專利名稱：萬向自行球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于健身娛樂器械和自行車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種健娛樂用萬向自行球。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展和人們娛樂觀念的轉(zhuǎn)變，大型的圓形和球型娛樂器械越來越受人們的青睞。尤其是大型娛樂球，以球?yàn)檫\(yùn)動(dòng)載體且人在球的內(nèi)部動(dòng)作，較之與傳統(tǒng)的小型娛樂球如彈跳球，確實(shí)有了不小的創(chuàng)新，給人以新鮮感、趣味性。在本實(shí)用新型以前的現(xiàn)有技術(shù)中，類似的健身娛樂器械有水上步行球、草地悠波球、光束飛輪等。水上步行球也可稱水上步行器、水上跑步球、水上漫步球、水上行走球、水上健身球、水上悠波球、水上透明運(yùn)動(dòng)球、水上氣球，水上飄等等，一般在公園或水上娛樂場(chǎng)所出租，人進(jìn)去后開始用氣泵充氣，充滿后拉上拉鏈即可下水游玩，人可以在其中做走動(dòng)、跑動(dòng)、翻滾等身體動(dòng)作使其運(yùn)動(dòng)。水上步行球直徑一般2米，總體積達(dá)到3立方米以上，安全承重達(dá)180公斤以上。根據(jù)科學(xué)統(tǒng)計(jì)，成年人每天吸入空氣量為15立方米，而水上步行球容氣量達(dá)到3立方米以上，因此，可以供成人4 5小時(shí)的呼吸量，有充分的安全保障。球是由單層球皮和一個(gè)拉鏈構(gòu)成:球皮的材料為進(jìn)口 TPU、PVC薄膜，無毒、無色、無味，具有抗水解和耐黃性，拉力和彈性是同類產(chǎn)品的數(shù)倍；氣球上的拉鏈?zhǔn)敲芊夥浪?。草地悠波球有雙層球結(jié)構(gòu)，其上至少有一個(gè)洞口可供人進(jìn)出，進(jìn)入之后人被球內(nèi)的綁帶固定。球皮的材料也主要為TPU、PVC聚合材料，堅(jiān)韌耐磨，可用于表面粗糙度較大的草地、沙地等，在雙層球殼之間有拉繩相連，同時(shí)填充空氣，作為緩沖層。草地悠波球?qū)?chǎng)地要求一般比較嚴(yán)格，需在帶有一定坡度的草地上娛樂，娛樂時(shí)，重力提供驅(qū)動(dòng)力使球從草地上滾下，同時(shí)人享受到刺激之感。球的內(nèi)徑可達(dá)1.8米，外徑最大可達(dá)2.5米，總體積一般6立方米以上，安全載重達(dá)150kg以上，且有通氣口，可以保障人的安全。光束飛輪在2008年北京奧運(yùn)會(huì)閉幕式上完成了精彩的表演，它的發(fā)明人是西安永利科技發(fā)展有限公司的李永利，它的前身叫做“獨(dú)輪游樂車”。光束飛輪的直徑為2.08米，寓意“2008北京奧運(yùn)會(huì)”，車子外輪轂為白色透明的工程塑料做成，它主要由滾動(dòng)獨(dú)輪及與其內(nèi)環(huán)相配合滑動(dòng)的三輪腳踏車組合而成。人們坐在三輪腳踏車上，用腳踩踏，人及車重心移動(dòng)，使三輪車車輪在滾動(dòng)獨(dú)輪的內(nèi)環(huán)上滾動(dòng)及滑動(dòng)，帶動(dòng)獨(dú)輪滾動(dòng)，以達(dá)到騎行的目的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種在上述健身娛樂器械構(gòu)思基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高其健身性、娛樂性和安全性的、可以自由滾動(dòng)且內(nèi)層可以支撐行走機(jī)構(gòu)的萬向自行球?，F(xiàn)將本實(shí)用新型技術(shù)解決方案敘述如下:本實(shí)用新型萬向自行球，具有球形殼體，其特征在于:還具有碗形骨架、萬向輪、獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、 固定連接桿；所述的球形殼體由有機(jī)玻璃板材制成，球體沿赤道線分為兩個(gè)半球，且兩半球連接處設(shè)置有鉸鏈聯(lián)接及榫鉚結(jié)構(gòu)；球形殼體上設(shè)有通氣孔；所述的碗形骨架為碗形結(jié)構(gòu)，安裝在球形殼體內(nèi)，包括上、下兩個(gè)直徑不同的圓環(huán)，以及將圓環(huán)連接成一體的4 8條直桿；所述的萬向輪萬向輪安裝在碗形骨架上且與球形殼體相接觸；所述的獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改造而成，通過固定連接桿與碗形骨架固連在一起；所述的固定連接桿固定連接桿共有4 8個(gè)，兩兩分布于獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前后，將獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與碗形骨架的上圓環(huán)固連在一起。本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種萬向自行球，其特征在于:所述的碗形骨架的上、下圓環(huán)的直徑分別根據(jù)球形殼體上相應(yīng)位置的緯圓直徑確定，上圓環(huán)在赤道附近，其外徑由球殼赤道圓直徑與萬向輪的尺寸決定；下圓環(huán)設(shè)定在1/2半徑處，既確保降低重心，又保持較大的支撐面，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定平衡。上、下兩個(gè)圓環(huán)通過均勻分布的直桿連接而形成一個(gè)碗形結(jié)構(gòu)。以碗形骨架下圓環(huán)為基礎(chǔ)平臺(tái)固定了獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。碗形骨架的設(shè)計(jì)，降低了整個(gè)機(jī)構(gòu)的重心，它與萬向球的巧妙配合，使整個(gè)機(jī)構(gòu)的重心始終位于理想支撐點(diǎn)的下方，保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。