專利名稱：集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車。
背景技術：
目前居民的生活壓カ逐漸增大，但生活中的娛樂項目單ー且趣味性低。一些喜聞樂見的娛樂項目例如劃船、滑雪等，則受到了場地、季節、設備等多重限制，且花費極高，普通居民平常很難得以體驗。
而目前市面上已有的劃船或滑雪的模擬器械，多用于專業訓練，而且這些器械只能滿足在原地的動作模擬，不能實現前行，大大降低了設備的趣味性，普通民眾購買用于娛樂極不現實。
發明內容
為了克服現有技術中存在的劃船滑雪地域限制及花費較高等缺陷，本發明提供一種集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車。本發明采用的技術方案是集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車，其特征在于包括車身、轉向模塊、輔助模塊和前進驅動模塊，所述車身前端與所述轉向模塊連接，后端與所述前進驅動模塊相連接，所述車身兩側均設有輔助模塊；所述轉向模塊包括承載轉向板、上滑塊、下滑快、轉向杠桿、轉向橫拉桿、轉向鉸接盤、轉向直拉桿、轉向搖臂和轉向從動輪；所述承載轉向板中間的支點位于所述車身上，所述承載轉向板通過一三角連接架與所述下滑塊鉸接，所述轉向杠桿兩端分別與所述上、下滑塊滑動連接，所述轉向杠桿與所述上、下滑塊組成杠桿機構；所述上滑塊與所述轉向橫拉桿連接，所述轉向橫拉桿兩端分別與ー個所述轉向鉸接盤鉸接，所述轉向鉸接盤分別與ー個所述轉向直拉桿的一端鉸接，所述轉向直拉桿的另一端分別與ー個所述轉向搖臂的一端鉸接，所述轉向搖臂的另一端分別與ー個所述轉向從動輪連接；兩個所述轉向從動輪分別與所述車身的前部兩端相連接；所述前進驅動模塊包括第一杠桿機構、第二杠桿機構、搖桿滑塊機構、單向離合器、錐齒輪機構和直齒輪機構；所述第一杠桿機構包括第一傳動杠桿、第一滑塊和第六滑塊，所述第二杠桿機構包括第二傳動杠桿、第二滑塊和第七滑塊，所述搖桿滑塊機構包括第五滑塊、連桿和搖桿，所述錐齒輪機構包括主動錐齒輪和從動錐齒輪，所述直齒輪機構包括主動直齒輪和從動直齒輪；所述第一滑塊與ー第三滑塊鉸接在同一點，所述第二滑塊與ー第四滑塊鉸接在同一點；所述第三、第四滑塊分別可沿一第一直線導軌、一第二直線導軌運動，所述第三、第四滑塊帶動所述第一、第二滑塊運動，所述第一、第二滑塊分別帶動所述第一、第二傳動杠桿繞支點擺動；所述第五、第六與第七滑塊鉸接在同一點；所述第一、第二傳動杠桿帶動所述第五、第六、第七滑塊沿ー第三直線導軌運動，所述連桿另一端與所述搖桿一端鉸接，所述第五、第六、第七滑塊拉動所述連桿從而帶動所述搖桿擺動；所述搖桿另一端通過一所述單向離合器與所述主動錐齒輪傳動連接，所述主動錐齒輪與所述從動錐齒輪相互嚙合，所述從動錐齒輪與ー傳動軸一端鍵連接，所述傳動軸另一端與所述主動直齒輪傳動連接，所述主動直齒輪與所述從動直齒輪相互嚙合，所述從動直齒輪與一后輪軸傳動連接，所述后輪軸與一驅動輪傳動連接，所述后輪軸與ー從動輪通過軸承連接；所述驅動輪與所述從動輪分別于所述車身的后部兩端相連接；所述輔助模塊包括操作桿、拉桿、拉桿套環、支撐桿桿端關節軸承、拉桿桿端關節軸承和支撐桿；所述支撐桿一端通過所述支撐桿桿端關節軸承與所述操作桿鉸接，所述操作桿繞所述支撐桿上的支點轉動；所述拉桿套環套在所述操作桿上且與所述操作桿固定連接，所述第三、第四滑塊通過一所述拉桿桿端關節軸承分別與一所述拉桿一端連接，所述拉桿另一端與所述拉桿套環鉸接；所述第一、第二直線滑軌分別與所述第三、第四滑塊滑動連接，所述第一、第二直線滑軌的兩端分別與所述車身的前后兩端固定連接，所述支撐桿另ー端與所述車身固定連接。