一种转向切换装置及卡丁车的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种转向切换装置及卡丁车。

背景技术：

车辆无论是在日常生活中还是在娱乐项目中都占有举足轻重的地位，其中卡丁车己经成为儿童尤其是男童中最受欢迎的汽车，而随着社会的进步，对卡丁车的要求也逐渐提高。目前市场上的卡丁车，根据相关法规要求，四轮车不允许上路，使得四轮卡丁车无法合法上路，只能在专用场地上行驶，不能同时满足实用性和娱乐性的需求，无法解决一车两用的难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种转向切换装置及卡丁车，用于兼顾卡丁车的操控实用性和娱乐性，以解决一车两用的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种转向切换装置，包括：

车架；

驱动机构，其设置于所述车架上；

中轮传动机构，其分别转动连接于所述驱动机构和所述车架；

前中轮，其转动连接于所述中轮传动机构，所述驱动机构能够通过所述中轮传动机构驱动所述前中轮转动，且所述前中轮被配置为能够相对于所述中轮传动机构滑动，使所述前中轮选择性与地面相接触；

前轮传动机构，其分别转动连接于所述驱动机构和所述车架；

前轮机构，其位于所述车架前端的两侧，所述驱动机构能够通过所述前轮传动机构驱动所述前轮机构转动，且所述前轮机构被配置为可拆卸连接于所述前轮传动机构并能够向靠近或远离所述车架的方向移动，使所述前轮机构选择性与地面相接触；

后轮机构，其设置于所述车架后端的两侧并能够相对于与所述车架固联。

作为优选，所述驱动机构包括驱动源、输入轴、输出轴和齿轮组件，所述输入轴通过齿轮组件传动连接于所述输出轴，所述输入轴的一端连接于所述驱动源的输出端，另一端转动连接于所述中轮传动机构，所述输出轴的输出端连接于所述前轮传动机构。

作为优选，所述齿轮组件包括：

输入齿轮，其套设于所述输入轴上；

主动齿轮，其啮合于所述输入齿轮；

从动齿轮，其与所述主动齿轮同轴设置；

输出齿轮，其啮合于所述从动齿轮，所述输出轴穿设于所述输出齿轮。

作为优选，所述中轮传动机构包括第一万向节和框架，所述框架通过所述第一万向节转动连接于所述驱动机构，所述框架转动连接于所述车架，所述前中轮滑动设置于所述框架上。

作为优选，在所述框架上设置有滑槽，所述前中轮的连接轴穿设于所述滑槽并与所述滑槽滑动设置。

作为优选，所述滑槽的截面为c形结构，所述滑槽的开口朝向或背离所述后轮机构设置。

作为优选，所述前轮传动机构包括第二万向节、传动轴、连杆组件、转盘及轮毂连接组件，所述传动轴的一端通过所述第二万向节转动连接于所述驱动机构，另一端通过所述转盘转动连接于所述连杆组件，所述轮毂连接组件可拆卸连接于所述前轮机构，所述轮毂连接组件分别转动连接于所述连杆组件和所述车架，用于所述前轮机构的偏转。

作为优选，所述前轮机构的轴线和所述轮毂连接组件的轴线共线，或所述前轮机构的轴线位于所述轮毂连接组件的轴线的上方。

作为优选，所述前轮传动机构还包括顶针，所述顶针套设于所述传动轴上并连接于所述转盘。

为达上述目的，本发明还提供了一种卡丁车，包括上述的转向切换装置。

发明的有益效果：

本发明提供的转向切换装置，当需要四轮模式时，将前中轮相对于中轮传动机构滑动，使前中轮脱离地面并与地面不相接触，前轮机构向靠近车架的方向移动，使前轮机构与地面相接触，驱动机构通过前轮传动机构驱动前轮机构转动，并带动后轮机构相对于车架转动，由于前中轮挂起不参与转向，此时该转向切换装置实现四轮状态；

当需要三轮模式时，将前中轮相对于中轮传动机构滑动，使前中轮靠近地面并与地面相接触，前轮机构向远离车架的方向移动，使前轮机构不与地面相接触，驱动机构通过中轮传动机构驱动前中轮转动，后轮机构可以相对于车架固联，由于前轮机构挂起不参与转向，此时该转向切换装置实现三轮状态。

