CN101503104A - 一种儿童四轮车 - Google Patents

Abstract

一种儿童四轮车，属于儿童四轮车技术领域，其设有防挤夹转向结构、倾角可调式的操纵机构、四轮抓地结构和中间转轴，本发明以简单的结构保证外露结构不产生挤夹、剪切，、操作杆倾角可调、四脚抓地稳定、前后驱动顺畅的儿童车既满足国际玩具安全标准要求，又降低了生产成本。

Description

一种儿童四轮车

技术领域

本发明属于儿童车辆技术领域，具体涉及一种如卡丁车等四轮儿童车。

背景技术

卡丁车是英文Karting的译音，意为微型运动汽车，起源于20世纪50年代末的美国。卡丁车的结构极其简单：一个车架，一台两冲程发动机，四个独立车轮便构成了卡丁车的全部。因为卡丁车具有易于驾驶，安全而又刺激的特点，所以迅速风靡世界，被喻为赛车运动中的“卡拉OK”，男女老少无论是否会开汽车都可以开卡丁车。日本雅马哈公司还专门为儿童设计过一款K30卡丁车，7岁的儿童都可以驾驶它。

由于卡丁车的影响力，各种脚踏式卡丁车和玩具卡丁车应运而生，成为年轻人和少年儿童休闲和游戏的器具，在欧美市场广泛流行，目前国内不仅在游乐场所甚至在家庭都已经开始使用各种休闲型卡丁车和玩具卡丁车。

现有市场上的卡丁车具有如下缺陷：

(1)外露结构的机械结构，存在大的安全隐患，一些杆件之间的夹角容易夹伤儿童转向过程中，四轮童车的转向需要实现前轮的同步平行转向，一般采用连杆结构，但是连杆结构在转向时极易产生杆件之间的夹角容易产生挤夹、剪切，对儿童安全造成伤害。因此在实现前轮平行转向时常常采用遮蔽方法，把不安全的结构封闭起来，但是因为前轮以及相关构件不能完全封闭，遮蔽效果不好，不仅提高成本，而且仍然存在可触及的不安全的结构

(2)以各种规格适应不同的使用对象，部分产品的鞍座位(即鞍座位到脚踏机构的距离)可以调整，但是操纵机构的倾角一般都不可调；

(3)一般的四轮儿童车也只能在平地使用，很少考虑设置适应不同场地条件下的四轮抓地机构；

(4)四轮儿童车在功能设计时都把驱动功能和制动功能分别考虑，使用现成的驱动部件和制动部件，构件多，结构也比较复杂，没有考虑设置同时实现制动和正反向扭矩传输的专用部件或构件。

发明内容

本发明目的是为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种结构简单、使用安全可靠，成本降低、操作杆倾角可调、四脚抓地稳定、前后驱动顺畅的儿童车。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种儿童四轮车，包括两个悬置式前轮轴、两个转向拨叉、转向拨杆、前车架、作为主轴的螺杆、车把或方向盘的操纵杆，与操纵杆转动连接、可拨动连杆左右移动实现转向的偏心轴，还设有防挤夹转向结构、倾角可调式的操纵机构、四轮抓地结构和中间转轴：

防挤夹转向结构，包括两个悬置式前轮轴、两个转向拨叉、转向拨杆、前车架以及防挤夹部件，悬置式前轮轴与转向拨叉的一端铰接，左右对称固定于前车架的两端，两转向拨叉的另一端对称铰接于转向拨杆左右两端，转向拨杆中间有拨槽，拨槽中插有受儿童车操纵机构控制、拨动转向拨杆左右移动的偏心轴，两个转向拨叉、转向拨杆与前车架构成一平行四边形连杆机构，所述防挤夹部件填补于转向拨叉和转向拨杆的内侧夹角处，平行四边形左右摆动时，其内侧最小夹缝大于13mm；

倾角可调式的操纵机构，操纵杆分为上操纵杆和下操纵杆，两者之间柔性连接，一活动支撑板与上操纵杆铆接，下操纵杆设有与车架固定的一组支撑座，支撑座上设锁止部件，上操纵杆和下操纵杆由万向联轴节连接；

四轮抓地结构，包括与前车架连接的内套管、与后车架连接的外套管，所述内套管与外套管套接在一起，并且内套管上开有限位槽，外套管上设有限位螺钉孔，限位螺钉穿在限位螺钉孔和限位槽内。

