CN110271629A - 一种车轮快速转向机构及多轮滑板车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车轮快速转向机构及多轮滑板车，其中转向机构包括转向轴、加速齿轮组、齿条、连杆和轮轴，转向轴受外力驱动而转动，加速齿轮组装配在转向轴上，加速齿轮组与齿条啮合传动，齿条的两端分别通过连杆与左右两侧的轮轴传动连接，轮轴用于装配车轮；连杆的首端与齿条活动连接，连杆的末端与轮轴活动连接；齿条在受到加速齿轮组的齿轮传动后，控制连杆使轮轴转动从而驱车轮跟随摆向。本发明能够实现快速转向，并保证稳定性和可靠性。

Description

一种车轮快速转向机构及多轮滑板车
技术领域
本发明涉及运动器械制造技术领域，特别是一种车轮快速转向机构及多轮滑板车。
背景技术
滑板车作为一种轻便的代步工具及运动器械，从上世纪90年代起即在国内外流行起来，深受青少年的喜爱。
传统滑板车主要包括：供骑乘者脚踏的车架组，在车架组的前后分别设置一个前轮和一个后轮，前轮的转向通过与车架组枢接的前叉组(或称前轮把)操控。然而这种传统的滑板车结构前后至有一个单轮，导致结构具有不稳定性，骑乘行进时容易左右侧倒，尤其对于年纪较大的老人或是幼童以及平衡感较差者，较容易摔倒，造成危险事故。另外，前后单轮在停放时同样不稳定，需要依靠停放或者配置类似车梯的辅助支撑结构，降低了滑板车整体的轻便程度。
故此，业内研发出四轮式滑板车，其前轮结构由双轮构成，形成前双轮结构，通过四轮着地以增加滑板车骑乘行进过程中的稳定性，并且可以随时稳定的停放。但现有的滑板车多为用车把控制方向，但这样会容易中心失衡造成跌倒摔伤。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种车轮快速转向机构及多轮滑板车。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种车轮快速转向机构，其包括转向轴、加速齿轮组、齿条、连杆和轮轴，转向轴受外力驱动而转动，加速齿轮组装配在转向轴上，加速齿轮组与齿条啮合传动，齿条的两端分别通过连杆与左右两侧的轮轴传动连接，轮轴用于装配车轮；连杆的首端与齿条活动连接，连杆的末端与轮轴活动连接；齿条在受到加速齿轮组的齿轮传动后，控制连杆使轮轴转动从而驱车轮跟随摆向。
上述技术方案中，所述加速齿轮组的输入端与转向轴的转向相同，加速齿轮组的输出端与转向轴的转向相反。
上述技术方案中，所述轮轴与连杆的末端的连接点位于轮轴轴心的后方，齿条端部设置有连接件与连杆的首端连接。
上述技术方案中，所述加速齿轮组为行星齿轮组，包括齿圈、太阳齿轮和行星齿轮；齿圈装配在转向轴上作为加速齿轮组的输入端，太阳齿轮包括同轴的第一层齿轮和第二层齿轮，若干行星齿轮分布在第一层齿轮四周，并且该若干第三齿轮均与齿圈的内齿及第一层齿轮的外齿啮合，第二层齿轮用于与齿条啮合作为加速齿轮组的输出端。
上述技术方案中，所述太阳齿轮和齿圈上均设置有若干以转向轴为轴心的圆弧槽，轴杆穿过太阳齿轮和齿圈对应的圆弧槽后并固定，轴杆上套设有行星齿轮。
上述技术方案中，所述第二层齿轮为不完全齿轮。
上述技术方案中，所述齿条的两端与连杆之间设置有作为回位的弹性装置。
上述技术方案中，所述弹性装置为套设在齿条两端杆部上的弹簧。
上述技术方案中，所述左右两侧的车轮之间设置有横杆，横杆与轮轴活动连接，横杆上装配有支撑转向轴的轴承。
为了进一步解决上述现有技术的不足，本发明采取的技术方案是：一种多轮滑板车，其包括车身，在车身上至少设置有一组如上述技术方案所述的车轮快速转向机构以及装配至该车轮快速转向机构上的车轮；其中，所述转向轴装配至车身内部，把手通过摆向杆装配至车身上并与车身同步摆向。
本发明的有益效果是：
1）通过加速齿轮组实现对转向的加速，实施例中通过行星齿轮组来实现加速，达到快速移动前轮左右的转向.使骑乘者能更快速的灵活转向.以应对任何危急是的快速转向需求。
