,具有开放的中心部分和由在管的输入端与输出端之间被去除的弧段限定的气隙。该管被成形为：当被使用者的手指握住时,通过用手进行小的平行的振荡运动,可以使大小被设定为无阻碍地滚动穿过中空内部的球维持处于循环。(A fingertip toy made from a hollow tube is configured in a generally circular ring shape with an open center portion and an air gap defined by an arc segment removed between the input and output ends of the tube. The tube is shaped to: a ball sized to roll through the hollow interior unimpeded can be maintained in circulation by a small parallel oscillating motion by hand when held by a user's fingers.)
相关申请的交叉引用
本申请要求在2020年4月16日提交的美国专利申请第16/850,627号申请的优先权权益。
技术领域
本发明最一般地涉及玩具，更具体地，涉及一种环与球及旋转与捕获的指尖玩具(loop-and-ball spin-and-capture fidget toy)。
背景技术
指尖动作(fidgeting)是一种并不旨在执行手边任务的不安分的运动。实际上，指尖动作似乎是没有用的。并且该活动并不限于儿童，因为已知成年人也会烦躁不安，例如紧张地敲笔或手指上的硬币或口袋里的钥匙。然而，这可能有多种原因，包括神经质、沮丧、无聊或神经发育障碍(例如，ADHD)，并且指尖动作至少可以被认为是减轻任何此类不适的活动。的确，指尖动作已经引起某些争议，因为它有助于专注或释放其他分散注意力的神经能量，对患有多动症、焦虑或自闭症的儿童特别有益。
例如，Sarver等人于2015年发表在《异常儿童心理学杂志》(The Journal ofAbnormal Child Psychology)上的一篇文章认为，与ADHD相关的极度活跃的运动可以帮助人们更好地专注和学习(Sarver,D.E.,Rapport,M.D.,Kofler,M.J.et al，Hyperactivityin Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder(ADHD):Impairing Deficit orCompensatory Behavior？.,J Abnorm Child Psychol 43,1219-1232(2015).Https://doi.org/10.1007/s10802-015-0011-1)。其中发现,对于ADHD儿童，活动越复杂且活动率越高，工作记忆性能就越好。根据这种观点，某些类型的指尖玩具可能是一种有效的干预措施，其可实现非破坏性的极度活跃，并且在学习和学术任务期间克服破坏性的粗鲁肌动活动。
该观点并非毫无争议：2018年，保罗·格拉齐亚诺(Paul Graziano)和一组研究人员得出结论，即使在基于证据的课堂干预中，儿童使用指尖陀螺对具有ADHD的幼儿的注意力功能产生不利影响，(Graziano,PA,ET AL,To Fidget or Not Fidget,That Is theQuestion:A Systematic Classroom Evaluation of Fidget Spinners Among YoungChildren with ADHD,J Atten Disord.2020 Jan；24(1):163-171.doi:10.1177/1087054718770009.Epub 2018Apr 20.)。
无论关于使用指尖装置的研究结果如何，它们现在都享有令人惊讶的人气。与遭受注意力缺陷问题、焦虑、自闭症或仅是神经能量过剩困扰的人相比，他们的使用是广泛的且被许多人享受。
关于指尖陀螺发明的一个传说在本世纪初流传。据称，凯瑟琳·海廷格(Catherine Hettinger)于1993年发明一种旋转器，并且获得专利，但是她负担不起维持费。显然，她承认自己没有发明该设备。但是，不管这种指尖陀螺如何起源，它都成为一种国际上认知的小玩意，并且在课堂和会议室中几乎无处不在。
