一种用压缩空气推动的气动车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用压缩空气推动的气动车的间单方案。其主动轮在后车轴上，在轴的中间安装一个固定的内轮，内轮外罩上转动的外轮。在固定的内轮两边对称安装完全相同的气缸、气缸头、活塞、连杆等装置。进入气缸头的压缩空气经阀门送入弧形气缸，推动弧形活塞运动。由于弧形活塞与扇形连杆是固定连接，连杆另一端是通过轴承连接在车轴上，所以弧形活塞在气缸中做园弧形摆动。弧形活塞前端有一个顶杆片，由于有一根钢丝弹簧把它压向外轮的内缘上顶着鱼尾形凸耳，所以顶杆片就推着鱼尾形凸耳使外轮转动。其步调的协调是通过安装在连杆上的控制杆和内轮上的控制片配合，推动气缸头上的两个柱塞一个伸另一个缩，即一个进气另一个排气，由此来推动两边活塞上的顶杆片轮流工作。
【专利说明】
一种用压缩空气推动的气动车
技术领域
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[0001]本发明涉及一种用压缩空气推动的气动车，与现行的各种代步车不同。
【背景技术】
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[0002]现行的摩托车是以燃烧汽油为动力来源，其排放的二氧化碳等废气污染环境。一但没有了石油和天然气，这些摩托车全部成为废铁。现行的电动车，其电池寿命不长，一但报废也会污染环境。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的是:寻求一种没有任何污染又非常轻便的代步工具，而提供一个简单的解决方案。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]一种用压缩空气推动的气动车，他的动力系统是后轮为主动轮，其特点在于:车轴中间固定一个内轮，在这个内轮的两个面上并列对称安装两个弧形气缸和气缸头。在弧形气缸中的弧形活塞与连接在车轴上的扇形连杆和顶杆片连成一体，绕车轴做园弧形摆动，使两个顶杆片轮流推动外轮转动。其步调的协调是通过安装在连杆上的控制杆与固定在内轮上的控制片配合，来控制两个柱塞式气阀的进气与排气，从而达到两顶杆片轮流推动外轮转动的目的。
[0006]本发明的优点是:
[0007]本发明结构简单，只有一个外轮转动，没有其他部件转动。用传统的加工工艺即可制作。操作简便，只要控制输入气体的流量，就可控制车子的快慢、起步或停止。其余一切动作过程是自动完成。由于是使用自然环境中的压缩空气工作，所以没有环境污染。是最简洁、轻便的代步工具。
[0008]说明书【附图说明】:以下几幅图全部是气动车后主动轮的说明图。
[0009]图1，本发明主要部件结构平面示意图。是显示与内轮平行的面为纵切面的内部结构示意图。整个外轮在本图中已省略，只画了其内缘部分代表。
[0010]图2，本发明整体结构安装示意图。是显示从气缸顶部垂直于内轮的面为横切面的整体结构安装和其工作状态的示意图。
[0011]图3，本发明的车轴、内轮、控制片分解示意图。
[0012]图4，本发明气缸结构分解示意图。
[0013]图5，本发明的活塞、扇形连杆与顶杆结合分解示意图。
[0014]图6，本发明的扇形连杆、顶杆片分解示意图。
[0015]图7，本发明的气缸头结构分解示意图。
[0016]图8，本发明的控制杆、控制片与柱塞阀门配合示意图。
[0017]以上图3、4、5、6、7为图1结构的具体说明。而图8是对图2的工作状态做具体说明。所以是纵向截面看结构，横向截面看工作状态。【具体实施方式】:
[0018]实施例:本发明设计了一个用压缩空气推动的后主动轮，他与现行的各种代步车不同。