運(yùn)動(dòng)時(shí)，操作者雙手可以扶在上圓環(huán)上以保證人不在內(nèi)部發(fā)生傾倒。本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種萬向自行球，其特征在于:所述的萬向輪將碗形骨架與球殼內(nèi)表面相連接，保持穩(wěn)定平衡和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活；在上圓環(huán)上設(shè)置3 5個(gè)萬向輪，下圓環(huán)上設(shè)置5 7個(gè)萬向輪，以確保支撐可靠；萬向輪單只承重應(yīng)大于80Kg。本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種萬向自行球，其特征在于:所述的獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括車座、車身、車輪、踏板及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；車座的高度可以根據(jù)操作者的身高進(jìn)行調(diào)節(jié)，車輪的下端與球殼內(nèi)表面接觸，輪胎具有較大的摩擦因數(shù)，便于驅(qū)動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種萬向自行球，其特征在于:所述的4 8個(gè)固定連接桿的分布要合理選擇，前端及后端兩桿間夾角為20° 25°，前端與后端相鄰兩桿間夾角為130 140° ;固定連接桿把獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和碗型骨架可靠地固聯(lián)在一起，保證內(nèi)部機(jī)構(gòu)安全、牢靠、平衡。本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，提供了一種趣味性更強(qiáng)、受力更為科學(xué)合理、使用更為安全的萬向自行球。
圖1:本實(shí)用新型萬向自行球主視圖圖2:本實(shí)用新型萬向自行球俯視圖圖3:本實(shí)用新型萬向自行球的獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖圖4:本實(shí)用新型萬向自行球的碗形骨架示意圖其中:1球形殼體2碗形骨架的上圓環(huán)3萬向輪4獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5固定連接桿6碗形骨架的下圓環(huán)7直桿8車座9轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10車身11車輪12踏板
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明:參見圖1、2:本實(shí)用新型充分利用了球形殼體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以球型鉸鏈的運(yùn)動(dòng)原理為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)而成。行走機(jī)構(gòu)主體采用碗形骨架結(jié)構(gòu)，有效地降低了整個(gè)機(jī)構(gòu)的重心，使其始終位于理想支撐點(diǎn)的下方，確保運(yùn)動(dòng)過程中整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。行進(jìn)時(shí)，操作者蹬動(dòng)踏板，獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輪子在球的內(nèi)表面做“爬坡”動(dòng)作，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)重心位置發(fā)生前移、升高，這種變化致使球向前滾動(dòng)；同時(shí)，碗形骨架與球殼之間通過安裝的萬向輪，大大減小了獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與殼體內(nèi)表面的摩擦力，確保碗形骨架及時(shí)回復(fù)到平衡狀態(tài)，不會(huì)與球形殼體同步滾動(dòng)。本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向功能充分利用了球面結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，利用球形鉸鏈“萬向運(yùn)動(dòng)”的原理，操作者轉(zhuǎn)動(dòng)車把，通過改變獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的“爬坡”方向，就可以實(shí)現(xiàn)在平面上向任意方向的運(yùn)動(dòng)，即“萬向運(yùn)動(dòng)”。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了自行驅(qū)動(dòng)與萬向運(yùn)動(dòng)的有機(jī)結(jié)合，故稱為“萬向自行球”，適用于經(jīng)過處理的平坦、柔性場(chǎng)地，如塑膠、草坪、地板等，不宜在硬質(zhì)、粗糙場(chǎng)地上使用。球形殼體由有機(jī)玻璃板材制成，為便于容納人在內(nèi)部活動(dòng)，其直徑應(yīng)大于1600mm。為便于人及內(nèi)部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)出，將球體沿赤道線分為兩個(gè)半球，而且兩半球連接處設(shè)置有鉸鏈聯(lián)接及榫鉚結(jié)構(gòu)，以確保球體強(qiáng)度。經(jīng)力學(xué)計(jì)算，殼體厚度取為9-12_。