專利名稱：雙弧銜接滾動的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種由金屬套管支撐的二段短弧，通過齒輪等傳動，能在地面交替銜接滾動，具有輪子功能的機(jī)械。
目前公知的陸上運(yùn)載工具，絕大多數(shù)依靠輪子在地面或軌道上滾動而前進(jìn)。輪子已有五千多年歷史。輪子已是人們生活中不可缺少的部分。但是，對需要輕便的運(yùn)載工具來說，雖然采用了輕質(zhì)高強(qiáng)度材料和縮小輪子的半徑，仍不能達(dá)到理想的效果，這是因?yàn)檩喿邮艿降孛娌诙群娃D(zhuǎn)動力矩的制約，已經(jīng)不能把輪子的半徑縮得很小了，從而決定了要使運(yùn)載工具輕便化，必須從根本上改變輪子的形態(tài)；另一方面輪子在周而復(fù)始的滾動過程中，輪輞與地面的作用部分與整個輪輞相比是很小的，組成輪子的大部分材料處于等待狀態(tài)得不到充分利用，占用了空間和增加了重量。
本發(fā)明的目的是提供一種具有輪子滾動功能的機(jī)械，在同高度情況下，它有比輪子大得多的運(yùn)動半徑和小得多的體積和重量，為運(yùn)載工具輕便化開創(chuàng)一條新的實(shí)現(xiàn)手段。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在金屬板一端的二側(cè)垂直固定一根中心軸，組成本發(fā)明的支架，在支架兩側(cè)的中心軸上各套入截面為長方形的金屬管(或金屬圓管)組成本發(fā)明的上弧腿，上弧腿中各有一根比上弧腿長，且可以在其中伸縮的截面也是長方形的金屬內(nèi)管(或金屬圓內(nèi)管)，組成下弧腿4，下弧腿4的下端與著地弧的中間垂直固定，著地弧為一金屬短弧，著地弧的曲率是以中心軸的中心為圓心至地而的高度為半徑的圓弧，上下弧腿及著地弧統(tǒng)稱為弧腿。
由于弧腿著地滾動時需要保持恒定的長度(以下簡稱恒長滾動)，本發(fā)明采用二種實(shí)現(xiàn)方式一種實(shí)現(xiàn)方式是在二條下弧腿的上部，各固定一金屬短弧，稱弧腿弧，支架二側(cè)各固定一滑輪組，當(dāng)弧腿著地滾動時，弧腿弧進(jìn)入支架滑輪組的下緣滾動，由此保持弧腿的恒定長度，弧腿弧上緣的曲率是以中心軸的中心為圓心至弧腿弧上緣為半徑的圓弧。另一種實(shí)現(xiàn)方式是在二條下弧腿的上部固定一組滑輪，支架二側(cè)固定支架短弧，當(dāng)弧腿著地滾動時，弧腿滑輪組在支架短弧的下緣滾動，由此保持弧腿的恒定長度，支架短弧下緣的曲率是以中心軸的中心為圓心至支架短弧下緣為半徑的圓弧。
本發(fā)明的中心部件是安裝在支架上的支架齒組，支架齒組由二個空心臂、二個半圓齒輪和一根連接軸組成，一個空心臂和一個半圓齒輪軸對稱軸重合固定成一體，由連接軸將另一對重合固定在一起的空心臂和半圓齒輪方向相反地連接在支架的另一側(cè)，連接軸可在支架軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動。
