專利名稱：可隨處安裝的模型火車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及模型火車領(lǐng)域，尤其涉及能夠在豎直面或斜面上安裝的模型火車。
背景技術(shù)：
多年來對于成年人和兒童諸如轎車和火車的遙控模型車輛均已經(jīng)是大眾化的玩 具。一些這樣的車輛是無需駕駛的，而諸如軌道車和電動火車的其他車輛受到軌道的限制。 使用者能夠控制車輛的速度，但是其路徑仍然被軌道固定。電動火車一般由拉動多量非動力“車廂”的電動的成比例模型“火車頭”組成。這 些組件一起構(gòu)成了“火車裝配”或“火車”。這種火車在一系列軌道上行使，這些軌道通常是 電氣化且彼此間是點絕緣的。該軌道通常為平行結(jié)構(gòu)且通過垂直于軌道設(shè)置的“枕木”連 接。這些枕木被稱為“路基”的基座支持。軌道、枕木和路基被一起稱為“軌道裝配”。其“布 局”由軌道裝配和至少一個安裝在平面上的火車，該平面還能夠裝飾有仿真的地形 、城鎮(zhèn)或 其他所需的裝置。因為火車安裝在軌道之上，重力將組件維持在軌道上，組件的重量提供所需的摩 擦力以沿軌道推進(jìn)火車并將火車保持在軌道裝配上。為了避免“脫軌”且改進(jìn)火車的穩(wěn)定 性，通常將車廂加重。通過軌道將電能傳輸?shù)交疖囶^以使火車沿軌道移動。由于需要使火車頭與軌道接觸以使電能驅(qū)動火車以及沿軌道驅(qū)動車輪所需的摩 擦力，需要水平地安裝模型火車布局。盡管布局便于接近且富于美感，但是其占據(jù)了大量的 空間且不便存儲。需要一種能夠豎直或以任何角度安裝的模型火車布局。其為傳統(tǒng)愛好提供新穎的 彎曲，并且解決了傳統(tǒng)模型火車所存在的存儲問題。


圖1表示本裝置的一個實施方式的側(cè)視圖。圖2表示本裝置的另一個實施方式的車輪的端視圖。圖3表示本裝置的另一個實施方式的捕獲輪的端視圖。圖3a表示圖3所示的本裝置的實施方式的側(cè)視圖。圖3b表示本裝置的另一個實施方式的捕獲輪的端視圖。圖4表示本裝置的另一個實施方式的一組捕獲輪的端視圖。圖5表示本裝置的實施方式的布局的俯視圖。圖6a_6d表示本裝置的控制傳感器的一個實施方式的一系列示意圖。圖7表示具有一個附加驅(qū)動輪的本裝置的另一個實施方式。圖7a表示本裝置的另一個實施方式的驅(qū)動輪的另一個實施方式。
圖7b表示具有另外的滾輪和連接帶(tie belt)的本裝置的另一個實施方式。圖8表示具有可變長度連接器(coupling)的本裝置的另一個實施方式。圖8a表示在使用中的圖8的實施方式。
具體實施方式
圖1描述本裝置的一個實施方式的側(cè)視圖。成比例模型火車頭發(fā)動機(jī)102或任何 其他所需類型的車輛包括裝載了標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)。多個車輪104使火車頭102沿具有至少一道 車軌108的軌道106運(yùn)行。在具有至少兩道基本上平行車軌108的實施方式中，多個枕木 110能夠連接這些車軌108。至少一個附加的、也具有至少一個車輪104的車廂112能夠被 沿著軌道106牽引或推行。電能能夠通過車軌108傳輸并且通過在車軌108和車輪104間的電連接為火車頭 102提供電能。隨后在火車頭102中的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機(jī)能夠驅(qū)動至少一個車輪104沿軌道106 移動火車。其能夠通過公知的和/或適合的控制電路完成。車軌108能夠具有四邊形、I型粱、L型粱或任何其他公知和/或適合的橫截面。在本裝置的一些實施方式中，多個車輪104能夠通過磁性與車軌108吸引。在這 種實施方式中，火車或布局的車輪104、車軌108、該兩種組件、或任何其他公知和/或適合 的組件能夠由磁性材料制成，但不限于但不限于基于釹化合物的鐵磁材料和陶磁體。在一 些實施方式中，車軌108能夠在通過車軌108的電流的作用下磁化。在一些實施方式中，車 輪104能夠在在通過車軌108的電流的作用下磁化。在一些實施方式中，如圖2所示，車輪104能夠具有輪緣202，該輪緣沿車軌108的 頂端內(nèi)或外邊緣延伸以限制火車頭102和/或車廂106的橫向運(yùn)動。在一些實施方式中，附加裝置“捕獲輪” 304能夠?qū)⒒疖囶^102或車廂106約束在 車軌108上。如圖3和3a所示，捕獲輪304能夠在車軌108的內(nèi)或外上凸緣下運(yùn)行并且其 方向平行于車輪104。捕獲輪204能夠直接位于車輪104之下，在車輪組104之間，如圖3a 所示，或以任何其他公知和/或適合位置。在其他實施方式中，如圖3b所示，捕獲輪304的 方向能夠垂直于輪104且與車軌108的內(nèi)或外側(cè)邊緣接觸。在其他實施方式中，如圖4所示，捕獲輪304能夠在車軌108的表面的三個點處圍 繞車軌108，而車軌108能夠在第四點被支持。在這些實施方式中，車軌108能夠具有基本 上為圓形的截面，或者任何替他公知的和/或適合的幾何形狀。圖5描述針對本裝置的一種可能的布局結(jié)構(gòu)?；疖嚹軌蛟谒铰窂街邢蜃蠡蛳蛴?行使，還可以豎直向上及豎直向下。