CN102748448A - 一种用于滚珠循环的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于滚珠循环的系统，包括机架、电机、减速器、主动轮、第一从动轮、第二从动轮、第三从动轮、链条、第一路传动机构、第二路传动机构、第三路传动机构、第四路传动机构、音乐发生器、第一提升管、第二提升管和挡球器；电机经减速器带着主动轮转动；主动轮经链条带着第一从动轮、第二从动轮和第三从动轮转动；第一提升管竖直设置，其下端为入口、上端为出口，在入口与出口之间设置一挡球器；有益效果是：以滚珠为纽带，将多种机构与滚珠轨道进行组合和传动，揭示了物体动力传递、运动转换和能量转换的奥秘，除了可作为益智玩具外，还可用作教学模型。该系统外观独特，为动感、美感与艺术性的结合，通过动、形、声给人以美的享受。

Description

一种用于滚珠循环的系统

技术领域

本发明涉及玩具用品，特别是一种用于滚珠循环的系统。

背景技术

玩具是供人们玩乐或游戏的产品。现在，随着科技的发展，玩具的种类越来越多，功能越来越复杂。但是，现有的玩品普遍存在着使用简单、启发性小，不利于重复深入使用。

随着社会的进步，人们在工作和学习之外自由支配的时间越来越多，物质生活越来越丰富；另一方面，人们的工作、学习和生活压力越来越大，精神生活越来越贫瘠，越来越没有主观幸福感，所以亟需一种即能够带来视觉享受，又能够开发智力、愉悦身心的游乐产品。   

发明内容

为了解决上述现有的技术问题，本发明提供一种用于滚珠循环的系统，其充分使用机械领域的曲柄摇杆机构、齿轮齿条机构、双滑块机构、凸轮机构、齿轮机构、行星轮系机构、链条机构和皮带机构，使得音乐发生器发出音乐，从而诠释机械的传动、能量的转换和音乐的产生。

本发明解决上述现有的技术问题，提供一种用于滚珠循环的系统，所述系统包括机架、电机、减速器、主动轮、第一从动轮、第二从动轮、第三从动轮、链条、第一路传动机构、第二路传动机构、第三路传动机构、第四路传动机构、音乐发生器、第一提升管、第二提升管和挡球器；所述电机经所述减速器带着所述主动轮转动；所述主动轮经所述链条带着所述第一从动轮、第二从动轮和第三从动轮转动；所述第一提升管竖直设置，其下端为入口、上端为出口，在入口与出口之间设置一挡球器；所述第二提升管竖直设置，其下端为入口、上端为出口，在入口与出口之间设置一挡球器；所述第一从动轮驱动所述第一路传动机构，用于实现滚珠从所述第一提升管的入口上升至挡球器；所述第二从动轮驱动所述第二路传动机构；所述第三从动轮驱动所述第三路传动机构，用于实现滚珠从第二提升管的入口上升至挡球器；所述第四路传动机构与所述音乐发生器连接；所述第二路传动机构包括转盘、行星轮、双滑块和双滑槽；所述转盘具有一行星架和一环槽，所述环槽位于所述行星架的外侧；所述行星轮与所述行星架相配合，且所述行星轮的分度圆直径为所述行星架分度圆直径的一半；所述双滑块包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块、所述第二滑块均铰连接于所述行星轮，且所述第一滑块和所述第二滑块的铰接点位于所述行星轮一直径的两端；所述双滑槽包括第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽和所述第二滑槽十字交叉设置；所述第一滑块和所述第二滑块分别配合设置于所述第一滑槽与所述第二滑槽；所述第一滑槽与所述第二滑槽与所述环槽相通；所述第四路传动机构包括风车、第一皮带轮、第二皮带轮和用于连接所述第一皮带轮与所述第二皮带轮的皮带，所述风车驱动所述第一皮带轮；所述第二皮带轮与所述音乐发生器连接。

本发明更进一步的改进如下所述。

所述第一路传动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、曲柄、连杆、摇杆、齿轮、齿条和第一提升件；所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮配合连接；所述曲柄、所述连杆、所述摇杆构成一曲柄摇杆机构；所述齿轮与所述齿条构成一齿轮齿条机构；所述第一从动轮与所述第一锥齿轮连接，所述第二锥齿轮与所述曲柄连接，所述摇杆与所述齿轮共转动中心线且固定连接，所述齿条带着所述第一提升件移动。

