專利名稱：一種奔馳式雙功能童車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種以基架(2a)為主動件的，四構(gòu)件(2a)、(5)、(12a)、(14)均運動的、無構(gòu)件固定的特殊四連桿機構(gòu)的奔馳式雙功能童車。
現(xiàn)有外推式四輪童車，外推式兼曲拐自驅(qū)式三輪童車，雙輪(外加二輔輪)自驅(qū)鏈條式童車，其使用范圍固定僅分別適于嬰兒、低幼兒童、少兒使用，后者為腳作動力、手控方向，卸下二輔輪可適較大少兒作小型自行車使用。該類童車雖然四平八穩(wěn)，結(jié)構(gòu)上多年來無重大改進，其性能和運動特點已不能滿足少兒身心需要和激發(fā)智力。三輪電動童車比較復雜且價格較高。
跳蟲玩具車的缺點是理論上僅歸結(jié)為曲柄連桿機構(gòu)，結(jié)構(gòu)不可調(diào)，曲線運動軌跡的支點采用平面鉸接，無軸承，無單向裝置，操作較費力。
中國專利如86207775多功能童車、86208152組合式多功能童車、86205760三用童車，其特點是隨時間、空間變化的多功能或攜帶方便。又86205800鏈式兒童車，其特點是具有包括踏板、曲軸、齒輪副、鏈傳動的復雜變速系統(tǒng)，其制造、調(diào)試較困難。86208106馬型兒童車，其特點是采用多級杠桿使四腳順序移動，但多級鉸接其摩擦力較大。86205231智能趣味童車，其特點是包括曲桿、傳力桿、鋼絲繩、齒條、棘輪的復雜變速系統(tǒng)，車向可控且鞍可起伏。86205186尺蠖車，結(jié)構(gòu)復雜，但已有屈伸起伏特點。86205608腳踏跳馬二用三輪童車，其特點是具有包括超越離合器，踏板、車架、彈簧的傳動系統(tǒng)，并有手動或腳踏的雙功能轉(zhuǎn)換。后五種童車，其結(jié)構(gòu)、功能和運動特點均有所改進，其缺點是結(jié)構(gòu)較復雜，制造調(diào)試較困難，僅是一種設想和方案，有待實施，且成本較高。
又86206847步行式健身自行車，由兩對主桿、副桿構(gòu)成的四連桿、兩個防倒裝置，車把、鞍座、腳蹬、兩個或四個車輪組成，具有一般自行車的腳作動力，手控方向的特點。此外，其手把推拉力、腳蹬力使前后桿開合，使車輪交替滾動、鞍座起伏。但該四連桿沒有最短的、作全圓周運動的曲柄構(gòu)件。作為設想待施方案，設計人描述該車可適不同年齡組用，但僅限于有一定駕駛技術的成年人作健身用。當前后各為一車輪時，在低速行駛情況下其穩(wěn)度差，一般兒童不易掌握，故該車不屬童車類。
現(xiàn)有童車和在結(jié)構(gòu)、功能及運動特點有改進的實用新型童車專利，與本新型相比，其相異之處是即不全具有結(jié)構(gòu)簡單、手動腳控、車輪交替滾動、軸距伸縮、鞍座起伏向前或者外推向前等結(jié)構(gòu)、運動和功能特點。
本新型旨在提供一種結(jié)構(gòu)原理、運動形式和操作方法與現(xiàn)有童車截然相反的、對跳蟲玩具改進的、與童車專利相異的一種奔馳式雙功能童車。結(jié)構(gòu)原理明確表述采用一種四桿均運動的、無固定件的特殊四連桿機構(gòu)件，曲線運動的交點(5b)采用可調(diào)間隙的半球鉸副(5e)、(5d)，曲柄銷(12b)上裝有軸承(13)或單向運動的自行車飛輪，且連桿(14)為可調(diào)長式。運動形式為車輪交替滾動、軸距伸縮、鞍座起伏向前，或者外推平移向前，即具有兩種功能。操作方法為手動腳控或者外推腳控車向。
本新型用普通薄鋼管或扁管，橡膠或塑料制造，具有體積小，重心低、穩(wěn)度大和新穎、簡單、省力、低廉等特點。適少年兒童家庭、學校、游藝場娛樂健身，可供單人騎駛或多人比賽。系列小型車適低齡組，系列大型車也可供成人試用。本新型系列小型車亦可供機械原理四連桿教具用。
本新型由操作系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成。
