本发明涉及一种木马类摇摆运动娱乐器具。 儿童木马只能摇摆,不能行走。中国专利局公开号85107400,名称为《广场浪船》的发明虽能摇摆、行走,但是摆动体两端需带有杆件,并且只有当摆动进行到端部时杆件才能对地施力,这样驾行者必须掌握施力的时机,这使得驾行不便。
本发明的目的在于改进广场浪船这一运动娱乐器具,使之结构简单驾行方便。使木马、摇椅能够行走也是本发明的目的。
本发明的实现:把普通摇椅的接地摆动的园弧形的脚称作摆动框架。两个如同摇椅的摆动框架(这摆动框架的长度与宽度相差不多,即摆动的弧长与两条摆动弧之间的距离近似相等)各设有一根轴,这轴与摆动框架的摆动面垂直,(参看附图1、2)。把这样的两个摆动框架装在载人架上,使该两摆动框架能各自绕自己的轴转动,并且两摆动框架在转动到某一合适位置时能共同组成一园滑的摆动面。(这摆动面在地面上摆动时留下的印痕呈8字形,或者呈其它形状,如两个口字形、两个二字形、两个X形等等,还可以呈一个X形一个口字形等等)用传动装置把两摆动框架相连,当一个摆动框架转动时,另一摆动框架也转动相等的角度(如:转动的方向相反,也可设计成相同;每转动180度两摆动框架都能共同组成一园滑的摆动面)。两摆动框架在载人架上转动时,为使不发生运动干涉,可使两摆动框架之间留有间隙(参看图1,A所指处)
架行者坐在载人架上。载人架设有转动手柄,转动手柄与一个摆动框架的轴固结,驾行者转动转动手柄能使该摆动框架相对于载人架转动,通过传动装置另一个摆动框架也转动。
当重量落在一只摆动框架上时,该摆动框架与地面不产生相对转动,这样载人架载着驾行者与地面相对转动。
该广场浪船的摆动可如同普通木马:当两摆动框架处在合适位置,形成一园滑的摆动面时就可如同普通木马进行摇摆。由于摆动面可分成两部份,这两部份都能绕自己地轴转动,且在传动装置的约束下,摆动面的这两部份在转动时能有规律地形成一园滑的摆动面,因此可在摇摆使重量移在摆动面的某一部份上时转动这一部份,当形成园滑的摆动面时再摇摆,使重量移到另一部份上,从而产生行走。
该广场浪船的行走有多种方式,一种速度较快的行走方式是:在摆摇中,每摆动一次(从一只摆动框架着地,变到另一只摆动框架着地),载人架的方向(在水平面上的投影)变换180度。具体的过程是:1、两摆动框架转到合适的位置共同形成一个园滑的摆动面;2、驾行者摆动该广场浪船,使摆动幅度增大;3、当摆动使重量移在一只摆动框架上,并且还未达到最大摆幅时,转动转动手柄,使载人架变换180度方向;4、这时两摆动框架又处在一合适的位置共同组成一(近似)园滑的摆动面,可重复以上的过程。这一行走过程,设计时应予满足。载人架带着驾行者改变180度方向产生转动动能,摆动时,重心从一只摆动框架移到另一只摆动框架上产生平动动能。充分利用这动能在快速驾行时,驾行者停止用力,广场浪船仍能快速行驶,如同其它行驶器具,具有滑行性能。载人架改变方向(转动)时产生动量矩,特别在采用两人对坐驾行,或单人卧式驾行,转动惯量较大时,动量矩产生的效应(如类似于陀螺效应的定向性)更加明显,这种效应带来的好处在于:摆动框架的尺寸较小时,仍具有摆动的稳定性(不会摔倒)。
对及上所述的广场浪船的实现办法,可作多种变形的设计,将在下文的实施例中提出。
本发明带来的积极效果在于使儿童木马能在地面上随意行走;使中国专利申请号85107400所述的广场浪船省去了弧形长条板,且不产生与地面的滑动摩擦;本发明制成的运动器具行走省力、驾行趣味性强、且制造成本低廉,可在青少年中普遍使用,使人们的运动娱乐更丰富多彩。
以下说明几个实施例
