專利名稱：一種輪-腿混合型機械馬的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械馬，特別是一種能夠供人們乘坐的輪-腿混合型機械馬。
背景技術：
乘馬行走不僅是一種非常好的娛樂活動，而且可以起到鍛煉騎乘者腰部和背部肌肉的健康增進效果。但是由于受到飼養成本高和所需場地大的限制，在城市中很難飼養足夠的馬匹供人們騎乘。從節約成本、消除其飼養問題和方便騎乘的角度出發，開發能夠供人們騎乘的機械馬具有很好的市場前景。目前市場上也有一些機械馬裝置，其中一部分是那種可以模仿馬或者狗等四足動物的行走，但由于其承載能力和步行穩定性的制約而并不具備能供人們騎乘的功能。另一·部分機械馬具有馬或者狗等四足動物的外形而且具備供人們騎乘這一功能，但其在搭載騎乘者時采用在地面滑行的方式而不是采用四足動物那樣的步行方式。非常有必要開發具備供乘坐者騎乘又能模仿四足動物步行方式的機械馬裝置。

發明內容
本發明所解決的技術問題在于提供一種能夠供人們乘坐的輪-腿混合型機械馬。實現本發明目的的技術解決方案為一種輪-腿混合型機械馬，包括馬身機架、夕卜偵販、內側板、連接架、橫桿、導向套、前叉、前輪、轉向銷、第一擺桿、第一銷軸、轉向桿、轉動圓柱、馬頭、馬身、電機、電機座、第一鏈輪、第二擺桿、第二銷軸、馬腿、第一鏈條、第三銷軸、滾子、連桿、第四銷軸、曲柄、圓盤凸輪、第一超越離合器、第二鏈輪、轉軸、第二超越離合器、第三鏈輪、第二鏈條、鋼套管、第四鏈輪、踏板組件、第五銷軸、曲軸組件和卡板；
所述馬身機架為框架結構，外側板的數量為兩個且對稱設置在馬身機架的外側，內側板的數量也為兩個且對稱設置在馬身機架的內側，該馬身機架的前部與連接架的一端相固連，該連接架的另一端與橫桿的中部相固連，橫桿的兩端分別固連一個導向套；前叉的數量為兩個且其上部圓柱分別穿過與其對應的導向套且能相對導向套轉動，每個前叉的前部均設置兩個相互分開的板件，該兩個板件之間設置前輪的轉軸，所述轉軸貫穿前叉的兩個板件并能相對其轉動；第一擺桿的數量為2，每個第一擺桿的一端均套在與其對應的前叉上部圓柱的末端且相對固定，每個第一擺桿的另一端通過第一銷軸與轉向桿的端部相連接，所述轉向桿的中部設置轉向銷；
馬身為內部空心的殼體結構，該馬身與馬身機架的上表面固定連接，馬頭的下方固連轉動圓柱，所述轉動圓柱插在馬身前部的圓孔內，馬頭上固定安裝的卡板前端的缺口正好卡住轉向桿上的轉向銷；
電機通過電機座固定安裝在馬身機架上，該電機的輸出軸上固定安裝有第一鏈輪；轉軸的兩端分別貫穿兩個內側板，兩個圓盤凸輪分別固定安裝在轉軸上且分布在內側板的外偵牝每個圓盤凸輪上均固定有曲柄，每個曲柄均通過與其對應的第四銷軸與相應連桿的一端相連接，每個連桿的另一端均通過與其對應的第三銷軸與馬腿的中部相連接；第二擺桿的數量為2，每個第二擺桿均通過對應的第五銷軸安裝在外側板上，每個第二擺桿的一端均設置有滾子與圓盤凸輪的凸輪曲線輪廓相接觸，每個第二擺桿的另一端通過對應的第二銷軸與馬腿連接；
在轉軸的中部還固定安裝有第一超越離合器和第二超越離合器，在第一超越離合器和第二超越離合器上分別固定有第二鏈輪和第三鏈輪，在第一鏈輪與第二鏈輪之間通過第一鏈條進行傳動；
