本发明涉及一种娱乐运动独轮车。 娱乐运动用独轮车一般有两种,一种是大尺寸的,它的轮子中心的高度大于独轮车连骑行者的重心的高度,这种独轮车具有纵向稳定性,可以装动力行驶,但外形尺寸大,转向不灵活。另一种是小轮径独轮车,它不具有纵向稳定性,不能装动力行驶,骑行时平衡较难。这两种独轮车使用范围较窄,老人、幼童不能骑,也不能用此独轮车表演飞车走壁的杂技项目。
本发明的目的在于制造一类极易骑行的、与地面只有一个接触面,这接触面具有较小的面积的滚动行走器具,这行走器具具有纵向与横向的稳定性,使骑行者得到神奇愉快的感受。
本发明的实现:在与地面只有一个接触点的滚动行走装置上安装一个能快速转动地飞轮;利用飞轮转动时产生的陀螺效应使车体具有横向稳定性,或横向、纵向的稳定性。
本发明强陀螺、超稳定单点接地车可分两类,实现的方法分述如下:
一类是起陀螺作用的飞轮的轴线垂直于车体,并在一水平面上。它的横向稳定性是靠起陀螺作用的飞轮实现的,它的纵向稳定性是靠大直径圆弧接地所产生的。
大圆弧接地的行走装置,可用特殊的履带装置来实现。这特殊的履带行走装置的履带是一条单向挠曲的履带,它只能向一个方向挠曲,向另一个方向只能构成一大半径的一段凸弧,并能承受弯矩。这履带的宽度即履宽可尽可能地窄,只要满足强度条件即可。用这种履带制成的独履行走装置它具有纵向稳定性,这与普通的履带相似,但是它的转向阻力却大大地小于普通履带行走装置。
另一类是滚动行走装置不具有横向及纵向的稳定性,全完是靠起陀螺作用的飞轮才使该装置具有纵向与横向的稳定性,它的飞轮的轴必须与水平面有一不为零度的夹角。
本发明的积极效果是增加了娱乐,运动用独轮车的一个类型,使运动娱乐器具更多样化。
发明的实施例1
图1是由大圆弧接地履带行走装置构成的独履形式的强陀螺、超稳定单点接地车的简化了的正视图。1是罩壳,2是坐垫,3是脚踏,它们都固定在车架上。5是履带,图2是履带的两节,履带板的断面呈U形,8为履带肖,9为导轨,7为接地橡胶。这种履带只能向一个方向挠曲,向另一方向挠曲时履带的相邻两块的10处相抵,阻止了履带挠动,并构成一特定半径的圆弧,还能承受弯矩。这一特定半径的圆弧的半径要大于车体骑人后的重心高度。图1中的4为导轮,6为驱动轮,二者结构相似。图3是驱动轮(导轮)的部分图。图3中的12、14为驱动轮(导轮)的驱动齿,11为轮缘。13是轮缘的肩,它与图2中的9导轨接触,承受车体的重量,並把这重量传给履带的导轨。如图1所示的履带装置可不装支重轮,全部重量通过导轮与支重轮作用在导轨上。从图1中可明显地看出,驱动轮、导轮及地面反力,这三个力使履带向一个方向弯曲。由于履带的结构如图2所示,所以图1中在导轮与驱动轮之间的履带是一段圆弧,它的导轨是光滑的,这使得驱动轮的滚动阻力小而不产生冲击;接地部份也是光滑的,这保证了在理论上的单点接地,使之具有较小的转向阻力。
如图1的车可装动力行驶,发动机安装在驱动轮的一侧,起陀螺作用的飞轮装在驱动轮的另一侧,发动机通过传动装置使该飞轮高速转动。这传动装置中可装一自动离合器,当发动机的转速没有达到相应的飞轮的转速时,离合器自动脱开,该飞轮靠惯性高速转动。该飞轮的轴垂直于履带运转平面。
这种车在骑行时,加速或减速可产生大幅度的纵向摆动,这刚好是娱乐、运动所需要的,也是骑独轮车的一个特征。但是这摆动超过一定的限度就要纵向倾复,因此该车的最大加速度与最大制动力必须加以限制。如图1所示的2坐垫,3脚踏的位置,可决定骑行者的坐势。骑行者在这种坐势下改变身体的倾角,使车体连骑行者的重心前后移动,而改变加速与减速的稳定性。从图1、图2、图3、及以上的说明可得知,车体坐垫前的部份结构简单,因此在减速时骑行者可趋势从前部跨出车体,这是骑行者不停车下车的极安全的方法。但骑行者离车后,车体必须自动继续减速,以至停车。
这种车的转向行驶是这样,假定起陀螺作用的飞轮的旋转方向与履带的运转方向相同,这时,骑行者只要使车体向一边倾斜,由于飞轮的陀螺效应,及该车履带的低转向阻力的特性,车体前部就向着这一倾斜的方向转动,从而改变了行驶方向。假如起陀螺作用的飞轮的转动方向相反于履带转动的方向,则转向行驶是另一种动作,只要起陀螺作用的飞轮的动量矩足够大,则不管该车在行驶,还是不行驶,是载着骑行者,或是没载骑行者,该车都不会横向倾倒,而只能作陀螺进动。
这种车在表演飞车走壁的杂技项目时,必须使壁面的曲率半径大于履带的接地半径,使这车与壁面只有一个接触部位,並且起陀螺效应的飞轮的转向与履带的转动方向相同。
图4是另一实施例。
图4是用没有横向与纵向稳定性的小轮子作行走装置,完全靠飞轮的陀螺效应而稳定的,“强陀螺、超稳定单点接地车”简化正视图,图中作了局部剖视。
车轮21紧固在轮轴22上,飞轮16通过轴承23套在轮轴22上,並能相对于车轮21与外盖15高速转动。外盖15固结着坐垫20,通过轴承24套在车轴22上,转动手轮19通过17处的方向传动,使车轴22转动,这样外盖15与车轮21产生相对转动。由于外盖15的重心总在轮轴22以下,它不会相对于地面转动,因此车轮21就转动了,车体就前进了,18是手轮轴。如不设坐垫20,可在B处站立驾行,也可在A处设坐垫。
飞轮16的转动,可由外部马达带动,待飞轮16的转速提高,达到所要求的转速后,离开外部马达。飞轮16依靠惯性持续一段时间的高速转动。在这段时间里,这车的车轮21倾斜单点接地,车体在飞轮16的强陀螺效应作用下,具有很强的稳定性,骑行者可在车体的外盖15上,随车体作陀螺进动的运动,也可能动手轮19使车体到处行走。这种车可在俱乐部,游乐场供老、少、妇、弱骑行取乐。
外部马达带动飞轮16旋转有多种方案,现随便提出两种。
一是:马达带动一立轴圆盘,圆盘的外圆衬着摩擦材料,圆盘的高度与图4中的C处相当,当车体的C处靠紧圆盘时飞轮15就加速转动了。
二是:图4的车轮21的中心处开一缺口,外部马达带动的高速转动圆盘进入这缺口,靠紧飞轮16的接近中心的部位,靠磨擦力使飞轮快速旋转。
图4所示的强陀螺、超稳定单接地车,还有多种变形设计。如可使车轮21制得很小,而使骑行效果有所不同。还可使行走的车轮的轴与起陀螺作用的飞轮的轴不重合,而改变了整个设计形状,它的传动装置,坐垫位置,一般技术人员都能想象得出。