实施例1、(参照称图1、2、3、4)
图1是广场浪船的主视图(示意),前摆动框架1、后摆动框架6结构如示意图2所示(图2是前摆动框架1的三视图,转动轴7处断开),由接地弧杆12、支持筋条13、绳索导盘11、绳索绕盘10、转动轴7组成,前摆动框架1的转动轴7较长,装有转动手柄2。当两摆动框架1、6处在图1所示位置,组成一园滑摆动面时,转动手柄2的方向与图面垂直,使用时则向前转动180度左右。载人架3设有坐垫4、搁脚板5、绳索导轮8。前后摆动框架1、6的转动轴7分别装在载人架3的前后轴孔中。前后摆动框架1、6的传动采用绳索传动。传动示意图见图3。绳索9与绳索绕盘10设有固定点C、D,这两固定点之间的绳索绕转如图3所示。这样设计的绳索传动达到3个要求:1两摆动框架成反向转动;2传动力矩大,不会打滑;3传动转角大于180°。
相对于图1的简化俯视图如图4所示,该图是示意图。为使初学者在驾行时有安全感,可在F、F′箭头所指处设小轮,小轮的轴指向各自的转动轴7,可在E处设万向轮。这些小轮或万向轮应装在载人架3上,在摆动幅度过大时应与地面接触。
把这一实施例的转动手柄2的轴与转动轴7分开、前移、并增大转动手柄2与前摆动框架1的传动增益就成了
实施例2、参照附图(图5)
把实施例1的转动手柄2的轴与转动轴7分开,前移,并增大转动手柄2与前摆动框架1的传动增益(转动手柄2转动90度,前摆动框架转180度)是该实施例的特点。图5是示意图,与图1相比搁脚板5前移,转动手柄2成对称方框形。转动手柄2,手柄绳轮14与连结它们的转动手柄轴团结在一起。手柄绳轮14(可用有缺口的园或杆子代替)的直径比绳索挠盘10的直径大一倍左右。图5所示的广场浪船的绳索传动的示意图由图6所示,(参照上文对图3的说明)黑点表示绳索与园盘的固定点,各绳索9是拉紧的,图6所示的绳索固定点的位置是前后摆动架1、6相对于图5转了90°的位置。实施例3,参照已述的各附图及图7。
对实施例2作些变化,成为用脚踏的。具体实施方案是把转动手柄2的轴缩短,用脚能踏在转动手柄2的握手位置上,并在载人架3上另设供驾行者抓着的把手。
为使脚踏时比较顺脚,可采用“四连杆机构”,该机构示意图如图7所示,脚踏着脚登板2′使转动手柄2转动。
也可采用摆臂式脚踏机构,摆臂轴设在绳索的上方(位置比绳索高),踏板设在摆臂轴与摆臂绳索固定点之间的摆臂的某位置上。
实施例4,参照已述各附图及图8
采用卧式或半卧式驾行。在载人架3上设靠、卧椅,把转动手柄2设在驾行者的手或脚能够到的位置即成。
再介绍一种可采用的方案:(参看示意图8)前后摆动框架1、6之间最大的距离较大,两者之间设有一凸面体16(图中呈球面,凸面体16设有轴,能在载人架3上自由转动),凸面体16可与载人架3固定,或能转动(一种是自由转动,另一种是与前、后摆动框架1、6成约束转动,如前、后摆动框架同向等速转动,凸面体16则反相转动,园周的线速度与前后摆动框架(1、6)的外缘线速度大至相等。实施例5(参照以上实施例及附图9)。
该实施例是一种双人呈面对面坐势驾行的广场浪船。在载人架(3)上设有两个坐(4)及搁脚板(5),转动手柄(2)共用,广场浪船首尾对称。图9是这种形式的示意图。
这一实施例的特点在于:载人架(3)坐人后转动惯量(以前或后摆动框架的转动轴为轴)很大,这使得在驾行时产生的动量矩与转动动能都较大,因此具有良好的稳定性与滑行性。当两坐垫(4)的距离远大于摆动弧长时(即两驾行者坐得相距较远,且脚一离开搁脚板(5)就能踏到地面。脚能踏到地面还使得驾行方便,安全感好),这良好的性能将表现得更加明显。