该转向切换装置，通过设置前中轮能够相对于中轮传动机构滑动，以实现前中轮的收起和下放，通过设置前轮机构可拆卸连接于前轮传动机构，以实现前轮机构的收起和下放，可以自由在四轮和三轮状态之间进行切换，在四轮状态时，满足娱乐性的需求，在三轮状态时可以上路，满足操作性的需求，从而解决现有一车两用的难题。

本发明还提供了一种卡丁车，包括上述的转向切换装置，使得卡丁车可以在三轮模式和四轮模式之间切换，同时满足实用性和娱乐性的需求。

附图说明

图1是本发明转向切换装置的结构示意图；

图2是本发明转向切换装置的齿轮组件的结构示意图；

图3是本发明转向切换装置的中轮传动机构和前轮传动机构在四轮模式下的状态示意图；

图4是本发明转向切换装置的前中轮在三轮模式下的状态示意图；

图5是本发明转向切换装置的前中轮在四轮模式下的状态示意图；

图6是本发明转向切换装置的中轮传动机构和前轮传动机构在三轮模式下的状态示意图；

图7是本发明转向切换装置的左前轮在四轮模式下的状态示意图；

图8是本发明转向切换装置的左前轮和左轮毂连接件在四轮模式下的状态示意图；

图9是本发明转向切换装置的左前轮在三轮模式下的状态示意图；

图10是本发明转向切换装置的左前轮和左轮毂连接件在三轮模式下的状态示意图。

图中：

1、车架；2、驱动机构；3、中轮传动机构；4、前中轮；5、前轮传动机构；6、前轮机构；7、后轮机构；8、第一中间插销；9、第一左插销；10、第二左插销；11、第二中间插销；12、第一右插销；13、第二右插销；14、第一后插销；15、第二后插销；

21、输入轴；22、输出轴；23、齿轮组件；24、箱体；

231、输入齿轮；232、主动齿轮；233、从动齿轮；234、输出齿轮；235、中间轴；

31、第一万向节；32、框架；321、滑槽；

41、连接轴；

51、第二万向节；52、传动轴；53、连杆组件；54、转盘；55、轮毂连接组件；56、顶针；

531、左连杆；532、右连杆；551、左轮毂连接件；552、右轮毂连接件；5511、第一固定孔；5512、第二固定孔；5513、第三固定孔；

61、左前轮；62、右前轮；611、第一连接孔；612、第二连接孔；613、第三连接孔；

71、左后轮；72、右后轮。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种转向切换装置，适用于卡丁车领域。如图1所示，该转向切换装置包括车架1、驱动机构2、中轮传动机构3、前中轮4、前轮传动机构5、前轮机构6及后轮机构7，车架1为框架结构，车架1起到了整体支撑的作用。在车架1上设置有驱动机构2，驱动机构2外接方向盘，需要特别说明的是驱动机构2作为卡丁车的转向动力来源，用于卡丁车的转向，后轮机构7外接电机，为驱动力动力来源。驱动机构2和前中轮4之间设置有中轮传动机构3，中轮传动机构3分别转动连接于驱动机构2和车架1，中轮传动机构3起到了中间传动的作用。前中轮4位于前轮机构6之间并转动连接于中轮传动机构3，驱动机构2能够通过中轮传动机构3驱动前中轮4转动，且前中轮4被配置为能够相对于中轮传动机构3滑动，使前中轮4选择性与地面相接触。

前轮传动机构5位于驱动机构2和前轮机构6之间，前轮机构6位于车架1前端的两侧，前轮传动机构5分别转动连接于驱动机构2和车架1，驱动机构2能够通过前轮传动机构5驱动前轮机构6转动，前轮机构6被配置为可拆卸连接于前轮传动机构5并能够向靠近或远离车架1的方向运动，使前轮机构6选择性与地面相接触。后轮机构7设置于车架1后端的两侧并能够相对于与车架1固联。

可以理解的是，如图1所示，前轮机构6包括左前轮61和右前轮62，后轮机构7包括左后轮71和右后轮72。其中，左右方向仅是相对于卡丁车的车头方向而言，左右只表示方向，并没有实质意义。左后轮71通过第一后插销14或螺栓与车架1固定连接，右后轮72通过第二后插销15或螺栓与车架1固定连接，左后轮71和右后轮72起到了固联的作用。需要特别说明的是，后轮机构7也不是完完全全固联，其实是有悬架系统的，后轮机构7还和悬架固联，悬架和车架1固联，这样后轮机构7是通过悬架的弹簧相对于车架1有上下的跳动的趋势，但不是旋转或转动，悬架图上并没有体现。因此，删了悬架，那后轮机构7就是固联在车架1上的，但后轮机构7由电机带着相对传动轴的转动的，这两者并不矛盾。

