專利名稱：自動(dòng)變向輪及單圓弧雙平行軌道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種承載物體移動(dòng)的裝置，尤其是能實(shí)現(xiàn)承載物體移動(dòng)過(guò)程中的
自動(dòng)變向。
背景技術(shù)：
目前，公知的承載物體移動(dòng)的輪子在只受到一種方向保持不變的力或合力的作用
下(瞬間的作用力與之同)，只能在水平面上作直線運(yùn)動(dòng)，限制了輪子的使用范圍及承載物
體的造型設(shè)計(jì)，要改變輪子的運(yùn)動(dòng)方向需增加力的作用，如無(wú)軌機(jī)動(dòng)車，其變向是通過(guò)外力
改變前輪或后輪的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)整體的運(yùn)動(dòng)方向的改變；有軌機(jī)動(dòng)車主要是依靠軌道摩
擦力控制方向。依靠外力來(lái)改變運(yùn)動(dòng)方向，需要智能控制，不符合越簡(jiǎn)單越高效的原則，耗
費(fèi)的資源大。依靠軌道控制方向，其摩擦力使得機(jī)器驅(qū)動(dòng)力額外做功。另外，受只作直線運(yùn)
動(dòng)限制，目前公知的推拉門窗結(jié)構(gòu)造型均為直線型，不能設(shè)計(jì)成美觀的圓弧形。 為了克服現(xiàn)有輪子不能自動(dòng)變向的不足，滿足多種造型設(shè)計(jì)的需要，本實(shí)用新型
提供一種自動(dòng)變向輪及單圓弧雙平行軌道，該自動(dòng)變向輪及單圓弧雙平行軌道不但能承載
物體作直線運(yùn)動(dòng)，而且不需智能，不需驅(qū)動(dòng)力外的作用力仍可改變運(yùn)動(dòng)方向作弧線運(yùn)動(dòng)，其
所受的阻力與同等條件下的直線運(yùn)動(dòng)所受滾動(dòng)摩擦力相當(dāng)。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是設(shè)置寬度不變的雙行平行直線形軌道和單行弧線形軌道，當(dāng)只需要作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，左右軌道保持同樣高度；需要作弧線運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道設(shè)置為單行弧線形，根據(jù)左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，設(shè)置無(wú)右軌或無(wú)左軌的單行弧線形軌道；設(shè)置一個(gè)分左右的整體的同軸輪，其特點(diǎn)是，兩輪均有梯形凹槽，凹槽與軌道吻合，兩輪轉(zhuǎn)速相同。當(dāng)需作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，使輪在左右等高的雙行軌道上運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)需向左轉(zhuǎn)，設(shè)為左向弧線運(yùn)動(dòng)，此情況下左輪仍在軌道上運(yùn)動(dòng)，右輪因無(wú)軌可循，輪外緣著地在基礎(chǔ)平面上運(yùn)動(dòng)，軌道高度與凹槽所在圓的半徑之和等于輪子外緣半徑，使承載物體保持水平。由于兩輪同軸，旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)相同，但右輪靠輪外緣旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)的距離比左輪靠凹槽落實(shí)在軌道上滾動(dòng)經(jīng)過(guò)的距離大，整體運(yùn)動(dòng)呈弧線形。為了避免左輪內(nèi)側(cè)的輪外緣落實(shí)在基礎(chǔ)平面上，需將左輪內(nèi)側(cè)投影經(jīng)過(guò)的區(qū)域降低，形成一個(gè)弧形凹陷帶。所依據(jù)的原理是當(dāng)一個(gè)圓柱體側(cè)面在一個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌跡是直線；當(dāng)一個(gè)圓臺(tái)側(cè)面在一個(gè)平面上在運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌跡是圓弧形；凹槽與輪外緣恰好形成一個(gè)圓臺(tái)。當(dāng)需向右轉(zhuǎn)時(shí)與之同理。 本實(shí)用新型的有益效果是，利用該裝置既可以承載物體作直線運(yùn)動(dòng)，也可以自動(dòng)作變向運(yùn)動(dòng)，且作變向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力與同等條件下的直線運(yùn)動(dòng)所受滾動(dòng)摩擦力相當(dāng)；由作自動(dòng)變向運(yùn)動(dòng)可帶來(lái)新的造型設(shè)計(jì)。

圖1是本實(shí)用新型的運(yùn)作原理俯視圖。小圖為自動(dòng)變向輪載物縱剖面圖。[0007] 圖2小圖是自動(dòng)變向輪在弧形軌道上運(yùn)動(dòng)的縱剖面圖，大圖為其幾何圖形。[0008] 圖3是承載物體在弧形軌道上移動(dòng)的俯視圖。[0009] 圖4是僅有圓弧軌道時(shí)承載物體移動(dòng)的俯視圖。
具體實(shí)施方式
在圖1所示實(shí)施例中，自動(dòng)變向輪(1)作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩輪凹槽落實(shí)在平行軌道(2)上，但進(jìn)入弧線軌道(3)時(shí)，如圖1中向左轉(zhuǎn)，此時(shí)左邊輪的凹槽落實(shí)在弧形軌道(3)上運(yùn)動(dòng)，右輪在基礎(chǔ)平面(淺色區(qū)域)上運(yùn)動(dòng)，淺色區(qū)域是輪外緣經(jīng)過(guò)的區(qū)域(4)。持續(xù)前進(jìn)再次進(jìn)入平行軌道(2)，兩輪凹槽又落實(shí)到軌道上，當(dāng)需右轉(zhuǎn)時(shí)，右輪進(jìn)入弧形軌道(3)，左輪在基礎(chǔ)平面(淺色區(qū)域)輪外緣經(jīng)過(guò)的區(qū)域(4)上運(yùn)動(dòng)，如此實(shí)現(xiàn)左右自由變向。[0011] 圖2所示實(shí)施例中，小圖為一邊輪在軌道上運(yùn)動(dòng)，一邊輪在基礎(chǔ)平面上運(yùn)動(dòng)的情形，其原理根據(jù)一個(gè)圓臺(tái)側(cè)面在一個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌跡是圓弧形。以大圖所示幾何圖來(lái)分析軌高h(yuǎn)、軌寬/輪距L、輪子作圓弧運(yùn)動(dòng)時(shí)所在圓的半徑R。、輪子的半徑R、凹槽半徑(以凹槽為圓周，以輪軸中心為圓心的圓的半徑)r之間的關(guān)系，并對(duì)所依據(jù)的原理作進(jìn)一步說(shuō)明。從幾何圖可知，[0012] h = R-ri=^Y，,=^±R.
