风帆竞技车的制作方法
【专利说明】风帆竞技车 所属技术领域
[0001] 本发明涉及运动、游戏、娱乐方面，竞技体育之器械。
【背景技术】
[0002] 目前，用风力驱动的单人竞技体育器械，公知的除了水面运动的帆板，陆地上此类 器械尚属空白。
【发明内容】
[0003] 现有的用风力驱动的竞技体育器械帆板，是不能在陆地上使用的。本发明提供一 种由风帆提供前行驱动力，操控机理与帆板相同，在陆地上行驶的风帆竞技车。
[0004] 本发明采用的技术方案是：风帆竞技车由风帆、车底板、车桥、风帆连接组件及集 成其上的直行/转向转换装置、限速开关组成；风帆顶部距离地面永4M，风帆面积永3M2; 前、后车桥之间距离多3*风帆桅杆至风压中心点之间距离；车底板长度多前、后车桥之间 距离+300mm;车底板宽度多2*足长+60mm;车桥采用由轮轴、桥桁架和转向毂3组件组合 的脚轮结构，轮轴两端装有车轮，转向毂与桥桁架用铰链配合中位弹簧钢板方式连接；前、 后车桥转向毂和风帆连接组件固定在车底板板头至板尾的纵向中心线上，风帆连接组件位 于前、后转向毂之间连线的中点至前转向毂之间，通过风帆风压中心点垂线落在中点前后 10cm范围之内所对应的桅杆位置最后确定；前、后车桥上的两只转向毂链轮和直行/转向 转换装置链轮用同一根链条连接，以实现直线行驶、转向过程的受控及同步；后车桥转向毂 内嵌入行星倒向齿轮组，实现后轮轴与前轮轴回转方向相反；车底板距地面> 200_，车底 板与地面最大侧倾角度永22°，据此选取车轮外径及轮距；限速脚踏开关踏环套装在风帆 连接组件上环台的外缘，开关动作时，将限速电阻与限速线圈并联。
[0005] 车底板采用多层板或高分子复合材料制作，头部呈流线型，尾部半圆形状，边缘无 棱角，正面粗糙防滑，对应板下车轮轴轮距的前后顺长等宽带内、外板面涂不同颜色加以区 另IJ;板头至板尾的纵向中心线上加工出3个定位孔，安装前、后车桥及风帆连接组件。
[0006] 车桥采用由轮轴、桥桁架和转向毂3组件组合的脚轮结构；桥桁架的水平轴孔与 轮轴中段的切台固定在一起，桥桁架铰链板销套与转向毂铰链体用销轴铰连；铰链板销套 上部构造有固定中位弹簧钢板的羊角突，装配时插入铰链体内腔中，通过中位弹簧钢板与 之活络连接；桥桁架的水平轴孔与铰链板销套内孔距地面高度之差< 30mm。
[0007] 轮轴两端靠近轴颈位置各有一固定限速线圈U型铁芯的圆盘，其上最多可固定3 个线圈铁芯；车轮轮毂用一对角接触轴承装配在轴颈上，并用轴承盖校紧；对应限速线圈U 型铁芯位置，与轮辋一体的限速盘，其上镶装高强度永磁体。
[0008] 在车底板距地面高度和车底板与地面最大侧倾角度a已定情况下，轮距、车轮外 径选取公式：轮径=板高-1/2轮距*tga_轮板间隙
[0009] 轮距依驾驭者平衡能力而定，熟练人员可在100mm以内，初学者则宽一些；车底板 与车轮之间间隙取15_左右。
[0010] 转向毂壳体上部凸帽镶入车底板定位孔并固定，下部构成轴承外圈；构成轴承内 圈的转向毂转盘轴上加工有双侧内滚道的轴档，轴承圈盖和转向毂壳体下部与轴档双侧内 滚道对应部位，分别加工有外滚道的外档圈；内轴挡、外档圈之间装入钢珠，再用轴承圈盖 装配在转向毂壳体下部，构成一对深沟球轴承。
[0011] 前转向毂转盘轴下部固定有铰链体，铰链体上固定有链轮；前转向毂转盘轴和铰 链体通过铰链配合中位弹簧钢板连接桥桁架。