[0019]图1为本发明的主要部件结构平面图，是与内轮3平行的面为纵向截面的示意图，其特点在于包括:车轴1、外转动轮的内缘2 (整个外轮图中省略)固定内轮3、弧形气缸4、气缸头5、弧形活塞6、扇形连杆7、顶杆片8、控制杆9、以及控制片10。
[0020]图中的固定内轮3上安装有弧形气缸4与气缸头5并连成一体。在弧形气缸4中的弧形活塞6与扇形连杆7和顶杆片8连成一体，能绕车轴I做园弧形往复摆动。这相当于半个园在绕车轴I摆动，只不过这半个园缺了一块而已。而细钢丝弹簧8-2总是把顶杆片8推向外轮内缘的凸耳2-1上，所以这半个园在摆动的过程中，就使顶杆片8推动外轮转动。
[0021 ]图2为本发明的整体结构横截面示意图，是从气缸顶部起，垂直于内轮3的截面示意图。图中画出了两个气缸头5对称安装在内轮3的两侧。图中的外轮2通过轴承2-2与车轴I连接。内轮3固定在车轴I的中间，相同的扇形连杆7对称安装在内轮3的两侧，轮流推动外轮转动。两个气缸和活塞图中未画出，有气缸头5和连杆7就可以代表。进气管1-3的一端接在车轴I的进气孔1-2上，另一端分别接在两个气缸头5上。控制片10的横截面显示其工作状态。图中显示表明左边连杆和活塞摆动动到最大位置，而右边在最小位置。
[0022]下面结合说明书附图对本发明作进一步描述:
[0023]图3为本发明的车轴1、内轮3和控制片10的分解示意图。车轴I用钢管制作，一端封闭另一端有进气孔1-2，用于输入压缩空气。中间沿轴线有一销子槽1-1，用销子固定内轮3和扇形连杆7的轴承。
[0024]内轮3用钢板冲压成图示形状，中间开孔3-5用于安装车轴I和固定用的销子口3-4ο当两个气缸和气缸头并列安装在内轮3的两个面上时，2个孔3-6固定两个气缸，3个螺钉孔3-3固定两个气缸头。孔3-2用于穿过气管。方孔3-1用于安放控制片10，孔10-1用于安装控制片的转动轴。
[0025]为方便说明，图中画出了控制片10的立体视图，他的一个面制成弧形，目的是使其在摆动过程中的压力总是能垂直作用在柱塞杆5-5上。另一个面刻有2条弧形控制槽10-4，目的是使连杆上的控制杆9，其上的钢珠9-4能稳定地落在槽中滚动。在控制槽的一端，各有一个限位片10-2，用于阻挡控制杆9的摆动位置，也就是控制了扇形连杆和活塞摆动的最大幅度。10-3是沿着轴的纵向截面图，与图1相同。在限位片10-2上套上并粘贴皮垫10-5，用于控制杆9碰撞限位片10-2时起缓冲作用。
[0026]图4为本发明的气缸4和气缸头5结合与分解不意图。如图所不弧形气缸4的弧度为90°，在与气缸头5相连结处用螺纹4-1结合。4-3是气缸4的横截面。两个气缸制作为对称型。安装时把两个气缸安装孔4-2与图3中的孔3-6对准并用螺钉固定在内轮3的两边。气缸末端有皮垫4-4，其作用是当活塞回复到端原位时能对扇形连杆7起缓冲作用。制作气缸4的材料可用铁管，要求内径有一定的光洁度。也可用塑料如高压PVC制作。
[0027]图5为本发明的弧形活塞6、扇形连杆7与顶杆片8结合分解示意图。活塞6顶端有一活塞螺钉6-1。把活塞环6-3套在钉上，再旋入活塞顶孔6-2中，这时活塞顶端是一个碗形，且活塞环能略微横向转动。目的是使活塞环始终处在气缸正中。这种活塞环实际就是一个皮碗，与普通打气筒一样，要求皮碗上缘较薄，其横截面的直径比气缸的直径略小0.1?0.2毫米，当进气时皮碗受压缩气体作用而膨胀，气缸密闭利于气体推动活塞，当活塞回复时气体排出，皮碗复原阻力减小，利于活塞回复原位。
[0028]弧形活塞6弧度为180°，弧半径是处在气缸内壁两个弧半径的正中。这个弧形活塞的一半做活塞，另一半安装在扇形连杆7上。之所以做这么大，其作用是使活塞在气缸中的摆动轨迹始终稳定不变。活塞的横截面积比气缸的横截面4-3小，利于活塞在气缸4中往复摆动。只有活塞环与气缸壁接触，这个接触面因做得很小，所以摩擦阻力很小。同时气动车在使用中可从车轴外的进气管中加入润滑剂，由空气带入气缸起润滑作用。