这一实施例的主要变形设计有:
1、两驾行者面朝着转动方向而坐(即当前、后摆动框架呈东、西方向时,两驾行者的脸分别朝南、北方向。)
2、两驾行者背向而坐或同向而坐。
3、转动手柄(2)可用脚踏代替(参看实施例2)
4、搁脚板(5)面积较小,驾行者可随时把脚踏到地上,以能起到稳定作用、停止驾行作用、增快驾行作用(增强摆动与转动)等等。
5、转动手柄(2)可不设,广场浪船的转动作用直接依靠驾行者的脚对地施力(两摆动框架的传动装置仍不可省,传动装置还起“偶合”作用,使两摆动框架转动至一合适位置时共同组成园滑的摆动面。)
6、广场浪船可制成前后不对称以适应两驾行者坐势不同,重量不同等等;转动手柄(2)仅供一人使用等等。
实施例6 参看图10
图10表示摆动框架的对地印痕,及两摆动框架的“四杆传动示意图”传动杆在图示位置时两摆动框架组成一园滑的摆动面当α为180-e时亦然。
该实施例是一种步行式广场浪船,这一例的特点在于:两摆动框架通过球面四杆机构实现传动,载人架(3)、前、后摆动框架(1、6)、转动轴(7)。连杆116铰链17、组成“平行四边形机构”。当坐垫设在载人架(3)上与其团结时,驾行者人体所朝的方向有小于180度的变化;如坐垫(3)设在坐架18上,坐架18有转动副19与载人架(3)及连杆16相联,这样在驾行时人体所朝的方向大体不变化。当转动手柄或脚踏转动或摆动时,可使角度α度化;从α-180°-α-α…等,当变成这一角度时,两摆动框架都能共同形成一园滑的摆动面,重量从一只摆动框架移到另一只摆动框架上。这种广场浪船的行走如同一个轮子在滚动,而轮子是“不断拼接”而成的。驾行时,转动动能是变化的,(当形成如图的α,或180度-α时转动动能是零)。为使驾行省力,滑行性能好,必须利用这转动动能,这有两个方法:1是利用弹簧装置,当连杆16处在上述的α及180度-α即转动动能为零时,弹簧具有最大的势能(这时可使机构处在一不稳定或半稳定的平衡状态)。这样使动能与弹性能得到转换。2是利用飞轮装置使转动动能转化,(举个例子,内燃机活塞处在上下止点时其动能是零,处在行程中部时动能最大,动能是通过飞轮进行转换的)。
以上各实施例的一些结构的变化的设计举一些例如下:
1、转动轴(7):两摆动框架(1.6)所设的轴动轴(7)可不与摆动面垂直,所装的位置也可不在中部(如图2)。
2、前后摆动框架的传动。
a、两摆动框架的周边设有齿,使两摆动框架的传动类似于园锥齿轮的传动,两摆动框架的转动方向相反;或者增加一只中间齿轮使两摆动框架的转动方向相同。
b、两摆动框架用链条传动;或者通过杆件传动。
3、前后摆动框架的形状(指对地印痕的形状)
a、以上各实施例的前后摆动框架在地面摆动时产生的印痕是园形或近似园形的,但也可以成方形,或其它形状的封闭图形。还可以是非封闭的图形,如平行线形,成放射线形等等。
b、成放射形时(图11所示是放射十字形的摆动框架的对地印痕,摆动框架的着地部位在一球面的两条互成十字的弧上)两摆动框架在转动其它角度(如90°)时也能共同组成园滑的摆动面。
4、载人架:
载人架可制成箱体形,或网笼形,驾行者坐在箱体之中,广场浪船的整体如同“不倒翁”使两摆动框架着地具有稳定性。这样广场浪船还能随意翻斤斗,使驾行的花样更多。
5、转动手柄与载人架的替换。这种替换可产生新鲜的驾行趣味。
实施例1的广场浪船在行走时转动手柄(2)相对于载人架(3)往复180度左右的摆动,实施例2为90度左右,人体连同坐垫与载人架无相对转动。驾行时人体相对于地面的转动是向一个方向作连续转动(转动方向可任意选定,一径选定,快速驾行时就不易改变)。