中间转轴，螺杆上设有输入链轮、输出链轮，其中输出链轮通过套接孔套接在螺杆上，并且其套接孔内壁与螺杆之间留有间隙；输入链轮固定在螺杆上，并且封住输出链轮套接孔的右端；输入链轮底座上还设有滑移螺母该滑移螺母位于输出链轮套接孔内；输出链轮套接孔的左端设有刹车及倒车涨弹片，该涨弹片通过固定在螺杆上的涨弹片定位圈定位，并且位于输出链轮套接孔内壁与滑移螺母(12)之间；所述螺杆的左端还设有无齿飞轮。

进一步，儿童车防挤夹转向结构的防挤夹部件为转向拨杆的两端或/和转向拨叉)与转向拨杆铰接的一端，为一组重叠的扇形遮蔽板，对称设在平行四边形内侧的两个夹角处，在平行四边形内侧夹角最大或最小时，扇形遮蔽板始终重叠。

儿童车防挤夹转向结构还包括将前轮的转向控制在一定角度范围内的转向限位结构。

转向限位结构设置于扇形屏蔽板上，为宽度小于5mm的圆弧限位槽)和限位销。

儿童车防挤夹转向结构的转向限位结构设于操纵杆外管或内杆上。

儿童车防挤夹转向结构的转向拨杆为能够调节长度的曲杆，端部弯曲。

所述儿童车防挤夹转向结构的活动支撑板为弧形，沿弧形轨迹在支撑座上间隔开有定位孔。

所述儿童车防挤夹转向结构的支撑板的一端与支撑座滑动连接。

儿童车辆倾角可调式的操纵机构的上操纵杆和下操纵杆之间设有防尘套。

本发明相比现有技术，有益效果主要表现在于：

(！)结构简单，设置于平行四边形连杆结构的防夹手部件可避免儿童被挤压的危险且易实现，省却外部的保护罩，童车成本降低。

(2操作杆中间通过柔性连接实现倾角可调，可根据儿童的体位高度调整倾角，取得比较适宜的操纵位置。

(3)四轮抓地结构，能使儿童车在场地不平的情况下，四个轮也能同时着地并有效驱动，大大提高了儿童车的安全性能，结构简单，使用效果好。

(4)中轴结构具有制动和正反向扭矩传输功能。将驱动功能和制动功能结合起来，满足了儿童车辆实现制动功能的需求，而且结构简单，功能全面可靠。

附图说明

图1A和图1B为现有童车转向结构易发生挤压、剪切的夹角示意图，图1A直行，图1B转向。

图2A和图2B为本发明转向结构示意图，图2A为在平行四边形内侧夹角位于最小夹缝时结构示意图，图2B为前轮直行方向时的结构示意图。

图3为本发明第二实施例的转向限位结构设在操作杆的结构示意图，图3A为内套管，图3B为外套管。

图4A和图4B为本发明第三实施例中转向拨杆为能够调节长度的曲杆的结构示意图，图4A直行，图4B转向。

图5为操纵杆结构示意图；

图6为倾角变化另一状态示意图；

图7为外加防尘套的示意图。

图8A是抓地结构水平状态下的结构示意图。

图8B是8A中A—A向的剖视结构示意图。

图9A是抓地结构内套管向右转的结构示意图。

图9B是图9A中B—B向的剖视结构示意图。

图10A是抓地结构内套管向左转的结构示意图。

图10B是10A中C—C向的剖视结构示意图。

图11为中轴的剖视结构示意图。

图12为中轴结构安装在车上的结构示意图。

图13是本发明的结构示意图。

附图标记说明：悬置式前轮轴18、两个转向拨叉19、转向拨杆21、前车架20、扇形遮蔽板24、圆弧限位槽22、限位销23、外套管34、内套管25、限位螺孔26、限位腰孔27、限位螺钉28、曲杆外套管29、曲杆内套管30、支撑板1，支撑销2，支撑座3，万向联轴节4，操纵杆外套管5，操纵杆8，上操纵杆81，下操纵杆82、车架内套管6、车架外套管7、限位槽1-1，限位螺钉孔2-1，限位螺钉2-2、螺杆11、滑移螺母12、输出链轮13、套接孔3-1、平衡弹簧14、涨弹片15、涨弹片定位圈16、无齿飞轮17、输入链轮31、车身9、轴档螺母10、安装螺母11、车身固定片33。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图所示的一种四轮儿童车