在下弧腿的上部各固定一個滑輪，滑輪可在空心臂內(nèi)活動。緊貼半圓齒輪齒頂?shù)氖枪潭ㄔ谥Ъ芏?cè)的金屬導(dǎo)向弧。與半圓齒輪相嚙合的是固定在二條上弧腿上的內(nèi)嚙齒段，內(nèi)嚙齒段隨弧腿的位移推動半圓齒輪及整個支架齒組的轉(zhuǎn)動，使支架另一側(cè)空心臂內(nèi)的滑輪隨之沿導(dǎo)向弧滾動，帶動非滾動弧腿的提起、前移和下落；而滾動弧腿一側(cè)空心臂中的滑輪則進(jìn)入導(dǎo)向弧的下部，隨滾動弧腿沿以中心軸的中心為圓心，中心軸到該滑輪處為半徑的弧線運(yùn)行，故對本弧腿不產(chǎn)生作用。由于滑輪與空心臂運(yùn)行半徑不同，需要在空心臂內(nèi)有一個空心范圍?；⊥忍崞鸬母叨扰c二條弧腿均著地時的張角及支架齒組、內(nèi)嚙齒段離中心軸的距離成正比；弧腿間的張角愈大，支架齒組、內(nèi)嚙齒段離中心軸距離愈遠(yuǎn)，則弧腿提起的高度愈大，反之愈小。
本發(fā)明能做到在推(拉)力作用下，不僅實(shí)現(xiàn)二條弧腿的交替滾動，而且能在前進(jìn)轉(zhuǎn)后退，后退轉(zhuǎn)前進(jìn)的突變情況下不會出現(xiàn)死點(diǎn)，各部位的作用力始終保持均衡，這是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)所決定的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是滾動半徑是同高度輪子的二倍，從而相對地加大了轉(zhuǎn)動力矩，有效地減小了運(yùn)行時的阻力；當(dāng)二條弧腿均著地時的張角為24°時，其體積僅為同半徑輪子體積的六分之一，且二條弧腿可以合起來收藏，從而大范圍地縮小了體積，節(jié)省材料。
本發(fā)明可直接代替輪子應(yīng)用于各類輕便手推(拉)車，有待開發(fā)和應(yīng)用的前景非常廣闊。
下面結(jié)合附圖和其實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是二條弧腿均著地時的主視2是一條弧腿滾動到著地弧的中點(diǎn)，另一條弧腿提到最高處時的側(cè)視3是另一種恒長滾動的主、側(cè)視4是弧腿弧10在支架滑輪組11周圍的運(yùn)行軌跡圖5是弧腿滑輪組12在支架短弧13周圍的運(yùn)行軌跡圖6是支架齒組7的主、側(cè)視7是本發(fā)明的運(yùn)行動作分解圖中1.中心軸2.支架3.上弧腿4.下弧腿5.著地弧6.內(nèi)嚙齒段7.支架齒組7-1.空心臂7-2.半圓齒輪7-3.連接軸8.滑輪9.導(dǎo)向弧10.弧腿弧11.支架滑輪組12.弧腿滑輪組13.支架短弧中心軸1與金屬板垂直固定在一起，組成支架2，支架的長、寬和形狀隨應(yīng)用需要而定。上弧腿3套在中心軸1上，并可繞中心軸1轉(zhuǎn)動，外側(cè)加墊圈，再用銷釘檔住，銷釘插在中心軸1的小孔中。上下弧腿截面形狀可以取用長方形的，也可以用圓形的或其他形狀的，為了縮小寬度，截面取用長方形的為好。下弧腿4插在上弧腿3中，要求在沒有隙動的情況下可以自由伸縮。在下弧腿4的下端與著地弧5的中點(diǎn)垂直固定在一起；為收藏方便該弧可以下弧腿4和著地弧5的接觸處為轉(zhuǎn)動中心做成可折的，并在著地弧5與下弧腿4之間加二根支撐(圖中未繪)。著地弧5的下緣可以固定一層膠皮，以提高與地面的接觸性能(圖中未繪)。著地弧5的曲率為以中心軸1的中心為圓心到該弧的下緣為半徑的圓弧。