转动手柄可与坐垫互相交换,人体连同转动手柄,这样驾行时人体与载人架产生相对转动。人体与地面的相对转动则由转动手柄(现可称为坐垫)前、后摆动框架这三者的转动特点所确定。
6、广场浪船如在草地、公园,沙滩等松软地面使用,则摆动框架的着地部位应有较大的面积以减少“比压”;如在坚实光滑的地面使用则摆动框架的着地部位应衬着橡胶或其它材料,从增大摩擦力从而增大对广场浪船的转动力矩与前进的力。
7、一种大量生产的方法是:摆动框架的接地弧杆(12)由注塑成形的异型管材料用热成形加工的方法制出。
注:附图中各序号的名称可互相参照。卧式驾行包括仰卧与俯卧。
★ 图12所示的广场浪船其特点在于摆动框架尺寸较小(对地印痕的园圈直径相当于足掌的长,或更长些或更短式)转动手柄2装在坐垫下,转动手柄2转70左左右,前后摆动框架转180度,两摆动框架转向相反。图12为示意图。(对照上文的一些实施例),为使美观及适用,载人架、坐垫、搁脚板固结在一体,手柄绳轮14在搁脚板5以下,罩着以下所有的部件,驾行者脚很容易踏到搁脚板上或地上。
★ 该广场浪船可作为可移动的坐椅或其它能能行走的器物之用。如:1、教师椅,(根据图12及其说明)教师坐着可随意转向黑板或学生,还可行走。2、办公椅,一转身体,椅子可后退两步以打开桌的中间抽屉。这两种椅子摆动的园弧半径可大些,转动手柄用脚踏代替。
在第6页倒7行与倒8行之间加实施例5、6、7。各实施例(1、2、3、4、5、6、7)的结构可互相参照。
实施例5参看附图13、14
广场浪船的转动手柄可装在坐垫的下面,这样显得紧凑,同时带来转动轻松,附合人体工程学等优点。
图13的广场浪船的转动手柄有两个握手球头20,转动手柄如同羊角一样在转动手柄的轴22上长出。坐垫设在空心管子21上,管子中心装有轴22。在坐垫4与管子21的连结处设有缺口,以使转动手柄能伸出,並使转动手柄能有小于180°的转动角度(一般为90度左右就够了)。转动手柄转90°,前后摆动框架转动180°。图14是这种钢索传动的示意图,两摆动框架的转动方向相反。当转动手柄在转角的两极限位置(或近似这位置)时两摆动框架都能形成一圆滑的摆动面。
载人架可成板状,宽度为50厘米左右,驾行者的脚可搁在其上。
两握手球头20可用一园环连结如同汽车的方向盘,高度可低于坐垫,以不与大腿相碰为好。
实施例6
实施例4的双人驾行广场浪船可参照实施例5改装。(把实施例5的坐垫4取消,球头用园环连结,园环的直径以两架行者能够到为宜。园环转动的角度以驾行者的方便性设计,然后再确定如图14的钢索传动的“传动增益”即转向盘(园环)转动较小的角度,两摆动框架能转动180°。还可利用图7的“四连杆机构”使驾行者握着球头拉推〔参看图15〕)
实施例7 参照实施例5及附图13
集体驾行的广场浪船。
把图13的广场浪船的载人架制成园桶形或园盘形,或其它形状,使好多人可坐(或站、蹲等)。使一些人(或全体)的手能够到转动手柄(或园环形,或“四连杆机构”)
载人架的尺度(园桶形或园盘形的直径,或方形的对边长度)与两摆动框架在地面的印痕的最大距离的比的范围为2-0.5。(也可大于2,也可小于0.5)
实施例7
图1的广场浪船的转动手柄是来回转动的,也可改变设计,成为前后扳动的。改变的设计如下述。
图16是采用扳动手柄的广场浪船。
扳动手柄23用轴24(轴24与图面垂直)与载人架3相连,它设有握手26,绳索固定头25。
图17是绳索传动示意图(对照图3)Q点与扳动手柄23的绳索固定头25固结。(各实施例互相参照)。