自動搖擺童車的製作方法
2023-04-30 06:16:11
專利名稱：自動搖擺童車的製作方法
技術領域：
本實用新型為一種自動搖擺的童車，該童車採用齒輪傳動、曲柄搖杆機構等技術，以該技術再現實現發明目的。
自動搖擺童車，顧名思義，就是不需要人把它推來推去，它本身能自動搖擺的童車，因而在目種程度上講，這是一種新式搖籃。肖述倫的專利(85205287)實現了搖籃的自動搖擺，但具有佔空間大、外形欠雅等缺點。黃國強等設計的多功能電子搖籃式童車(申請號87204068)，更象一個有推動力的單擺，缺點在於擺動周期隨嬰兒坐臥姿式及體重而變化較大。
本實用新型的目的在於提供一種搖擺周期比較穩定而外形比較雅致的自動搖擺童車。
本實用新型的目的是這樣實現的在一般童車的後軸上製成螺旋槽，並安裝一根拉伸彈簧。拉伸彈簧的中點固定在螺旋槽中間，兩個端頭固定在童車車架上。由類似於機械式鐘錶那樣的蓄能彈簧，並通過齒輪系統及曲柄搖杆機構，將能量補充到後軸上，後軸帶動後輪使童車以比較穩定的周期振動。另一種補充能量的方案是在後軸上直接安裝一個微型電機，電機間歇工作，單方向驅動後軸，後軸帶動後輪。
本實用新型因為採用拉伸彈簧作為振動的復位元件，因而較之於單擺式搖籃具有比較穩定的周期及較好的外形。另外，若採用蓄能彈簧的方案，可以最大限度地節約能源。而採用電機補充能量，可使結構大大簡化。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。
附圖
圖1給出了自動搖擺童車的側視形象，圖2外為
圖1所示A－A剖面的展開圖。從這兩幅圖上可以看到齒輪傳動系統、曲柄搖杆機構、後軸、拉伸彈簧及其車輪、車架的結構與安裝位置。
圖1和圖3所示的E向視圖給出了拉伸彈簧(振動復位元件)的安裝位置。按每2秒鐘童車往復一周計算，若嬰兒與車合重20公斤，可選彈性係數為200牛頓／米的拉伸彈簧，若嬰兒與車合重25公斤，可選彈性係數為250牛頓／米的拉伸彈簧。隨嬰兒體重增加，童車搖擺周期會漸漸增長，但變化幅度很小，齒輪傳動系統和曲柄搖杆機構是這樣工作的齒輪6由蓄能彈簧驅動(後面詳述)，帶動與之嚙合的齒輪8，齒輪8與齒輪9聯動(即二者同為一體，同時運動)，齒輪9推動齒輪10，齒輪10與齒輪11聯動，齒輪11推動齒輪12，……。經過這樣4－8級齒輪傳動之後，輪6的緩慢轉動傳到曲柄輪1時，就達到每2秒一周的轉速，轉速提高300倍左右。之所以需要4－8級齒輪傳動副，主要考慮轉數的需要。若童車自動搖擺30分鐘，則曲柄輪1需轉過30X30＝900周，假設齒輪6後的蓄能彈簧可推動齒輪6轉過3周，則需升速300倍，若每級速度比均為13，則經過5級，曲柄輪速度可提高到齒輪6的243倍，這樣，只有齒輪6能夠轉過3.7圈，方可維持童車30分鐘的自動搖擺。選擇的傳動比不同，所需的齒輪傳動級數也就不同。例如每級傳動級數比均為14，只要4級，便可升速256倍。一般說來，齒輪級數太多，會造成童車重量變大，成本增大，所以也不宜級數過多。附圖中僅畫出4級齒輪傳動。
曲柄搖杆機構由曲柄輪1、搖杆2、擺輪3組成(見
圖1及圖2)，曲柄輪1是由齒輪傳動系統帶動旋轉的，每分鐘轉30周(即每2秒1周)。曲柄輪1帶動搖杆2，搖杆2帶動擺輪3，擺輪3隻做往復擺動。將擺輪3做成齒輪。擺輪(齒輪)3與齒輪4嚙合，齒輪4帶動後軸。設置齒輪3與齒輪4這一對傳動副，主要是考慮童車擺動往復的幅度的考慮，因為擺輪3擺動往往不超過120度，通過這一級運動副升速，使幅度增大(假設童車車輪直徑不大於30釐米)。