[0029]图6为本发明的扇形连杆7、顶杆片8和控制片9分解示意图。扇形连杆7A的弧度为90°，弧半径大于活塞而小于气缸的半径，其实就是两块铁皮做成的盒子。7B是他的纵向截面图。这个扇形弧的长度也可以做小一些，如7C所示，这是弧长最小值。再小时活塞摆动的轨迹不稳定。这时活塞弧的长度也要相应减小。，上端是轴承盒及盒盖7-2，把轴承放入其中，并安装在车轴I上。
[0030]复位弹簧7-7套在车轴上的内轮3与轴承之间，其一端勾挂在内轮3的孔上，另一端勾挂在扇形连杆7上，如图1所示。活塞6、连杆7做功以后由于气缸4内气体已排完，就靠复位弹簧7-7回复到原位。
[0031]在弧形活塞6的末端边缘加工一个园柱形槽6-5，顶杆片8的园柱形一端8-1横向插入此处，并且顶杆可以在槽中摆动而无法直接向外拔出。这个顶杆片8的弧度与内轮3的外缘相同。当顶杆片8装入园柱形槽6-5后，连同活塞6的一半套入扇形连杆7A的园弧形槽7-1中，把活塞6的三个孔6-4与扇形连杆7A的三个孔7-3对准，再插入细钢丝弹簧8-2，并用螺钉把三个孔7-3锁紧。图右边是连杆7的纵向截面图。细钢丝弹簧8-2的作用是始终压着顶杆片8，把它推向外轮2的内缘上。
[0032]在连杆顶部轴承盒的内、外两层之间冲压了一个安装控制杆9的弧形方槽7-4，外边有一半园方孔7-5。把钢珠和弹簧9-4装入园锥柱9-1中，再把直角片9-2插入9-1的下边并用机械压紧，组装成控制杆9，再把控制杆9横向插入方孔7-4中，其园锥柱从7-5孔伸出，最后用螺钉把控制杆9的固定孔9-3在轴承盒的7-6处固定。这样做的目的是为更换活塞环6-3时比较方便。只要把7-6处的螺钉旋下，控制杆9很容易卸下。只要控制杆9卸下，把弹簧7-7挂在7A上的钩拔出，活塞6就很容易脱离气缸4，便于更换活塞环。本发明中唯一需要更换的就一个活塞环，其余所有部件可以说永远不需要更换。另外控制杆9的中轴线与扇形弧的前缘一定要处在一条通过轴承盒中心的直线上，如图中的虚线所示。
[0033]图7为本发明的气缸头5的结构分解示意图。其中A是纵向截面图与图1相同，B是左侧视图，C是右侧视图，D是前侧视图，E是正面的俯视图。先把气缸4的螺纹4_1处(如图4所示)与气缸头5的螺孔5-1连结。因为两个气缸头的三个螺钉孔5-11与图3中内轮3的三个螺钉孔3-3是——对应的，所以把两个气缸头的三个孔5-11与内轮的三个孔3-3对准，并用螺钉固定。这时气缸头的弧形一端与内轮的外缘重合如图1所示。进气孔5-2正对气缸4中间，再穿过柱塞通道与进气管接口 5-3相通。压缩空气从外部经车轴I送入，如图2中的粗线所示。在进气孔1-2处接上紫铜输气管，它的另一端接在气缸头进气管接口 5-3上。进气管是一个三通管，它的另一端通过内轮3的穿气管孔3-2，接在另一气缸头的进气管接口 5-3上，如图2所示。排气孔5-4在气缸接口 5-1的边缘，排出的气体从气缸经排气孔5-4进入柱塞通道，再从气缸头正面的孔5-4排出如图中的E图所示。
[0034]柱塞及杆5-5与柱塞通道紧密配合，正好能关闭进气孔或排气孔。柱塞杆比柱塞细而长，后端是螺纹，伸出气缸头外用于操控，前端没有螺纹一段的长度(包括柱塞和柱塞杆)应等于气缸头的罩盖口到正好能封闭出气孔的距离。柱塞弹簧5-6套在柱塞杆5-5上，再套上限位弹簧螺丝5-7。这个螺丝要旋到柱塞杆螺纹终了为止。后将柱塞罩盖5-8旋接在气缸头的罩盖孔上，如图中的D图所示。接着套上锁紧螺丝5-10，最后旋进顶部为弧形的调控螺丝5-9。这时调控螺丝5-9正好能顶住控制片10，如图1所示。在没有外压力时，柱塞在气缸头中处在5-12所示位置。这时柱塞正好封闭出气孔，进气孔开是进气状态。当用力推柱塞杆到最大位置时，柱塞在气缸头中处在5-13所示位置。这时柱塞正好封闭进气孔，排气孔开是排气状态。柱塞阀一伸一缩的行程是6毫米左右。