進一歩，所述搖桿與所述單向離合器的外圈固定連接。進ー步，所述主動錐齒輪與所述單向離合器的內圈固定連接。進ー步，所述轉向杠桿與所述下滑塊之間形成的運動副為移動副，所述轉向杠桿與所述上滑塊之間形成的運動副為圓柱副。進ー步，所述上滑塊與所述轉向橫拉桿之間形成的運動副為圓柱副。進ー步，所述轉向杠桿的尺寸與支點可調，所述轉向橫拉桿行程可變，最大轉向角可變。進ー步，所述轉向鉸接盤上設有三個鉸接點，其中ー個為固定鉸接點且鉸接于所述車身上。本發明娛樂車在轉向時，操作者站或坐于承載轉向板上，通過重心調節使承載轉向板繞支點向逆(順)時針方向傾斜一定角度，帶動下滑塊向右(左)移動。由于轉向杠桿和上、下滑塊的組合是ー個杠桿機構，下滑塊帶動上滑塊和轉向橫拉桿向左(右)移動，從而帶動轉向鉸接盤分別繞其固定鉸接點按順(逆)時針轉動；轉向鉸接盤帶動轉向直拉桿和轉向搖臂，最后轉向從動輪分別向左(右)偏轉不同的角度(其偏轉角度關系滿足阿克曼角關系式)。此轉向模塊機構充分利用人體重心的變化來實現轉向，提高了滑雪的真實性，增加了娛樂的趣味性。并且人體重心左傾驅使娛樂車向左轉向，右傾則相反，符合人的基本習慣。本發明娛樂車在滑雪模式前進時，輔助模塊支撐桿收起狀態，當操作者施カ時，操作桿向后推動第三、第四滑塊分別沿第一、第二直線導軌運動。同時第三、第四滑塊帶動滑塊第一、第二滑塊運動。由于第一、第六滑塊與第一傳動杠桿和第二、第七滑塊與第二傳動杠桿組成的杠桿機構，第五滑塊在第六、第七滑塊的驅動下沿第三直線滑軌運動。再由于第五滑塊、連桿和搖桿組成的搖桿滑塊機構，搖桿通過單向離合器驅動主動錐齒輪逆時針旋轉。最后，通過直齒輪傳動機構將動力傳給驅動輪。
本發明娛樂車在劃船模式前進時，輔助模塊支撐桿處于展開狀態，當操作者施力時，操作桿帶動拉桿向后推動第三、第四滑塊分別沿第一、第二直線滑軌運動，運動方式與上述滑雪模式類似。
本發明的有益效果體現在在簡單變化下，實現對滑雪和劃船兩項運動的模擬；以人力驅動車的前進，通過重心的偏移或角度運動實現車的轉向，實現滑雪劃船時需掌握平衡的真實體驗；在原有的連桿轉向機構上增設杠桿與轉向踏板相連，實現重心偏移方向與轉向相一致；驅動機構采用搖桿滑塊機構，將直線往復運動轉化為旋轉運動，輸出動力，避免死點，使操作行程不受限；娛樂車的使用擺脫了地域限制，推廣范圍廣。
圖I是本發明模擬劃船時的狀態圖。圖2是本發明模擬滑雪時的狀態圖。圖3是本發明轉向模塊部分結構圖A。圖4是本發明轉向模塊部分結構圖B。 圖5是本發明轉向模塊整體結構示意圖。圖6是本發明輔助模塊結構示意圖。圖7是本發明前進驅動模塊結構示意簡圖。圖8是本發明前進驅動模塊整體結構示意圖。圖9是本發明轉向模塊仿真優化結果圖。
具體實施例方式參照圖1，集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車，其特征在于包括車身13、轉向模塊、輔助模塊和前進驅動模塊，所述車身13前端與所述轉向模塊連接，后端與所述前進驅動模塊相連接，所述車身13兩側均設有輔助模塊；所述轉向模塊包括承載轉向板I、上滑塊4、下滑快3、轉向杠桿2、轉向橫拉桿5、轉向鉸接盤6、轉向直拉桿7、轉向搖臂8和轉向從動輪9 ;所述承載轉向板I中間的支點位于所述車身13上，所述承載轉向板I通過一三角連接架與所述下滑塊3鉸接，所述轉向杠桿2兩端分別與所述上、下滑塊4、3滑動連接，所述轉向杠桿2與所述上、下滑塊4、3組成杠桿機構；所述上滑塊4與所述轉向橫拉桿5連接，所述轉向橫拉桿5兩端分別與ー個所述轉向鉸接盤6鉸接，所述轉向鉸接盤6分別與ー個所述轉向直拉桿7的一端鉸接，所述轉向直拉桿7的另一端分別與ー個所述轉向搖臂8的一端鉸接，所述轉向搖臂8的另一端分別與ー個所述轉向從動輪9連接；兩個所述轉向從動輪9分別與所述車身13的前部兩端相連接；所述前進驅動模塊包括第一杠桿機構、第ニ杠桿機構、搖桿滑塊機構、單向離合器33、錐齒輪機構和直齒輪機構；所述第一杠桿機構包括第一傳動杠桿20、第一滑塊18和第六滑塊22，所述第二杠桿機構包括第二傳動杠桿39、第二滑塊17和第七滑塊37，所述搖桿滑塊機構包括第五滑塊21、連桿25和搖桿35，所述錐齒輪機構包括主動錐齒輪34和從動錐齒輪32，所述直齒輪機構包括主動直齒輪26和從動直齒輪29 ；所述第一滑塊18與一第三滑塊19鉸接在同一點，所述第二滑塊17與一第四滑塊37鉸接在同一點；所述第三、第四滑塊19、37分別可沿一第一直線導軌36、一第二直線導軌38運動，所述第三、第四滑塊19、37帶動所述第一、第二滑塊18、17運動，所述第一、第二滑塊18、17分別帶動所述第一、第二傳動杠桿20、39繞支點擺動；所述第五、第六與第七滑塊21、22、23鉸接在同一點；所述第一、第二傳動杠桿20、39帶動所述第五、第六、第七滑塊21、22、23沿一第三直線導軌24運動，所述連桿25另一端與所述搖桿35 —端鉸接，所述第五、第六、第七滑塊21、22、23拉動所述連桿25從而帶動所述搖桿35擺動；所述搖桿35另一端通過一所述單向離合器33與所述主動錐齒輪34傳動連接，所述主動錐齒輪34與所述從動錐齒輪32相互嚙合，所述從動錐齒輪32與一傳動軸27 一端鍵連接，所述傳動軸27另一端與所述主動直齒輪26傳動連接，所述主動直齒輪36與所述從動直齒輪29相互嚙合，所述從動直齒輪29與一后輪軸30傳動連接，所述后輪軸30與一驅動輪28傳動連接，所述后輪軸30與一從動輪31通過軸承連接；所述驅動輪28與所述從動輪31分別于所述車身13的后部兩端相連接；所述輔助模塊包括操作桿10、拉桿12、拉桿套環11、支撐桿桿端關節軸承14、拉桿桿端關節軸承16和支撐桿15 ;所述支撐桿15 —端通過所述支撐桿桿端關節軸承14與所述操作桿10鉸接，所述操作桿10繞所述支撐桿15上的支點轉動；所述拉桿套環11套在所述操作桿10上且與所述操作桿10固定連接，所述第三、第四滑塊19、37通過一所述拉桿桿端關節軸承16分別與一所述拉桿12 —端連接，所述拉桿12另一端與所述拉桿套環11鉸
接；所述第一、第二直線滑軌36、38分別與所述第三、第四滑塊19、37滑動連接，所述第一、第二直線滑軌36、38的兩端分別與所述車身13的前后兩端固定連接，所述支撐桿15另ー端與所述車身13固定連接。進ー步，所述搖桿35與所述單向離合器33的外圈固定連接。進ー步，所述主動錐齒輪34與所述單向離合器33的內圈固定連接。進ー步，所述轉向杠桿2與所述下滑塊3之間形成的運動副為移動副，所述轉向杠桿2與所述上滑塊4之間形成的運動副為圓柱副。進ー步，所述上滑塊4與所述轉向橫拉桿5之間形成的運動副為圓柱副。進ー步，所述轉向杠桿2的尺寸與支點可調，所述轉向橫拉桿5行程可變，最大轉向角可變。進ー步，所述轉向鉸接盤6上設有三個鉸接點，其中ー個為固定鉸接點且鉸接于所述車身上。本發明娛樂車在轉向時，操作者站或坐于承載轉向板I上，通過重心調節使承載轉向板I繞支點向逆(順)時針方向傾斜一定角度，帶動下滑塊3向右(左)移動。由于轉向杠桿2和上、下滑塊4、3的組合是ー個杠桿機構，下滑塊3帶動上滑塊4和轉向橫拉桿5向左(右)移動，從而帶動轉向鉸接盤6分別繞其固定鉸接點按順(逆)時針轉動；轉向鉸接盤