防挤夹转向结构，第一较佳实施例包括悬置式前轮轴18、转向拨杆21、转向拨叉19、防挤夹部件和转向限位结构；

两组悬置式前轮轴18与转向拨叉19的一端铰接，左右对称固定于前车架20的两端，两转向拨叉19的另一端对称铰接于转向拨杆21左右两端，两个转向拨叉19、转向拨杆21与前车架20构成一平行四边形连杆机构。

转向拨杆21中间有拨槽，拨槽中插有偏心轴，偏心轴受儿童车操纵机构控制可以拨动转向拨杆左右移动，防挤夹部件填补于转向拨叉和转向拨杆的内侧夹角处，平行四边形左右摆动时，其内侧最小夹缝大于13mm。

悬置式前轮轴18与地面平行，二个前轮对称地装配在悬置式前轮轴18上，在转向装置联动作用下实现前轮平行转向，轮轴上有限制车轮轴向串动的限位结构；转向拨叉19与前车架20连接，能够承受载重或垂直于地面的力，并在水平方向围绕车架上的旋转中心自由转动，实现前轮转向；转向拨杆21两端对称分别与左右转向拨叉连接，中间有拨槽。转向由操纵机构控制，用偏心轴拨动转向拨杆左右移动，带动转向拨叉实现转向。

防挤夹部件设置在转向拨叉和转向拨杆的内侧夹角处，是一组重叠的扇形遮蔽板24，在平行四边形内侧夹角最大或最小时，扇形遮蔽板始终重叠，变化的只是重叠的角度，而在扇形遮蔽板圆弧边以外，即使在平行四边形内侧夹角最小时，最小夹缝仍然大于13mm；

转向限位结构能够将前轮的转向控制在需要的角度范围内，本实施例巧妙地在扇形遮蔽板上设计了宽度小于5mm的圆弧限位槽22和限位销23，既实现了转向控制，又保证了儿童安全(5-13mm为儿童手指容易进入的危险夹缝，国际玩具安全标准要求回避这段间隙。)。

辆倾角可调式的操纵机构，包括车把或方向盘的操纵杆8，操纵杆分为上操纵杆81和下操纵杆82，上操纵杆81和下操纵杆82由万向联轴节4连接。

操纵杆活动支撑板1为弧形板，由操纵杆8的操作杆外套管5上的支撑销2锁定，车架上固定一支撑座3，外套管的支撑销2插入支撑座的孔中固定，沿弧形轨迹在支撑座3上间隔开有多个定位孔，可以通过插销将上操纵杆81和下操纵杆82的角度固定。

万向联轴节4的一端连接操纵机构(车把或方向盘)，并通过轴承与操纵杆外套管5配合，联轴节的另一端装有偏心轴拨动连杆左右移动，实现转向，因为联轴节是软性连接，在联轴节与偏心轴之间，操纵杆8仍然通过轴承与操纵杆外套管5配合，但这一段外套管可以固定，也可以采用支撑和锁定结构。

操纵车辆转向的上操纵杆可弯折，操纵机构(车把或方向盘)可根据儿童的体位高度调整倾角，取得比较适宜的操纵位置，操纵位置得到支撑和锁定，并通过万向联轴节传递扭矩。

外套管可以围绕支撑销在四轮童车的纵向对称平面内转动一定角度，调整到适当倾角时可用螺钉锁定。

四轮抓地结构，包括与前车架连接的车架内套管6、与后车架连接的车架外套管7，车架内套管6与车架外套管7套接在一起，并且车架内套管6上开有限位槽1-1，车架外套管7上设有限位螺钉孔2-1，限位螺钉2-2穿在限位螺钉孔和限位槽内。当由于场地不平，儿童车左车轮碰到障碍抬高时，内套管随之向右转动，这样前车架就相应地右倾，使右车轮还能稳稳着地，不会出现翻车的情况。同理，当儿童车右车轮碰到障碍抬高时，内套管随之向左转动，这样前车架就相应地左倾，使左车轮还能稳稳着地，不会出现翻车的情况。内套管转动的角度由限位槽的宽度决定，角度可以控制在12度之内。摆动的角度相对比较大，能适应比较差的路况。

四轮儿童车的后轮车轴位置固定，与车架上的轴承座通过轴承连接，车辆驱动机构通过链条或其他传动方式传递扭矩到后轮车轴的链轮或飞轮上，后轮车桥不设置横向浮动结构，这样后轮不但可以比较方便的设计为驱动轮，而且由于后轮一般承担了儿童车超过一半的载荷，可以设计为着地基准

