专利名称：单脚驱动助行万向轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运动器材独轮，尤其是一种能够应于滑板等无动力运动器上通过脚踏驱动前进的运动器材上使用的脚轮的结构，具体地说是一种单脚驱动助行万向轮。
背景技术：
目前，随着国家经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐注重提升生活质量， 特别是父母更加注重提升孩子们的生活质量。因此，为了丰富青少年的生活，各种娱乐健身 器械层出不穷，例如滑板车、脚踏三轮车等都相继被发明制造出来。这些器械一般是利用人 的脚向后蹬地或通过人体重心的偏斜产生成向轮的后撑力向前的冲力驱动前进，为了使其 能够持续前行，人需要不断的用脚蹬地或摆腿。这种器械需要在运动中掌握平衡的同时施 力，因此必须经过专业的训练才能熟练操纵，造成这一问题的主要原因是由于与地面接触 的脚轮无法获取驱动力，而人在滑板上仅利用脚前掌的力量下踩的话，则基本上对人体平 衡不会产生影响，因此，开发一种能利用脚踩作用动力来驱动脚轮前进，不仅可提高滑板类 运动器械的普及面，提高其运动情趣，而且在熟练掌握了操作技巧后，还可将其作为有限的 交通代步工具，实现绿色无碳交通，既煅练了身体，又能缩短交通时间。
发明内容
本发明的目的是针对现有的滑板类脚轮没有驱动机构而导致其操作难度大，难以 推广的问题，提供一种能够使滑板等锻炼、代步工具行进省力的单脚驱动助行万向轮。本发明的技术方案是一种单脚驱动助行万向轮，包括滚轮1，滚轮1通过轴承安装在支承轴2上，支承轴 2的两端固定安装在对应的轮框3上，轮框3通过位于滚轮1后部的定位板4相连，定位板 4上设有轴承座5，轴承6安装在轴承座5上，轴承6上设有与底板固定相连的连接件7，其 特征是所述的滚轮1的内侧边上设有传动齿轮8，在轮框3的内侧边上设有轴套9，齿轮轴 10(连轴)安装在轴套9中，齿轮轴10的一端安装有与传动齿轮8相啮合的齿轮11，齿轮 轴10的另一端安装有驱动齿轮12，驱动齿轮12与驱动齿条13相啮合，驱动齿条13安装 在导槽14中，导槽14安装在安装板15上，安装板15的两边分别与对应的轮框3相连；驱 动齿条13的上端与驱动杆16的下端上的连接块20相连，驱动杆16的上端穿装在起导向 作用的轴承座5的中心孔中，驱动杆16的下端上的连接块20连接有弹性复位装置17 ；在 安装板15上安装有驱动齿轮轴10作轴向移动并使其上的齿轮11与独轮1上的传动齿轮 8相啮合的离合装置21。所述的底板为滑板或人力车辆的直接安装车轮的底板。所述连接件7为带有螺孔的柱状体。所述的轴套9上设有滑润油注油孔。所述的弹性复位装置17由导柱18、复位弹簧19和连接块20组成，导柱18的一端 固定在定位板4上，另一端固定在横跨轮框3的连接杆或条上，连接块20的一端套装在导柱18上，另一端与驱动杆16的下端相连，复位弹簧19套装在导柱18上。所述的传动齿轮8为内弧斜凹齿，所述的齿轮11为与所述的内弧斜凹齿相配的弧 齿轮，略小于传动齿轮8。所述的离合装置21包括拨挤片22、上摇杆23、下摇杆24和驱动连杆25，上摇杆23和下摇杆24穿装在拨挤片22的上下两端上，上摇杆23下摇杆24分别铰装在位于安装 板15上的上铰轴26和下铰轴27上；驱动连杆25的一端与拨挤片22固定相连，另一端穿 过安装板15上的弧形导向槽28后与“日，，字形驱动框29的下底边固定相连，“日，，字形驱 动框29的中间横杆上安装有复位弹簧30，复位弹簧30的上端与定位板4相连，“日，，字形 驱动框29的上端安装有驱动弹簧31，驱动弹簧31的下端直接与通过一个延伸杆32与驱动 杆16的下端相连。所述的拨挤片22直接与传动齿轮12相接触或通过一个安装在齿轮轴10上的直 径大于传动齿轮12的齿轮连板33与传动齿轮12挤拨离合。