6帶動轉向直拉桿7和轉向搖臂8，最后轉向從動輪9分別向左(右)偏轉不同的角度(其偏轉角度關系滿足阿克曼角關系式)。此轉向模塊機構充分利用人體重心的變化來實現轉向，提高了滑雪的真實性，增加了娛樂的趣味性。并且人體重心左傾驅使娛樂車向左轉向，右傾則相反，符合人的基本習慣。本發明娛樂車在滑雪模式前進時，輔助模塊支撐桿15收起狀態，當操作者施力時，操作桿10向后推動第三、第四滑塊19、37分別沿第一、第二直線導軌13、38運動。同時第三、第四滑塊19、37帶動滑塊第一、第二滑塊18、17運動。由于第一、第六滑塊18、22與第一傳動杠桿20和第二、第七滑塊17、23與第二傳動杠桿39組成的杠桿機構，第五滑塊21在第六、第七滑塊22、23的驅動下沿第三直線滑軌24運動。再由于第五滑塊21、連桿25和搖桿35組成的搖桿滑塊機構，搖桿通過單向離合器33驅動主動錐齒輪34逆時針旋轉。最后，通過直齒輪傳動機構將動カ傳給驅動輪28。本發明娛樂車在劃船模式前進時，輔助模塊支撐桿15處于展開狀態，當操作者施カ時，操作桿10帶動拉桿12向后推動第三、第四滑塊19、37分別沿第一、第二直線滑軌13、38運動，運動方式與上述滑雪模式類似。本發明在設計轉向模塊參數時，采用ADAMS/View軟件，先建立分析模型，再細化模型，最后最優化設計。如圖9所示，曲線I為右側車輪轉角曲線，曲線2為左側車輪實際轉角曲線，曲線3為根據曲線I求得的左側車輪理想轉角曲線，曲線4為左側車輪實際轉角與理想轉角的差值曲線。因為差值很小，所以符合設計要求。本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發 明的保護范圍的不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也及于本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求
1.集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車，其特征在于包括車身、轉向模塊、輔助模塊和前進驅動模塊，所述車身前端與所述轉向模塊連接，后端與所述前進驅動模塊相連接，所述車身兩側均設有輔助模塊； 所述轉向模塊包括承載轉向板、上滑塊、下滑快、轉向杠桿、轉向橫拉桿、轉向鉸接盤、轉向直拉桿、轉向搖臂和轉向從動輪；所述承載轉向板中間的支點位于所述車身上，所述承載轉向板通過一三角連接架與所述下滑塊鉸接，所述轉向杠桿兩端分別與所述上、下滑塊滑動連接，所述轉向杠桿與所述上、下滑塊組成杠桿機構；所述上滑塊與所述轉向橫拉桿連接，所述轉向橫拉桿兩端分別與一個所述轉向鉸接盤鉸接，所述轉向鉸接盤分別與一個所述轉向直拉桿的一端鉸接，所述轉向直拉桿的另一端分別與一個所述轉向搖臂的一端鉸接，所述轉向搖臂的另一端分別與一個所述轉向從動輪連接；兩個所述轉向從動輪分別與所述車身的前部兩端相連接； 所述前進驅動模塊包括第一杠桿機構、第二杠桿機構、搖桿滑塊機構、單向離合器、錐齒輪機構和直齒輪機構；所述第一杠桿機構包括第一傳動杠桿、第一滑塊和第六滑塊，所述第二杠桿機構包括第二傳動杠桿、第二滑塊和第七滑塊，所述搖桿滑塊機構包括第五滑塊、連桿和搖桿，所述錐齒輪機構包括主動錐齒輪和從動錐齒輪，所述直齒輪機構包括主動直齒輪和從動直齒輪； 所述第一滑塊與一第三滑塊鉸接在同一點，所述第二滑塊與一第四滑塊鉸接在同一點；所述第三、第四滑塊分別可沿一第一直線導軌、一第二直線導軌運動，所述第三、第四滑塊帶動所述第一、第二滑塊運動，所述第一、第二滑塊分別帶動所述第一、第二傳動杠桿繞支點擺動； 