中间转轴，包括作为主轴的螺杆11，螺杆11上设有输入链轮31、输出链轮13。其中，输出链轮13通过套接孔3-1套接在螺杆11上，并且其套接孔3-1内壁与螺杆11之间留有间隙。输入链轮31固定在螺杆11上，并且封住输出链轮套接孔3-1的右端。输入链轮31底座上还设有滑移螺母12，该滑移螺母12位于输出链轮套接孔3-1内。滑移螺母12与输入链轮31底座螺纹连接，可在输入链轮31底座上左右滑动。输出链轮套接孔3-1的左端设有刹车及倒车涨弹片15，该涨弹片15通过固定在螺杆11上的涨弹片定位圈16定位，并且位于输出链轮套接孔3-1内壁与滑移螺母12之间。涨弹片15的孔径略大于滑移螺母12，当滑移螺母12移动至涨弹片15孔内时，可将涨弹片15涨紧在输出链轮套接孔3-1内。螺杆11的左端还设有无齿飞轮17。输出链轮套接孔3-1的左端由涨弹片定位圈16封住，右端由输入链轮31封住，这样套接孔3-1内的部件就不会掉出。滑移螺母12的左端还设有平衡弹簧14，该平衡弹簧14套在螺杆11上并支撑于滑移螺母12。平衡弹簧14主要用于平衡滑移螺母12，使其在无外力输入的情况下，永远保持在套接孔3-1的中间过渡段，为做行驶或制动作准备。轴档螺母10拧在螺杆11上的，主要是锁紧上述的各个部件，从而完成各项功能。图2为本发明装在车身9的位置示意图。如图所示，本发明的安装螺母11和车身固定片33的连接螺锁，输入链轮31和脚踏轴连接，输出链轮13和后轮驱动轴连接。

本发明原理如下：

(1)当驱动轴通过链条将正向行驶驱动扭矩传递给扭矩输入链轮31后，顺时针转向使圆环锲形滑移螺母12滑向右滑移，压紧扭矩输出链轮13向正向驱动，扭矩输出链轮13通过链条直接将正向行驶驱动扭矩传输到后车轴；

(2)当驱动轴通过链条将反向行驶驱动扭矩传递给扭矩输入链轮31时，逆时针转向使圆环锲形滑移螺母12滑向左滑移，刹车及倒车涨弹片15会涨紧扭矩输出链轮13向反向驱动，扭矩输出链轮13通过链条将反向行驶驱动扭矩传输到后车轴；

(3)当驱动轴由正向行驶驱动变化为反向行驶驱动时，圆环锲形滑移螺母12由直接驱动档滑向反向驱动档之间有一个过渡段，此时中间转轴不传递扭矩，车辆从惯性行驶到停驶并作制动准备，当滑移螺母12滑到反向驱动档时，车辆实现制动。总之，如果在向前行驶情况下，需要换成向后行驶时，首先完成的动作是先制动停车，然后才是向后行驶。因此其过程更加安全可靠。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例转向限位结构设在操作杆的，见图3、图3A和图3B，

在操纵杆外套管34上设置一个限位螺孔26，再在操纵杆内套管25上设置一个限位腰孔27，通过限位螺钉28进行左右转向限位控制。

实施例3

与实施例1不同的是，转向限位结构不在扇形遮蔽板上实现，而在操纵机构即操纵杆外管和内杆上实现。

转向拨杆21也可采用能够调节长度的曲杆，依靠端部弯曲回避危险夹缝或间隙，并精确调整转向角度。转向拨杆21是由曲杆外套管29和曲杆内套管30组合而成，曲杆外套管29两端配有内螺纹，曲杆内套管30一端配有外螺纹一端配有装配孔，通过曲杆内套管30与曲杆外套管29的装配连接后，可利用螺纹进行长度调节，转向拨杆21与转向拨叉19装配连接，从而完成转向功能。

防挤夹部件可以为固接在转向拨叉和转向拨杆之间，可以相互嵌合滑移的两橡胶件，也可以是弹性材料制得的百折片等，实施例1中遮蔽板亦可以其它等效功能的手段替代如带弧度的异形片.