在下弧腿的上部垂直固定弧腿弧10，弧腿弧10上緣的曲率是以中心軸1的中心至弧腿弧10上緣的距離為半徑的圓弧，該距離是由安裝在支架上的支架滑輪組11所在位置確定的，這個位置盡量靠下，只要不阻檔支架齒組7的轉(zhuǎn)動就可以。位置往下放，弧腿弧10可以在支架滑輪組11下面滾動范圍大一點(diǎn)，要求并不嚴(yán)格，關(guān)鍵是滿足弧腿下落到地面時，弧腿弧10的上緣與支架滑輪組11中的小滑輪的下緣對齊。支架滑輪組11采用上邊一個大滑輪下邊二個小滑輪緊密地接觸在一起的結(jié)構(gòu)，在大滑輪上部的支架上固定一根橫梁，支架滑輪組11的三根軸及大滑輪上邊的橫梁互相連接在一起，組成支架滑輪組11固定部分的框架，以增加整個支架滑輪組11的承壓強(qiáng)度。采用上面大滑輪下面二個小滑輪的原因一是弧腿弧10隨弧腿上提、前移和下落其運(yùn)動軌跡呈下邊大上邊小的正三角形狀，滑輪布局應(yīng)與其一致；二是弧腿弧10沿支架滑輪組11的一邊向下運(yùn)動到最低位置時，弧腿弧10的一側(cè)至支架滑輪組小滑輪的最低處，尚有一個滑輪半徑的距離，采用二個小滑輪的目的就是減小這個距離，但小滑輪不能承受大的壓力，所以用大滑輪做依托。當(dāng)二條弧腿全部在地面時，正是二條弧腿的弧腿弧10與支架滑輪組11的小滑輪尚未接觸和已經(jīng)離開的時候，在此瞬間地面滾動弧腿長度的保持，是靠空心臂內(nèi)的滑輪8及支架齒組轉(zhuǎn)動軸7-3三個支點(diǎn)的擔(dān)架作用來實(shí)現(xiàn)的，任何情況不會出現(xiàn)本體下落。圖4是模擬滑輪8在導(dǎo)向弧9上滾動，帶動下弧腿4運(yùn)行時，其上部的弧腿弧10在支架滑輪組11周圍的運(yùn)行軌跡，圖中實(shí)線表示的是弧腿弧10左端的運(yùn)行軌跡；虛線表示的是弧腿弧10右端的運(yùn)行軌跡。當(dāng)弧腿弧10的長度確定以后，其左右端運(yùn)行軌跡出現(xiàn)的空區(qū)即是設(shè)計(jì)支架滑輪組n不能超出的范圍，圖4中11指向的三角區(qū)即是?；⊥然?0呈上邊長下邊短的形狀可以減小對空區(qū)范圍的影響，弧腿弧10的長度要適宜弧腿弧10過短會使空區(qū)底部增大，使小滑輪的承壓方向偏離大滑輪軸心方向過遠(yuǎn)而引起小滑輪變位弧腿弧10過長會使空區(qū)的三角形范圍變瘦，支架滑輪組11只能做得很小而不能承擔(dān)較大的負(fù)載。
※恒長度滾動的另一種實(shí)現(xiàn)方式圖3是該裝置的主、側(cè)視圖，圖3-a是二條弧腿均著地時的主視圖，圖3-b是一條弧腿滾動到著地弧中點(diǎn)，另一弧腿提到最高處時的側(cè)視圖，他們是這樣來實(shí)現(xiàn)恒長滾動的在下弧腿4上固定弧腿滑輪組12，該滑輪組由接觸在一起的二個滑輪組成，二個滑輪的輪軸互相連接在一起，組成弧腿滑輪組12固定部分的框架，以增加弧腿滑輪組12的承壓強(qiáng)度。在弧腿滾動時，支架短弧13的下緣與弧腿滑輪組12相接觸，從而保持恒定的滾動長度，其下緣的曲率是以中心軸1的中心為圓心至支架短弧13下緣為半徑的圓弧，整個裝置盡量靠下，以不阻礙支架齒組7的轉(zhuǎn)動為度，這樣在支架短弧13下滾動范圍可以大一點(diǎn)?