2）车身与车轮快速转向机构同步摆向，可以有效地维持转向的平顺，防止重心过度倾斜造成转弯幅度过大引起失衡造成事故。
3）整个转向是通过使用者操作把手经摆向杆对转向轴进行驱动，继而驱动整个转向机构，操作简单而可靠性强。
4）弹簧装置的设置提高了车轮的转向机构及车轮的稳定性。
附图说明
图1是本发明滑板车的整体结构示意图；
图2是本发明转向结构的示意图；
图3是本发明加速齿轮组的结构示意图；
图4是本发明局部结构的剖视图；
图5是本发明连杆的传动结构示意图。
图中，1、车身；2、摆向杆；3、把手；4、转向轴；5、加速齿轮组；6、齿条；7、连杆；8、轮轴；9、连接件；10、弹簧；11、横杆；12、支架；13、后密封盖；14、车轮；51、齿圈；52、太阳齿轮；53、行星齿轮；521、第一层齿轮；522、第二层齿轮；54、圆弧槽；55、轴杆；61、齿部；62、端部；71、末端；72、首端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
定义朝向：以行驶方向为朝向，往前是前方，往后为后方。
如图1所示，一种四轮滑板车，包括车身1，车身1的前后两端都分别设置有一组车轮14快速转向机构，并且在前端安装有一对前轮，以及在后端安装有一对后轮。
如图2所示，车轮14快速转向机构主要包括摆向杆2、转向轴4、加速齿轮组5、齿条6、连杆7和轮轴8。
如图1所示，摆向杆2用于安装把手3并装配在车身1上，摆向杆2与车身1是同步摆向的，也就是说摆向杆2向一侧倾斜，车身1也是向同侧倾斜；车身1向一侧倾斜，摆向杆2也是向同侧倾斜。
如图1所示，转向轴4装配至车身1内部，与车身1、摆向杆2也是同步摆向，以面向车头为参考，顺时针为正向，逆时针为反向；摆向杆2往右边摆向，转向轴4则正向转动，而摆向杆2往左摆向，转向轴4则反向转动。
如图3所示，以车头一端的加速齿轮组5为例，为一行星齿轮53组，包括齿圈51、太阳齿轮52和三个行星齿轮53；齿圈51装配在转向轴4上作为加速齿轮组5的输入端，太阳齿轮52为双层齿轮包括同轴的第一层齿轮521和第二层齿轮522，若干行星齿轮53分布在第一层齿轮521四周，并且该若干第三齿轮均与齿圈51的内齿及第一层齿轮521的外齿啮合，第二层齿轮522用于与齿条6啮合作为加速齿轮组5的输出端。本实施例中第二层齿轮522为不完全齿轮，仅有在第二层齿轮522的一侧设置外齿，该外齿与齿条6相互啮合传动。太阳齿轮52和齿圈51上均分别设置有三个以转向轴4为轴心的圆弧槽54，圆弧槽54具有一定的弧长，轴杆55穿过太阳齿轮52和齿圈51对应的圆弧槽54后并固定在后密封盖13上，轴杆55上套设有行星齿轮53，行星齿轮53能够在轴杆55上自转，具有弧长的圆弧槽54用于限制太阳齿的转动幅度，避免因转动幅度过大而造成的车轮14大幅度转向继而引起的失去平衡。前密封盖与前述的后密封盖13盖合将加速齿轮组5密封。同时，由于第二层齿轮522为不完全齿轮，所以一旦转动幅度过大，外齿就会失去与齿条6啮合，而使得整个转向机构失效。齿圈51与转向轴4通过卡扣固定装配。
如图2、3所示，齿条6用于传递齿轮组转向控制，包括位于中部的齿部61和位于两侧的端部62，齿部61与第二层齿轮522的外齿啮合，齿条6沿其轴长方向往左右两侧移动，齿条6的端部62通过螺纹连接有连接件9，在齿部61与连接件9之间的杆部上套设有弹簧10，作为车轮14的弹性回位之用，提高车轮14控制的稳定性。如图所示，该连接件9呈直角结构，直角的一端设置有内螺纹孔，直角的另一端与连杆7活动连接。
如图2、5所示，连杆7用于车轮14与齿条6之间的转向联动，包括与轮轴8活动连接的末端71以及与连接件9末端71活动连接的首端72，连接件9与齿条6的连接点位于连杆7首端72的前方，连杆7的末端71位于连接点与连杆7首端72之间。如图所示，A为轮轴8的轴心，也是车轮14的旋转轴心，B为连杆7的末端71并能以A为轴心转动。当齿条6往靠近车轮14的方向移动时，连杆7的末端71受到了来自齿条6向右侧的推力，该推力也形成为轮轴8转动车轮14转动的推力，由于连杆7的末端71位于轮轴8轴心的后方，所以车轮14的后侧往右侧偏移，车轮14的前侧往左侧偏移，整体车轮14朝车头的左侧转向，实现左转。