所述第三路传动机构包括圆柱凸轮和第二提升件；所述第三从动轮与所述圆柱凸轮连接，所述圆柱凸轮带着所述第二提升件移动。

所述挡球器包括一摆杆、一重力块和一限位块；所述重力块与所述摆杆固定连接。

所述系统包括第一横管，所述第一横管的一端连接所述第一提升管的出口、另一端延伸至所述双滑槽的十字交叉点。

所述风车包括多个接收斗，该多个接收斗围绕其转动中心呈圆形分布。

所述系统包括第二横管，所述第二横管的一端连接所述第二提升管的出口、另一端延伸至所述风车的一接收斗。

所述系统包括连接管，所述连接管与所述第一提升管、第一横管、第二提升管、第二横管构成一滚珠通道。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：

1、以滚珠为纽带，将多种机构与滚珠轨道进行组合和传动，揭示了物体动力传递、运动转换和能量转换的奥秘。

2、各种机构结合滚珠、音乐发生器，强烈的机械动感给人视觉上的震撼，同时诠释音乐的产生，具有很强的益智功能和休闲娱乐性，除了可作为益智玩具外，还可用作教学模型。

3、该系统外观独特，为动感、美感与艺术性的结合，通过动、形、声的完美结合，给人以美的享受。 

附图说明

图1为本用于滚珠循环系统的结构示意图。

图2为主动轮及第一、第二、第三从动轮的结构关系图。

图3为第一路传动机构的部分结构示意图。

图4为行星架与行星轮的结构示意图。

图5为双滑块与双滑槽的结构示意图。

图6为第三路传动机构的结构示意图。

图7为第四路传动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图7所示，一种用于滚珠循环的系统，包括机架11、电机、减速器、主动轮14、第一从动轮15、第二从动轮16、第三从动轮17、链条18、第一路传动机构、第二路传动机构、第三路传动机构、第四路传动机构、音乐发生器23、第一提升管、第二提升管和挡球器，机架11提供安装基础。电机经减速器带着主动轮14转动；主动轮14经链条18带着第一从动轮15、第二从动轮16和第三从动轮17转动。第一提升管竖直设置，其下端为入口241、上端为出口242，在入口241与出口242之间设置一挡球器。第二提升管竖直设置，其下端为入口251、上端为出口252，在入口251与出口252之间设置一挡球器。第一从动轮15驱动第一路传动机构，用于实现滚珠从第一提升管的入口241上升至挡球器；第二从动轮16驱动第二路传动机构；第三从动轮17驱动第三路传动机构，用于实现滚珠从第二提升管的入口251上升至挡球器；第四路传动机构与音乐发生器23连接。第二路传动机构包括转盘201、行星轮203、双滑块205和双滑槽204；转盘201具有一行星架2011和一环槽2012，环槽2012位于行星架2011的外侧；行星轮203与行星架2011相配合，且行星轮203的分度圆直径为行星架2011分度圆直径的一半；双滑块205包括第一滑块和第二滑块，第一滑块、第二滑块均铰连接于行星轮203，且第一滑块和第二滑块的铰接点位于行星轮203一直径的两端；双滑槽204包括第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽十字交叉设置；第一滑块和第二滑块分别配合设置于第一滑槽与第二滑槽；第一滑槽与第二滑槽与环槽2012相通。第四路传动机构包括风车221、第一皮带轮222、第二皮带轮224和用于连接第一皮带轮222与第二皮带轮224的皮带223，风车221驱动第一皮带轮222。第二皮带轮224与音乐发生器23连接,当第二皮带轮224转动时驱动音乐发生器23发生乐声。

第一路传动机构包括第一锥齿轮191、第二锥齿轮192、曲柄193、连杆194、摇杆195、齿轮196、齿条197和第一提升件198。第一锥齿轮191与第二锥齿轮192配合连接。曲柄193、连杆194、摇杆195构成一曲柄摇杆机构。齿轮196与齿条197构成一齿轮齿条机构。第一从动轮15与第一锥齿轮191连接，第二锥齿轮192与曲柄193连接，摇杆195与齿轮共转动中心线且固定连接，齿条197带着第一提升件198移动。