；⊥然喗M12中滑輪的大小是根據(jù)弧腿滑輪組12在支架短弧13周圍的運(yùn)行軌跡及需要承受的負(fù)載來設(shè)計(jì)的，要滿足弧腿上提時弧腿滑輪組12不與支架短弧13相碰撞，由于其運(yùn)行軌跡呈三角形，因此支架短弧13的二邊應(yīng)向內(nèi)有斜度。圖5是模擬滑輪8在導(dǎo)向弧9上滾動帶動下弧腿4運(yùn)行時，其上部的弧腿滑輪組12在支架短弧13周圍的運(yùn)行軌跡。圖中實(shí)線是上面滑輪運(yùn)行的位置，虛線是下面滑輪運(yùn)行的位置。該裝置也同樣存在弧腿滑輪組12沿支架短弧13的一側(cè)向下運(yùn)動到最低位置時，支架短弧13的一側(cè)至滑輪的最高處尚有一滑輪半徑的距離(這個距離比前面所述的方式要大)，這時也正是另一條弧腿上的滑輪組12和支架短弧13尚未接觸和已經(jīng)離開的時候，此瞬間地面滾動弧腿長度的保持同樣是靠二個空心臂內(nèi)的滑輪8及支架齒組轉(zhuǎn)動軸7-3三個支點(diǎn)的擔(dān)架作用來實(shí)現(xiàn)的，任何情況不會出現(xiàn)本體下落。由于弧腿滑輪組12中滑輪的體積不能過大，因此負(fù)載也要受到限制。但結(jié)構(gòu)比前面所述方式簡單，可應(yīng)用在負(fù)載較小的輕便運(yùn)載工具上。
實(shí)現(xiàn)恒長滾動的方式比較多，選擇以上二種方式的優(yōu)點(diǎn)是擺脫了使用彈簧之類的附件，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠。
圖6是支架齒組7的主、側(cè)視圖，支架齒組7的功能是接受著地弧腿的推(拉)力，通過滑輪8對非著地弧腿產(chǎn)生作用，使之提起、前移和下落。圖6-a是支架齒組7的主視圖；圖6-b、6-c是支架齒組7的側(cè)視圖；圖6-d是空心臂7-1的主視圖；圖6-e是半圓齒輪7-2的主視圖。7-3是連接軸?？招谋?-1和半圓齒輪7-2軸對稱軸重合固定為一體，空心臂7-1的前端正中對半圓齒輪7-2有齒部分的中間，排列是空心臂在外側(cè)，半圓齒輪在內(nèi)側(cè)，空心臂和半圓齒輪二平面間有一圓形臺階，使得二平面間可嵌入嚙合齒段6的夾板，連接軸將另一對固定在一起的空心臂7-1和半圓齒輪7-2方向相反地連接在支架的另一側(cè)。連接軸7-3可在支架2的軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動，為使連接軸7-3在支架2中穩(wěn)定密合，該處的支架要增加厚度；為方便地安裝支架齒組7，該處支架可以軸中心上下分體，裝入連接軸7-3后再把支架2復(fù)原固緊。固定在下弧腿上的滑輪8在空心臂7-1的范圍內(nèi)活動，空心臂7-1空心范圍的形狀是滑輪8在弧腿恒長條件下，以中心軸1的中心為圓心至滑輪8所在位置為半徑的圓弧運(yùn)動和空心臂7-1繞連接軸7-3旋轉(zhuǎn)二個運(yùn)動疊加在空心臂7-1內(nèi)形成的空間?？招奶庬敹说男螤顬榛?大小的半圓，這樣可以使空心臂7-1對滑輪8創(chuàng)造一個良好的擔(dān)架條件?？招谋?-1內(nèi)的空心范圍可以模擬實(shí)際運(yùn)行情況作圖(方法附后)。要求半圓齒輪7-2分度圓轉(zhuǎn)動180度時的弧長等于弧腿間內(nèi)嚙齒段分度圓的弧長。