有機(jī)玻璃具有光滑、透明、質(zhì)輕、易加工、機(jī)械強(qiáng)度大等特點(diǎn)，很好的滿足了產(chǎn)品在采光、減小摩擦等需求，同時(shí)足夠大的強(qiáng)度可以支撐內(nèi)部機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，尤其是對(duì)獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)最下端類似于點(diǎn)接觸時(shí)產(chǎn)生的較大的壓強(qiáng)有很好的支撐作用，并降低機(jī)構(gòu)的重量，保證操作者使用時(shí)視野開闊，心情舒暢。另外，在球形殼體上加工一些通氣孔，以保持內(nèi)部空氣質(zhì)量。球體內(nèi)部的行走機(jī)構(gòu)由碗形骨架和固聯(lián)在該骨架上的獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。骨架外側(cè)裝有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的萬向輪，可以保證骨架與球殼內(nèi)層間靈活地相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使內(nèi)部結(jié)構(gòu)及時(shí)調(diào)整平衡狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，車身固聯(lián)在骨架上且可以繞垂直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，車輪位于車身下方，由人力通過踏板驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在內(nèi)球面上滾動(dòng)。車身上部按人體工程學(xué)原理設(shè)計(jì)有座位，便于運(yùn)動(dòng)和操作。萬向輪為內(nèi)部機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與球殼內(nèi)表面的聯(lián)系環(huán)節(jié)。為了保持穩(wěn)定平衡且確保運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，在上圓環(huán)上設(shè)置3個(gè)，下圓環(huán)上設(shè)置5個(gè)，以確保支撐可靠。另外為確保機(jī)構(gòu)的安全性，所選萬向輪單只承重應(yīng)大于80Kg，且轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，摩擦阻力小。萬向輪具有3自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可以保證骨架與內(nèi)層球間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的靈活性，使機(jī)構(gòu)的重心發(fā)生偏移后可以及時(shí)回復(fù)，并始終保持在穩(wěn)定平衡狀態(tài)。
參見圖3:本實(shí)用新型采用人力驅(qū)動(dòng)的獨(dú)輪機(jī)構(gòu)作為整個(gè)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置。該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改造而成，其主體結(jié)構(gòu)包括車座、車身、車輪、踏板及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等。車座的高度可以根據(jù)操作者的身高進(jìn)行調(diào)節(jié)，車輪的下端與球殼內(nèi)表面接觸，輪胎具有較大的摩擦因數(shù)，便于驅(qū)動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)。獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過[5]固定連接桿與碗形骨架固連一起。行進(jìn)時(shí)，操作者蹬動(dòng)踏板，獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輪子在內(nèi)層球的內(nèi)表面做“爬坡”動(dòng)作，這種“爬坡”運(yùn)動(dòng)改變了輪子與球殼的相對(duì)位置，進(jìn)而使機(jī)構(gòu)的重心發(fā)生偏移，這種偏移致使球體相對(duì)地面向前滾動(dòng)。當(dāng)需要轉(zhuǎn)向時(shí)，操作者扭動(dòng)身體或獨(dú)輪機(jī)構(gòu)的手柄，通過改變輪子的“爬坡”方向?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向。固定連接桿共有4個(gè)，兩兩分布于獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前后，將獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與碗形骨架的上圓環(huán)固連在一起。為不影響人的操作活動(dòng)，4個(gè)桿的分布要合理選擇，前端(及后端)兩桿間夾角為20° 25。，前端與后端相鄰兩桿間夾角為130 140°。固定連接桿把獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和碗型骨架可靠地固聯(lián)在一起，保證內(nèi)部機(jī)構(gòu)安全、牢靠、平衡。參見圖4:碗形骨架為碗形結(jié)構(gòu)，它包括上、下兩個(gè)直徑不同的圓環(huán)，以及將圓環(huán)連接成一起的5條直桿構(gòu)成。上、下圓環(huán)的直徑分別根據(jù)球形殼體上相應(yīng)位置的緯圓直徑確定，上圓環(huán)在赤道附近，其外徑由球殼赤道圓直徑與萬向輪(萬向牛眼)的尺寸決定。下圓環(huán)設(shè)定在1/2半徑處，既確保降低重心，又保持較大的支撐面，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定平衡。上、下兩個(gè)圓環(huán)通過均勻分布的5條直桿連接而形成一個(gè)碗形結(jié)構(gòu)。以骨架下圓環(huán)為基礎(chǔ)平臺(tái)固定了獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。碗形骨架的設(shè)計(jì)，降低了整個(gè)機(jī)構(gòu)的重心，它與萬向球的巧妙配合，使整個(gè)機(jī)構(gòu)的重心始終位于理想支撐點(diǎn)的下方，保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。運(yùn)動(dòng)時(shí)，操作者雙手可以扶 在上圓環(huán)上以保證人不在內(nèi)部發(fā)生傾倒。