但是这绝不是市场上唯一的指尖玩具。已经开发了无数指尖玩具。在指尖陀螺仍然是最流行的同时，据称其他提供相同益处的流行装置包括：Ono的ONO Roller；PivotPerformance的OmniGrip；bAl Sensory的针刺指压按摩指环(Spiky Acupressure MassageFinger Ring)；Ztylus的Gadget Addix 3；Twiddler Toys的12面指尖立方体(12-SidedFidget Cube)；Pro-Noke的Flippy Chain；Begleri Normei的指尖珠(fidget beads)；和WeFidget的压力垫(Stress Pad)；以及Royew的旋转棒(Spinner Stick)，这里仅举几例。市场上几乎所有产品都可以作为提高关注度的一种手段，但是所有产品都同样否认对疗效的任何主张。但是他们并不需要那种功效，因为这些物品本来就是那些甚至略微烦躁的人乐意使用的。
前述产品反映了本发明的发明人知道的当前技术水平。对这些产品的参考和讨论旨在有助于履行申请人在披露可能与本发明权利要求的审查有关信息方面的坦诚义务。但是，谨此提出，以上所述的产品，无论是单独还是组合考虑时，均未公开及未结合地宣传、教导、建议、表明本文所述和要求保护的发明、或使本发明显而易见。
发明内容
本发明提供一种令人愉快地燃烧神经能量的玩具；它是享受的源泉。如前所述，早期研究表明，指尖玩具实际上可以增强学习过程中的注意力并且提高工作记忆能力。但是，撇开使用此类装置的潜在治疗效果，它们可能只是很有趣。本发明的目的之一在于娱乐。并且，在一定程度上，本发明并不对提供治疗设备要求保护，但是在本发明具有据称能够在学习环境中有益使用的指尖玩具的特征特性的范围内，还为此目的提供了本发明。
本发明提供呈大致圆形的环形构造的被截断的中空管状环。被截断部分(一段约40度弧形经去除的管段)形成气隙，在使用过程中移动的球运行并穿过(across)该气隙。该玩具被设定大小为适于在用户的拇指与食指之间抓握，可能还会用中指进行补充。当使用者施加足够大的力进行小而规则的平行振荡运动时，被插入该玩具中的球以圆形路径抵靠管的内壁沿圆周环行进，该圆周环将管分成半球形半部。当该移动的球经过设置在管的一侧或多侧上的细长窗口时以及当球行进越过气隙时，都可以看到该移动的球。
附图说明
当考虑下面的详细描述时，将更好地理解本发明，并且除了上述目的之外的目的将变得显而易见。这样的描述参考附图，在附图中：
图1示出本发明的指尖玩具的左上方立体图；
图2示出其左视图；
图3示出沿图1的剖面线3-3截取的截面左视图；
图4示出相同视图，示出了在玩具内循环的球的路径；
图5A示出管状环的外部尺寸的示意图；以及
图5B示出管状环的内部尺寸的示意图。
具体实施方式
参照图1至图5，其中在各个视图中，相同的附图标记指代相同的组件，本文示出了新的和改进的指尖玩具，在本文中通常以10来表示。
在一个实施例中，本发明的玩具是中空的管状环12，其呈大致圆形(环)的环形构造，该环去除了一段或弧形14，以用于插入尺寸被设定为不受阻碍地滚动穿过管的中空内部的球16。因此，该被截断的圆环包括第一(输入)端18和第二(输出)端20，其根据插入第一端的开口22中的球的行进方向排序。即，现在特别参考图3，当被使用时，球从输入端行进到输出端，离开输出端并飞越输出端和输入端之间的间隙14，然后进入输入端以围绕管内部进行重复循环。
管状环在至少一侧上包括细长弧形侧窗口24、26，以在球行进时便于观察球，每个窗口开口都利用凸起边缘28、30限制(circumscribe)，以利于抓握和操纵。环的中心内部开口32(即，当玩具被视为实心圆环时的“圆孔”)可以包括整体特征，该整体特征包括半球形凹部36，该半球形凹部具有略大于180度的弧并且大小适于用作球固持器。球优选地是略微有弹性的，以便在插入到固持器中时略微压缩和变形(参见图2-图3)。球在输入端18的开口22处很容易地适配到管中，并且在实施例中，优选地在管的内径的70-90％之间，最优选地为该直径的80％。进一步地，性能随着球的硬度而改善。因此，理想的球的硬度在55肖氏A和75肖氏D之间的硬度，最佳硬度在有用范围的高段。
尽管截面通常是圆形的，但是管和圆形环被配置为这样的尺寸，方便使用并且以最小的技巧几乎毫无缺陷地输送球穿过间隙。确实，使球循环所需的技能无非是柔和的腕部运动—几乎只能是屈曲和伸展—以在玩具上提供平行的振动力输入，从而产生抵靠管的内壁38并沿着将管分成半球形的纵向圆周环来驱动球所需的反作用离心力。