所述的齿轮轴10上套装有分离弹簧，分离弹簧的一端与轴套9的端面相抵，另一 端与齿轮11的锥底端面相抵。所述的上摇杆23、下摇杆24和驱动连杆25为整体框架结构，并由上、下两个弹簧 作为伸缩动力。本发明的有益效果本发明提供的万向轮安装在滑板等器械上后，与以往的滑板、三轮车等器械相比， 只需人站在面板上，不断踩压驱动杆(可驱动杆16的上端安装小型踏板)即可实现前行， 不需要不断的用脚蹬地或摆腿，并且非常省力，可长时间前行，是非常好的锻炼、代步工具， 而且本发明操作方便，适应于各年龄段人群。本发明采用圆弧单向斜齿传动具有强度高，灵敏，着力点自动找正，自动脱离，便 于刹车的优点。本发明的将离合装置安装在安装板上，具有，结构简单，前后加装护面后易于实现 前后隔离和阻挡灰尘的优点。本发明的传动机构既可单边设置，也可双边对称设计，以使驱动运行更加平稳。本发明既可作为滑板或类似器材前行的人力驱动动力轮(反复踩或蹬驱动杆)， 也可作为刹车轮(踩或蹬住驱动杆不松脚)，还可作为普通和万向轮(不给驱动杆任何外 力)使用，并且，可为工业配套限时断速设计提供新思路，因此本发明具有一轮三用的作用。
图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的主传动原理示意图。图3是与图2相配的主传动的结构示意图。图4是本发明的离合装置的原理示意图(单边，双边结构时完全对称相同)。图5是与图4相配的离合装置的结构示意图。图6是与图5的局部放大示意图。图7是本发明实施例的万向轮的正视结构示意图。
图8是本发明实施例的万向轮的后视结构示意图。图9是本发明实施例的万向轮的俯视结构示意图。图10是发明实施例的万向轮的仰视结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图1-10所示。为叙述方便，下面涉及到的万向轮的传动部分均以单边为例加以说明，具体实施 时既可采用单边结构，也可采用双边对称结构，但以双边对称结构为最佳。一种单脚驱动助行万向轮，包括滚轮1，滚轮1通过轴承安装在支承轴2上，支承轴 2的两端固定安装在对应的轮框3上，轮框3通过位于滚轮1后部的定位板4相连，定位板 4上设有轴承座5，轴承6安装在轴承座5上，轴承6上设有与底板(如滑板或三轮车的直 接安装车轮的底板等)固定相连的连接件7 (可采用螺帽、带螺孔的柱状体等，具体视底板 底部的连接结构而定)，所述的滚轮1的内侧边上设有传动齿轮8 (最好为内弧齿结构)，在 轮框3的内侧边上设有轴套9，齿轮轴10安装在轴套9中，齿轮轴10的一端安装有与传动 齿轮8相啮合的齿轮11 (也最好采用内弧齿轮，以提高传动的平稳性和提高传动力矩)，齿 轮轴10的另一端安装有驱动齿轮12，为了使齿轮11在滑行时与滚轮上的传动齿轮脱离，具 体实施时可在齿轮轴10上安装一个弹簧34，分离弹簧的一端与轴套9的端面相抵，另一端 与齿轮11的端面相抵，如图1所示，同时，为了便于齿轮轴10在轴套9中移动方便，在轴套 9上最好设有润滑油注油孔35。驱动齿轮12与驱动齿条13相啮合，驱动齿条13安装在导 槽14中，导槽14安装在安装板15上，安装板15的两边分别与对应的轮框3相连；驱动齿 条13的上端与驱动杆16的下端相连，驱动杆16的上端穿装在起导向作用的轴承座5的中 心孔中，驱动杆16的下端连接有弹性复位装置17，如图2所示，具体实施时，弹性复位装置 17可根据需要自行设计，也可参者图3所示的结构进行设计，图3中，弹性复位装置17由导 柱18、复位弹簧19和连接块20组成，导柱18的一端固定在定位板4上，另一端固定在横跨 轮框3的连接杆或条36上，连接块20的一端套装在导柱18上，另一端与驱动杆16的下端 