權(quán)利要求1.萬向自行球，具有球形殼體，其特征在于:還具有碗形骨架、萬向輪、獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定連接桿；所述的球形殼體由有機(jī)玻璃板材制成，球體沿赤道線分為兩個(gè)半球，且兩半球連接處設(shè)置有鉸鏈聯(lián)接及榫鉚結(jié)構(gòu)；球形殼體上設(shè)有通氣孔；所述的碗形骨架為碗形結(jié)構(gòu)，安裝在球形殼體內(nèi)，包括上、下兩個(gè)直徑不同的圓環(huán)，以及將圓環(huán)連接成一體的4 8條直桿；所述的萬向輪安裝在碗形骨架上且與球形殼體相接觸；所述的獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改造而成，通過固定連接桿與碗形骨架固連在一起；所述的固定連接桿固定連接桿共有4 8個(gè)，兩兩分布于獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前后，將獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與碗形骨架的上圓環(huán)固連在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向自行球，其特征在于:所述的碗形骨架的上、下圓環(huán)的直徑分別根據(jù)球形殼體上相應(yīng)位置的緯圓直徑確定，上圓環(huán)在赤道附近，其外徑由球殼赤道圓直徑與萬向輪的尺寸決定；下圓環(huán)設(shè)定在1/2半徑處，既確保降低重心，又保持較大的支撐面，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定平衡；上、下兩個(gè)圓環(huán)通過均勻分布的直桿連接而形成一個(gè)碗形結(jié)構(gòu)；以碗形骨架下圓環(huán)為基礎(chǔ)平臺(tái)固定了獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的萬向自行球，其特征在于:所述的萬向輪將碗形骨架與球殼內(nèi)表面相連接，保持穩(wěn)定平衡和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活；在上圓環(huán)上設(shè)置3 5個(gè)萬向輪，下圓環(huán)上設(shè)置5 7個(gè)萬向輪，以確保支撐可靠；萬向輪單只承重應(yīng)大于80Kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的萬向自行球，其特征在于:所述的獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括車座、車身、車輪、踏板及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；車座的高度可以根據(jù)操作者的身高進(jìn)行調(diào)節(jié)，車輪的下端與球殼內(nèi)表面接觸，輪胎具有較大的摩擦因數(shù)，便于驅(qū)動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的萬向自行球，其特征在于:所述的4 8個(gè)固定連接桿的分布要合理選擇，前端及后端兩桿間夾角為20° 25°，前端與后端相鄰兩桿間夾角為130 ·140 ° ;固定連接桿將獨(dú)·輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和碗型骨架固聯(lián)在一起。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種萬向自行球。具有球形殼體、碗形骨架、萬向輪、獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定連接桿；球形殼體由有機(jī)玻璃板材制成，球體沿赤道線分為兩個(gè)半球，且兩半球連接處設(shè)置有鉸鏈聯(lián)接及榫鉚結(jié)構(gòu)；球形殼體上設(shè)有通氣孔；碗形骨架為碗形結(jié)構(gòu)，安裝在球形殼體內(nèi)，包括上、下兩個(gè)直徑不同的圓環(huán)，以及將圓環(huán)連接成一體的4～8條直桿；萬向輪萬向輪安裝在碗形骨架上且與球形殼體相接觸；獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過固定連接桿與碗形骨架固連在一起；固定連接桿固定連接桿共有4～8個(gè)，兩兩分布于獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前后，將獨(dú)輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與碗形骨架的上圓環(huán)固連在一起。同現(xiàn)有技術(shù)相比，提供了一種趣味性更強(qiáng)、受力更為科學(xué)合理、使用更為安全的萬向自行球。
文檔編號(hào)B62K17/00GK203127069SQ20132006693
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月3日
發(fā)明者秦忠寶, 徐野, 朱芫江, 李陽, 梁亞平, 邱偉, 李立京 申請(qǐng)人:中國人民解放軍第二炮兵工程大學(xué)