[0012] 后转向毂壳体内腔，凸帽的反面固定有垂直朝下的芯轴和3根行星齿轮轴，芯轴 上装有倒向齿轮，行星齿轮轴上装配有2只连体的行星齿轮，其中一只与转向毂转盘轴内 腔内齿轮啮合、另一只与倒向齿轮相啮合，这样，倒向齿轮相对于转盘轴转向相反；铰链体 固定在与倒向齿轮一体的连接盘上，后桥桁架用铰链配合中位弹簧钢板与之连接，带动后 轮轴转向；后桥链轮安装在转向毂转盘轴下部。
[0013] 风帆连接组件本体利用上环台和下环片固定在车底板定位孔内，本体上部中心孔 安装定制的锥型内孔、大倾角关节球轴承，限速开关的踏环套装在上环台的外缘，两条竖滑 键装配在上环台导槽内；踏环上的推杆顶端加工成斜角，在本体的推杆孔下端顶在水平安 装的微动开关斜面触键上；2只双触点微动开关的4对触点分别连接一只功率电阻，开关动 作时与一只切割车轮限速盘磁场的U型铁芯上的限速线圈联接。
[0014] 风帆竞技车保留了帆板利用风帆风压中心点位置改变来操控转向；直线行驶时， 为抵消风帆驱动产生的横向推力，需把链轮锁紧，以确保重心偏移使车体出现侧倾时，前后 车轮不产生偏转；需要转向时，安装在风帆连接组件下半部的直行/转向模式转换装置，在 检出操控信号同时，将锁紧的链轮松开，进入转向模式；为此，前、后车桥上的两只转向毂链 轮和直行/转向转换装置链轮用同一根链条连接，以实现直线行驶、转向过程的受控及同 步；链条也可用同步带或齿轮组替代，选用同步带时，再将链轮换成同步带轮即可；选用齿 轮传动时，包括前、后车桥齿轮和直行/转向转换装置齿轮在内的齿轮总数为偶数个，同时 去除后转向毂内的倒向齿轮组，与前转向毂构造相同。
[0015] 插入风帆连接组件关节球轴承的桅杆下端接出一段拨杆，杆端装有球头，球头顶 压在界限盘之上；界限盘是对称球带体，下截面与顶杆连为一体，上截面是凹进的曲面；此 曲面由中心点与关节球轴承球心合一，半径等于关节球轴承球心到拨杆球头球心距离得出 的下球面，再被直线行驶时允许的桅杆最大自由倾斜角，自关节球轴承球心绘出的反向延 长线回转360°切割所得；顶杆动作行程<拨杆球头半径+1/2界限盘高；直线行驶时顶杆 界限盘被顶压至下限位，拨叉拨动下锁套上行嵌入上锁套组件，与上锁套一体的链轮被锁 定，前后转向毂被限定在中位；当桅杆倾斜度超出直行自由倾斜角度，拨杆球头移出界限 盘，顶杆界限盘被回位弹簧归位，拨叉、下锁套回落，上锁套、链轮被释放，前后转向毂进入 回转状态；上下端面加工有回转槽的上锁套组件，装配在风帆连接组件本体下端面和底壳 上口之间，中架套固定在本体下部，下锁套经滑槽装配在中架套滑键上；上、下锁套的配合 面加工有可自行对位的正弦线滑坎副，顶杆界限盘在归位状态，上锁套组件的最大转动量 彡 120°，且> 150°。
[0016] 本发明的有益效果是，融合技巧、力量运动特点，依据人体工学相关参数制作的风 帆竞技车为人们提供一项全新的运动，利用现有的田径场地，同时具备2. 5m/s-13m/s风力 条件即可推广此项运动；在旅游、健身娱乐方面也存在广阔拓展空间，在风能资源丰富地区 有望成为遵循低碳环保理念的代步工具。
【附图说明】
[0017] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0018] 图1是风帆竞技车整体结构示意图。
[0019] 图2是车桁架、车轮轴零件分解示意图。
[0020] 图3是后转向毂零件分解示意图。
[0021] 图4是前转向毂零件分解示意图。