如图2、4所示，在左右两侧的车轮14之间设置有横杆11，横杆11的中部有镂空的区域，加速齿轮组5及其封盖置于该镂空的区域中，起到一个较好的保护作用。横杆11的两端设置有套筒，套筒内设置有支撑轮轴8转动的轴承。设置有一U型的支架12与轮轴8装配固定，车轮14装配在支架12的外侧上。横杆11的前后两侧装配有支撑转向轴4的轴承，该轴承有两组，分别设置在加速齿轮组5的前方和后方，作为对转向轴4的转动支撑。在轮轴8上还套设有用于避震的避震弹簧并限位于支架12的U型口之内。
如图1所示，本发明中还设有以下结构：在车轮14上设置挡泥板，将摆向杆2设置为的折叠结构，在车头上设置挂篮。如果滑板车为电动滑板车还可以在车身1内置电池，在把手3上设置速度仪表等控制装置，当然还需要设置有刹车装置。
本发明的工作原理：使用者操作把手3控制摆向杆2摆向（车身1同步摆向），当摆向杆2往右侧转向（以面向车头为参考），转向轴4正向转动（以面向车头为参考顺时针为正向，逆时针为反向），齿圈51作为主动轮同样为正向转动，三个行星齿轮53随齿圈51正向转动，太阳齿轮52的第一层齿轮521为反向转动，同轴的第二层齿轮522同样为反向转动，与第二层齿轮522啮合的齿条6往左侧偏移，车轮14往右侧转向。前轮和后轮均为同步摆向。
以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种车轮快速转向机构，其特征在于：包括转向轴、加速齿轮组、齿条、连杆和轮轴，转向轴受外力驱动而转动，加速齿轮组装配在转向轴上，加速齿轮组与齿条啮合传动，齿条的两端分别通过连杆与左右两侧的轮轴传动连接，轮轴用于装配车轮；连杆的首端与齿条活动连接，连杆的末端与轮轴活动连接；齿条在受到加速齿轮组的齿轮传动后，控制连杆使轮轴转动从而驱车轮跟随摆向。
2.根据权利要求1所述的一种车轮快速转向机构，其特征在于：所述加速齿轮组的输入端与转向轴的转向相同，加速齿轮组的输出端与转向轴的转向相反。
3.根据权利要求2所述的一种车轮快速转向机构，其特征在于：所述轮轴与连杆的末端的连接点位于轮轴轴心的后方，齿条端部设置有连接件与连杆的首端连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种车轮快速转向机构，其特征在于：所述加速齿轮组为行星齿轮组，包括齿圈、太阳齿轮和行星齿轮；齿圈装配在转向轴上作为加速齿轮组的输入端，太阳齿轮包括同轴的第一层齿轮和第二层齿轮，若干行星齿轮分布在第一层齿轮四周，并且该若干第三齿轮均与齿圈的内齿及第一层齿轮的外齿啮合，第二层齿轮用于与齿条啮合作为加速齿轮组的输出端。
5.根据权利要求4所述的一种车轮快速转向机构，其特征在于：所述太阳齿轮和齿圈上均设置有若干以转向轴为轴心的圆弧槽，轴杆穿过太阳齿轮和齿圈对应的圆弧槽后并固定，轴杆上套设有行星齿轮。
6.根据权利要求4所述的一种车轮快速转向机构，其特征在于：所述第二层齿轮为不完全齿轮。
7.根据权利要求1所述的一种车轮快速转向机构，其特征在于：所述齿条的两端与连杆之间设置有作为回位的弹性装置。
8.根据权利要求7所述的一种车轮快速转向机构，其特征在于：所述弹性装置为套设在齿条两端杆部上的弹簧。
9.根据权利要求1所述的一种车轮快速转向机构，其特征在于：所述左右两侧的车轮之间设置有横杆，横杆与轮轴活动连接，横杆上装配有支撑转向轴的轴承。
10.一种多轮滑板车，其特征在于：包括车身，在车身上至少设置有一组如权利要求1-9任一所述的车轮快速转向机构以及装配至该车轮快速转向机构上的车轮；其中，所述转向轴装配至车身内部，把手通过摆向杆装配至车身上并与车身同步摆向。
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