具有原地自轉功能的兒童四輪車的製作方法

2023-07-26 11:35:26

專利名稱：具有原地自轉功能的兒童四輪車的製作方法
技術領域：
本發明涉及兒童車，更具體地說是涉及一種具有原地自轉功能的兒童四輪車。
背景技術：
兒童四輪車一般可由兒童自己駕駛，通常也配備遙控器以供輔助操作。
目前市面上的兒童四輪車多採用後輪驅動、前輪控制轉向的方式，這樣的兒童車只是具有前進，後退，轉彎這些基本的功能，對兒童來說運動形式單一，缺乏乘騎的趣味性，不符合兒童心智特點，所以要為兒童車提供一種新穎的玩耍形式，即增加原地自轉功能。目前已經存在的相關技術方案有如下兩種一、通過設置在車前部的升降萬向輪組件將車頭抬升使前車輪離開地面，通過控制兩後輪相對反向運轉達到原地自轉的目的，(引自實用新型專利申請文件，申請號200620057475.5)。該技術方案中將車頭連同乘坐的兒童一起抬升，需要採用較大力的驅動裝置，成本高；且車體抬升後高度增加，存在安全隱患。
二、通過設置在車體中伸縮推桿裝置推拉連接在前、後輪的連杆組，使車輪偏轉一定角度後通過設置在對角兩車輪上的兩個電機驅動車輪來達到自轉的目的，(引自實用新型專利申請文件，申請號200620059255.6)。該技術方案中連杆連接點多，運轉不穩定；且伸縮推桿為相向運動機構，結構複雜，且採用兩電機成本高。
本發明則提出了一種結構簡單，成本低的解決方案，可僅採用一個電機，相對現有兒童四輪車僅增加了幾個連杆件，很有推廣的價值。

發明內容
該發明提出了一種能使兒童四輪車增加自轉功能的機構形式，使其具有自轉模式和普通模式兩種模式。達到豐富兒童車運動形式，增加兒童乘騎趣味的目的。
本發明是採用如下方案來實現上述目的該具有原地自轉功能的兒童四輪車，由車身(1)，車架(2)，前、後車輪(31)，(32)，(33)，(34)，轉向撥杆(4)，以及方向盤(5)構成，在後輪(34)與其輪軸之間設置有車輪驅動裝置或車輪驅動裝置的傳動裝置(7)，其特徵為各車輪與車架之間各設置有一輪軸，各輪軸均通過豎向轉軸與車架連接，所述各輪軸上均設置有與輪軸成角度的定位撥杆；在車架內還設置有滑塊組(6)，在滑塊組(6)與各定位撥杆之間各設置有剛性連杆，所述各剛性連杆與所述滑塊組(6)的連接均為鉸鏈連接；所述滑塊組(6)連接有撥動力裝置或撥動力裝置的傳動裝置(8)，所述撥動力裝置對滑塊組(6)整體作用。
其功能變換原理為在普通模式狀態下通過所述撥動力裝置(8)撥動滑塊組(6)運動，並通過各剛性連杆對各定位撥杆施加推拉力，最終使四個車輪偏轉後達到其各自著地中心面(W1)，(W2)，(W3)，W4)都相切與同一圓形軌跡(W5)的狀態，此時，只須其中一個或者兩個車輪作為驅動輪轉動，即可使四個車輪都繞同一中心滾動，形成自轉模式。
在自轉模式下對滑塊組(6)反向施加推拉力，可使四個車輪偏轉回原位置，轉達到其各自著地中心面左右平行的狀態，即普通模式狀態，為了在此普通模式下具有一般轉向功能，現採用了如下方案所述滑塊組(6)由水平的縱向滑塊(61)與橫向滑塊(62)組成，橫向滑塊(62)通過滑軌裝置(63)與縱向滑塊(61)連接；橫向滑塊(62)與連接兩前輪輪軸定位撥杆的兩剛性連杆(313)，(323)鉸鏈連接，縱向滑塊(61)與連接兩後輪輪軸定位撥杆的兩剛性連杆(333)，(343)鉸鏈連接；所述縱向滑塊(61)還設置有縱向滑軌(64)，所述縱向滑軌(64)連接在