鋼套固定在連接架的下部，曲軸組件中的中間轉軸穿過該鋼套并能相對轉動，所述曲軸組件的中間轉軸上固定有第四鏈輪，該第四鏈輪與第三鏈輪之間通過第二鏈條進行傳動，該曲軸組件的兩端分別設置有一個踏板。本發明與現有技術相比，其顯著優點為1)本發明的輪-腿混合型機械馬采用輪-腿混合型行走方式，既能讓腿部實現類似四足動物的步行動作又能保證騎乘時的穩定性，安全性好；2)具有人力驅動和電力驅動兩種行走模式，可通過人力驅動方式鍛煉腿部肌肉，也可選用電力驅動實現其娛樂模式；3)結構簡單實用、操作方便和成本較低，發展前景 較好。下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。


圖I為本發明輪-腿混合型機械馬的三維結構圖。
具體實施例方式結合圖1，本發明的一種輪-腿混合型機械馬，包括馬身機架I、外側板2、內側板3、連接架4、橫桿5、導向套6、前叉7、前輪8、轉向銷9、第一擺桿10、第一銷軸11、轉向桿12、轉動圓柱13、馬頭14、馬身15、電機16、電機座17、第一鏈輪18、第二擺桿19、第二銷軸20、馬腿21、第一鏈條22、第三銷軸23、滾子24、連桿25、第四銷軸26、曲柄27、圓盤凸輪28、第一超越離合器29、第二鏈輪30、轉軸31、第二超越離合器32、第三鏈輪33、第二鏈條34、鋼套管35、第四鏈輪36、踏板組件37、第五銷軸38、曲軸組件39和卡板40 ；
所述馬身機架I為框架結構，外側板2的數量為兩個且對稱設置在馬身機架I的外側，內側板3的數量也為兩個且對稱設置在馬身機架I的內側，該馬身機架I的前部與連接架4的一端相固連，該連接架4的另一端與橫桿5的中部相固連,橫桿5的兩端分別固連一個導向套6 ;前叉7的數量為兩個且其上部圓柱分別穿過與其對應的導向套6且能相對導向套6轉動，每個前叉7的前部均設置兩個相互分開的板件，該兩個板件之間設置前輪8的轉軸，所述轉軸貫穿前叉7的兩個板件并能相對其轉動；第一擺桿10的數量為2，每個第一擺桿10的一端均套在與其對應的前叉7上部圓柱的末端且相對固定，每個第一擺桿10的另一端通過第一銷軸11與轉向桿12的端部相連接，所述轉向桿12的中部設置轉向銷9 ；馬身15為內部空心的殼體結構，該馬身15與馬身機架I的上表面固定連接，馬頭14的下方固連轉動圓柱13，所述轉動圓柱13插在馬身15前部的圓孔內，馬頭14上固定安裝的卡板40前端的缺口正好卡住轉向桿12上的轉向銷9 ;這樣在讓馬頭14繞轉動圓柱13擺動時能通過轉向銷9帶動第一擺桿10擺動從而帶動前叉7和前輪8的轉向。電機16通過電機座17固定安裝在馬身機架I上，該電機16的輸出軸上固定安裝有第一鏈輪18 ;轉軸31的兩端分別貫穿兩個內側板3，兩個圓盤凸輪28分別固定安裝在轉軸31上且分布在內側板3的外側，每個圓盤凸輪28上均固定有曲柄27，每個曲柄均通過與其對應的第四銷軸26與相應連桿25的一端相連接，每個連桿25的另一端均通過與其對應的第三銷軸23與馬腿21的中部相連接；
第二擺桿19的數量為2，每個第二擺桿19均通過對應的第五銷軸38安裝在外側板2上，每個第二擺桿19的一端均設置有滾子24與圓盤凸輪28的凸輪曲線輪廓相接觸，每個第二擺桿19的另一端通過對應的第二銷軸20與馬腿21連接；
在轉軸31的中部還固定安裝有第一超越離合器29和第二超越離合器32，在第一超越離合器29和第二超越離合器32上分別固定有第二鏈輪30和第三鏈輪33，在第一鏈輪18與第二鏈輪30之間通過第一鏈條22進行傳動；