半圓齒輪7-2的分度圓半徑，由內(nèi)嚙齒段6的分度圓弧至中心軸1中心的距離和二條弧腿均著地時的張角由下式求得γ＝α·R/1800……(1)γ為半圓齒輪分度圓半徑；α為二條弧腿均著地時的張角(單位為度)；R為以中心軸1的中心為圓心的內(nèi)嚙齒段分度圓半徑。公式(1)反映了半圓齒輪分度圓半徑γ與α及R成正比，由此決定了空心臂7-1的長度及滑輪8在導(dǎo)向弧9上的滾動半徑，決定了下弧腿隨滑輪8提起的高度。在空心臂7-1上通過連接軸7-3的中心，并與空心臂7-1對稱軸相垂直的直線上下有一對齒，這對齒正視投影到半圓齒輪7-2上與半圓齒輪上的齒間距一致，二者合成0～180°的有齒范圍，空心臂7-1上設(shè)置二個齒，是為了弧腿銜接后，弧腿在作反方向運(yùn)動時，內(nèi)嚙齒段6上的齒不會與半圓齒輪7-2上的齒相碰撞，可以保證轉(zhuǎn)動力矩的銜接。連接軸7-3的二端在空心臂7-1的空心范圍內(nèi)也要凹于滑輪8的活動平面，使滑輪8的運(yùn)行不受影響。
導(dǎo)向弧9是固定在支架二側(cè)的一段金屬圓弧，與半圓齒輪7-2的齒頂緊貼，弧的二端離通過連接軸7-3中心的二條弧腿角平分線的垂線各有滑輪8的半徑距離。這個距離使滑輪8可以進(jìn)入導(dǎo)向弧9的下部，導(dǎo)向弧9的寬度為支架平面至空心臂7-1內(nèi)側(cè)的距離，即空心臂7-1要貼著導(dǎo)向弧9的一側(cè)轉(zhuǎn)動。
滑輪8固定在下弧腿4上與空心臂7-1的接觸處為一圓柱體，，而與導(dǎo)向弧9相接觸的部分，為一個與圓柱體同半徑的滑輪。
內(nèi)嚙齒段6由內(nèi)嚙齒段和二邊二塊高于內(nèi)嚙齒段的夾板組成，固定在上弧腿3的下部，與上弧腿3之間有一段能使空心臂7-1轉(zhuǎn)動的間隔，內(nèi)嚙齒段6與半圓齒輪7-2內(nèi)嚙合，其齒數(shù)與半圓齒輪7-2齒數(shù)一致，首末二個齒向外伸出與空臂7-1上的二個齒相作用，內(nèi)嚙齒段6的分度圓的曲率是以中心軸1的中心為圓心至其分度圓弧處為半徑的圓弧。
在二條弧腿均著地的時候，著地弧5之間應(yīng)有一段重疊，用以保證支架2傾斜時弧腿交替動作的連續(xù)。
本發(fā)明運(yùn)行的總體過程如下為敘述方便把二條弧腿分別叫A弧腿和B弧腿。A弧腿著地向前滾動時，同一側(cè)的弧腿弧10(或弧腿滑輪組12)沿支架滑輪組11(或支架短弧13)下緣滾動，保證了弧腿的恒定長度，而B弧腿一側(cè)的弧腿弧10繞支架滑輪組11的上部運(yùn)動，這是A弧腿上的內(nèi)嚙齒段6推動支架齒組7轉(zhuǎn)動的結(jié)果，支架齒組7的轉(zhuǎn)動一方面使B弧腿一側(cè)的空心臂7-1帶動滑輪8，沿導(dǎo)向弧9的上緣滾動，從而使B弧腿提起、前移和下落，而此時正是B弧腿一側(cè)的半圓齒輪7-2轉(zhuǎn)到?jīng)]有齒的部分在內(nèi)嚙齒段6的槽內(nèi)，與內(nèi)嚙齒段6不產(chǎn)生作用，因此該弧腿可以逆方向前移；另一方面A弧腿一側(cè)的滑輪8由于A弧腿已處于恒長滾動狀態(tài)，只能進(jìn)入空心臂7-1的內(nèi)部導(dǎo)向弧的下方，對本弧腿不產(chǎn)生作用。