曲柄輪1的轉速每分鐘30周實際上是由童車振動系統的固有頻率(周期)決定的。前面曾給出振動復位元件拉伸彈簧的彈性係數，從給出的質量數據可以算出，該振動系統的固有頻率約每周2秒鐘，由齒輪系統和曲柄搖杆機構傳遞的運動只能遵循這個周期。從這個意義上看，齒輪系統曲柄搖杆機構、振動系統，其工作原理與機械式鐘錶非常相似。
圖4為圖中D－－D局部的剖面視圖，主要反映蓄能彈簧的安裝情況。前面已提到蓄能彈簧應使齒輪6轉動4周左右，且由於升速300倍，力量將衰減到1／300，故要求蓄能彈簧必須具備較大的彈性係數和較大的變形範圍，此蓄能彈簧很長，除在輪6後的軸套上纏饒外還需在圖4所示的二槽滑輪上纏繞。圖2還可說明蓄能過程。用扳手通過7使蓄能彈簧軸套旋轉，拉緊彈簧(相當於機械鐘錶上發條)。另外，輪6與蓄能彈簧軸套之間採用棘輪棘爪機構。棘輪設置在軸套上，棘爪固定在輪6上，上發條時，棘輪旋轉，棘爪在棘輪齒背上滑過，輪6及整個齒輪系統不動。上完發條後，棘輪上的齒溝推擠棘爪。童車搖擺開始後，蓄能彈簧釋放應變能，使軸套和輪旋轉，棘輪推擠棘爪，帶動輪6旋轉。輪6帶動整個齒輪系統，使童車開始往復運動。
圖1中有兩段虛線，其中左側的虛線示意嬰兒的坐椅位置，右側 虛線示意將齒輪系統與嬰兒坐臥空間用隔板隔開。
若採用微型電機方案，則如圖2，圖5局部剖面圖所示，將電機5安裝在車架上，直接驅動後軸。這樣，齒輪傳動系統，曲柄搖杆機構及輪4均可取消。
童車的結構將大大簡化。只要在車架上設置兩根固定杆(圖2，圖3，圖5均有所示)，電動機固定在兩根杆上，電動機驅動軸可以與童車後軸共軸，起到電動機直接驅動後軸的目的；或者由電動機帶動一小齒輪，在童車後軸上安裝一大齒輪，通過大小齒輪的嚙合，將電動機的驅動力傳遞到童車後軸。為避免電動機補充能量過多造成共振，設置如圖6局部剖面所示凸塊。曲柄搖杆機構只能等幅搖擺，不會發生共振，圖6所示凸塊在機械式補充能量方式中就可取消。微型電機的控制電路可採用肖述倫(85205287)中的可控矽控制電路或其他可使電機間歇工作，單向傳遞力矩的電路。若用電動機帶動如
圖1、圖2所示的曲柄輪1(電動機仍然需固定在車架，固定方式同前)，再通過搖杆2，擺輪3、齒輪4，將電動機的連續旋轉變為擺輪3等幅搖擺，這也是一可行的實施方案，在這種方案中，電動機可以連續工作。與機械補充能量方式相比，僅僅是用電動機取代了蓄能彈簧和齒輪傳動系統。
權利要求1.一種應用強迫振動原理設計的自動搖擺童車，其特徵在於在童車的後軸上安裝彈簧，並通過蓄能彈簧、齒輪傳動系統及曲柄搖杆機構向後軸補充能量，或用微型電機補充。
2.一種按權利要求1所述的以微型電機補充能量的自動搖擺童車，其特徵為電機直接安裝在車架上，電機直接驅動，單方向地將力傳遞給後軸。
3.一種按權利要求1所述的以微型電機補充能量的自動搖擺童車，其特徵為電機仍固定在車架上，電機帶動曲柄輪，經由曲柄搖杆機構及嚙合齒輪來驅動後軸。
專利摘要本實用新型為一種自動搖擺的童車。該童車採用齒輪傳動系統和曲柄搖杆機構將儲蓄在彈簧中的應變能逐漸地補充給童車，或以微型電機補給能量。童車本身通過安裝彈簧實現往復運動。本實用新型對既要做家務活又要照料嬰兒的家庭極為有用。
文檔編號B62B9/22GK2116632SQ9022479
公開日1992年9月23日 申請日期1990年12月17日 優先權日1990年12月17日
發明者楊友卿 申請人:楊友卿