本实施例提供的转向切换装置，当需要四轮模式时，将前中轮4相对于中轮传动机构3滑动，使前中轮4脱离地面并与地面不相接触，前轮机构6向靠近车架1的方向运动，使前轮机构6与地面相接触，驱动机构2通过前轮传动机构5驱动前轮机构6转动，后轮机构7相对于车架1固联，由于前中轮4相对于地面挂起不参与转向，此时该转向切换装置实现四轮状态；

当需要三轮模式时，将前中轮4相对于中轮传动机构3滑动，使前中轮4靠近地面并与地面相接触，前轮机构6向远离车架1的方向运动，使前轮机构6不与地面相接触，驱动机构2通过中轮传动机构3驱动前中轮4转动，并带动后轮机构7相对于车架1转动，由于前轮机构6相对于地面挂起不参与转向，此时该转向切换装置实现三轮状态。

该转向切换装置，通过设置前中轮4能够相对于中轮传动机构3滑动，以实现前中轮4的收起和下放，通过设置前轮机构6可拆卸连接于前轮传动机构5，以实现前轮机构6的收起和下放，可以自由在四轮和三轮状态之间进行切换，在四轮状态时，满足娱乐性的需求，在三轮状态时可以上路，满足操作性的需求，从而解决现有一车两用的难题。

进一步地，如图2所示，驱动机构2包括驱动源、输入轴21、输出轴22、齿轮组件23及箱体24，箱体24为中空结构，箱体24包括上盒体和下盒体，上盒体和下盒体均为一端开口结构，上盒体的开口和下盒体的开口相对设置，上盒体和下盒体合拢并固定连接，在其内部形成容纳空间，在该容纳空间的内部设置有齿轮组件23，箱体24起到了容纳的作用，输入轴21和输出轴22穿设于箱体24，箱体24起到了支撑的作用。

其中，驱动源具体为电机，输入轴21的一端连接于驱动源的输出端，另一端转动连接于中轮传动机构3，输入轴21用于驱动中轮传动机构3的转动。输入轴21通过齿轮组件23传动连接于输出轴22，输出轴22的输出端连接于前轮传动机构5。利用齿轮组件23的传动作用，输出轴22用于驱动前轮传动机构5的转动。

具体地，齿轮组件23包括输入齿轮231、主动齿轮232、从动齿轮233、输出齿轮234及中间轴235，输入齿轮231套设于输入轴21上，主动齿轮232啮合于输入齿轮231。中间轴235穿设于箱体24并相对其转动设置，中间轴235分别穿设于主动齿轮232与从动齿轮233，使主动齿轮232与从动齿轮233同轴设置。输出齿轮234啮合于从动齿轮233，输出轴22穿设于输出齿轮234。驱动源通过输入轴21驱动输入齿轮231传动，并带动与输入齿轮231相啮合的主动齿轮232进行转动，随着主动齿轮232的转动，使得与主动齿轮232同轴设置的从动齿轮233同时转动，并依次带动输出齿轮234转动，从而利用输出轴22将扭矩输出至前轮机构6。

如图2所示，对于驱动机构2而言，动力输入端为输入轴21与驱动源连接的一端，动力输出端具体分为第一动力输出端和第二动力输出端两个动力输出端，第一动力输出端为输入轴21远离驱动源连接的一端，第二动力输出端为输出轴22的输出端。

如图3所示，第一动力输出端通过中轮传动机构3驱动前中轮4的转动，具体地，中轮传动机构3包括第一万向节31和框架32，第一万向节31位于输入轴21和框架32之间，第一万向节31的一端转动连接于输入轴21，另一端转动连接于框架32，使得框架32通过第一万向节31转动连接于驱动机构2。框架32转动连接于车架1，框架32优选铰接在车架1上，在框架32上滑动设置有前中轮4。通过框架32和前中轮4之间滑动设置，用于调节前中轮4的位置。通过设置第一万向节31和框架32，保证了输入轴21和框架32之间和框架32和车架1之间的转动效果，以实现前中轮4可以自由转动，以达到前中轮4偏转进行转向的目的。