鋼套35固定在連接架4的下部，曲軸組件39中的中間轉軸穿過該鋼套并能相對轉動， 所述曲軸組件39的中間轉軸上固定有第四鏈輪36，該第四鏈輪36與第三鏈輪33之間通過第二鏈條34進行傳動，該曲軸組件39的兩端分別設置有一個踏板37。所述兩個曲柄27安裝在對應圓盤凸輪28上的相位差為180°，以保證兩個馬腿21交替步行前進。結合圖1，本發明的輪-腿混合型機械馬工作原理如下
所述輪-腿混合型機械馬共有兩種工作模式人力驅動模式和電力驅動模式。在安裝兩個超越離合器時，設置第一超越離合器29在第二鏈輪30順時針轉動、第二超越離合器32在第三鏈輪33順時針轉動時為結合狀態。米用人力驅動模式時，電機16處于切斷狀態,通過騎乘者騎在馬身15上,用騎自行車一樣的動作雙腳交替踩兩個踏板組件37帶動曲軸組件39和第四鏈輪36按順時針轉動，通過第二鏈條34帶動第三鏈輪33和第二超越離合器32 —起順時針轉動，由此帶動轉軸31順時針轉動，而第二鏈輪30保持不動；此時，轉軸31的運動會帶動固定于轉軸31上的圓盤凸輪28轉動；圓盤凸輪28帶動曲柄27轉動的同時圓盤凸輪28的凸輪曲線輪廓會通過滾子24推動第二擺桿19擺動，這樣曲柄27帶動連桿25和馬腿21運動的過程中馬腿21還受到第二擺桿19擺動的作用，綜合起來實現馬腿21的步行動作。采用電力驅動模式時，電機16處于接通狀態，其順時針方向的轉動通過第一鏈輪18和第一鏈條22傳動到第二鏈輪并通過第一超越離合器29帶動轉軸31順時針轉動，而同時由于第二超越離合器32處于分離狀態無法帶動第三鏈輪33的轉動；此時，轉軸31的運動會帶動固定于轉軸31上的圓盤凸輪28轉動；圓盤凸輪28帶動曲柄27轉動同時圓盤凸輪28的凸輪曲線輪廓會通過滾子24推動第二擺桿19擺動，這樣曲柄27帶動連桿25和馬腿21運動的過程中馬腿21還受到第二擺桿19擺動的作用，綜合起來實現馬腿21的步行動作。當騎乘本發明的一種輪-腿混合型機械馬時，一方面可以通過機械馬的馬腿21的交替步行感受騎馬的樂趣，同時在騎乘過程中馬身在前后方向上間歇式運動對騎乘者的腰部和背部肌肉有一定的鍛煉效果；如果采用人力驅動模式來騎乘該輪-腿混合型機械馬，則能起到鍛煉腿部肌肉的效果。
權利要求
1.一種輪-腿混合型機械馬，其特征在于，包括馬身機架[I]、外側板[2]、內側板[3]、連接架[4]、橫桿[5]、導向套[6]、前叉[7]、前輪[8]、轉向銷[9]、第一擺桿[10]、第一銷軸[11]、轉向桿[12]、轉動圓柱[13]、馬頭[14]、馬身[15]、電機[16]、電機座[17]、第一鏈輪[18]、第二擺桿[19]、第二銷軸[20]、馬腿[21]、第一鏈條[22]、第三銷軸[23]、滾子[24]、連桿[25]、第四銷軸[26]、曲柄[27]、圓盤凸輪[28]、第一超越離合器[29]、第二鏈輪[30]、轉軸[31]、第二超越離合器[32]、第三鏈輪[33]、第二鏈條[34]、鋼套管[35]、第四鏈輪[36]、踏板組件[37]、第五銷軸[38]、曲軸組件[39]和卡板[40]； 