所述第五、第六與第七滑塊鉸接在同一點；所述第一、第二傳動杠桿帶動所述第五、第六、第七滑塊沿一第三直線導軌運動，所述連桿另一端與所述搖桿一端鉸接，所述第五、第六、第七滑塊拉動所述連桿從而帶動所述搖桿擺動；所述搖桿另一端通過一所述單向離合器與所述主動錐齒輪傳動連接，所述主動錐齒輪與所述從動錐齒輪相互嚙合，所述從動錐齒輪與一傳動軸一端鍵連接，所述傳動軸另一端與所述主動直齒輪傳動連接，所述主動直齒輪與所述從動直齒輪相互哨合，所述從動直齒輪與一后輪軸傳動連接，所述后輪軸與一驅動輪傳動連接，所述后輪軸與一從動輪通過軸承連接；所述驅動輪與所述從動輪分別于所述車身的后部兩端相連接； 所述輔助模塊包括操作桿、拉桿、拉桿套環、支撐桿桿端關節軸承、拉桿桿端關節軸承和支撐桿；所述支撐桿一端通過所述支撐桿桿端關節軸承與所述操作桿鉸接，所述操作桿繞所述支撐桿上的支點轉動；所述拉桿套環套在所述操作桿上且與所述操作桿固定連接，所述第三、第四滑塊通過一所述拉桿桿端關節軸承分別與一所述拉桿一端連接，所述拉桿另一端與所述拉桿套環鉸接；所述第一、第二直線滑軌分別與所述第三、第四滑塊滑動連接，所述第一、第二直線滑軌的兩端分別與所述車身的前后兩端固定連接，所述支撐桿另一端與所述車身固定連接。
2.如權利要求I所述的集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車，其特征在于所述搖桿與所述單向離合器的外圈固定連接。
3.如權利要求I所述的集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車，其特征在于所述主動錐齒輪與所述單向離合器的內圈固定連接。
4.如權利要求I所述的集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車，其特征在于所述轉向杠桿與所述下滑塊之間形成的運動副為移動副，所述轉向杠桿與所述上滑塊之間形成的運動副為圓柱副。
5.如權利要求I所述的集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車，其特征在于所述上滑塊與所述轉向橫拉桿之間形成的運動副為圓柱副。
6.如權利要求I所述的集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車，其特征在于所述轉向杠桿的尺寸與支點可調，所述轉向橫拉桿行程可變，最大轉向角可變。
7.如權利要求I所述的集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車，其特征在于所述轉向鉸接盤上設有三個鉸接點，其中一個為固定鉸接點且鉸接于所述車身上。
全文摘要
本發明公開了一種集滑雪劃船模擬運動于一體的純機械多功能娛樂車，包括車身、轉向模塊、輔助模塊和前進驅動模塊，所述車身前端與所述轉向模塊連接，后端與所述前進驅動模塊相連接，所述車身兩側均設有輔助模塊。本發明在簡單變化下，實現對滑雪和劃船兩項運動的模擬；以人力驅動車的前進，通過重心的偏移或角度運動實現車的轉向，實現滑雪劃船時需掌握平衡的真實體驗；在原有的連桿轉向機構上增設杠桿與轉向踏板相連，實現重心偏移方向與轉向相一致；驅動機構采用搖桿滑塊機構，將直線往復運動轉化為旋轉運動，輸出動力，避免死點，使操作行程不受限；娛樂車的使用擺脫了地域限制，推廣范圍廣。
文檔編號B62M27/00GK102673728SQ20121014772
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月14日 優先權日2012年5月14日
發明者周忠彬, 莊載椿, 袁屹, 金明生, 馬駿, 魯陳璐, 黃智奇 申請人:浙江工業大學