[0022] 图5是风帆连接组件本体、限速开关零件分解示意图。
[0023] 图6是直行/转向转换装置零件分解示意图。
[0024] 图7是实施例示意图。
[0025] 图1中100、组装好的车底板，101、车底板，102、链条，200、车桥，300、后转向毂， 400、前转向毂，6000、风帆连接组件。
[0026] 图2中200、车桥总成，201、轮轴，2010、轮轴切台，2011、圆盘，202、轴承，203、轴承 盖，204、桥桁架，2040、铰链板销套，2041、羊角突，2042、水平轴孔，205、U型铁芯，2050、限 速线圈，2051、铁芯固定座，206、车轮，2060、限速盘，20600、高强永磁体，2061、轮毂，207、销 轴。
[0027] 图3中300、后转向毂总成，310、毂壳上凸帽，311、毂壳下圈，3111、下圈外档圈， 312、芯轴，313、轴承圈盖，3131、圈盖外档圈，314、行星齿轮轴，320、后转向毂转盘轴，3201、 双侧内滚道轴档，3202、钢珠，3203、后桥链轮，330、后桥绞链体，3301、铰链体内腔，3302、中 位弹簧板，340、倒向齿轮，3401、连接盘。
[0028] 图4中400、前转向毂总成，420、前转向毂转盘轴，4302、中位弹簧钢板，4303、前桥 链轮。
[0029] 图5中500、风帆连接组件本体及限速脚踏开关，510、风帆连接组件本体，5100、上 环台，5101、上环台导槽，5102、本体上部中心孔，5103、下环片，5104、桅杆底段，51040、承重 环台，51041、拨杆，51042、拨杆球头，5105、关节球轴承，5106、推杆孔，520、限速开关踏环， 5201、斜面端头推杆，5202、竖滑键，5203、双触点微动开关，52030、斜面触键。
[0030] 图6中600、风帆连接组件本体及直行/转向转换装置，610、中架套，6100、中架套 滑键，6101、拨叉，6102、芯套，6103、回位弹簧，6104、顶杆，61040、界限盘上曲面，61041、球 带体界限盘，620、下锁套，6201、正弦线外滑坎，6202、下锁套滑槽，630、上锁套组件，6301、 上锁套本体，63010、正弦线内滑坎，6302、上端面板，63020、回转槽，6303、链轮，640、底壳。
[0031] 图7中100、组装好的车底板，700、风帆，701、桅杆。
【具体实施方式】
[0032]在图1、图2、图3、图5、图7中，风帆竞技车由风帆（700)、车底板（101)、车桥 (200)、风帆连接组件(6000)组成；风帆顶部距离地面永4M，风帆面积永3M2;前、后车桥之 间距离多3*风帆桅杆至风压中心点之间距离；车底板长度多前、后车桥之间距离+300mm; 车底板宽度多2*足长+60mm;车桥采用由轮轴（201)、桥桁架（204)和转向毂（300、400)3 组件组合的脚轮结构，轮轴两端装有车轮（206)，转向毂与桥桁架用铰链配合中位弹簧钢板 方式连接；前、后车桥转向毂和风帆连接组件固定在车底板板头至板尾的纵向中心线上，风 帆连接组件位于前、后转向毂之间连线的中点至前转向毂之间，通过风帆风压中心点垂线 落在中点前后10cm范围之内所对应的桅杆（701)位置最后确定；前、后车桥上的两只转向 毂链轮和直行/转向转换装置链轮用同一根链条（102)连接，以实现直线行驶、转向过程的 受控及同步；后车桥转