CN2036925U - 一种奔驰式双功能童车 - Google Patents

Abstract

一种以基架为主动、四杆均动的特殊四连杆机构组成的、包括操纵、传动、执行、转向***的、具有脚控手动、车轮交替滚动、轴距伸缩、鞍座起伏向前或者外推向前为特点的奔驰式双功能童车，曲线轨迹支点采用球铰，用整体(或分装)曲轴和可拆(或不拆)轴承(或自行车飞轮)。可借用包括球铰、轴承的缝纫机曲柄连杆部件。卸下传矩元件即为外推式普通童车。它体积小，重心低，稳度大，新颖、适合少儿娱乐、启迪智力，娱乐中增长知识。

Description

本实用新型涉及一种以基架（2a）为主动件的，四构件（2a）、（5）、（12a）、（14）均运动的、无构件固定的特殊四连杆机构的奔驰式双功能童车。

现有外推式四轮童车，外推式兼曲拐自驱式三轮童车，双轮（外加二辅轮）自驱链条式童车，其使用范围固定仅分别适于婴儿、低幼儿童、少儿使用，后者为脚作动力、手控方向，卸下二辅轮可适较大少儿作小型自行车使用。该类童车虽然四平八稳，结构上多年来无重大改进，其性能和运动特点已不能满足少儿身心需要和激发智力。三轮电动童车比较复杂且价格较高。

跳虫玩具车的缺点是：理论上仅归结为曲柄连杆机构，结构不可调，曲线运动轨迹的支点采用平面铰接，无轴承，无单向装置，操作较费力。

中国专利如：86207775多功能童车、86208152组合式多功能童车、86205760三用童车，其特点是随时间、空间变化的多功能或携带方便。又86205800链式儿童车，其特点是具有包括踏板、曲轴、齿轮副、链传动的复杂变速***，其制造、调试较困难。86208106马型儿童车，其特点是采用多级杠杆使四脚顺序移动，但多级铰接其摩擦力较大。86205231智能趣味童车，其特点是包括曲杆、传力杆、钢丝绳、齿条、棘轮的复杂变速***，车向可控且鞍可起伏。86205186尺蠖车，结构复杂，但已有屈伸起伏特点。86205608脚踏跳马二用三轮童车，其特点是具有包括超越离合器，踏板、车架、弹簧的传动***，并有手动或脚踏的双功能转换。后五种童车，其结构、功能和运动特点均有所改进，其缺点是：结构较复杂，制造调试较困难，仅是一种设想和方案，有待实施，且成本较高。

又86206847步行式健身自行车，由两对主杆、副杆构成的四连杆、两个防倒装置，车把、鞍座、脚蹬、两个或四个车轮组成，具有一般自行车的脚作动力，手控方向的特点。此外，其手把推拉力、脚蹬力使前后杆开合，使车轮交替滚动、鞍座起伏。但该四连杆没有最短的、作全圆周运动的曲柄构件。作为设想待施方案，设计人描述该车可适不同年龄组用，但仅限于有一定驾驶技术的成年人作健身用。当前后各为一车轮时，在低速行驶情况下其稳度差，一般儿童不易掌握，故该车不属童车类。

现有童车和在结构、功能及运动特点有改进的实用新型童车专利，与本新型相比，其相异之处是：即不全具有结构简单、手动脚控、车轮交替滚动、轴距伸缩、鞍座起伏向前或者外推向前等结构、运动和功能特点。

本新型旨在提供一种结构原理、运动形式和操作方法与现有童车截然相反的、对跳虫玩具改进的、与童车专利相异的一种奔驰式双功能童车。结构原理明确表述：采用一种四杆均运动的、无固定件的特殊四连杆机构件，曲线运动的交点（5b）采用可调间隙的半球铰副（5e）、（5d），曲柄销（12b）上装有轴承（13）或单向运动的自行车飞轮，且连杆（14）为可调长式。运动形式为车轮交替滚动、轴距伸缩、鞍座起伏向前，或者外推平移向前，即具有两种功能。操作方法为手动脚控或者外推脚控车向。

本新型用普通薄钢管或扁管，橡胶或塑料制造，具有体积小，重心低、稳度大和新颖、简单、省力、低廉等特点。适少年儿童家庭、学校、游艺场娱乐健身，可供单人骑驶或多人比赛。系列小型车适低龄组，系列大型车也可供成人试用。本新型系列小型车亦可供机械原理四连杆教具用。

