CN102076392B - 可随处安装的模型火车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道火车或其他车辆，其能够在竖直平面中、反向或以任何所需的倾斜角度操作。

Description

可随处安装的模型火车

本发明要求于2008年5月21日在先提交的第12/124,788号美国共同待决专利申请案的优先权的权益，其全部内容由此并入本文。

技术领域

本专利涉及模型火车领域，尤其涉及能够在竖直面或斜面上安装的模型火车。

背景技术

多年来对于成年人和儿童诸如轿车和火车的遥控模型车辆均已经是大众化的玩具。一些这样的车辆是无需驾驶的，而诸如轨道车和电动火车的其他车辆受到轨道的限制。使用者能够控制车辆的速度，但是其路径仍然被轨道固定。

电动火车一般由拉动多量非动力“车厢”的电动的成比例模型“火车头”组成。这些组件一起构成了“火车装配”或“火车”。这种火车在一系列轨道上行使，这些轨道通常是电气化且彼此间是点绝缘的。该轨道通常为平行结构且通过垂直于轨道设置的“枕木”连接。这些枕木被称为“路基”的基座支持。轨道、枕木和路基被一起称为“轨道装配”。其“布局”由轨道装配和至少一个安装在平面上的火车，该平面还能够装饰有仿真的地形、城镇或其他所需的装置。

因为火车安装在轨道之上，重力将组件维持在轨道上，组件的重量提供所需的摩擦力以沿轨道推进火车并将火车保持在轨道装配上。为了避免“脱轨”且改进火车的稳定性，通常将车厢加重。通过轨道将电能传输到火车头以使火车沿轨道移动。

由于需要使火车头与轨道接触以使电能驱动火车以及沿轨道驱动车轮所需的摩擦力，需要水平地安装模型火车布局。尽管布局便于接近且富于美感，但是其占据了大量的空间且不便存储。

需要一种能够竖直或以任何角度安装的模型火车布局。其为传统爱好提供新颖的弯曲，并且解决了传统模型火车所存在的存储问题。

附图说明

图1表示本装置的一个实施方式的侧视图。

图2表示本装置的另一个实施方式的车轮的端视图。

图3表示本装置的另一个实施方式的捕获轮的端视图。

图3a表示图3所示的本装置的实施方式的侧视图。

图3b表示本装置的另一个实施方式的捕获轮的端视图。

图4表示本装置的另一个实施方式的一组捕获轮的端视图。

图5表示本装置的实施方式的布局的俯视图。

图6a-6d表示本装置的控制传感器的一个实施方式的一系列示意图。

图7表示具有一个附加驱动轮的本装置的另一个实施方式。

图7a表示本装置的另一个实施方式的驱动轮的另一个实施方式。

图7b表示具有另外的滚轮和连接带(tie belt)的本装置的另一个实施方式。

图8表示具有可变长度连接器(coupling)的本装置的另一个实施方式。

图8a表示在使用中的图8的实施方式。

具体实施方式

图1描述本装置的一个实施方式的侧视图。成比例模型火车头发动机102或任何其他所需类型的车辆包括装载了标准电动机。多个车轮104使火车头102沿具有至少一道车轨108的轨道106运行。在具有至少两道基本上平行车轨108的实施方式中，多个枕木110能够连接这些车轨108。至少一个附加的、也具有至少一个车轮104的车厢112能够被沿着轨道106牵引或推行。

电能能够通过车轨108传输并且通过在车轨108和车轮104间的电连接为火车头102提供电能。随后在火车头102中的标准发动机能够驱动至少一个车轮104沿轨道106移动火车。其能够通过公知的和/或适合的控制电路完成。

车轨108能够具有四边形、I型粱、L型粱或任何其他公知和/或适合的横截面。

在本装置的一些实施方式中，多个车轮104能够通过磁性与车轨108吸引。在这种实施方式中，火车或布局的车轮104、车轨108、该两种组件、或任何其他公知和/或适合的组件能够由磁性材料制成，但不限于但不限于基于钕化合物的铁磁材料和陶磁体。在一些实施方式中，车轨108能够在通过车轨108的电流的作用下磁化。在一些实施方式中，车轮104能够在在通过车轨108的电流的作用下磁化。