車架(2)上，還可設置在車身(1)上，縱向滑軌的作用為橫向限定縱向滑塊，使其只可縱向滑動；在橫向滑塊(62)與轉向撥杆(4)之間設置有轉向撥叉(9)，轉向撥叉(9)可將轉向撥杆(4)的撥動力通過橫向滑塊(62)以及剛性連杆(313)，(323)傳遞至前輪輪軸定位撥杆(312)，(322)，推動兩前輪(31)，(32)同向偏轉角度而引導車體轉向；橫向滑塊(62)設置有橫向滑塊的復位裝置(65)，橫向滑塊的復位裝置用於引導橫向滑塊由普通模式下的自由橫向滑動狀態轉變為自轉模式下的橫向固定狀態。
在普通模式下可通過方向盤(5)控制車體自由轉向，此時，只須其中一個或兩個後車輪作為驅動輪轉動，可實現該兒童四輪車前進，後退，轉彎。
所述轉向撥叉可設置為如下兩種形式或其要素的重新組合其一為所述轉向撥叉(9)與橫向滑塊(62)或轉向撥叉(9)直接連接，或與之連接為一整體零件，在轉向撥叉(9)上設置有一端開口的轉向撥杆槽(91)，在轉向撥杆槽開口處還設置有轉向撥杆的復位導槽(92)，所述復位導槽呈張開角度向外延伸狀。
該開口的轉向撥杆槽(91)的作用是在轉向撥叉(9)隨滑塊組縱向移動時便於轉向撥杆(4)滑進或退出撥杆槽，使在自轉模式下方向盤不會撥動前車輪，而在轉入普通模式時轉向撥杆可順利滑進撥杆槽，使方向盤對車輪起作用而自由轉向；在轉向撥叉(9)隨滑塊組縱向移動而轉入至普通模式時，復位導槽(92)可使轉向撥杆(4)在任何位置的情況下都可以被引導對位而滑進撥杆槽(91)。
其二為所述轉向撥叉還可以通過滑軌裝置連接在車架或車身或縱向滑塊上，使轉向撥杆與轉向撥叉連接，而轉向撥叉則通過中間零件與橫向滑塊間接連接，中間零件可為剛性連杆或定位撥杆或二者的連接鉸鏈或鉸鏈軸，該連接可為可分離式連接，即僅在某一操作狀態或運轉模式下連接，施加另一操作或改變運轉模式即脫離連接。
所述橫向滑塊的復位裝置(65)由導位輪(651)與復位軌道(652)組成，所述導位輪(651)連接橫向滑塊(62)或轉向撥叉(9)，所述復位軌道(652)可連接在車架上，還可設置在車身上，或連接至縱向滑軌。
在普通模式下橫向滑塊受轉向撥叉的作用橫向左右滑動，導位輪也須隨橫向左右滑動而不被橫向固定，並通過剛性連杆推動前輪輪軸定位撥杆，使兩前輪轉向。
所述撥動力裝置(8)可為電動裝置，如電機加齒輪組；也可為液壓機構或氣動裝置或槓桿機構，或以上不同元素的組合裝置。撥動力裝置對縱向滑塊(61)或滑塊組(6)整體作用，使滑塊組縱向移動產生位移，該位移通過剛性連杆對各定位撥杆施加推拉力，可使四個車輪偏後轉達到其著地中心面相切與同一圓形軌跡的狀態。
所述撥動力裝置可為人力推拉杆(89)，人力推拉杆設置有連接滑塊組或縱向滑塊的撥動杆(81)，人力推拉杆還設置有支架軸(82)和操作手柄(83)，操作手柄可設置為檔位杆的形式，以更形象的獲得乘騎樂趣。
車架內設置有滑塊組的定位裝置(69)，定位裝置上設置有固定鎖片，所述定位裝置對應地設置有離合鎖件(68)，離合鎖件上設置有鎖位槽，鎖位槽對應鎖片；通過離合鎖件可使定位裝置將滑塊組鎖定或解除鎖定在確定位置，從而轉換固定不同模式下各車輪的偏轉角度，使形成穩定的普通模式或自轉模式；離合鎖件(68)連接有操作裝置，操作裝置可設置為電路控制開關，也可設置為腳踏板形式，以更形象的獲得乘騎樂趣。
在車架上還設置有滑塊組(6)的限位裝置(67)，限位裝置設置有擋塊，用以限定滑塊組(6)到達的確定位置而不至於超出距離。