本新型由操作***、传动***、执行***、转向***组成。

操作***        由带手柄套（1）的、且与后支架（2a）作成一体的在铰点成大于90°的手柄（2）组成。

传动***        由特殊的四连杆机构组成。其基架构件（2a）为一有双撑杆的、空套在曲轴（12）上的∏形刚性构件。它是非固定件，与手柄（2）相连成四连杆机构的主动件。其摇杆构件——鞍座支架（5）为一前部有加强杆的双直杆式（或双曲杆式）的刚性构件，且前部焊有套筒（5a），中部焊有与鞍座支架（5）大于90°的球铰支架（5b），后部焊有小于90°的套管（5c）。球铰支架（5b）与连杆（14）用半球铰副（5e）、（5d）相接，其中部与后支架（2a）用销轴（3），螺母（4）铰接，后部用管夹（7）和螺钉（8）将鞍座（6）与套管（5e）固定。鞍座（6）可作成刚性或弹性的，其高度和角度可调。其曲柄构件——曲柄（12a），曲柄销（12b）上装有可拆式轴承（13）、轴承座（13a）；曲柄（12a）也可与曲柄销（12b）、曲轴（12）做成分装式，曲柄销（12b）上装有不可拆轴承（13）（或自行车飞轮）。其连杆构件——连杆（14），可作成可调长式，带球分件（14a）用半球铰副（5e）、（5d）与球铰支架（5b）相连，分件（14b）与轴承座（13a）（或自行车飞轮）用螺纹连接。

执行***    包括前、后轮系。由曲轴（12）、两个后轮（9）等组成的后轮系为主动轮系。轮轴为固定连接，用可拆传矩元件（26）固定。后轮系上可安置整体飞轮（10），并用螺钉（11）固定，由前轴（17）、一个或两个前轮（15）等组成的前轮系为被动轮系，轮轴为空套。

转向***    由前支架（16）、双踏板（16a），带螺纹轴（16b），下部带槽的套筒（5a），上下碗盖（21）、限位销轴（22）等组成。

本新型可在手柄（2）上安装上龙头或奔驰伸缩的动物头像，如马头等，在鞍座支架（5）上安装相应的躯身壳体。

本实用新型的操作过程是：人坐在鞍座（5）上，双脚紧踏前支架（16）上的踏板（16a），身体略前倾，双手向后板动手柄（2），此时前轮（15）暂不动，与手柄（2）铰接的鞍座支架（5）及球铰支架（5b）沿前轴（17）向上逆时转动，则鞍座（6）及人体上升并前倾。后扳水平分力促使与鞍座支架（5）球铰联接的连杆（14）对曲轴（12）作逆时针的复杂平面运动，并推动曲柄（12a），曲柄销（12b）、曲轴（12）及固定联接的后轮（9）作半圈逆时针向前滚动（自行车飞轮具有单向性）。此时曲柄（12a）与连杆（14）重叠共线，前后轴间距缩短。

随后双手向前推动手柄（2），此时后轮暂不动。前推水平分力及脚踏水平分力促使前轮（15）向前滚动，与手柄（2）铰接鞍座支架（5）及球铰支架（5b）沿前轴（17）向下顺时针转动，则鞍座（6）及人体下降和后倾，前推水平分力促使与鞍座支架（5）、球铰联接的连杆（14）对曲轴（12）继续作逆时针的复杂平面运动，并推动曲柄（12a）、曲柄销（12b）、曲轴（12）及固定联接的后轮（9）继续作半圈逆时针向前滚动，同时前轮（15）向前滚动。此时曲柄（12a），连杆（14）在一延长线上，前后轴间距伸长。同时，双脚不均力使前支架（16）及两前轮（15）沿带螺纹轴（16b）转动，由此控制车向。

由于手柄（2）推板一次，则鞍（6）及人体起一次，后轮（9）、前轮（15）交替滚动一次，轴间距缩伸一次，各种参数的配合及构件的起伏、平移、交替滚动、伸缩等运动的组合，形成鞍座（6）及人体起伏向前的运动轨迹，此轨迹如波浪式曲线。骑驶本车，有如跃马奔驰向前。此为本新型功能之一。

如不要起伏运动，则可卸下轮轮毂（9a）、曲轴（12）上的传矩元件（26），即为轮轴空套，此时可作为外推式普通童车使用，则鞍座（6）及人体运动轨迹为水平线。此为本新型功能之二。

本实用新型的设计要点：

1、满足四连杆机构曲柄存在条件。即曲柄（12a）为最短构件，连杆（14）为最长构件。最短、最长构件长度之和小于基架（2a）（后支架（2a）两铰点连线AD长）与摇杆（5）（鞍座支架两铰点连线CD长）长度之和。