操作系統(tǒng)由帶手柄套(1)的、且與后支架(2a)作成一體的在鉸點成大于90°的手柄(2)組成。
傳動系統(tǒng)由特殊的四連桿機構(gòu)組成。其基架構(gòu)件(2a)為一有雙撐桿的、空套在曲軸(12)上的∏形剛性構(gòu)件。它是非固定件，與手柄(2)相連成四連桿機構(gòu)的主動件。其搖桿構(gòu)件——鞍座支架(5)為一前部有加強桿的雙直桿式(或雙曲桿式)的剛性構(gòu)件，且前部焊有套筒(5a)，中部焊有與鞍座支架(5)大于90°的球鉸支架(5b)，后部焊有小于90°的套管(5c)。球鉸支架(5b)與連桿(14)用半球鉸副(5e)、(5d)相接，其中部與后支架(2a)用銷軸(3)，螺母(4)鉸接，后部用管夾(7)和螺釘(8)將鞍座(6)與套管(5e)固定。鞍座(6)可作成剛性或彈性的，其高度和角度可調(diào)。其曲柄構(gòu)件——曲柄(12a)，曲柄銷(12b)上裝有可拆式軸承(13)、軸承座(13a)；曲柄(12a)也可與曲柄銷(12b)、曲軸(12)做成分裝式，曲柄銷(12b)上裝有不可拆軸承(13)(或自行車飛輪)。其連桿構(gòu)件——連桿(14)，可作成可調(diào)長式，帶球分件(14a)用半球鉸副(5e)、(5d)與球鉸支架(5b)相連，分件(14b)與軸承座(13a)(或自行車飛輪)用螺紋連接。
執(zhí)行系統(tǒng)包括前、后輪系。由曲軸(12)、兩個后輪(9)等組成的后輪系為主動輪系。輪軸為固定連接，用可拆傳矩元件(26)固定。后輪系上可安置整體飛輪(10)，并用螺釘(11)固定，由前軸(17)、一個或兩個前輪(15)等組成的前輪系為被動輪系，輪軸為空套。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由前支架(16)、雙踏板(16a)，帶螺紋軸(16b)，下部帶槽的套筒(5a)，上下碗蓋(21)、限位銷軸(22)等組成。
本新型可在手柄(2)上安裝上龍頭或奔馳伸縮的動物頭像，如馬頭等，在鞍座支架(5)上安裝相應的軀身殼體。
本實用新型的操作過程是人坐在鞍座(5)上，雙腳緊踏前支架(16)上的踏板(16a)，身體略前傾，雙手向后板動手柄(2)，此時前輪(15)暫不動，與手柄(2)鉸接的鞍座支架(5)及球鉸支架(5b)沿前軸(17)向上逆時轉(zhuǎn)動，則鞍座(6)及人體上升并前傾。后扳水平分力促使與鞍座支架(5)球鉸聯(lián)接的連桿(14)對曲軸(12)作逆時針的復雜平面運動，并推動曲柄(12a)，曲柄銷(12b)、曲軸(12)及固定聯(lián)接的后輪(9)作半圈逆時針向前滾動(自行車飛輪具有單向性)。此時曲柄(12a)與連桿(14)重疊共線，前后軸間距縮短。
隨后雙手向前推動手柄(2)，此時后輪暫不動。前推水平分力及腳踏水平分力促使前輪(15)向前滾動，與手柄(2)鉸接鞍座支架(5)及球鉸支架(5b)沿前軸(17)向下順時針轉(zhuǎn)動，則鞍座(6)及人體下降和后傾，前推水平分力促使與鞍座支架(5)、球鉸聯(lián)接的連桿(14)對曲軸(12)繼續(xù)作逆時針的復雜平面運動，并推動曲柄(12a)、曲柄銷(12b)、曲軸(12)及固定聯(lián)接的后輪(9)繼續(xù)作半圈逆時針向前滾動，同時前輪(15)向前滾動。此時曲柄(12a)，連桿(14)在一延長線上，前后軸間距伸長。同時，雙腳不均力使前支架(16)及兩前輪(15)沿帶螺紋軸(16b)轉(zhuǎn)動，由此控制車向。
由于手柄(2)推板一次，則鞍(6)及人體起一次，后輪(9)、前輪(15)交替滾動一次，軸間距縮伸一次，各種參數(shù)的配合及構(gòu)件的起伏、平移、交替滾動、伸縮等運動的組合，形成鞍座(6)及人體起伏向前的運動軌跡，此軌跡如波浪式曲線。騎駛本車，有如躍馬奔馳向前。此為本新型功能之一。