所述設置在各輪軸上與輪軸成角度的定位撥杆，該角度成角規則為兩前輪輪軸定位撥杆與其各自輪軸成鈍角角度，兩後輪輪軸定位撥杆與其各自輪軸成銳角角度，即定位撥杆(312)與輪軸(310)成鈍角角度，定位撥杆(322)與輪軸(320)成鈍角角度；定位撥杆(332)與輪軸(330)成銳角角度，定位撥杆(342)與輪軸(340)成銳角角度；或者為兩前輪輪軸定位撥杆與其各自輪軸成銳角角度，兩後輪輪軸定位撥杆與其各自輪軸成鈍角角度，即定位撥杆(312)與輪軸(310)成銳角角度，定位撥杆(322)與輪軸(320)成銳角角度；定位撥杆(332)與輪軸(330)成鈍角角度，定位撥杆(342)與輪軸(340)成鈍角角度。
該成角規則表現為兩前輪或兩後輪輪軸定位撥杆呈左右對稱狀，且各定位撥杆位於同側方向上。
所述的具原地自轉功能的兒童四輪車內還可設置有測控裝置，所述測控裝置連接車體控制系統，其作用是通過測定不同的模式狀態，啟動不同的控制狀態或調配不同的動力狀態；其一種功能方案為在車體內設置碰撞開關(201)，滑塊組(6)設置碰撞位，碰撞開關與碰撞位對應，碰撞開關(201)連接車體控制系統；其目的是當車輪偏轉還沒到達指定位，即不同模式的轉換還沒到位而處於中間狀態時，碰撞開關接受操作將車體動力系統斷開以防此時運轉而形成非正常操作；當車輪偏轉到達指定位，即不同模式的轉換到位時，碰撞開關接受操作使車體動力系統連通，即可進行對車體運轉的操作。
其另一種功能方案為在車體內設置觸動開關(202)，滑塊組(6)設置觸動位，觸動開關與觸動位對應，觸動開關連接有動力變換裝置，動力變換裝置連接車體控制系統；觸動開關由兩種不同的模式轉換時受激發而啟動為對動力變換裝置不同的操作，使在普通模式下調配為較強的動力狀態，使車體可快速前進或後退，而在自轉模式下調配為較弱的動力狀態，使車體可慢速自轉，以適應操作習慣與使用安全。
本發明採用上述技術解決方案所能達到的有益效果是一、可作一般兒童四輪車使用，可如同一般兒童車般前進，後退，轉向，滿足一般的駕駛樂趣。
二、運動形式多樣；該可自轉的兒童電瓶車在自轉時，四個車輪會同時向外偏轉一定角度，使四個車輪滾動方向位於同一圓周上，隨後可作順時針或逆時針自轉運動。這種自轉的運動形式會給兒童帶來更多樂趣。
三、安全，改進了現有技術中的不安全因素，使用更可靠。
四、轉換穩定，普通模式與自轉模式的轉換相比現有技術更可靠穩定。
五、使用範圍廣；由於可自轉轉向，無需大的轉彎半徑與運動場地，可以在狹小的空間內自由玩耍。
六、生產成本低；該發明的兒童電瓶車是對已有兒童電瓶車的功能改進，只增加或改造局部組件而達到新的使用效果，因此生產成本低。
七、應用形式多樣；可將該機構應用在一些電動玩具產品以及機器人設計上。


圖1本發明結構示意圖；圖2本發明另一實施狀態結構示意圖；圖3本發明具體實施方式
結構示意圖；圖4本發明具體實施方式
立體圖；圖5本發明具體實施方式
的另一實施狀態結構示意圖；圖6本發明具體實施方式
的另一實施狀態立體圖；圖7本發明具體實施方式
的局部結構示意圖；圖8本發明具體實施方式
另一實施狀態的局部結構示意圖；具體實施方式
如圖3至8所示為本發明一具體完整的實施方案。