相连，复位弹簧19套装在导柱18上，当使用者用脚踩下驱动杆16时，连接块20同时压缩 复位弹簧19，当使用者松开脚时，连接块20在复位弹簧19的作用下将驱动杆16顶回；在 安装板15上安装有驱动齿轮轴10作轴向移动并使其上的齿轮11与独轮1上的传动齿轮 8相啮合的离合装置21，离合装置21可自行设计，如利用与驱动杆16连动的拨叉结构，也 可参照图4、5加以实现，图4、5、6中，离合装置21包括拨挤片22、上摇杆23、下摇杆24和 驱动连杆25，上摇杆23、下摇杆24和驱动连杆25可采用整体框架结构并由上下两根弹簧 作为伸缩的动力，上摇杆23和下摇杆24穿装在拨挤片22的上下两端上，上摇杆23下摇杆24分别铰装在位于安装板15上的上铰轴26和下铰轴27上；驱动连杆25的一端与拨挤片 22固定相连，另一端穿过安装板15上的弧形导向槽28后与“日，，字形驱动框29的下底边 固定相连，“日，，字形驱动框29的中间横杆上安装有复位弹簧30，复位弹簧30的上端与定 位板5相连，“日”字形驱动框29的上端安装有驱动弹簧31，驱动弹簧31的下端直接与通 过一个延伸杆32与驱动杆16的下端相连。当使用下用脚踩下驱动杆16时，驱动杆16的 下端直接或通过一个延伸杆32拉动驱动弹簧31，驱动弹簧31克服复位弹簧30的阻力，拉动“日”字形驱动框29上横杆带动整个“日”字形驱动框29下行，在安装板15上的开口的 约束下向下移动从而驱动与“日”字形驱动框29的下横杆相连的驱动连杆25下移，由于驱 动连杆25插装在安装板15上的弧形导向槽28中，因此迫使驱动杆25带动拨挤片22向驱 动齿轮12的方向摆动，从而推动齿轮轴10，迫使齿轮11与滚轮1上的传动齿轮8相啮合， 而由于驱动杆16带动齿条13下移驱动齿轮轴10另一端的驱动齿轮12转动，进而通过齿 轮轴10和齿轮11带动滚轮转动，从而带动所安装的滑板或类似的底板快速前进。当脚离 开驱动杆16时，驱动杆16在复位弹簧19的作用下迅速复位，复合过程中齿轮11在拨挤片 22的作用下与传动齿轮8重复啮合，这样不断重复踩踏、松开驱动杆，即可实现滑板或类似 的装置快速行进。具体实施时拨挤片22还可直接与一个安装在齿轮轴10上的直径大于传 动齿轮12的齿轮连板33相接触，齿轮连板33与传动齿轮12相接触，大于传动齿轮12的 齿轮连板33能更好的与拨挤片22相接触，而小于齿轮连板33的传动齿轮12则能提高转 速。具体实施时上摇杆23可装在安装板15预设的导向槽中，下摇杆24铰装在安装板15 上的半圆斜孔中，拨挤片22安装在安装板的上铰轴26和下铰轴27上。当想让滑板停止运动时，只需用脚长时间踩踏驱动杆16，实现齿轮11与传动齿轮8的长时间啮合，即可阻止滚轮1的滚动，使其滑行一段后停止运动，达到让滑板迅速停止 运动的目的。具体实施时，驱动杆16的上端可根据具体结构设计直踏板或斜踏板。图7-10是根据本发明实施例制造的一个万向轮的各向视图。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
一种单脚驱动助行万向轮，包括滚轮(1)，滚轮(1)通过轴承安装在支承轴(2)上，支承轴(2)的两端固定安装在对应的轮框(3)上，轮框(3)通过位于滚轮(1)后部的定位板(4)相连，定位板(4)上设有轴承座(5)，轴承(6)安装在轴承座(5)上，轴承(6)上设有与底板固定相连的连接件(7)，其特征是所述的滚轮(1)的内侧边上设有传动齿轮(8)，在轮框(3)的内侧边上设有轴套(9)，齿轮轴(10)安装在轴套(9)中，齿轮轴(10)的一端安装有与传动齿轮(8)相啮合的齿轮(11)，齿轮轴(10)的另一端安装有驱动齿轮(12)，驱动齿轮(12)与驱动齿条(13)相啮合，驱动齿条(13)安装在导槽(14)中，导槽(14)安装在安装板(15)上，安装板(15)的两边分别与对应的轮框(3)相连；驱动齿条(13)的上端与驱动杆(16)的下端相连，驱动杆(16)的上端穿装在起导向作用的轴承座(5)的中心孔中，驱动杆(16)的下端连接有弹性复位装置(17)；在安装板(15)上安装有驱动齿轮轴(10)作轴向移动并使其上的齿轮(11)与独轮(1)上的传动齿轮(8)相啮合的离合装置(21)。