如不要起伏運動，則可卸下輪輪轂(9a)、曲軸(12)上的傳矩元件(26)，即為輪軸空套，此時可作為外推式普通童車使用，則鞍座(6)及人體運動軌跡為水平線。此為本新型功能之二。
本實用新型的設計要點1、滿足四連桿機構(gòu)曲柄存在條件。即曲柄(12a)為最短構(gòu)件，連桿(14)為最長構(gòu)件。最短、最長構(gòu)件長度之和小于基架(2a)(后支架(2a)兩鉸點連線AD長)與搖桿(5)(鞍座支架兩鉸點連線CD長)長度之和。
2、設計曲柄合適長度AB。曲柄長決定起伏量和耗能量。
3、設計連桿合適長度BC。連桿長決定平移量，為適應人體和不同年齡組，其長度應可調(diào)節(jié)。
4、設計飛輪，保證儲能、慣性及單向性，以克服死點。
5、設計球鉸，使用軸承(或裝上拉簧)，達到操作省力，不產(chǎn)生別勁現(xiàn)象。


圖1為奔馳式雙功能童車(1a－原理圖，1b－立體圖)。
圖2為帶球鉸，軸承的曲柄連桿結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖。
圖4為(前)后軸系裝配示意圖。
實施例之一(結(jié)合圖1b－4說明)按照圖1b，用φ14－φ18無縫鋼管(或12×18扁管)作鞍座支架(5)、前支架(16)、后支架(2a)及手柄(2)，用φ10－φ12圓鋼作前軸(17)、后軸(曲軸)(12)，用帶半球鉸副(5e)、(5d)和軸承(13)、軸承座(13a)的縫紉機曲柄連桿部件作本新型實施例的曲柄連桿構(gòu)件，其中曲柄(12a)、曲柄銷(12b)是整體式的，其曲軸(12)兩端對焊φ10－φ12圓鋼，且連桿改裝成可調(diào)長式的連桿分件(14a)、(14b)。按照圖2，與鞍座支架(5)成α角(≥90°)焊接的球鉸支架(5b)，其中裝有螺塞半球鉸(5e)，套筒半球鉸(5d)，內(nèi)裝連桿分件(14a)的球頭，配合間隙由球塞半球鉸(5e)及螺母(27)來調(diào)節(jié)。采用球鉸副對任何角度受力情況及運動轉(zhuǎn)狀態(tài)要好些。按照圖3，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，與前支架(16)平面成β角(150°)焊接的帶螺紋軸(16b)、上下墊圈(20)、上下碗蓋(21)跟鞍座支架(5)軸線成γ角(98°)焊接的下部有限位槽的套筒(5a)鉸接，并用螺母(18)、蓋母(19)擰緊，帶螺紋軸(16b)上的限位銷軸(22)在限位槽內(nèi)左右運動以限制前輪的轉(zhuǎn)向范圍。按照圖4，后軸系一端裝配零件為軸端碗蓋(23)，限位開口銷(24)、墊圖(25)、后輪輪轂(9a)后支架(2a)。后支架(2a)、后輪轂(9a)分別裝于軸的內(nèi)外側(cè)，后輪輪轂(9a)與曲軸(12)采用可拆傳矩元件(26)(如螺釘或銷)聯(lián)接，該實施例即具有起伏向前的功能。卸下傳矩元件(26)則為輪軸空套，即成為另一功能的外推式普通童車，前輪輪轂(15a)與前軸(17)為空套，無傳矩元件(26)。
實施例之一中，曲軸(12)，曲柄(12a)，曲柄銷(12b)做成整體式，曲柄銷(12b)上的軸承為可拆式，軸承(13)、軸承座(13a)起飛輪作用，也可在軸上安裝整體飛輪(10)，并用螺釘(11)擰緊。
實施例之二(參見圖1b－4)之二與之一不同之處在于曲軸(12)、曲柄(12a)、曲柄銷(12b)為分裝式，曲柄銷(12b)上的軸承(13)為不可拆式，或裝上自行車飛輪。
實施例之一、之二調(diào)試、使用效果良好。