在一些实施方式中，如图2所示，车轮104能够具有轮缘202，该轮缘沿车轨108的顶端内或外边缘延伸以限制火车头102和/或车厢106的横向运动。

在一些实施方式中，附加装置“捕获轮”304能够将火车头102或车厢106约束在车轨108上。如图3和3a所示，捕获轮304能够在车轨108的内或外上凸缘下运行并且其方向平行于车轮104。捕获轮204能够直接位于车轮104之下，在车轮组104之间，如图3a所示，或以任何其他公知和/或适合位置。在其他实施方式中，如图3b所示，捕获轮304的方向能够垂直于轮104且与车轨108的内或外侧边缘接触。

在其他实施方式中，如图4所示，捕获轮304能够在车轨108的表面的三个点处围绕车轨108，而车轨108能够在第四点被支持。在这些实施方式中，车轨108能够具有基本上为圆形的截面，或者任何替他公知的和/或适合的几何形状。

图5描述针对本装置的一种可能的布局结构。火车能够在水平路径中向左或向右行使，还可以竖直向上及竖直向下。当在水平面中行使时，重力被施加于车厢106和或者火车头102上不会影响发动机的负荷。然而，当火车沿竖直向上方向移动时，火车头102和火车头102上的车厢106的重量负荷为“负”并且增大，沿轨道反向牵引火车。当火车沿竖直向下方向移动时，重量负荷为“正”，沿轨道正向牵引火车。因此，当火车在竖直方向上向上行使时，需要额外的驱动力以克服作用在火车上的重力。同样地，当火车在竖直方向上向下行使时，火车能够需要制动力以对抗在行使方向上向下的额外的重力。

当火车沿轨道运行时，火车头102和在火车头102上的车厢106的重力将随各个车厢从“水平”转向“竖直”方向而递增地增加。因此，火车头102的电源能够调整以适应这种由于火车从水平方向向竖直方向运行而引起的变化。能够在火车头102、至少一个车厢106中或在火车头102和车厢106的连接器或者在火车头102中的发动机上放置传感器。传感器能够是机械的、电的、数字、或任何其他公知和/或适合的装置。传感器能够检测到当火车在水平和竖直方向间移动时的负荷变化、发动机负荷的变化或者任何其他公知和/或适合的总量的变化。

在一些实施方式中，如图6a-6d所示，传感器602能够是一种机电装置，该装置能够检测运行的方向并相应地调整功率。在一些实施方式中，传感器602能够是基于重力的数字开关。电路触点604能够在传感器602中根据运行的方向移动至各个位置。当火车在水平路径中移动时，电路触点604能够停留在其不会对火车头102的功率引发任何变化的空档位置。当火车在竖直路径中移动时，电路触点604能够移动至完成能够增大606或减小608火车头102功率的电路的位置。

图6a-6b表明，当火车在沿“竖直向上”向“水平向右”向“竖直向下”向“水平向左”的路径移动时的传感器602。在图6a中，传感器602在“竖直向上”的位置。电路触点604能够停留在完成能够为火车头102提供额外功率的电路606的位置。

在图6b中，传感器602在“水平向右”的位置。电路触点604能够停留在其不会接触任何另外的影响发动机功率的电路的位置。

在图6c中，传感器602在“竖直向下”的位置。电路触点604能够停留在完成减小发动机102的功率的电路608的位置。电路608能够引发发动机电功率的减小或控制制动机构610，其能够通过驱动列车抗阻、机械或机电制动器或者任何其他公知的和/或适合的装置完成。进一步地，制动系统610能够安装在火车头102、一些或全部车厢106上，并且能够由机械、机电、数字或任何其他公知的和/或适合的手段来控制。

在图6d中，传感器6在“水平向左”的位置。电路触点604又能够停留在其不会接触任何另外的影响发动机功率的电路的位置。

在一些实施方式中，如图7所示，本装置能够具有另外的机构来提供用于补充缺少的摩擦力的驱动力，而通常由因为火车置于通常的水平平面的布局中的轨道之上所产生的重力来提供摩擦力。如图7所示，一些实施方式能够具有至少一个在其外周长上具有多个突出物704的驱动轮702。突出物704能够为一定的几何形状以便突出物704能够与轨枕110相互锁以形成“齿轮-啮合”排列。突出物704能够具有矩形的横截面，或具有倒圆边，如图7a所示，或任何其他公知的和/或适合的横截面几何图形以方便与轨枕110互锁。在另外的实施方式中，驱动轮702能够通过与轨枕110、布局基座(layout bed)112或任何替他公知的和/或适合的表面相接触而提供另外的驱动力。