B弧腿到達(dá)地面后與A弧腿相銜接，轉(zhuǎn)為B弧腿著地滾動。B弧腿著地滾動時同樣同側(cè)的弧腿弧10(或弧腿滑輪12)沿滑輪11(或支架短弧13)下緣滾動保證了弧腿的恒定長度，而A弧腿一側(cè)的弧腿弧10繞支架滑輪組11的上部運(yùn)動，這是B弧腿上的內(nèi)嚙齒段6推動支架齒組7轉(zhuǎn)動的結(jié)果，支架齒組7的轉(zhuǎn)動，一方面使A弧腿一側(cè)的空心臂7-1帶動滑輪8沿導(dǎo)向弧9的上緣滾動，從而使A弧腿提起、前移和下落，而此時正是A弧腿側(cè)的半圓齒輪7-2轉(zhuǎn)到?jīng)]有齒的部分在內(nèi)嚙齒段6的槽內(nèi)，與內(nèi)嚙齒段6不產(chǎn)生作用，因此A弧腿可以逆方向前移；另一方面B弧腿一側(cè)的滑輪8由于B弧腿已處于恒長滾動狀態(tài)，只能進(jìn)入空心臂7-1的內(nèi)部，導(dǎo)向弧9的下方，對本弧腿不產(chǎn)生作用，A弧腿到達(dá)地面后與B弧腿相銜接，……。
圖7是本發(fā)明運(yùn)行動作分解，自右向左(1)開始時A弧腿在前B弧腿在后，二條弧腿均著地；(2)A弧腿向前滾動，B弧腿向上提起一半；(3)A弧腿向前滾動至著地弧中點(diǎn)，B弧腿向上提到最高位置；(4)A弧腿繼續(xù)向前滾動，B弧腿超過A弧腿且下落一半高度；(5)B弧腿在前，A弧腿在后二腿均著地。
※運(yùn)行中的幾種幾何關(guān)系及空心臂空心范圍模擬作圖方法。
作一角等于二條弧腿均著地時的張角α，繪出該角的角平分線，在角平分線上由角頂O起截取R-r長度于O1，O1即為半圓齒輪分度圓圓心，R為內(nèi)嚙齒段6的分度圓半徑，由設(shè)計(jì)時確定，r為半圓齒輪分度圓半徑，根據(jù)α和R已知值，由公式(1)求得，以r為半徑O1為圓心作圓，該圓即為半圓齒輪的分度圓通過O1繪出OO1的垂直線交角的二邊于A′、B′，以O(shè)為圓心OA′或OB′為半徑繪弧，
即是滑輪8在弧腿恒長滾動條件下的運(yùn)行軌跡；以O(shè)為圓心，R為半徑繪弧，交角的二邊于A″和″，
即為內(nèi)嚙齒段6分度圓二弧腿間的弧長，要求半圓齒輪分度圓轉(zhuǎn)動180°時的弧長等于內(nèi)嚙齒段二弧腿間的弧長。
在
及半圓齒輪分度圓下部的半圓弧上作相對應(yīng)的等分點(diǎn)；另設(shè)一張繪有十字線的透明模片套在圖上，十字中心對準(zhǔn)O1，十字線的二邊各與A′和B′重合，首先把A′(或B′)點(diǎn)透到模片上，轉(zhuǎn)動模片(中心對準(zhǔn)O1)使模片上左(或右)邊的十字線對準(zhǔn)半圓弧上第一個分點(diǎn)，再把
上的第一個分點(diǎn)透到模片上；然后再轉(zhuǎn)動模片(中心對準(zhǔn)O1)，使模片上左(或右)邊的十字線對準(zhǔn)半圓弧上第二個分點(diǎn)，再把
上的第二個分點(diǎn)透到模片上……一直轉(zhuǎn)動到模片左(或右)邊的十字線對準(zhǔn)B′(或A′)點(diǎn)，把模片上點(diǎn)的連起來，便是滑輪8的中心點(diǎn)在空心臂上相對運(yùn)行的軌跡。根據(jù)滑輪8的實(shí)際大小，周邊加寬滑輪8的半徑，即是空心臂上要制作的空心范圍。在空心臂的頭上做成如圖6半個滑輪8的形狀，可使滑輪8有更好的擔(dān)架條件。