所述馬身機架[I]為框架結構，外側板[2]的數量為兩個且對稱設置在馬身機架[I]的外側，內側板[3]的數量也為兩個且對稱設置在馬身機架[I]的內側，該馬身機架[I]的前部與連接架[4]的一端相固連，該連接架[4]的另一端與橫桿[5]的中部相固連，橫桿[5]的兩端分別固連一個導向套[6];前叉[7]的數量為兩個且其上部圓柱分別穿過與其對應的導向套[6]且能相對導向套[6]轉動，每個前叉[7]的前部均設置兩個相互分開的板件，該兩個板件之間設置前輪[8]的轉軸，所述轉軸貫穿前叉[7]的兩個板件并能相對其轉動；第一擺桿[10]的數量為2，每個第一擺桿[10]的一端均套在與其對應的前叉[7]上部圓柱的末端且相對固定，每個第一擺桿[10]的另一端通過第一銷軸[11]與轉向桿[12]的端部相連接，所述轉向桿[12]的中部設置轉向銷[9]； 馬身[15]為內部空心的殼體結構，該馬身[15]與馬身機架[I]的上表面固定連接，馬頭[14]的下方固連轉動圓柱[13]，所述轉動圓柱[13]插在馬身[15]前部的圓孔內，馬頭[14]上固定安裝的卡板[40]前端的缺口正好卡住轉向桿[12]上的轉向銷[9]； 電機[16]通過電機座[17]固定安裝在馬身機架[I]上，該電機[16]的輸出軸上固定安裝有第一鏈輪[18];轉軸[31]的兩端分別貫穿兩個內側板[3]，兩個圓盤凸輪[28]分別固定安裝在轉軸[31]上且分布在內側板[3]的外側，每個圓盤凸輪[28]上均固定有曲柄[27]，每個曲柄均通過與其對應的第四銷軸[26]與相應連桿[25]的一端相連接，每個連桿[25]的另一端均通過與其對應的第三銷軸[23]與馬腿[21]的中部相連接； 第二擺桿[19]的數量為2，每個第二擺桿[19]均通過對應的第五銷軸[38]安裝在外側板[2]上，每個第二擺桿[19]的一端均設置有滾子[24]與圓盤凸輪[28]的凸輪曲線輪廓相接觸，每個第二擺桿[19]的另一端通過對應的第二銷軸[20]與馬腿[21]連接； 在轉軸[31]的中部還固定安裝有第一超越離合器[29]和第二超越離合器[32]，在第一超越離合器[29]和第二超越離合器[32]上分別固定有第二鏈輪[30]和第三鏈輪[33]，在第一鏈輪[18]與第二鏈輪[30]之間通過第一鏈條[22]進行傳動； 鋼套[35]固定在連接架[4]的下部，曲軸組件[39]中的中間轉軸穿過該鋼套并能相對轉動，所述曲軸組件[39]的中間轉軸上固定有第四鏈輪[36]，該第四鏈輪[36]與第三鏈輪[33]之間通過第二鏈條[34]進行傳動，該曲軸組件[39]的兩端分別設置有一個踏板[37]。
2.根據權利要求I所述的一種輪-腿混合型機械馬，其特征在于，兩個曲柄[27]安裝在對應圓盤凸輪[28]上的相位差為180°。
全文摘要
本發明公開了一種輪-腿混合型機械馬，包括馬身機架、外側板、內側板、連接架、橫桿、導向套、前叉、前輪、轉向銷、第一擺桿、第一銷軸、轉向桿、轉動圓柱、馬頭、馬身、電機、電機座、第一鏈輪、第二擺桿、第二銷軸、馬腿、第一鏈條、第三銷軸、滾子、連桿、第四銷軸、曲柄、圓盤凸輪、第一超越離合器、第二鏈輪、轉軸、第二超越離合器、第三鏈輪、第二鏈條、鋼套管、第四鏈輪、踏板組件、第五銷軸、曲軸組件和卡板；本發明的輪-腿混合型機械馬采用輪-腿混合型行走方式，既能讓腿部實現類似四足動物的步行動作又能保證騎乘時的穩定性，安全性好。
文檔編號A63G19/20GK102895783SQ20121038185
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月10日 優先權日2012年10月10日
發明者陶衛軍, 劉奇超, 王棟, 紀木興, 王冬碩, 孫國棟 申請人:南京理工大學