2.根据权利要求1所述的单脚驱动助行万向轮，其特征是所述的底板为滑板或人力车 辆的直接安装车轮的底板。
3.根据权利要求1所述的单脚驱动助行万向轮，其特征是所述连接件(7)为带有螺孔 的柱状体。
4.根据权利要求1所述的单脚驱动助行万向轮，其特征是所述的轴套(9)上设有滑润 油注油孔。
5.根据权利要求1所述的单脚驱动助行万向轮，其特征是所述的弹性复位装置(17)由 导柱(18)、复位弹簧(19)和连接块(20)组成，导柱(18)的一端固定在定位板(4)上，另一 端固定在横跨轮框(3)的连接杆或条上，连接块(20)的一端套装在导柱(18)上，另一端与 驱动杆(16)的下端相连，复位弹簧(19)套装在导柱(18)上。
6.根据权利要求1所述的单脚驱动助行万向轮，其特征是所述的传动齿轮(8)为内弧 齿轮，所述的齿轮(11)为与所述的内弧齿轮相配的弧齿轮。
7.根据权利要求1所述的单脚驱动助行万向轮，其特征是所述的离合装置(21)包括 拨挤片(22)、上摇杆(23)、下摇杆(24)和驱动连杆(25)，上摇杆(23)和下摇杆(24)穿装 在拨挤片(22)的上下两端上，上摇杆(23)下摇杆(24)分别铰装在位于安装板(15)上的 上铰轴(26)和下铰轴(27)上；驱动连杆(25)的一端与拨挤片(22)固定相连，另一端穿过 安装板(15)上的弧形导向槽(28)后与“日”字形驱动框(29)的下底边固定相连，“日”字 形驱动框(29)的中间横杆上安装有复位弹簧(30)，复位弹簧(30)的上端与定位板(4)相 连，“日”字形驱动框(29)的上端安装有驱动弹簧(31)，驱动弹簧(31)的下端直接与通过 一个延伸杆(32)与驱动杆(16)的下端相连。
8.根据权利要求7所述的单脚驱动助行万向轮，其特征是所述的拨挤片(22)直接与传 动齿轮(12)相接触或通过一个安装在齿轮轴(10)上的直径大于传动齿轮(12)的齿轮连 板(33)与传动齿轮(12)挤拨离合。
9.根据权利要求1所述的单脚驱动助行万向轮，其特征是所述的齿轮轴(10)上套装有 分离弹簧，分离弹簧的一端与轴套(9)的端面相抵，另一端与齿轮(11)的锥底端面相抵。
10.根据权利要求7所述的单脚驱动助行万向轮，其特征是所述的上摇杆(23)、下摇杆 (24)和驱动连杆(25)为整体框架结构。
全文摘要
一种单脚驱动助行万向轮，包括滚轮(1)，其特征是所述的滚轮(1)的内侧边上设有传动齿轮(8)，在轮框(3)的内侧边上设有轴套(9)，齿轮轴(10)安装在轴套(9)中，齿轮轴(10)的一端安装有与传动齿轮(8)相啮合的齿轮(11)，齿轮轴(10)的另一端安装有驱动齿轮(12)，驱动齿轮(12)与驱动齿条(13)相啮合，驱动齿条(13)安装在导槽(14)中，导槽(14)安装在安装板(15)上，安装板(15)的两边分别与对应的轮框(3)相连；驱动齿条(13)的上端与驱动杆(16)的下端相连，驱动杆(16)的上端穿装在起导向作用的轴承座(5)的中心孔中，驱动杆(16)的下端连接有弹性复位装置(17)；在安装板(15)上安装有离合装置(21)。本发明结构简单，体积小，使用方便省力。
文档编号A63C17/00GK101822898SQ201010125659
公开日2010年9月8日 申请日期2010年2月9日 优先权日2009年8月17日
发明者朱冬民 申请人:朱冬民