權(quán)利要求
1.一種由金屬套管支撐的二段短弧，通過齒輪等傳動，能在地面交替銜接滾動，具有輪子功能的機(jī)械，其特征是在金屬板一端的二側(cè)垂直固定一根中心軸〔1〕組成支架〔2〕；在支架〔2〕二側(cè)的中心軸〔1〕上各套入一金屬管，組成上弧腿〔3〕；上弧腿〔3〕中各有一根可在其中伸縮的金屬內(nèi)管，組成下弧腿〔4〕，下弧腿〔4〕的下端固定著地弧〔5〕，上下弧腿及著地弧〔5〕統(tǒng)稱弧腿；在弧腿滾動的同時，由其固定在上弧腿〔3〕下端的內(nèi)嚙齒段〔6〕推動支架齒組〔7〕轉(zhuǎn)動，支架齒組〔7〕轉(zhuǎn)動又帶動支架另一側(cè)下弧腿〔4〕上的滑輪〔8〕沿導(dǎo)向弧〔9〕滾動，使該側(cè)的弧腿提起、前移和下落，實(shí)現(xiàn)對滾動弧腿的銜接；而保持滾動弧腿恒定長度的是由弧腿弧〔10〕在支架滑輪組〔11〕下滾動，或弧腿滑輪組〔12〕在支架短弧〔13〕下滾動來實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的著地弧〔5〕，其特征是著地弧〔5〕的中點(diǎn)垂直地與下弧腿〔4〕的下端固定；著地弧〔5〕的曲率是以中心軸〔1〕的中心為圓心至著地弧〔5〕下緣的距離為半徑的圓弧；著地弧〔5〕的弧長為二弧腿均著地時所夾的弧長加支架〔2〕的傾斜重疊量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嚙齒段〔6〕其特征是內(nèi)嚙齒段〔6〕由內(nèi)嚙齒段和二邊二塊高于內(nèi)嚙齒段的夾板組成；內(nèi)嚙齒段固定在上弧腿〔3〕的下部，與上弧腿〔3〕之間留有一段能使空心臂〔7-1〕轉(zhuǎn)動的間隔內(nèi)嚙齒段〔6〕中的首末二個齒向外側(cè)伸出與空心臂〔7-1〕上的二個齒相作用；內(nèi)嚙齒段〔6〕的分度圓的曲率是以中心軸〔1〕的中心為圓心至其分度圓弧處為半徑的圓弧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架齒組〔7〕其特征是支架齒組〔7〕由二個空心臂〔7-1〕、二個半圓齒輪〔7-2〕和一根連接軸〔7-3〕組成；一個空心臂和一個半圓齒輪軸對稱軸重合固定成一體，由連接軸將另一對固定在一起的空心臂和半圓齒輪方向相反地連接在支架〔2〕的另一側(cè)，排列是空心臂在外側(cè)，半圓齒輪在內(nèi)側(cè)，連接軸可在支架軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑輪〔8〕其特征是與空心臂〔7-1〕相接觸處為一圓柱體，固定在下弧腿〔4〕上。而與導(dǎo)向弧〔9〕相接觸的部分為一個與圓柱體同半徑的滑輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向弧〔9〕其特征是導(dǎo)向弧〔9〕為緊貼半圓齒輪〔7-2〕齒頂?shù)囊欢谓饘倩。潭ㄔ谥Ъ堋?