单驱童车、脚踏式单驱童车和电动式单驱童车的制作方法

本发明涉及儿童玩具车，具体为一种单驱童车、脚踏式单驱童车和电动式单驱童车。

背景技术：

目前，儿童用的电动玩具汽车多采用，电力驱动，通过驱动电机带动车轮转动，使玩具汽车可以向前移动，但是由于驱动器内的齿轮是一个锁死的状态，无法自由转动，因此玩具汽车无法通过惯性前进；其次，由于两个后轮采用两个单独的电机进行驱动，转速相同，一旦转弯内外轮转速相同会导致打滑甚至侧翻，有一定的危险性。

还有一种脚踏式的卡丁车，动力源为人力踩踏，其结构类似于脚踏的三轮车，采用飞轮的结构实现踩踏前进和惯性前进，但是飞轮结构尺寸较大，占用过大的空间，并不适宜安装于小型的童车。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提供一种单驱童车，采用了结构小巧的离合装置，通过离合装置代替体积庞大的飞轮结构，使脚踏式童车的车轮结构更为小巧；当其应用于电动童车时，可以实现电动玩具汽车的惯性前进。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种单驱童车，包括车轮和动力输出端，所述车轮设有一个离合装置；离合装置包括离合机构、主动件和从动件，离合机构包括联动单元和同从动件连接的联结件，联动单元包括磁棒、导向套和同主动件连接且可磁化的导向件，联结件上设有用于容纳联动单元并使联动单元转动的转动槽，所述导向套一端设有可磁化的导向板，所述导向件和磁棒均位于导向板表面，所述导向件设有至少一处可容纳磁棒缺口，所述磁棒侧表面与缺口处的导向件侧表面磁吸附贴合；所述转动槽、导向件、导向板的转动的轴心同心设置，转动槽的侧壁还设有至少一处用于导向板与导向件发生相对转动使磁棒由缺口边部嵌入使导向件卡紧联结件的限位槽；从动件与联结件连接，主动件与导向件连接；所述离合装置的从动件与车轮固定；所述动力输出端与离合装置的主动件连接。

上述离合装置，具有如下有益效果：

采用本发明的离合装置，可以实现主动件和从动件的分离和联动，当主动件和从动件产生较大速度差时，磁棒可以卡入限位槽时实现联动单元的锁紧；而当从动件和主动件发生相对转动时，即二者转速不同时，可以使磁棒由限位槽内脱出，实现主动件和从动件的分离。

当主动件和从动件联动后，保持主动件的扭转力维持在一个稳定的数值，即可使主动件带动导向件持续将磁棒压紧限位槽内，并保证其不脱出维持联动状态。

当需要将主动件和从动件分离时，仅需要通过外力使得从动件的速度略大于主动件，既可以实现分离，联动的联动单元较为灵活。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的单驱童车，具有如下有益效果：

1.采用本发明的离合装置，是通过主动件加速的方式使得离合装置锁定，当达到动力输出端控制童车前进的目的，其功能类似于自行车的飞轮结构。

2.本发明中的离合装置结构小巧，可以直接设置在童车的车轮上，占用的空间小。

3.在童车转弯时，一般的驱动器转速是相同的，因此两个后轮转动速度相同，而处于外侧的车轮转速应当大于内侧车轮的转速，使得位于外侧的车辆打滑，因此本发明中的离合装置可以使得外部车轮转速大于驱动器转速时，将离合锁紧状态变为分离状态，使车轮可以跟随地面摩擦而自由转动，避免车辆打滑和侧翻，安全性更高。

动力输出端可以是电动式单驱童车的电动驱动器，电动驱动器与主动件连接并通过主动件带动导向件同步转动；也可以脚踏式单驱童车的人力踩踏的踏板配合转轴，通过转轴连接主动件带动导向件同步转动。

上述的离合装置可以单独的运用到脚踏式的卡丁车里面，用于取代飞轮；也可以单独的运用到电动玩具童车里面，实现惯性前进。

其次，上述的离合装置还可以运用到脚踏式的卡丁车里面，结合蓄电池和电能驱动器，将现有的卡丁车变为双动力驱动式的卡丁车，功能更多样化。可以用到普通的电动玩具车里面，使其既可以电驱动，也可以人力驱动，趣味性更强。

作为具体优选方案，所述离合装置包括作为主动件的联动块和作为从动件的固定架，联动块与脚踏轴的端部固定；所述内离合装置包括作为主动件的联动架和作为从动件的固定架，联动架固定于驱动器的输出端；固定架与车轮相固定。

为降低摩擦及电动玩具车在开动时，避免脚踏轴对驱动器的影响，通过增设轴套降低脚踏轴的带动作用优选的，所述导向套内表面与脚踏轴之间还设有轴套，所述轴套与导向套之间同步转动。

磁棒可以采用方形柱等多边形的柱状实现上述卡紧的目的，本发明中优选采用圆弧形的磁棒，所述缺口处导向件的外径最小值与磁棒的直径之和小于或等于转动槽内径，当磁棒不位于限位槽内时，缺口不会使磁棒在整个联动单元转动时卡入限位槽内。