[0035]图8为本发明的控制杆9、控制片10和柱塞5-5配合的工作状态示意图。其截面是从气缸顶部垂直于内轮3的截面示意图，与图2相同。它分为上、下两个部分，其工作状态相反。A和B是并列在内轮3两边的气缸头5，C和D分别与A和B对应，是沿与内轮3平行方向的截面示意图，与图1相同。以下就是对A和B两个气缸从两个视角说明两种工作状态。
[0036]由图中的上部分A和C所示，当图左边的连杆7转动，在其上面的控制杆9进入控制片10的滑槽中时，控制片10顶着气缸头A中的柱塞5-5推到最高位置，柱塞封闭了进气孔5-2，这时出气孔5-4打开，左边气缸中的气体从5-4排出，再经气缸正面上的出气孔5-4排出(见图7)。与此同时，由图中B和D所示，气缸头B中的柱塞5-5因控制片10对其压力消失，靠柱塞弹簧5-6的回复力作用，回到最低位置，使其进气孔5-2打开，出气孔封闭，右边气缸4进入压缩空气做功(见图7)。
[0037]随着右边气缸做功，右边的连杆7转动，当转到其上的控制杆9顶住控制片10时，正如图8下部右边的B和D所示，气缸头B中的柱塞封闭了进气孔5-2，而出气孔5-4打开，右边气缸中的气体排出(见图7)。与此同时，如图中的A和C所示，控制片10对左边柱塞的压力消失，柱塞受弹簧5-6的回复力作用，回到最低置，进气孔打开，出气孔封闭，左边气缸进入压缩空气做功(见图7)。以后的过程重复。
[0038]本发明的气缸横截面4-3的面积约在Icm2左右，当输入的压缩空气在I大气压时也有约10牛顿的力推动外轮转动。储气罐中气压不大，所以对储气罐的要求不高，也比较安全。本发明可以是大小和形状不同的多个储气罐连通在一起，组成车架的各个部分，一物两用。本发明采用小的弧形气缸另一考虑因素是节省气体。靠车架做的储气罐所储存的气体有限，但希望能行驶几十公里以上。当然也可配一个小型气栗，无论走到那里气用完了，只要接通一下交流电源，几分钟就解决问题。本发明的使用寿命比自行车长得多，因为只有外轮转动，没有其他转动部件。只有皮碗状的活塞环有摩损，要更换，但如前所述更换活塞环很方便。其他所有部件都没有摩损问题，。作为代步工具，无论是省力、经久耐用、维修、环保等各方面综合比较，比自行车更好。
[0039]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡跟据本发明的主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用压缩空气推动的气动车，他的动力系统是后轮为主动轮，其特点在于:固定在车轴(I)上的内轮(3)的两个面上并列、对称安装弧形气缸(4)与气缸头(5)且连成一体，在弧形气缸(4)中的弧形活塞(6)与扇形连杆(7)和能摆动的顶杆片(8)连成一体，绕车轴(I)作园弧形往复摆动。从而由两边的两个顶杆片(8)轮流推动外轮(2)转动。2.根据权利要求1所述的一种用压缩空气推动的气动车，其主动轮的特点在于:两个相同的气缸头(5)并列对称安装在固定内轮(3)的两个面上，两个气缸头各设一个柱塞杆(5-5)控制进气与排气，其端点同时压在同一个控制片(10)上，由调控螺丝(5-9)调节其伸缩间隙。3.根据权利要求1所述的一种用压缩空气推动的气动车，其主动轮的特点在于:两个扇形连杆(7)顶端各设有一个控制杆(9)，它随连杆(7)转动，当其轮流顶住同一个控制片(10)时，使两柱塞杆轮换一伸一缩，两气缸(4)轮换进气与排气，从而达到固定内轮(3)两边的弧形活塞(6)轮换摆动，两个顶杆片(8)轮流推动外轮(2)转动。
【文档编号】B60K7/00GK105984325SQ201510079055
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月10日
【发明人】金耀
【申请人】金耀