实施例4

与实施例1不同的是本实施例操作杆倾角采用无级调节，支撑座3带有锯齿形齿条，一带锁舌的滑块安装其上，锁舌后端套设回复弹簧，当拉开滑块，锁舌离开锯齿齿条，可以左右滑动，移动到适合位置，回复滑块的位置，锁舌卡进锯齿齿条的齿槽，对滑块进行锁定。

基于本发明的精神，该倾角的调节方式亦有多种变化，在机械设计中，常用用于倾角无级调节的方式，皆应在本发明申请的专利范围内

Claims (9)

1、一种儿童四轮车，包括两个悬置式前轮轴(18)、两个转向拨叉(19)、转向拨杆(21)、前车架(20)、作为主轴的螺杆(11)、车把或方向盘的操纵杆，与操纵杆转动连接、可拨动连杆左右移动实现转向的偏心轴，其特征在于还设有防挤夹转向结构、倾角可调式的操纵机构、四轮抓地结构和中间转轴：

防挤夹转向结构，包括两个悬置式前轮轴(18)、两个转向拨叉(19)、转向拨杆(21)、前车架(20)以及防挤夹部件，悬置式前轮轴(18)与转向拨叉(19)的一端铰接，左右对称固定于前车架(20)的两端，两转向拨叉(19)的另一端对称铰接于转向拨杆(21)左右两端，转向拨杆(21)中间有拨槽，拨槽中插有受儿童车操纵机构控制、拨动转向拨杆左右移动的偏心轴，两个转向拨叉(19)、转向拨杆(21)与前车架(20)构成一平行四边形连杆机构，所述防挤夹部件填补于转向拨叉和转向拨杆的内侧夹角处，平行四边形左右摆动时，其内侧最小夹缝大于13mm；

倾角可调式的操纵机构，操纵杆分为上操纵杆和下操纵杆，两者之间柔性连接，一活动支撑板(1)与上操纵杆铆接，下操纵杆设有与车架固定的一组支撑座(3)，支撑座(3)上设锁止部件，上操纵杆和下操纵杆由万向联轴节(4)连接；

四轮抓地结构，包括与前车架连接的内套管(6)、与后车架连接的外套管(7)，所述内套管与外套管套接在一起，并且内套管上开有限位槽(1-1)，外套管上设有限位螺钉孔(2-1)，限位螺钉(2-2)穿在限位螺钉孔和限位槽内。

中间转轴，螺杆上设有输入链轮(18)、输出链轮(13)，其中输出链轮通过套接孔(3-1)套接在螺杆上，并且其套接孔(3-1)内壁与螺杆之间留有间隙；输入链轮固定在螺杆上，并且封住输出链轮套接孔的右端；输入链轮底座上还设有滑移螺母(12)，该滑移螺母(12)位于输出链轮套接孔内；输出链轮套接孔的左端设有刹车及倒车涨弹片(15)，该涨弹片(15)通过固定在螺杆上的涨弹片定位圈(16)定位，并且位于输出链轮套接孔内壁与滑移螺母(12)之间；所述螺杆的左端还设有无齿飞轮(17)。

2、如权利要求1所述一种儿童四轮车，其特征在于儿童车防挤夹转向结构的防挤夹部件为转向拨杆(21)的两端或/和转向拨叉(19)与转向拨杆铰接的一端，为一组重叠的扇形遮蔽板，对称设在平行四边形内侧的两个夹角处，在平行四边形内侧夹角最大或最小时，扇形遮蔽板始终重叠。

3、如权利要求2所述一种儿童四轮车，其特征在于儿童车防挤夹转向结构还包括将前轮的转向控制在一定角度范围内的转向限位结构。

4、如权利要求3所述一种儿童四轮车，其特征在于转向限位结构设置于扇形屏蔽板上，为宽度小于5mm的圆弧限位槽(22)和限位销(23)。

5、如权利要求3所述一种儿童四轮车，其特征在于儿童车防挤夹转向结构的转向限位结构设于操纵杆外管或内杆上。

6、如权利要求5所述一种儿童四轮车，其特征在于儿童车防挤夹转向结构的转向拨杆(21)为能够调节长度的曲杆，端部弯曲。

7、如权利要求1所述一种儿童四轮车，其特征在于所述儿童车防挤夹转向结构的活动支撑板(1)为弧形，沿弧形轨迹在支撑座(3)上间隔开有定位孔。

8、如权利要求1所述一种儿童四轮车，其特征在于所述儿童车防挤夹转向结构的支撑板的一端与支撑座滑动连接。

9、如权利要求1所述一种儿童四轮车，其特征在于儿童车辆倾角可调式的操纵机构的上操纵杆和下操纵杆之间设有防尘套。

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