權(quán)利要求1.一種手作動力、腳控方向、前后輪交替滾動、軸間距伸縮，鞍座起伏向前或者外推向前為特點的奔馳式雙功能童車，其特征在于結(jié)構(gòu)上采用基架(2a)為主動件、四構(gòu)件均運動的、無固定件的特殊四連桿機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的童車，其特征在于四連桿機構(gòu)的基架(2a)是以帶雙撐桿的剛性∏形的后支架(2a)兩鉸點連線AD表示的，且與操作手柄(2)作成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的童車，其特征在于四連桿機構(gòu)的搖桿(5)是以添加撐桿的雙直桿式(或雙曲桿式)的鞍座支架(5)兩鉸點連線CD表示的，且其曲線運動軌跡的球鉸支架(5b)與連桿(14)的聯(lián)接采用可調(diào)半球鉸副(5e)、(5d)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的童車，其特征在于球鉸支架(5b)與鞍座支架(5)的夾角α大于90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的童車，其特征在于四連桿機構(gòu)的曲柄(12a)(即AB)、曲柄銷(12b)、曲軸(12)可做成整體式(或分裝式)，且曲柄銷(12b)上裝有可拆式(或不可拆)軸承(13)及軸承座(13a)(或自行車飛輪)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的童車，其特征在于四連桿機構(gòu)的連桿(14)(即BC)可做成可調(diào)長式的連桿分件(14a)、(14b)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6所述的童車，其特征在于可用帶半球鉸副(5e)、(5d)、可拆軸承(13)和軸承座(13a)的縫紉機曲柄連桿部件作本新型的四連桿機構(gòu)中的曲柄(12a)、連桿(14)構(gòu)件，并使連桿(14)改裝成可調(diào)長式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的童車，其特征在于前輪軸為空套，后輪軸采用可拆傳矩元件(26)(如螺釘或銷)作固定聯(lián)接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的童車，其特征在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由前支架(16)、踏板(16a)、帶螺紋軸(16b)上的限位銷軸(22)、下方有槽的套筒(5a)來實現(xiàn)和控制轉(zhuǎn)向的，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的前輪可以是一個，也可以是兩個。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、9所述的童車，其特征在于手柄(2)、后支架(2a)、鞍座支架(5)、前支架(16)可用圓管或扁管鋼材制造，前軸(17)、后軸(曲軸)(12)可用圓鋼制造。手柄套(1)和前后輪胎用橡膠或塑料制造，手柄(2)和鞍座(6)可分別裝上可伸縮的動物頭像(如馬頭)和軀身殼體。
專利摘要一種以基架為主動、四桿均動的特殊四連桿機構(gòu)組成的、包括操縱、傳動、執(zhí)行、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的、具有腳控手動、車輪交替滾動、軸距伸縮、鞍座起伏向前或者外推向前為特點的奔馳式雙功能童車，曲線軌跡支點采用球鉸，用整體(或分裝)曲軸和可拆(或不拆)軸承(或自行車飛輪)?？山栌冒ㄇ蜚q、軸承的縫紉機曲柄連桿部件。卸下傳矩元件即為外推式普通童車。它體積小，重心低，穩(wěn)度大，新穎、適合少兒娛樂、啟迪智力，娛樂中增長知識。
文檔編號B62K15/00GK2036925SQ8820163
公開日1989年5月3日 申請日期1988年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月9日
發(fā)明者成劍虹 申請人:成劍虹