可以看出，输入端18是大体圆形的开口，而输出端20包括朝向内部的喇叭形部分40，该喇叭形部分具有与输入端18的下边缘44间隔开的成形凹部42，以便提供将球捕获和固持在其中的第二空间。因此，输出端的输出开口46被扩展和成形，以便最小化干扰球运动并使其偏离路线以将其直接(飞行)插入输入端18的开口22中的机会。
本领域技术人员将很容易地推测：图5A-图5B清楚地示出用于使球平稳运动、发射、飞行和再入管的管状环的最佳配置，这不是简单的圆形，也不是包括简单且均匀的管厚度。而是要仔细考虑管几何形状的所有特征。具体地，且现在参考图5A和图5B，管的外部尺寸由几何中心50和由入口开口边缘54的平面52限定的基准参考平面限定。管的外表面的最外尺寸56可以被视为从基准平面52测得的从几何中心穿过180度弧的最长外主半径58的100％。相反，限定圆形开口32的面积的管的最内尺寸即最内外表面62的次半径60是穿过180度弧的主半径的45.8％。主半径和次半径均在大约180度弧处开始减小长度。
更具体地，在180度弧64处，几何中心沿着基准参考平面背离入口端转移到点66，该点是主半径58的41.2％，并且管的弧在最外侧和最内侧开始向内稳步弯曲，使得在270度弧68处，弧的这部分中的主半径70为100％主半径的97％，并且在出口开口20处的边缘74的平面72处，主半径74减小到100％主半径58的95％。将会看出，间隙14包括40度弧。
环形管的内部尺寸包括从几何中心50测得的内主半径76和次半径78，其中该次半径78为主半径长度的50.25％。该主半径和次半径均从基准参考平面52扫过265度弧。在265度80处半径中心在265度点处沿主半径转移到从内壁84的表面测得的点82，该点是内主半径76的长度86的80.65％，在该点处次半径88减小到内主半径的32％，从而使内表面向内弯曲。在出口开口20的74的平面处，从几何中心测得的主半径90为基准参考平面52处主半径长度的90.6％。
从中可以看出，在265度弧处，内壁开始向内弯曲，形成一个斜坡部分(内部曲率增加)，在球穿过管的该斜坡部分时向内略微向内驱动球，从而弥补了缺乏约束管结构的缺陷，该约束管结构将会使球在间隙部分14上方中心附近保持按弧形行进。因此，球相对于其直接由入口端18的开口22内部的管曲率限定的整体弯曲路径向内稍微向内发射。
在实施例中，间隙(或被截断的段)14包括从几何中心50测量的约40度弧。考虑到球的尺寸以及内部管的直径，选择这样的角度，使之能够将球插入到管中并且能够将球从管中移除，以提供在玩耍期间一瞬间瞥见正在旋转的球的机会，以及向使用者提供技能挑战使其给予足够精确的震荡以保持球适当地处于管的中心，从而从输出开口46穿过间隙及平滑地进入入口开口22。
从前述内容可以看出，在其最基本的方面，本发明的指尖玩具是中空管，其被配置为大致圆形的环形，具有开放的中心部分和由在管的输入端和输出端之间去除的弧段限定的气隙。该管的形状被设定成：当被使用者的手指握住时，通过用手进行小的平行的振荡运动，可以使大小被设定为无阻碍地滚动穿过中空内部的球维持处于循环。
在实施例中，本发明的玩具包括：呈大致圆形的环形构造的管，该构造具有开放的中心部分和在输入端和输出端之间去除的弧段，该管具有圆柱形的中空内部；以及球，其大小被设定成无阻碍地滚动穿过中空内部。
在实施例中，玩具包括细长弧形侧窗口。
在实施例中，输入端的横截面是圆形的，并且输出端包括喇叭形部分，该喇叭形部分具有成形凹部，该成形凹部与输入端的下边缘间隔开，以便形成球固持器。
在实施例中，环形构造包括主半径和次半径，并且在输出端处的主半径小于在输入端处的主半径。
以上公开足以使本领域普通技术人员能够实施本发明，并且提供了发明人目前设想的实施本发明的最佳方式。尽管在此提供了本发明的优选实施例的完整和彻底的公开，但是不希望将本发明限制为示出和描述的确切构造、尺寸关系以及操作。本领域技术人员将容易想到各种修改、替代构造、变化和等同形式，并且可以在不脱离本发明的真实精神和范围的情况下适当地使用它们。这样的变化可能涉及替代材料、组件、结构布置、大小、形状、形式、功能、操作特征等。
因此，以上描述和说明不应解释为限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求限定。
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