如圖3所示，該實施方案具有原地自轉功能的兒童四輪車，由車身(1)，車架(2)，前車輪(31)，(32)，後車輪(33)，(34)，轉向撥杆(4)，方向盤(5)構成，其特徵為前車輪(31)，(32)，後車輪(33)，(34)與車架(2)之間各設置有一輪軸，分別標記為(310)，(320)，(330)，(340)，各輪軸依次通過豎向轉軸(311)，(321)，(331)，(341)與車架(2)連接，所述各輪軸上均設置有與輪軸成角度的定位撥杆，依次標記為(312)，(322)，(332)，(342)；在車架(2)內設置有滑塊組(6)，在滑塊組(6)與各定位撥杆之間各設置有剛性連杆，依次標記為(313)，(323)，(333)，(343)，所述各剛性連杆與所述滑塊組(6)的連接均為鉸鏈連接；
在後車輪(34)與與其輪軸(340)之間設置有車輪驅動裝置(7)，所述滑塊組(6)連接有撥動力裝置(8)。
所述滑塊組(6)由水平的縱向滑塊(61)與橫向滑塊(62)組成，橫向滑塊(62)通過滑軌裝置(63)與縱向滑塊(61)連接；橫向滑塊(62)與剛性連杆(313)，(323)鉸鏈連接，縱向滑塊(61)與剛性連杆(333)，(343)鉸鏈連接；所述縱向滑塊(61)還設置有縱向滑軌(64)，所述縱向滑軌(64)連接在車架(2)上，本實施方案中將車架鋼管兼作為了縱向滑軌，更省成本；在橫向滑塊(62)與轉向撥杆(4)之間設置有轉向撥叉(9)，轉向撥叉(9)與橫向滑塊(62)連接；在轉向撥叉(9)上設置有一端開口的轉向撥杆槽(91)，在撥杆槽(91)開口處還設置有轉向撥杆(4)的復位導槽(92)，所述復位導槽(92)呈張開角度向外延伸狀；橫向滑塊(62)設置有其復位裝置(65)，復位裝置(65)由導位輪(651)與復位軌道(652)組成，復位軌道(652)一端呈收縮狀，所述導位輪(651)連接轉向撥叉(9)，所述復位軌道(652)連接至縱向滑軌(64)，本實施方案中將一段車架的鋼管兼作為復位軌道，並與縱向滑軌完整連接，更省成本。
所述撥動力裝置(8)為人力推拉杆(89)，人力推拉杆(89)設置有連接縱向滑塊(61)的撥動杆(81)，人力推拉杆設置有支架轉軸(82)與操作手柄(83)，操作手柄(83)設置為檔位杆的形式，以更形象的獲得乘騎樂趣。
如圖7所示，在車架內設置有滑塊組(6)的定位裝置(69)，定位裝置(69)設置有兩個鎖舌齒(691)，(692)，定位裝置(69)對應地設置有離合鎖(68)，離合鎖(68)設置有一限位槽(681)，限位槽(681)對合鎖舌齒(691)或(692)的齒形狀；所述離合鎖(68)通過轉軸(682)連接在車架(2)上，離合鎖(68)一端設置有連接車架(2)的拉力彈簧(683)，離合鎖(68)在拉力彈簧(683)的作用下，使限位槽(681)被壓在鎖舌齒(691)上；在離合鎖(68)的另一端連接有腳踏操作裝置(684)，腳踏操作裝置(684)設置為踏板形式，可更形象的獲得乘騎樂趣。
在車架上還設置有滑塊組(6)的限位裝置(67)，限位裝置(67)設置有擋塊(671)，擋塊(671)對應碰撞塊(672)，碰撞塊(672)設置在滑塊組(6)上。
在車架(2)上設置有碰撞開關(201)，碰撞開關(201)設置離合鎖(68)旁，對應的在離合鎖(68)上設置有碰撞位(685)，碰撞開關(201)常閉，並連接著車體控制線路。
在車架(2)上還設置有觸動開關(202)，觸動開關(202)設置在縱向滑軌(64)旁，對應的在縱向滑塊(61)上設置有觸動位(619)，觸動開關(202)連接有電位控制器(203)，電位控制器(203)連接車體控制線路。