2、设计曲柄合适长度AB。曲柄长决定起伏量和耗能量。

3、设计连杆合适长度BC。连杆长决定平移量，为适应人体和不同年龄组，其长度应可调节。

4、设计飞轮，保证储能、惯性及单向性，以克服死点。

5、设计球铰，使用轴承（或装上拉簧），达到操作省力，不产生别劲现象。

附图说明：

图1为奔驰式双功能童车（1a－原理图，1b－立体图）。

图2为带球铰，轴承的曲柄连杆结构示意图。

图3为转向***示意图。

图4为（前）后轴系装配示意图。

实施例之一（结合图1b－4说明）

按照图1b，用φ14－φ18无缝钢管（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圆钢作前轴（17）、后轴（曲轴）（12），用带半球铰副（5e）、（5d）和轴承（13）、轴承座（13a）的缝纫机曲柄连杆部件作本新型实施例的曲柄连杆构件，其中曲柄（12a）、曲柄销（12b）是整体式的，其曲轴（12）两端对焊φ10－φ12圆钢，且连杆改装成可调长式的连杆分件（14a）、（14b）。按照图2，与鞍座支架（5）成α角（≥90°）焊接的球铰支架（5b），其中装有螺塞半球铰（5e），套筒半球铰（5d），内装连杆分件（14a）的球头，配合间隙由球塞半球铰（5e）及螺母（27）来调节。采用球铰副对任何角度受力情况及运动转状态要好些。按照图3，转向***中，与前支架（16）平面成β角（150°）焊接的带螺纹轴（16b）、上下垫圈（20）、上下碗盖（21）跟鞍座支架（5）轴线成γ角（98°）焊接的下部有限位槽的套筒（5a）铰接，并用螺母（18）、盖母（19）拧紧，带螺纹轴（16b）上的限位销轴（22）在限位槽内左右运动以限制前轮的转向范围。按照图4，后轴系一端装配零件为：轴端碗盖（23），限位开口销（24）、垫图（25）、后轮轮毂（9a）后支架（2a）。后支架（2a）、后轮毂（9a）分别装于轴的内外侧，后轮轮毂（9a）与曲轴（12）采用可拆传矩元件（26）（如螺钉或销）联接，该实施例即具有起伏向前的功能。卸下传矩元件（26）则为轮轴空套，即成为另一功能的外推式普通童车，前轮轮毂（15a）与前轴（17）为空套，无传矩元件（26）。

实施例之一中，曲轴（12），曲柄（12a），曲柄销（12b）做成整体式，曲柄销（12b）上的轴承为可拆式，轴承（13）、轴承座（13a）起飞轮作用，也可在轴上安装整体飞轮（10），并用螺钉（11）拧紧。

实施例之二（参见图1b－4）

之二与之一不同之处在于：曲轴（12）、曲柄（12a）、曲柄销（12b）为分装式，曲柄销（12b）上的轴承（13）为不可拆式，或装上自行车飞轮。

实施例之一、之二调试、使用效果良好。

Claims (10)

1、一种手作动力、脚控方向、前后轮交替滚动、轴间距伸缩，鞍座起伏向前或者外推向前为特点的奔驰式双功能童车，其特征在于：结构上采用基架(2a)为主动件、四构件均运动的、无固定件的特殊四连杆机构。

2、根据权利要求1所述的童车，其特征在于：四连杆机构的基架（2a）是以带双撑杆的刚性∏形的后支架（2a）两铰点连线AD表示的，且与操作手柄（2）作成一体。

3、根据权利要求1所述的童车，其特征在于：四连杆机构的摇杆（5）是以添加撑杆的双直杆式（或双曲杆式）的鞍座支架（5）两铰点连线CD表示的，且其曲线运动轨迹的球铰支架（5b）与连杆（14）的联接采用可调半球铰副（5e）、（5d）。

4、根据权利要求1、3所述的童车，其特征在于：球铰支架（5b）与鞍座支架（5）的夹角α大于90°。

5、根据权利要求1所述的童车，其特征在于：四连杆机构的曲柄（12a）（即AB）、曲柄销（12b）、曲轴（12）可做成整体式（或分装式），且曲柄销（12b）上装有可拆式（或不可拆）轴承（13）及轴承座（13a）（或自行车飞轮）。

6、根据权利要求1所述的童车，其特征在于：四连杆机构的连杆（14）（即BC）可做成可调长式的连杆分件（14a）、（14b）。

7、根据权利要求1、5、6所述的童车，其特征在于：可用带半球铰副（5e）、（5d）、可拆轴承（13）和轴承座（13a）的缝纫机曲柄连杆部件作本新型的四连杆机构中的曲柄（12a）、连杆（14）构件，并使连杆（14）改装成可调长式。

8、根据权利要求1所述的童车，其特征在于：前轮轴为空套，后轮轴采用可拆传矩元件（26）（如螺钉或销）作固定联接。

9、根据权利要求1所述的童车，其特征在于：转向***由前支架（16）、踏板（16a）、带螺纹轴（16b）上的限位销轴（22）、下方有槽的套筒（5a）来实现和控制转向的，转向***中的前轮可以是一个，也可以是两个。

10、根据权利要求1、2、3、9所述的童车，其特征在于：手柄（2）、后支架（2a）、鞍座支架（5）、前支架（16）可用圆管或扁管钢材制造，前轴（17）、后轴（曲轴）（12）可用圆钢制造。手柄套（1）和前后轮胎用橡胶或塑料制造，手柄（2）和鞍座（6）可分别装上可伸缩的动物头像（如马头）和躯身壳体。

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