在其他实施方式中，如图7b所示，驱动轮702能够通过连接带706与惰轮702连接，连接带706能够具有与轨枕110互锁的突出物708。突出物708能够具有矩形横截面，或能够具有倒圆边，或者任何其他公知的和/或适合的横截面几何形状以方便与轨枕110的互锁。在另外的实施方式中，连接带706能够提供通过与轨枕110、布局基座112或任何替他公知的和/或适合的表面相接触而提供另外的驱动力。

尽管在图7和7b显而易见地表现，但在一些实施方式中驱动轮702或驱动轮702/惰轮704/连接带706组合能够包括在火车头102的主体之中并且在视觉上最小化。

如图8中所示，本装置的一些实施方式能够包括至少一个连接器802，其能够使火车在不同的斜坡表面之间运行，例如但不限于从水平的至竖直的。在一些实施方式中，连接器804能够是任何公知的和/或适合的曲率半径且绕枢轴点804成对配置，该枢轴点基本上在两节车厢106间或在车厢106和火车头102间定向。在其他实施方式中，连接器802能够是柔性构件或任何其他公知的和/或适合的装置。

如图8a所示，当火车行驶进入另一个具有不同的倾斜角的平面，连接器802能够使车厢106间和/或车厢106与火车头102间的距离变化，从而使火车与至少一道车轨108保持接触。

在本装置的另一个实施方式中，上述组件能够作为用于传统模型火车的改装套件进行包装。例如，套件包括车轮、磁性元件、附加的捕获轮、备用轮、火车车厢连接器、其他车厢或火车头的改装装置、传感器和反馈机构、至少一个另外的驱动轮、或任何其他的公知的和/或适合的装置。在这样的实施方式中，使用者可以使用改装套件以制作适合的能够在竖直表面上、向上、向下或沿任何其他所需倾斜角运行的模型火车。

尽管本发明结合其特定的实施方式进行描述，但是很显然的是，很多替代、修改或变化对于本领域技术人员是显而易见的。因此，所描述的和随后所要求的本发明意图包含所有这样的落入所附权利要求的主旨和宽范围的替换、修改和变化。

Claims (11)

1.一种模型火车系统，包括 

火车头； 

其中所述火车头包含发动机； 

至少一个附加的车厢； 

其中所述火车头和至少一个附加的车厢具有至少一个车轮； 

具有至少一道车轨的轨道； 

支持所述轨道的基座； 

其中所述火车头包括至少一个附加的能够向所述轨道施加平行力的驱动轮； 

其中所述火车头进一步包括传感器和反馈机构以根据所述火车头的运行方向调整传送至所述火车头的功率；

所述的系统，具有一对车轨以及进一步包括多个基本上与所述车轨垂直设置的枕木；

其中所述至少一个车厢进一步包括传感器和反馈机构以根据所述车厢的运行方向调整传送至所述火车头的功率。 

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述车轮和所述至少一道车轨彼此磁性吸引。 

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述车厢和所述火车头均和所述至少一道车轨彼此磁性吸引。 

4.根据权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个捕获轮。 

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述至少一个捕获轮设置于车轨的上边缘的下面。 

6.根据权利要求4所述的系统，其中所述至少一个捕获轮基本上垂直于所述车轨的外表面设置。 

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述驱动轮进一步包括多个能够与枕木互锁的突出物。 

8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括通过连接带与所述驱动轮耦合的惰轮。 

9.根据权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个能够改变邻接的火车车厢间和车厢与火车头间的间距的连接器装置。 

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述连接带进一步包括多个能够与所述枕木互锁的突出物。 

11.一种改装套件，包括 

车轮； 

至少一个磁性元件； 

捕获轮； 

火车车厢连接器； 

火车车厢，其联接有传感器和反馈机构以根据所述车厢的运行方向来调整传送至火车头的功率； 

设置于火车头的传感器和反馈机构以根据所述火车头的运行方向调整传送至所述火车头的功率； 

至少一个能够向轨道施加平行力的驱动轮。 

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