一种万向轮及运用该万向轮的代步车的制作方法

本实用新型涉及现代交通工具领域，更具体地说，它涉及一种万向轮及运用该万向轮的代步车。

背景技术：

随着科技的发展，人们对于交通工具的需求越来越高，传统的汽车、自行车等交通工具已经无法满足人们的需求；为满足市场需求一种具有四个行走轮的代步车孕育而生，四轮代步车一般具有一个供人站立的平面，平面底部设置有四个行走轮，设置于前端的两个行走轮为驱动轮，主要起到提供代步车行进的主动力，设置于后端的两个行走轮为从动轮，主要起到辅助转向和稳定的作用，四轮代步车其转向一般依靠两个驱动轮的速度差，带动两个从动轮产生转动，从而完成四轮代步车的转向；市场上一般选用可以在水平面内转动的万向轮作为其从动轮，而四轮代步车对于其转向具有较高的要求，一般的万向轮由于不具备自动复位的能力无法对于四轮代步车提供技术支持。

公开号为CN201769621U的中国专利公开的一种自复位的万县轮，其技术要点是：滑轮通过转轴连接在滑轮支架上, 滑轮支架连接有中心轴, 滑轮支架可绕中心轴转动，滑轮支架设有自动复位装置，自动复位装置包括: 中心轴上设置弹簧座，弹簧座中设置扭簧，在滑轮转动的过程中扭簧受到扭转力，在放松后滑轮受到扭簧扭转力的作用完成滑轮的复位。

上述方案中解决了通过扭簧的扭转力复位滑轮，从而具备了为四轮代步车提供技术支持的条件，但是由于扭簧的最大允许扭转角度有限，从而在实际运用中极易因滑轮转动角度过大而损坏扭簧。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种万向轮，通过椭圆结构使得弹簧的最大压缩量和最小压缩量可控，避免了压缩过度而损坏弹簧。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种万向轮，包括滑轮支架以及通过设置有转轴转动连接于滑轮支架底部的滑轮，所述滑轮支架顶端设置有中心轴，所述滑轮支架顶端转动连接有复位箱，所述中心轴穿过复位箱底部且位于复位箱内端连接有复位盘，所述复位盘为椭圆形板体且其长轴始终平行于滑轮圆面，所述复位箱两侧内壁面相对滑动连接有抵触件，所述抵触件在滑轮初始状态下分别抵触于复位盘的短轴两端，所述抵触件设置有弹性件，所述弹性件另一端与复位箱内壁面连接。

通过采用上述技术方案，滑轮支架通过中心轴转动连接于复位箱内，从而赋予了滑轮相对复位箱以中心轴转动的能力；在复位箱内设置复位盘，复位盘为椭圆形设置，并在复位箱内设置抵触件，抵触件设置弹性件与复位箱内壁相连，根据椭圆几何性质得出复位盘侧壁任意点至原点的距离为处于短轴上的点距离原点最近，根据弹性势能计算公式得出弹性势能公式：，其中k为弹性系数（由弹性件材质决定，视为不变值），x为形变量，从而得出弹性件压缩距离越小弹性势能越小（弹性势能最小点为两个抵触件分别抵触于复位盘短轴两端时）；综上所述当复位盘发生转动时，抵触件抵触于复位盘短轴外的位置在没有外力干涉的情况下，弹性件势必需要释放弹性势能，其释放弹性势能的过程即带动滑轮向初始角度转动的过程（最终回复至两个抵触件分别抵触于复位盘短轴两端的状态）；通过该方式实现滑轮复位，其优点在于弹性件所受到的形变量为可控的（两个抵触件抵触于复位盘短轴两端时为形变量最小状态，两个抵触件抵触于复位盘长轴亮度是为形变量最大状态），从而不会因滑轮转动过度而造成弹性件形变量超出其弹性限度内，使得损坏弹性件或者发生无法复位的情况。

本实用新型进一步设置为：所述复位盘上表面中点处设置有顶针，所述顶针抵触于复位箱内部顶面。

通过采用上述技术方案，在复位盘上表面中点处设置顶针，由顶针抵触于复位箱内部顶面，滑轮转动过程中所受到的理论摩擦力为：1.滑轮与地面的摩擦力；2.复位箱与滑轮支架之间的摩擦力；根据摩擦力原理可知，在正压力与接触面材质相同的情况下，接触面积越小摩擦力越小；通过顶针的方式降低复位箱与滑轮支架之间的摩擦力理论数值可以达到摩擦力为零，从而大大降低了滑轮转向时所受到的整体摩擦力，便于滑轮的转向和复位。