本發明具有原地自轉功能的兒童四輪車在普通模式下，為如圖4所示的狀態，此時縱向滑塊(61)受縱向滑軌(64)的橫向約束與定位裝置(69)的縱向約束而完全固定，從而通過剛性連杆(333)，(343)將兩後輪固定在縱向平行位置；而橫向滑塊(62)則可通過滑軌裝置(63)橫行自由滑動，這樣方向盤(5)的扭轉力將經轉向撥杆(4)撥動轉向撥叉(9)至使橫向滑塊(62)橫行滑動，該滑動的力將通過剛性連杆(313)，(323)推動兩前輪同步偏轉；這樣通過方向盤便可控制車體轉向，啟動驅動裝置(7)將帶動動後輪(34)轉動而驅動車體前行，滿足本發明作為一般兒童車的普通模式狀態使用。
若要轉換為自轉模式，則先踩下腳踏操作裝置(684)，使離合鎖(68)的限位槽(681)脫離鎖舌齒(691)，如圖8所示；此過程中離合鎖(68)上的碰撞位(685)接觸並啟動常閉狀態的碰撞開關(201)，使車體控制線路斷開，避免在轉換過程中啟動驅動裝置而損壞車體；此時，可通過操作手柄(83)拉動人力推拉杆(89)，通過撥動杆(81)推動滑塊組(6)將四個車輪推至偏轉位置，為如圖5所示。
在此過程中縱向滑塊(61)拉著橫向滑塊(62)一同縱向移動，轉向撥叉(9)隨橫向滑塊(62)縱向移動，轉向撥杆(4)從撥杆槽(91)脫離出轉向撥叉(9)；復位裝置(65)的導位輪(651)沿復位軌道(652)滑入縱向滑軌(64)，此時橫向滑塊(62)與縱向滑塊(61)都被橫向固定；當設置在滑塊組(6)上碰撞塊(672)隨滑塊組(6)縱向移動到與限位裝置(67)的擋塊(671)接觸時，表明車輪偏轉已經到位；定位裝置(69)也隨之轉動一定角度，鎖舌齒(692)轉到鎖舌齒(691)之前的位置；此時，鬆開踩下腳踏操作裝置(684)，使離合鎖(68)通過拉力彈簧(683)回到原位，的限位槽(681)被壓在鎖舌齒(692)上，通過定位裝置(69)將滑塊組(6)縱向鎖定；此時，滑塊組(6)受縱向及橫向的鎖定而被完全約束，這樣將通過各剛性連杆將偏轉後的車輪位置完全固定，為自轉提供穩定可靠的固定，為如圖6所示狀態。
此過程中，離合鎖(68)上的碰撞位(685)脫離並關閉常閉狀態的碰撞開關(201)，使車體線路系統恢復連接；同時，設置在車架(2)上的觸動開關(202)被設置在縱向滑塊(61)上的觸動位(619)啟動，進而通過觸動開關(202)啟動電位控制器(203)，電位控制器(203)調配驅動裝置為較弱的動力狀態，使車體在自轉時減速，更適應操作習慣與使用安全。
權利要求
1.一種具有原地自轉功能的兒童四輪車，由車身(1)，車架(2)，前、後車輪(31)，(32)，(33)，(34)，轉向撥杆(4)，方向盤(5)構成，在後輪與其輪軸之間設置有車輪的驅動裝置或車輪驅動裝置的傳動裝置(7)，其特徵為各車輪與車架之間各設置有一輪軸，各輪軸均通過豎向轉軸與車架連接，所述各輪軸上均設置有與輪軸成角度的定位撥杆；在車架內設置有滑塊組(6)，在滑塊組與各定位撥杆之間各設置有剛性連杆，所述各剛性連杆與所述滑塊組的連接均為鉸鏈連接；所述滑塊組連接有撥動力裝置或撥動力裝置的傳動裝置(8)，所述撥動力裝置對滑塊組整體作用。