为提高限位的稳定性，避免单侧偏移或磨损，优选所述联动单元共设有两组缺口和磁棒，所述缺口关于导向板的圆心对称设置，两个缺口各对应一个磁棒，使之两边均匀化，其次若只有一个缺口和磁棒，实现限位理论上可转动的最大角度为360°，增设一组后最大转动180°。

本发明中缺口可以采用内凹或外凸甚至不规则的形状，考虑到加工成本和结构强度本发明中优选的，所述缺口为直线型的扁边，导向件呈型，所述导向件包括两个平行设置的直线段和同心设置的圆弧段，所述圆弧段外径与转动槽内径相同，该种导向件的结构强度高，且加工简易。

优选的，转动槽内共设有四处均匀排列的限位槽，增设限位槽的数量，使磁棒卡紧转动所需的最大角度下降为90°。

优选的，所述限位槽的截面呈半圆形，半圆形限位槽的轴心至导向板中心距离小于转动槽的内径，当导向板转动时，可以更轻易的将磁棒从限位槽内带出，避免无缘无故的卡死现象。

附图说明

图1为本发明双动力驱动童车车轮和离合装置的爆炸示意图；

图2为本发明双动力驱动童车的结构示意图；

图3为本实施例1中车轮和内离合装置的爆炸示意图；

图4为本实施例1中内离合装置的结构示意图；

图5为本实施例1中内离合装置的俯视图；

图6为本实施例2中车轮和外离合装置的爆炸示意图；

图7为本实施例2中外离合装置的结构示意图；

图8为本实施例2中外离合装置的俯视图；

图9为本实施例1和2中联动单元的结构示意图；

图10为本实施例1和2中联动单元的俯视图(自由转动状态)；

图11为本实施例1和2中联动单元的俯视图(锁紧同步状态)。

附图标记：1、脚踏轴；10、链轮；11、端轴；2、驱动器；30、联动架；31、固定座；32、固定套；50、联动块；6、联动单元；60、磁棒；61、导向件；610、扁边；62、导向套；620、导向板；63、轴套；64、限位槽；65、联结件；7、车轮；70、固定架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

应用例：

本应用例是将两个离合装置运用到同一个车轮上，非本发明权利要求所要保护内容，已经在同日申报的其他专利文件中给予保护，为更好的介绍本发明中提到的单驱童车，故通过引入本应用例进行介绍，以方便使用者更好的理解本发明的初衷与保护的目的。

如图1至11所示的双动力驱动童车，该双动力驱动童车包括车轮7、电动驱动器2和脚踏轴1，车轮7的两侧设有内离合装置和外离合装置，脚踏轴1穿设并枢接内、外离合装置和车轮7，该内外离合装置是一种磁导的离合装置，内外离合装置实质是两个相同的离合装置，只是因为驱动装置的不同所导致具体的结构略有不同。

如图3所示，内离合装置包括作为主动件的联动架30、联动单元6、作为从动件的固定架70和固定座31，联动架30固定于驱动器2的输出端，固定架70通过固定座31与车轮7相固定，外部还设有用于将联动架30限位的固定套32。

如图6所示，外离合装置包括作为主动件的联动块50、联动单元6、和作为从动件的固定架70，联动块50与脚踏轴1的端部固定，固定架70与车轮7相固定。

如图9所示，联动单元6包括磁棒60、导向套62和圆形导向件61，导向套62一端设有环形导向板620，导向件61和磁棒60均位于导向板620表面，导向件61设有对称的两处线型扁边，磁棒60侧表面与扁边处的导向件61侧表面相贴合。

从动件上设有用于容纳联动单元6并使联动单元转动的转动槽，转动槽、导向件61、导向板620的直径相同，导向板620贴附转动槽的槽底，导向件61贴合转动槽侧壁，转动槽的侧壁还设有四处用于磁棒60嵌入卡紧导向件61限位槽64，且限位槽64均匀分布，限位槽64与磁棒60的形状相对应，导向件61和导向板620均为可磁化的材料，主动件设有用于同导向件61同步转动的卡接块。

联动单元6共设有两组扁边和磁棒60，扁边关于导向板620的圆心对称设置，两个扁边各对应一个磁棒60。扁边处导向件61的外径与磁棒60的直径之和理论上应该等于转动槽内径，实际加工制造过程中略微小于转动槽内径，以避免摩擦卡死现象。

扁边为直线型的扁边，导向件61呈型，导向件61包括两个平行设置的直线段和同心设置的圆弧段，圆弧段外径与转动槽内径相同。

限位槽64的截面呈半圆形，半圆形限位槽64的轴心至导向板620中心距离小于转动槽的内径，如图11所示，在锁紧状态向分离状态转变时，底部的导向板620先转动，通过导向板620的转动将磁棒60从限位槽64内带出，由于磁棒60完全嵌入时，其圆心位于导向板620内，接触面积较大，可以更容易将其从限位槽64内带出。