本实用新型进一步设置为：所述中心轴位于复位箱内段设置有限位板，所述限位板与复位箱内部下表面间隙配合。

通过采用上述技术方案，在中心轴位于复位箱内段设置限位板，防止了在滑轮不受到向上的压力的情况下，中心轴连同复位盘下降过度，发生抵触件无法抵触于复位盘上的情况发生；限位板和复位箱内部下表面间隙配合，从而防止了限位板与复位箱产生摩擦力，影响滑轮的转动及复位。

本实用新型进一步设置为：所述抵触件前端设置有抵触头，所述抵触头抵触于复位盘端为凸出的圆弧面。

通过采用上述技术方案，在抵触件全段设置抵触头，抵触头抵触于复位盘端为凸出的圆弧形，通过建设抵触头与复位盘之间的接触面积，从而降低了摩擦力；同时将抵触头设置为凸出的圆弧形使得抵触头相对复位盘侧壁面加稳定。

本实用新型进一步设置为：所述复位盘位于短轴两端处开设有与抵触头前端配合的内凹部。

通过采用上述技术方案，在短轴两端处开设内凹部，使得抵触头前端能够陷入到内凹部内，从而使得滑轮在笔直前进时更加稳定，不易发生非正常转动。

本实用新型进一步设置为：所述抵触头前端设置有轴承，所述轴承平行于复位盘且其外圆弧面抵触于复位盘侧壁面，所述轴承直径大于内凹部开口端水平向距离。

通过采用上述技术方案，在抵触头前端设置轴承与复位盘滑动连接，进一步降低了抵触件与复位盘侧壁面之间的摩擦力；将轴承直径设置为大于内凹部开口端水平向距离，从而避免了轴承完全陷入到内凹部内，发生抵触头碰触到复位盘影响轴承的效果。

本实用新型进一步设置为：所述内凹部开口两侧设置有光滑弧度。

通过采用上述技术方案，在内凹部开口两侧设置光滑弧度，从而轴承在进出内凹部时更加顺畅，如果开口处为直角轴承在进出内凹部时势必产生一定的震动。

本实用新型同时提供一种代步车，通过安装有上述万向轮辅助其转动，从而避免了因转动角度过大而损伤万向轮的情况发生，同时具有转向和复位稳定，滑轮所受摩擦力更小容易转动。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种代步车，安装有上述万向轮作为其后轮。

本实用新型进一步设置为：还包括车身，所述车身底板下表面开设有与复位箱卡接配合的安装槽。

通过采用上述技术方案，在车身底板下表面开设安装槽，万向轮通过卡接的方式安装于车身底部，这样的安装方式更加简便；同时通过安装槽的方式卡接万向轮，从而由复位箱外壁面将该处封闭，提高了该位置的防水效果。

本实用新型进一步设置为：所述安装槽一侧倾斜开设有撬取槽，所述复位箱外壁面设置有与撬取槽配合的撬取孔。

通过采用上述技术方案，通过设置翘取槽，在拆卸万向轮的时候只需要使用相应的铁棍将万向轮撬出，从而起到了拆卸便捷的效果。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

其一，通过截面呈椭圆形的复位盘与两个抵触件配合实现了万向轮的自复位功能，并且由于抵触件是滑动连接于复位盘上的，避免了滑轮转向过度而损伤弹性件；

其二，通过设置顶针、限位板与复位箱的间隙配合、抵触件设置弧形的抵触头以及抵触头上设置轴承大大降低了滑轮转向和复位时受到的摩擦力；

其三，设置内凹部使得滑轮在笔直方向上转动更加稳定，同时在内凹部侧壁设置光滑弧面，避免轴承在进出内凹部时发生震动；

其四，将上述万向轮设置于代步车底部，使得代步车行进更加稳定，无论转向角度多大均不会损伤弹性件；

其五，通过安装槽安装万向了，使代步车的防水效果更佳，且安装便捷；通过撬取槽和撬取孔配合使得拆卸万向轮更加便捷。

附图说明

图1为本实施例一的结构示意图，主要表示外向轮外部整体结构；

图2为本实施例一的剖视图，主要表示复位箱的内部结构；

图3为本实施例一的内部示意图，主要表示复位箱的内部结构；

图4为本实施例二的结构示意图一，主要表示代步车的整体结构；

图5为本实施例二的结构示意图二，主要表示代步车未安装万向轮的结构。

图中：1、滑轮支架；11、转轴；12、滑轮；13、中心轴；131、插入孔；2、复位箱；21、复位盘；211、长轴；212、短轴；213、内凹部；214、抵触头；215、轴承；217、连接槽；218、连接柱；22、抵触件；221、连接部；23、弹性件；24、顶针；25、限位板；3、车身；31、安装槽；32、撬取槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