进一步地，如图4-图5所示，框架32具体为门形结构，框架32的材质优选为尼龙。在框架32的两侧上分别设置有滑槽321，前中轮4的两侧设置有连接轴41，连接轴41穿设于滑槽321并与滑槽321滑动设置。通过连接轴41和滑槽321的滑动配合，以实现前中轮4的位置调节。具体地，滑槽321的截面为c形结构，滑槽321的开口朝向或背离后轮机构7设置。通过设置滑槽321的截面为c形结构，滑槽321的两端彼此靠近设置呈收口状态，起到了对连接轴41限位的作用，防止连接轴41从滑槽321脱出。

当连接轴41处于如图4所示的位置时，连接轴41位于滑槽321的底端，此时前中轮4和车架1之间的距离较远，前中轮4与地面相接触，前中轮4和地面滚动接触为工作状态，此时卡丁车为三轮模式；当连接轴41沿滑槽321的内壁滑动并滑动至如图5所示的位置时，此时前中轮4和车架1之间的距离较近，前中轮4与地面不接触，前中轮4被相对于地面挂起，此时卡丁车为四轮模式。

如图3所示，由于第二动力输出端为输出轴22的输出端，第二动力输出端通过前轮传动机构5驱动前轮机构6转动。具体地，前轮传动机构5包括第二万向节51、传动轴52、连杆组件53、转盘54及轮毂连接组件55(如图1所示)，第二万向节51位于输出轴22和传动轴52之间，第二万向节51的一端转动连接于输出轴22，另一端转动连接于传动轴52，使得传动轴52的一端通过第二万向节51转动连接于驱动机构2，以将驱动机构2中输出轴22的扭矩经第二万向节51传递至传动轴52，传动轴52的另一端通过转盘54转动连接于连杆组件53，在传动轴52和转盘54的配合作用下，将传动轴52的转动转换为转盘54的偏转，随着转盘54的转动，带动连杆组件53的移动。轮毂连接组件55分别转动连接于连杆组件53和车架1，用于前轮机构6的偏转。连杆组件53的移动带动轮毂连接组件55相对于车架1的转动，以实现前轮机构6可以自由转动，以达到前轮机构6偏转进行转向的目的。

优选地，前轮传动机构5还包括顶针56，顶针56套设于传动轴52上并连接于转盘54。通过设置顶针56，将传动轴52近似沿竖直方向的转动转换为转盘54近似沿水平方向的偏转。

可以理解的是，连杆组件53包括左连杆531和右连杆532，轮毂连接组件55包括左轮毂连接件551和右轮毂连接件552，左连杆531的一端通过第一中间插销8转动连接于转盘54，左连杆531的另一端通过第一左插销9转动连接于左轮毂连接件551，左轮毂连接件551通过第二左插销10转动连接于车架1，使得左轮毂连接件551可绕车架1旋转。左轮毂连接件551和左前轮61之间采用螺接的方式相连接。

左前轮61和右前轮62连接方式呈左右对称，具体地，右连杆532的一端通过第二中间插销11转动连接于转盘54，右连杆532的另一端通过第一右插销12转动连接于右轮毂连接件552(如图1所示)，右轮毂连接件552通过第二右插销13转动连接于车架1，使得右轮毂连接件552可绕车架1旋转。右轮毂连接件552和右前轮62之间采用螺接的方式相连接。

转盘54通过第一中间插销8与左连杆531铰接，转盘54旋转带动左连杆531的位移，左连杆531通过第一左插销9与左轮毂连接件551铰接，通过左连杆531的位移使左轮毂连接件551可以绕着第一左插销9的轴线旋转，左轮毂连接件551通过第二左插销10与车架1铰接，使得左轮毂连接件551可以绕着第二左插销10的轴线旋转，受到第一左插销9和第二左插销10的共同限制，使设置在左轮毂连接件551上的左前轮61可以实现偏转。由于左前轮61、右前轮62连接方式左右对称，此时整个卡丁车通过右前轮62、左前轮61、左后轮71及右后轮72进行四轮驱动转向行驶。

如图6所示，为了实现四轮和三轮模式之间的切换，轮毂连接组件55可拆卸连接于前轮机构6，以调节前轮机构6相对于车架1的位置。前轮机构6的轴线和轮毂连接组件55的轴线共线，或前轮机构6的轴线位于轮毂连接组件55的轴线的上方。当前轮机构6的轴线和轮毂连接组件55的轴线共线，前轮机构6可以直接接触地面，处于四轮模式；当前轮机构6的轴线位于轮毂连接组件55的轴线的上方，前轮机构6不接触地面，前轮机构6相对于地面进行挂起，处于三轮模式。