第三路传动机构包括圆柱凸轮211和第二提升件212；第三从动轮17与圆柱凸轮211连接，圆柱凸轮211带着第二提升件212移动。

挡球器包括一摆杆263、一重力块262和一限位块261；重力块262与摆杆263固定连接。

系统包括第一横管，第一横管的一端连接第一提升管的出口、另一端延伸至双滑槽204的十字交叉点。

风车221包括多个接收斗，该多个接收斗围绕其转动中心呈圆形分布。 

系统包括第二横管，第二横管的一端连接第二提升管的出口、另一端延伸至风车221的一接收斗。

系统包括连接管，连接管与第一提升管、第一横管、第二提升管、第二横管构成一滚珠通道。

本系统具体包括以下各个机构。

1、链轮机构

该链轮机构由主动轮14、第一从动轮15、第二从动轮16、第三从动轮17和链条18构成，链条18配合绕过主动轮14、第一从动轮15、第二从动轮16和第三从动轮17。当主动轮14转动时，带着第一从动轮15、第二从动轮16、第三从动轮17转动。

主动轮、第一从动轮15、第二从动轮16和第三从动轮17有特殊齿形的链齿，链条18的链节与该链齿啮合传递运动和动力。

该链轮机构相较齿轮机构的优点在于，其制造与安装精度要求低，链齿的受力情况较好，承载能力大，有一定的缓冲、减振性能，中心距大，结构轻便。

该链轮机构相较摩擦型带轮机构的优点在于，平均传动比准确，传动效率高，链条18对轴的拉力较小，能够在恶劣的环境下使用。

该链轮机构实质将动力传输至第一路传动机构、第二路传动机构和第三路传动机构。

2、齿轮机构

该齿轮机构由第一锥齿轮191和第二锥齿轮192构成，用于改变动力的传输方向。

3、曲柄摇杆机构

该曲柄摇杆机构由曲柄193、连杆194和摇杆195构成，曲柄193转动经连杆194带着摇杆195摆动。该曲柄摇杆机构能够将整周转动转化为往复摆动。

4、齿轮齿条机构

该齿轮齿条机构由齿轮196和齿条197构成，该齿轮196与齿条197相互啮合。该齿轮齿条机构能够将往复摆动转化为线性移动。

本发明的齿轮196与摇杆195共转动中心线，且固定连接，当摇杆195摆动时，带着齿轮196同步摆动，该齿轮196能够为一弧形的部分齿轮。

5、行星轮系机构

该行星轮系机构由行星架2011和行星轮203构成。转盘201转动即行星架2011转动，这样与行星架2011啮合的行星轮203即被带着转动，由于行星轮203的分度圆直径为行星架2011分度圆直径的一半，所以行星轮203自转的同时围绕行星架2011的转动中心公转。

6、双滑块机构

该双滑块机构由双滑块205和双滑槽204构成，且该双滑槽204十字交叉设置。一滑块对应设置一滑槽。行星轮203带着双滑块205自转与公转，即实现双滑块205相对双滑槽204的滑动。

由于双滑槽204与环槽2012相通，那么落入十字交叉点的滚珠在双滑块205的推动下周期性从顺时针四个方向或逆时针四个方向进入环槽2012，然后由环槽2012带动进入第二提升管的入口。

7、圆柱凸轮机构

该圆柱凸轮机构由圆柱凸轮211和第二提升件212构成，该圆柱凸轮211的轮廓曲线能够实现第二提升件212的线性移动。

8、皮带传动机构

该皮带传动机构由第一皮带轮222、第二皮带轮224及皮带223构成。皮带223张紧在至少两轮上作为中间挠性件，靠皮带223与第一皮带轮222或第二皮带轮224接触面的摩擦力来传递运动与动力。

皮带传动机构的优点是有过载保护作用、缓冲吸振作用、运行平稳无噪音，且制造、安装要求不高、成本低。

基于上述各种机构，本系统实现了滚珠的循环移动，体现各机构运行趣味的同时，带给人们音乐的享受，这样既能够开发智力，又能够愉悦身心，既成为青少年甚至成人的休闲娱乐机械，还能够成为学校的教堂模型。

本系统滚珠的运行原理如下：

滚珠进入第一提升管的入口，由第一提升件198将其推至第一提升管的挡珠器位置，因挡珠器的阻挡而无法回落，第一提升件198的往复移动带着滚珠一个一个的顺序靠近第一提升管的出口，直至离出口最近的滚珠沿着第一横管滚出。

滚珠从第一横管的出口滚出，恰好落至十字交叉双滑槽204的中心，然后在双滑块205的推力下周期性沿顺时针方向或逆时针方向从四个方向的滑槽进入环槽2012。滚珠进入环槽2012继续滚动至第二提升管的入口。

