[实用新型]自动变向轮及单圆弧双平行轨道

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种承载物体移动的装置，尤其是能实现承载物体移动过程中的自动变向。

背景技术

目前，公知的承载物体移动的轮子在只受到一种方向保持不变的力或合力的作用下(瞬间的作用力与之同)，只能在水平面上作直线运动，限制了轮子的使用范围及承载物体的造型设计，要改变轮子的运动方向需增加力的作用，如无轨机动车，其变向是通过外力改变前轮或后轮的运动方向来实现整体的运动方向的改变；有轨机动车主要是依靠轨道摩擦力控制方向。依靠外力来改变运动方向，需要智能控制，不符合越简单越高效的原则，耗费的资源大。依靠轨道控制方向，其摩擦力使得机器驱动力额外做功。另外，受只作直线运动限制，目前公知的推拉门窗结构造型均为直线型，不能设计成美观的圆弧形。

为了克服现有轮子不能自动变向的不足，满足多种造型设计的需要，本实用新型提供一种自动变向轮及单圆弧双平行轨道，该自动变向轮及单圆弧双平行轨道不但能承载物体作直线运动，而且不需智能，不需驱动力外的作用力仍可改变运动方向作弧线运动，其所受的阻力与同等条件下的直线运动所受滚动摩擦力相当。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：设置宽度不变的双行平行直线形轨道和单行弧线形轨道，当只需要作直线运动时，左右轨道保持同样高度；需要作弧线运动时，轨道设置为单行弧线形，根据左转或右转，设置无右轨或无左轨的单行弧线形轨道；设置一个分左右的整体的同轴轮，其特点是，两轮均有梯形凹槽，凹槽与轨道吻合，两轮转速相同。当需作直线运动时，使轮在左右等高的双行轨道上运动实现。当需向左转，设为左向弧线运动，此情况下左轮仍在轨道上运动，右轮因无轨可循，轮外缘着地在基础平面上运动，轨道高度与凹槽所在圆的半径之和等于轮子外缘半径，使承载物体保持水平。由于两轮同轴，旋转的圈数相同，但右轮靠轮外缘旋转经过的距离比左轮靠凹槽落实在轨道上滚动经过的距离大，整体运动呈弧线形。为了避免左轮内侧的轮外缘落实在基础平面上，需将左轮内侧投影经过的区域降低，形成一个弧形凹陷带。所依据的原理是：当一个圆柱体侧面在一个平面上运动时，其轨迹是直线；当一个圆台侧面在一个平面上在运动时，其轨迹是圆弧形；凹槽与轮外缘恰好形成一个圆台。当需向右转时与之同理。

本实用新型的有益效果是，利用该装置既可以承载物体作直线运动，也可以自动作变向运动，且作变向运动时所受阻力与同等条件下的直线运动所受滚动摩擦力相当；由作自动变向运动可带来新的造型设计。

附图说明

图1是本实用新型的运作原理俯视图。小图为自动变向轮载物纵剖面图。

图2小图是自动变向轮在弧形轨道上运动的纵剖面图，大图为其几何图形。

图3是承载物体在弧形轨道上移动的俯视图。

图4是仅有圆弧轨道时承载物体移动的俯视图。

具体实施方式

在图1所示实施例中，自动变向轮(1)作直线运动时，两轮凹槽落实在平行轨道(2)上，但进入弧线轨道(3)时，如图1中向左转，此时左边轮的凹槽落实在弧形轨道(3)上运动，右轮在基础平面(浅色区域)上运动，浅色区域是轮外缘经过的区域(4)。持续前进再次进入平行轨道(2)，两轮凹槽又落实到轨道上，当需右转时，右轮进入弧形轨道(3)，左轮在基础平面(浅色区域)轮外缘经过的区域(4)上运动，如此实现左右自由变向。

图2所示实施例中，小图为一边轮在轨道上运动，一边轮在基础平面上运动的情形，其原理根据一个圆台侧面在一个平面上运动时，其轨迹是圆弧形。以大图所示几何图来分析轨高h、轨宽/轮距L、轮子作圆弧运动时所在圆的半径R₀、轮子的半径R、凹槽半径(以凹槽为圆周，以轮轴中心为圆心的圆的半径)r之间的关系，并对所依据的原理作进一步说明。从几何图可知，

h＝R-r