本实用新型涉及小型四轮玩具技术领域,具体涉及一种玩具车轮。
背景技术:
当前汽车转弯是通过车轮自身转弯+差速器的方式实现的。其中车轮转弯是通过液压传动机构驱动整个车轮的转动平面改变方向而实现转弯。
而市场上的小型、微型电动玩具车(如电动老鼠)由于成本、结构原因基本上不使用汽车液压车轮转弯方式。商家大多只采用更简单的方法,即车轮只转动永远不变向,只是分别改变两侧轮子的速度形成轮速不同而完成车身整体转弯,类似履带式坦克。
玩具车在转向时外侧车轮加速,内侧车轮减速甚至反转,实现车身转向。此时车轮除了在前进方向上滚动,还会在回转圆径向上受到反作用力,形成横向滑动分量,滚动与滑动分量合成侧滑力向量,四个车轮的侧滑分量共同作用实现车身整体转弯。
四轮玩具车侧滑摩擦最严重的情况是原地打转,此时左右两侧的车轮转向正好相反,四个车轮着地接触点都处在回转圆周上。车轮在马达驱动下转动时实际上是在沿回转圆圆周上半滚半滑。
此方式在转向时存在一个负面问题:四个车轮与地面产生的横向滑动分量形成摩擦阻力是有害阻力,会极大地增加系统负荷,造成驱动电流过大,严重时会使玩具电池供电电压下降,致使其它单元(如控制、通讯部分)不能稳定工作。
通常滚动摩擦与滑动摩擦相生相伴,难以剥离。要减小滑动摩擦就会使滚动摩擦同比变小而造成驱动力达不到要求;增大滚动摩擦同样会带来滑动摩擦变大而转向阻力大、驱动耗电恶化的后果。因此,必须从根本上设法将滑动摩擦与滚动摩擦区别处理,克服负面因素,保证系统工作正常。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种玩具车轮,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种玩具车轮,包括车轮主体,所述车轮主体为圆形,所述车轮主体周边设置有三角形或梯形斜齿,所述车轮主体中心设置圆形孔和键槽,所述车轮主体包括第一面和第二面,所述第一面和第二面对称设置有梯形槽。
为了进一步提高一种玩具车轮的实用性,所述三角形或梯形斜齿齿与水平方向有一定夹角θ。
为了进一步提高一种玩具车轮的实用性,所述第一面和第二面的距离为5.5mm。
为了进一步提高一种玩具车轮的实用性,所述车轮主体的外圆尺寸为23mm。
为了进一步提高一种玩具车轮的实用性,所述梯形槽的宽度为0.7mm,梯形槽的深度为1.95mm。
本实用新型的技术效果和优点:
将车轮的花纹进行了专门的设计,利用三角形或梯形斜齿切向上摩擦力小(利于滑动)、法向上摩擦力大(利于滚动)的差别,合理设计车轮花纹方向和角度,将车身前进需要的滚动摩擦力F3与车轮侧滑不需要的侧滑摩擦力F4按花纹方向分向引导,实现有效平滑地转向的目的。同时三角形或梯形斜齿能有效地在回转圆切向上减少阻力,使有用的滚动摩擦力增大,利于抓地;有害的侧滑摩擦力减小,类似于滑冰鞋冰刀的原理,从而使马达有害负荷变小,进而降低驱动电流,优化系统。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种玩具车轮的结构示意图;
图2为本实用新型实施例的一种玩具车轮的车轮受力示意图。
图中:1-车轮主体,2-斜齿,3-第一面,4-第二面,5-梯形槽,6-键槽,7-圆形孔。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供了如图1-2所示的一种玩具车轮,包括车轮主体1,所述车轮主体1为圆形,所述车轮主体1周边设置有三角形或梯形斜齿2,所述车轮主体1中心设置圆形孔7和键槽6,所述车轮主体1包括第一面3和第二面4,所述第一面3和第二面4对称设置有梯形槽5。所述三角形或梯形斜齿2与水平方向有一定夹角θ。所述第一面3和第二面4的距离为5.5mm。所述车轮主体1的外圆尺寸为23mm。所述梯形槽5的宽度为0.7mm,梯形槽5的深度为1.95mm。
玩具车转向时,外侧车轮加速,内侧车轮减速甚至反转,实现车身整体转向。此时车轮除了在前进方向上受到车轮驱动力F1,还会受到来自回转圆心方向的回转反作用力F2,车轮滚动摩擦力F3及来自地面的侧滑摩擦力F4。同时车轮沿F3方向转动,四个车轮的转动力共同作用实现车身整体转弯。
在本实用新型实施例中,通过对车轮的花纹进行设计,利用三角形或梯形斜齿2切向上摩擦力小、法向上摩擦力大的差别,合理设计车轮花纹的方向和角度,将车身前进需要的摩擦力与车轮侧滑不需要的摩擦力按花纹方向分向引导,实现有效平滑地转向的目的。同时三角形或梯形斜齿能有效地在回转圆切向上减少阻力,使有用的滚动摩擦力F3增大,利于抓地;有害的侧滑摩擦力F4变小,类似于滑冰鞋冰刀的原理,从而使马达有害负荷变小,进而降低驱动电流,优化系统。
最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。