导向套62内表面与脚踏轴1之间还设有用于降低摩擦的轴套63，轴套63与导向套62之间同步转动。

如图9至图11，以下为本发明中联动单元6的原理说明：

分离状态：由于磁棒60具有磁性，因此当主动件带动导向件61时，通过磁棒60可以顺利带动导向套62进行一同转动，此时整个联动单元是处于一体的，即整个联动单元转动，但是磁棒60未卡入限位槽内，使得主动件仅能带动导向件61转动，联动单元并未将主动件和从动件锁紧，使得主动件空转。

锁紧状态：当导向件61或导向板620之间发生相对运动时(即理解为固定导向件61或导向板620，另一个运动)，由于磁棒60位于转动槽内壁和扁边610之间，随着导向件61的转动，磁棒移动至扁边610的边缘，扁边610的边缘一直将磁棒60向转动槽内壁上挤压，当转动到限位槽64时，磁棒嵌入限位槽64内，使得磁棒60、扁边610和限位槽64构成一个锁紧的结构，此时整个联动单元不再单独转动，而是将主动件和从动件进行锁紧联动，使得主动件能够带动从动件同步转动。

以下为本发明双动力驱动童车中离合装置的锁紧和分离的过程：

①启动过程中的锁紧状态：儿童坐在童车上，儿童的体重带动脚踏轴将重力施压在导向套62上，使得童车在起步时，脚踏轴1对导向套62有一个下压产生的摩擦力，当此时踏动脚踏板带动脚踏轴1转动或通过驱动器2使得主动件带动导向件61转动，导向套62处于摩擦固定状态，使得联动单元6由分离状态变为锁紧状态。

②行驶过程中的锁紧状态：当脚踏轴1或驱动器2的转速大于现动力驱动端的转速时，由于在加速过程中摩擦力的效果会被放大，因此速度更大的一方的联动单元6会由分离状态变为锁紧状态，因此相对速度更大的一方会处于锁紧状态，锁紧时间为加速的瞬间进行锁紧。

③行驶过程中的分离状态：一旦转速较大一方联动单元6在加速的瞬间变为锁紧状态，速度较大的驱动端带动车轮提速转动，车轮7的速度就会上升，在车轮加速的瞬间，使得转速较低的另一方联动单元6解除锁定状态，使磁棒60由扁边610的一端回到中部位置，当车轮上的主动件和从动件之间是速度差维持在一个稳定的匀速内时，磁棒的位置不再发生变化，不再卡紧锁定。

因此根据上述原理，本发明中的双动力驱动的玩具童车可以得到如下的应用：

1.两种动力模式的快速灵活切换；

2.解决电力驱动器爬坡力度不足的问题；

3.防止玩具童车的转弯时外侧轮打滑所带来的侧翻隐患。

实施例1：

一种电动式单驱童车，包括车轮7、电动的驱动器2和上述应用例提及的内离合装置。

如图3所示，内离合装置包括作为主动件的联动架30、联动单元6、作为从动件的固定架70和固定座31，联动架30固定于驱动器2的输出端，固定架70通过固定座31与车轮7相固定，外部还设有用于将联动架30限位的固定套32。

如图9所示，联动单元6包括磁棒60、导向套62和圆形导向件61，导向套62一端设有环形导向板620，导向件61和磁棒60均位于导向板620表面，导向件61设有对称的两处线型扁边，磁棒60侧表面与扁边处的导向件61侧表面相贴合。

由于电动驱动器2有一个缺点：仅有驱动器2通电时，其内部的变速齿轮是可以转动的，在不通电时驱动器2的齿轮的卡死的状态，也就是在不通电时，车轮是难以推动的，必须通电才能动。

通过上述内离合装置，当驱动器2通电时可以使主动件活动，带动磁棒60进入限位槽64内，使整个联动单元6与联结件65相卡紧，主动件可以带动从动件活动；当驱动器2的输出端不再转动时，车轮7随惯性转动，使磁棒60从限位槽64内脱出，联动单元6与联结件65解锁，整个联动单元6在联结件65内自由转动，使得车轮7可以相对驱动器2可以随惯性慢速转动。

实施例2：

一种脚踏式单驱童车，包括车轮7、脚踏轴1和上述应用例提及的外离合装置。

如图6所示，外离合装置包括作为主动件的联动块50、联动单元6、和作为从动件的固定架70，联动块50与脚踏轴1的端部固定，固定架70与车轮7相固定。

由于传统的脚踏式童车，其飞轮的结构较为庞大，而本实施例中的离合装置将整个结构进行压缩，缩小其体积，在加速踩踏使脚踏轴1快速转动转动，带动磁棒60进入限位槽64内，使整个联动单元6与联结件65相卡紧，主动件可以带动从动件活动；当脚踏轴1不再转动时，车轮7随惯性转动，使磁棒60从限位槽64内脱出，联动单元6与联结件65解锁，整个联动单元6在联结件65内自由转动，使得车轮7可以相对驱动器2可以随惯性慢速转动。

以上所述使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。