r R0-^ Ro 通常彎道或軌道基礎(chǔ)平面是確定的，圓弧軌道半徑R。'可定，軌寬/輪距L可根據(jù)承載物體特性確定，即R。確定，輪子的半徑R自定，因此凹槽半徑r可求，軌高h(yuǎn)可求。[0015] 因兩輪同軸，轉(zhuǎn)速相同，設(shè)輪子旋轉(zhuǎn)n周，輪外緣經(jīng)過(guò)的距離為2JinR，凹槽在軌道上經(jīng)過(guò)的距離為2 Ji nr，R大于r，所以輪外緣經(jīng)過(guò)的距離大于凹槽經(jīng)過(guò)的距離，輪距保持不變，則輪外緣經(jīng)過(guò)的軌跡與凹槽經(jīng)過(guò)的軌跡只能是兩個(gè)同心圓。 凹陷帶(3)確保左邊輪子的凹槽落實(shí)在軌道上，而不是左邊輪子的外緣落實(shí)在基礎(chǔ)平面。 圖3所示實(shí)施例中，承載物體(3)兩端分別落在兩個(gè)自動(dòng)變向輪上在弧形軌道上移動(dòng)，為解決前后輪在彎道上移動(dòng)時(shí)不平行，如果矩形物體承載架(3)與自動(dòng)變向輪(1)之間固定，會(huì)影響到輪子不能較好地落實(shí)到軌道上的問(wèn)題，在前輪或后輪與承載物體結(jié)合部安裝一個(gè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(4)。 圖4所示實(shí)施例中，是承載物體只需做圓周運(yùn)動(dòng)，軌道為圓弧形的情形，此時(shí)外側(cè)輪子進(jìn)一步簡(jiǎn)化，無(wú)需凹槽，直接在基礎(chǔ)平面(4)上運(yùn)動(dòng)，內(nèi)輪凹槽落實(shí)在軌道上，承載物體由兩個(gè)以上(最好是三個(gè))自動(dòng)變向輪托起，承載物體落實(shí)在一個(gè)根據(jù)軌道彎度制作的弧線物體承載架(3)。
權(quán)利要求一種自動(dòng)變向輪及單圓弧雙平行軌道，由一個(gè)或多個(gè)有兩個(gè)凹槽的同軸一體輪、單行弧線形軌道、雙行平行直線形軌道、矩形或弧形物體承載架組合，其特征是兩個(gè)有凹槽的同軸一體輪其兩個(gè)凹槽同時(shí)落實(shí)在平行的軌道上，作直線運(yùn)動(dòng)；一邊輪子的凹槽落實(shí)在單行弧形軌道上，一邊輪子的外緣落實(shí)在基礎(chǔ)平面上，作弧線運(yùn)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)變向輪及單圓弧雙平行軌道，其特征是軌道為雙行平行 直線形或單行弧線形，雙行平行直線軌道變?yōu)閱涡谢【€形軌道時(shí)，外側(cè)軌道中斷，再變?yōu)殡p 行平行直線軌道時(shí)，外側(cè)軌道恢復(fù)原模型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)變向輪及單圓弧雙平行軌道，其特征是軌道高與輪子凹 槽所在圓的半徑之和等于輪子外緣半徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)變向輪及單圓弧雙平行軌道，其特征是僅有單行軌道 時(shí)，輪子承載物體作弧形運(yùn)動(dòng)，承載物體的支架根據(jù)需要設(shè)計(jì)為與軌道同彎度的弧形。
專利摘要一種能夠承載物體移動(dòng)的裝置，尤其是能實(shí)現(xiàn)承載物體移動(dòng)過(guò)程中的自動(dòng)變向。它是由一個(gè)或多個(gè)有兩個(gè)凹槽的同軸一體輪、單行弧線形軌道、雙行平行直線形軌道、矩形或弧形物體承載架組合，有兩個(gè)凹槽的同軸一體輪其兩個(gè)凹槽同時(shí)落實(shí)在平行的軌道上時(shí)，作直線運(yùn)動(dòng)；一邊輪子的凹槽落實(shí)在單行弧形軌道上，一邊輪子的外緣落實(shí)在基礎(chǔ)平面上時(shí)，作弧線運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B60B17/00GK201511960SQ20092015558
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者萬(wàn)和平 申請(qǐng)人:萬(wàn)和平