滚珠进入第二提升管的入口，由第二提升件212将其推至第二提升管的挡珠器位置，因挡珠器的阻挡而无法回落，第二提升件212的往复移动带着滚珠一个一个的顺序靠近第二提升管的出口，直至离出口最近的滚珠沿着第二横管滚出。

第二横管的出口正对风车221的接收斗，滚珠进入一接收斗以后，由于其重力的作用实现风车221的转动，当滚珠有序进入接收斗后，即实现风车221的连续转动。

滚珠从接收斗下落到连接管，并顺着连接管前进至第一提升管的入口，实现周期性循环。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于滚珠循环的系统，其特征在于：

所述系统包括机架、电机、减速器、主动轮、第一从动轮、第二从动轮、第三从动轮、链条、第一路传动机构、第二路传动机构、第三路传动机构、第四路传动机构、音乐发生器、第一提升管、第二提升管和挡球器；

所述电机经所述减速器带着所述主动轮转动；所述主动轮经所述链条带着所述第一从动轮、第二从动轮和第三从动轮转动；

所述第一提升管竖直设置，其下端为入口、上端为出口，在入口与出口之间设置一挡球器；

所述第二提升管竖直设置，其下端为入口、上端为出口，在入口与出口之间设置一挡球器；

所述第一从动轮驱动所述第一路传动机构，用于实现滚珠从所述第一提升管的入口上升至挡球器；所述第二从动轮驱动所述第二路传动机构；所述第三从动轮驱动所述第三路传动机构，用于实现滚珠从第二提升管的入口上升至挡球器；所述第四路传动机构与所述音乐发生器连接；

所述第二路传动机构包括转盘、行星轮、双滑块和双滑槽；所述转盘具有一行星架和一环槽，所述环槽位于所述行星架的外侧；所述行星轮与所述行星架相配合，且所述行星轮的分度圆直径为所述行星架分度圆直径的一半；所述双滑块包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块、所述第二滑块均铰连接于所述行星轮，且所述第一滑块和所述第二滑块的铰接点位于所述行星轮一直径的两端；所述双滑槽包括第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽和所述第二滑槽十字交叉设置；所述第一滑块和所述第二滑块分别配合设置于所述第一滑槽与所述第二滑槽；所述第一滑槽与所述第二滑槽与所述环槽相通；

所述第四路传动机构包括风车、第一皮带轮、第二皮带轮和用于连接所述第一皮带轮与所述第二皮带轮的皮带，所述风车驱动所述第一皮带轮；

所述第二皮带轮与所述音乐发生器连接。

2.根据权利要求1所述的用于滚珠循环的系统，其特征在于：所述第一路传动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、曲柄、连杆、摇杆、齿轮、齿条和第一提升件；

所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮配合连接；

所述曲柄、所述连杆、所述摇杆构成一曲柄摇杆机构；

所述齿轮与所述齿条构成一齿轮齿条机构；

所述第一从动轮与所述第一锥齿轮连接，所述第二锥齿轮与所述曲柄连接，所述摇杆与所述齿轮共转动中心线且固定连接，所述齿条带着所述第一提升件移动。

3.根据权利要求2所述的用于滚珠循环的系统，其特征在于：所述第三路传动机构包括圆柱凸轮和第二提升件；所述第三从动轮与所述圆柱凸轮连接，所述圆柱凸轮带着所述第二提升件移动。

4.根据权利要求3所述的用于滚珠循环的系统，其特征在于：所述挡球器包括一摆杆、一重力块和一限位块；所述重力块与所述摆杆固定连接。

5.根据权利要求4所述的用于滚珠循环的系统，其特征在于：所述系统包括第一横管，所述第一横管的一端连接所述第一提升管的出口、另一端延伸至所述双滑槽的十字交叉点。

6.根据权利要求5所述的用于滚珠循环的系统，其特征在于：所述风车包括多个接收斗，该多个接收斗围绕其转动中心呈圆形分布。

7. 根据权利要求6所述的用于滚珠循环的系统，其特征在于：所述系统包括第二横管，所述第二横管的一端连接所述第二提升管的出口、另一端延伸至所述风车的一接收斗。

8.根据权利要求7所述的用于滚珠循环的系统，其特征在于：所述系统包括连接管，所述连接管与所述第一提升管、第一横管、第二提升管、第二横管构成一滚珠通道。

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