实施例一：一种万向轮，如图1、图2所示，包括滑轮支架1以及通过设置有转轴11安装于滑轮支架1底部的滑轮12，滑轮支架1顶端固定连接有中心轴13，滑轮支架1顶端还转动连接有复位箱2，其中复位箱2位正方形壳体，其底端开设有与中心轴13转动配合的插入孔131，从而实现了滑轮12能够相对复位箱2转动，参见图2、图3，中心轴13位于复位箱2端焊接固定有复位盘21，复位盘21为截面呈椭圆形的金属板体且其长轴211始终平行于滑轮12圆面，复位箱2于复位盘21的短轴212的延伸线上滑移连接有抵触件22；抵触件22在滑轮12朝向正前方时，抵触件22抵触于复位盘21的短轴212两端，抵触件22还设置有弹性件23与复位箱2侧壁面连接，弹性件23为弹簧且围绕于抵触件22设置，抵触件前端设置有凸出的连接部221与弹性件23一端固定连接，同时弹性件23始终处于压缩状态；从而在滑轮12发生转动时由于弹性件23的形变量增加，从而使得抵触件22通过弹性势能压迫于复位盘21侧壁面，使其恢复至弹性件23形变最小状态，即抵触件22抵触于复位盘21短轴212两端，该状态为滑轮12初始状态。

为了降低滑轮支架1于复位箱2之间的摩擦力，如图2所示，复位盘21上表面中点处设置有顶针24，所述顶针24为圆锥形金属且其顶点顶触于复位箱2内部上表面，从而通过减少接触面积的方式降低了滑轮支架1于复位箱2之间的摩擦力。

为防止滑轮12在不受压力的情况下，由于复位盘21向下掉落，导致复位盘21无法与抵触件22配合的情况发生，如图2所示，中心轴13固定连接有限位板25，限位板25位于复位箱2下部至复位盘21之间，且在顶针24顶触于复位箱2内部上壁面时，限位板25与复位箱2下部内壁面留有一定距离；从而限位板25在限制复位盘21下滑距离的同时，还不会与复位箱2下部内壁面产生摩擦力。

如图3所示，在抵触件22前端设置抵触头214，抵触头214抵触于复位盘21侧壁且抵触端设置为凸出的圆弧形，从而不仅减少了抵触件22与复位盘21的接触面积降低了摩擦力，同时以圆面相切的方式连接抵触件22和复位盘21，使得复位盘21贴合于抵触件22滑动时更加稳定。

在复位盘21位于短轴212两端处分别开设有与抵触头214前端相配合的内凹部213，使得在滑轮12笔直行进时，两个抵触件22能够位于相应的内凹部213内，从而给予复位盘21的转动一定的限制力，有效防止了滑轮12的非正常转动，使得行进更加稳定。

为进一步降低抵触件22与复位盘21之间的摩擦力，使滑轮12的转向和复位更加稳定，如图2、图3所示，抵触头214抵触于复位盘21侧壁面端设置有轴承215，轴承215平行于复位盘21且其外圆周面抵触于复位盘21侧壁面，轴承215通过在抵触头214前端开设连接槽217，并在连接槽217内设置有连接柱218安装于抵触头214前端；受其安装方式影响如果轴承215完全陷入到内凹部213中，连接槽217侧壁将会碰触到内凹部213侧壁面，为避免这种情况发生，轴承215直径大于内凹部213开口端两侧的水平距离。

实施例二：代步车，如图4、图5所示，包括车身3，车身3底板下表面开设有与复位箱2卡接配合的安装槽31，从而万向轮能够通过安装槽31安装于车身3底部，这样的安装方式不仅便捷，而且复位箱2能够完成密封住安装槽31，避免了水或者灰尘等物由该处进入到车身3内部，对内部装置造成损害；同时为便于拆卸万向轮，安装槽31一侧开设有撬取槽32，复位箱2外壁面设置有与撬取槽32相配合的撬取孔，撬取槽32倾斜设置且能插入相应的撬取工具，撬取工具为金属棍体，从而可以通过撬取工具将万向轮从安装槽31内撬出。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。