〕的二側(cè)，其寬度為支架平面至空心臂〔7-1〕內(nèi)側(cè)的距離；導(dǎo)向弧〔9〕二端距離通過連接軸〔7-3〕中心的弧腿角平分線的垂線，各有滑輪〔8〕的半徑距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保持滾動弧腿恒定長度，由弧腿弧〔10〕在支架滑輪組〔11〕下滾動來實(shí)現(xiàn)，其特征是弧腿弧〔10〕是固定在下弧腿〔4〕上部的一段短弧；其上緣的曲率是以中心軸〔1〕的中心為圓心至該短弧上緣為半徑的圓弧；支架滑輪組〔11〕由一個大滑輪下面二個小滑輪組成，大小滑輪之間緊密接觸，大小滑輪的轉(zhuǎn)動軸及大滑輪上部的橫梁連接在一起，組成支架滑輪組〔11〕固定部分的框架，固定在支架〔2〕的二側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保持滾動弧腿恒定長度，由弧腿滑輪組〔12〕在支架短弧〔13〕下的滾動來實(shí)現(xiàn)〔即第二種實(shí)現(xiàn)方式〕，其特征是弧腿滑輪組〔12〕由二個緊密接觸的滑輪組成；二個滑輪的轉(zhuǎn)動軸連接在一起，組成弧腿滑輪組〔12〕固定部分的框架，固定在下弧腿〔4〕的上部；支架短弧〔13〕固定在支架〔2〕的二側(cè)，其下緣的曲率是以中心軸〔1〕的中心為圓心至其下緣為半徑的圓弧。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空心臂〔7-1〕其特征是內(nèi)部有一個空心區(qū)，這個空心區(qū)是滑輪〔8〕在弧腿恒長滾動條件下，以中心軸〔1〕的中心為圓心至滑輪〔8〕所在位置為半徑的圓弧運(yùn)動和空心臂繞連接軸〔7-3〕旋轉(zhuǎn)二個運(yùn)動疊加在空心臂內(nèi)形成的空間；空心臂空心處的頂端為滑輪〔8〕大小的半圓；通過連接軸〔7-3〕的中心且與空心臂對稱軸相垂直的直線上下設(shè)置二個齒，這二個齒正視投影到半圓齒輪上與半圓齒輪上的齒間距一致，總體形成0～180度的有齒范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半圓齒輪〔7-2〕其特征是半圓齒輪分度圓的半徑r＝α·R/180，其中α為二條弧腿均著地時的張角，R為內(nèi)嚙齒段〔6〕的分度圓半徑；沒有齒的部分是與其齒根同半徑的半圓，半圓齒輪嵌在內(nèi)嚙齒段〔6〕二邊二塊夾板中間，有齒部分與內(nèi)嚙齒段〔6〕內(nèi)嚙合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能在地面交替銜接滾動，具有輪子功能的機(jī)械。它是由支架、金屬套管支撐的二段短弧、齒段、齒組、導(dǎo)向弧等組成。能在一條弧腿著地滾動的同時，帶動另一條弧腿的提起、前移和下落；下落弧腿的著地滾動又帶動原著地弧腿的提起、前移和下落，實(shí)現(xiàn)交替銜接滾動。本發(fā)明與同高度輪子相比有二倍的滾動半徑，轉(zhuǎn)動力矩大，體積僅為同半徑輪子的六分之一，穩(wěn)定可靠，解決了運(yùn)載工具輕便化的根本問題。本發(fā)明目前可直接代替輪子應(yīng)用于各類輕便手推(拉)車。尚待開發(fā)和應(yīng)用的前景非常廣闊。
文檔編號B62D57/02GK1168324SQ9711206
公開日1997年12月24日 申請日期1997年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月16日
發(fā)明者鄒厚福 申請人:鄒厚福