具体地，如图7-图8所示，在左前轮61上设置有第一连接孔611、第二连接孔612及第三连接孔613，在左轮毂连接件551上设置有第一固定孔5511、第二固定孔5512及第三固定孔5513，第一连接孔611、第二连接孔612及第三连接孔613被配置为与第一固定孔5511、第二固定孔5512及第三固定孔5513一一对应并通过螺栓进行固定，如图8所示，此时前轮机构6的轴线和轮毂连接组件55的轴线共线。

如图9所示，将左前轮61绕第一连接孔611的轴线进行旋转，使得左前轮61上第二连接孔612与左轮毂连接件551上的第三固定孔5513相对应，如图10所示，然后左前轮61上的第一连接孔611与左轮毂连接件551上的第一固定孔5511相对应并通过螺栓进行固定，左前轮61上第二连接孔612与左轮毂连接件551上的第三固定孔5513相对应并通过螺栓进行固定，左前轮61、右前轮62连接方式左右对称，此时前轮机构6的轴线位于轮毂连接组件55的轴线的上方，左前轮61、右前轮62挂起不与地面接触。

采用在左前轮61上设置有第一连接孔611、第二连接孔612及第三连接孔613，使得左前轮61具有三个孔位，根据三点确定一个平面原理，当左前轮61和左轮毂连接件551刚好正对设置，三个孔位一一对应时，使得左前轮61和左轮毂连接件551的轴线共线，便于左前轮61的转动。

本实施例提供的转向切换装置的工作过程如下：

四轮模式

当前中轮4上的连接轴41沿框架32上的滑槽321从图4滑动至如图5所示的位置时，前中轮4和车架1之间的距离较近，前中轮4与地面不接触，前中轮4被相对于地面挂起。此时全车的转向由输入轴21旋转带动输入齿轮231旋转，输入齿轮231旋转带动主动齿轮232旋转，主动齿轮232带动同轴的从动齿轮233进行旋转，从动齿轮233带动输出轴22进行旋转。输出轴22通过第二万向节51驱动传动轴52转动，并通过顶针56带动转盘54旋转。转盘54通过第一中间插销8与左连杆531铰接，转盘54旋转带动左连杆531的位移，左连杆531通过第一左插销9与左轮毂连接件551铰接，通过左连杆531的位移使左轮毂连接件551可以绕着第一左插销9的轴线旋转，左轮毂连接件551通过第二左插销10与车架1铰接，使得左轮毂连接件551可以绕着第二左插销10的轴线旋转，受到第一左插销9和第二左插销10的共同限制，使设置在左轮毂连接件551上的左前轮61可以实现偏转。此时，第一连接孔611、第二连接孔612及第三连接孔613被配置为与第一固定孔5511、第二固定孔5512及第三固定孔5513一一对应并通过螺栓进行固定，前轮机构6的轴线和轮毂连接组件55的轴线共线，便于轮毂连接组件55和前轮机构6的同步转动。由于左前轮61、右前轮62连接方式左右对称，此时整个卡丁车通过右前轮62、左前轮61、左后轮71、右后轮72进行四轮驱动转向行驶。

三轮模式

左轮毂连接件551通过第二左插销10与车架1铰接，将左前轮61绕第一连接孔611的轴线进行旋转，使得左前轮61上第二连接孔612与左轮毂连接件551上的第三固定孔5513相对应，然后左前轮61上的第一连接孔611与左轮毂连接件551上的第一固定孔5511相对应并通过螺栓进行固定，前轮上第二连接孔612与左轮毂连接件551上的第三固定孔5513相对应并通过螺栓进行固定，左前轮61、右前轮62连接方式左右对称，此时前轮机构6的轴线位于轮毂连接组件55的轴线的上方，左前轮61、右前轮62挂起不与地面接触。与此同时，全车的转向由输入轴21的旋转带动第一万向节31旋转，第一万向节31旋转带动框架32旋转，框架32旋转带动安装其上的前中轮4进行旋转。此时，全车通过前中轮4、左后轮71、右后轮72进行三轮驱动转向行驶。

本实施例还提供了一种卡丁车，包括上述的转向切换装置，使得卡丁车可以在三轮模式和四轮模式之间切换，同时满足实用性和娱乐性的需求。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。