2.根據權利要求1所述的具有原地自轉功能的兒童四輪車，其特徵在於，所述滑塊組(6)由水平的縱向滑塊(61)與橫向滑塊(62)組成，橫向滑塊(62)通過滑軌裝置(63)與縱向滑塊(61)連接；橫向滑塊(62)與連接兩前輪輪軸定位撥杆的兩剛性連杆(313)，(323)鉸鏈連接，縱向滑塊(61)與連接兩後輪輪軸定位撥杆的兩剛性連杆(333)，(343)鉸鏈連接；所述縱向滑塊(61)還設置有縱向滑軌(64)，所述縱向滑軌連接在車架上，還可設置在車身上；在橫向滑塊(62)與轉向撥杆(4)之間設置有轉向撥叉(9)；橫向滑塊(62)設置有橫向滑塊的復位裝置(65)。
3.根據權利要求2所述的具有原地自轉功能的兒童四輪車，其特徵在於，所述轉向撥叉(9)上設置有一端開口的轉向撥杆槽(91)。
4.根據權利要求3所述的具有原地自轉功能的兒童四輪車，其特徵在於，在所述轉向撥杆槽(91)開口處設置有轉向撥杆的復位導槽(92)，所述復位導槽(92)呈張開角度向外延伸狀。
5.根據權利要求2或3或4所述的具有原地自轉功能的兒童四輪車，其特徵在於，所述轉向撥叉(9)與橫向滑塊(62)直接連接，或與橫向滑塊連接為一整體零件，或通過中間零件與橫向滑塊間接連接，或僅在某一正常操作狀態下或其中某一運轉模式下與橫向滑塊連接。
6.根據權利要求2所述的具有原地自轉功能的兒童四輪車，其特徵在於，所述橫向滑塊(62)的復位裝置(65)由導位輪(651)與復位軌道(652)組成，所述導位輪(651)連接橫向滑塊(62)或轉向撥叉(9)，所述復位軌道(652)連接在車架上，還可設置在車身上，或連接至縱向滑軌(64)。
7.根據權利要求1或2所述的具有原地自轉功能的兒童四輪車，其特徵在於，所述撥動力裝置(8)為人力推拉杆(89)，人力推拉杆設置有連接滑塊組或縱向滑塊的撥動杆(81)；人力推拉杆設置有操作手柄。
8.根據權利要求1或2或7所述的具有原地自轉功能的兒童四輪車，其特徵在於，車架內設置有滑塊組的定位裝置(69)，定位裝置對應設置有離合鎖裝置，離合鎖裝置連接有操作裝置。
9.根據權利要求1或2所述的具有原地自轉功能的兒童四輪車，其特徵在於，所述設置在各輪軸上與輪軸成角度的定位撥杆，該角度成角規則為兩前輪輪軸定位撥杆與其各自輪軸成鈍角角度，兩後輪輪軸定位撥杆與其各自輪軸成銳角角度；或者為兩前輪輪軸定位撥杆與其各自輪軸成銳角角度，兩後輪輪軸定位撥杆與其各自輪軸成鈍角角度。
10.根據權利要求1或2所述的具原地自轉功能的兒童四輪車，其特徵在於，車內設置有測控裝置，所述測控裝置與滑塊組關聯；測控裝置連接車體動力控制系統。
全文摘要
本發明公開了一種具有原地自轉功能的兒童四輪車，由車身，車架，前、後車輪，驅動裝置，轉向撥杆，方向盤構成，其主要特徵為各車輪與車架之間各設置有輪軸，各輪軸均通過豎向轉軸與車架連接，所述各輪軸上均設置有與輪軸成角度的定位撥杆；在車架內設置有滑塊組，在滑塊組與各定位撥杆之間各設置有剛性連杆，各剛性連杆與所述滑塊組均鉸鏈連接；並設置有對滑塊組作用的撥動裝置。所述滑塊組由通過滑軌連接的縱向滑塊與橫向滑塊組成；在橫向滑塊與轉向撥杆之間設置有轉向撥叉。車體內還設置有定位裝置，離合裝置以及測控裝置。通過本發明可使兒童四輪車形成普通模式或自轉模式兩種實用功能，為兒童車提供了新穎的玩耍形式。
文檔編號B62K21/00GK101049843SQ20071002770
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月21日 優先權日2007年4月21日
發明者陳華勝, 謝松壽 申請人:陳華勝