當(dāng)在水平面中行使時，重力被施加于車廂106和或者火 車頭102上不會影響發(fā)動機(jī)的負(fù)荷。然而，當(dāng)火車沿豎直向上方向移動時，火車頭102和火 車頭102上的車廂106的重量負(fù)荷為“負(fù)”并且增大，沿軌道反向牽引火車。當(dāng)火車沿豎直 向下方向移動時，重量負(fù)荷為“正”，沿軌道正向牽引火車。因此，當(dāng)火車在豎直方向上向上 行使時，需要額外的驅(qū)動力以克服作用在火車上的重力。同樣地，當(dāng)火車在豎直方向上向下 行使時，火車能夠需要制動力以對抗在行使方向上向下的額外的重力。當(dāng)火車沿軌道運(yùn)行時，火車頭102和在火車頭102上的車廂106的重力將隨各個 車廂從“水平”轉(zhuǎn)向“豎直”方向而遞增地增加。因此，火車頭102的電源能夠調(diào)整以適應(yīng) 這種由于火車從水平方向向豎直方向運(yùn)行而引起的變化。能夠在火車頭102、至少一個車廂106中或在火車頭102和車廂106的連接器或者在火車頭102中的發(fā)動機(jī)上放置傳感器。 傳感器能夠是機(jī)械的、電的、數(shù)字、或任何其他公知和/或適合的裝置。傳感器能夠檢測到 當(dāng)火車在水平和豎直方向間移動時的負(fù)荷變化、發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化或者任何其他公知和/ 或適合的總量的變化。 在一些實施方式中，如圖6a_6d所示，傳感器602能夠是一種機(jī)電裝置，該裝置能 夠檢測運(yùn)行的方向并相應(yīng)地調(diào)整功率。在一些實施方式中，傳感器602能夠是基于重力的 數(shù)字開關(guān)。電路觸點604能夠在傳感器602中根據(jù)運(yùn)行的方向移動至各個位置。當(dāng)火車在 水平路徑中移動時，電路觸點604能夠停留在其不會對火車頭102的功率引發(fā)任何變化的 空檔位置。當(dāng)火車在豎直路徑中移動時，電路觸點604能夠移動至完成能夠增大606或減 小608火車頭102功率的電路的位置。 圖6a_6b表明，當(dāng)火車在沿“豎直向上”向“水平向右”向“豎直向下”向“水平向 左”的路徑移動時的傳感器602。在圖6a中，傳感器602在“豎直向上”的位置。電路觸點 604能夠停留在完成能夠為火車頭102提供額外功率的電路606的位置。在圖6b中，傳感器602在“水平向右”的位置。電路觸點604能夠停留在其不會 接觸任何另外的影響發(fā)動機(jī)功率的電路的位置。在圖6c中，傳感器602在“豎直向下”的位置。電路觸點604能夠停留在完成減 小發(fā)動機(jī)102的功率的電路608的位置。電路608能夠引發(fā)發(fā)動機(jī)電功率的減小或控制制 動機(jī)構(gòu)610，其能夠通過驅(qū)動列車抗阻、機(jī)械或機(jī)電制動器或者任何其他公知的和/或適合 的裝置完成。進(jìn)一步地，制動系統(tǒng)610能夠安裝在火車頭102、一些或全部車廂106上，并且 能夠由機(jī)械、機(jī)電、數(shù)字或任何其他公知的和/或適合的手段來控制。在圖6d中，傳感器6在“水平向左”的位置。電路觸點604又能夠停留在其不會 接觸任何另外的影響發(fā)動機(jī)功率的電路的位置。在一些實施方式中，如圖7所示，本裝置能夠具有另外的機(jī)構(gòu)來提供用于補(bǔ)充缺 少的摩擦力的驅(qū)動力，而通常由因為火車置于通常的水平平面的布局中的軌道之上所產(chǎn)生 的重力來提供摩擦力。如圖7所示，一些實施方式能夠具有至少一個在其外周長上具有多 個突出物704的驅(qū)動輪702。突出物704能夠為一定的幾何形狀以便突出物704能夠與軌 枕110相互鎖以形成“齒輪-嚙合”排列。突出物704能夠具有矩形的橫截面，或具有倒圓 邊，如圖7a所示，或任何其他公知的和/或適合的橫截面幾何圖形以方便與軌枕110互鎖。 在另外的實施方式中，驅(qū)動輪702能夠通過與軌枕110、布局基座(layout bed) 112或任何 替他公知的和/或適合的表面相接觸而提供另外的驅(qū)動力。在其他實施方式中，如圖7b所示，驅(qū)動輪702能夠通過連接帶706與惰輪702連 接，連接帶706能夠具有與軌枕110互鎖的突出物708。突出物708能夠具有矩形橫截面， 或能夠具有倒圓邊，或者任何其他公知的和/或適合的橫截面幾何形狀以方便與軌枕110 的互鎖。在另外的實施方式中，連接帶706能夠提供通過與軌枕110、布局基座112或任何 替他公知的和/或適合的表面相接觸而提供另外的驅(qū)動力。盡管在圖7和7b顯而易見地表現(xiàn)，但在一些實施方式中驅(qū)動輪702或驅(qū)動輪702/ 惰輪704/連接帶706組合能夠包括在火車頭102的主體之中并且在視覺上最小化。如圖8中所示，本裝置的一些實施方式能夠包括至少一個連接器802，其能夠使火 車在不同的斜坡表面之間運(yùn)行，例如但不限于從水平的至豎直的。在一些實施方式中，連接器804能夠是任何公知的和/或適合的曲率半徑且繞樞軸點804成對配置，該樞軸點基本 上在兩節(jié)車廂106間或在車廂106和火車頭102間定向。在其他實施方式中，連接器802 能夠是柔性構(gòu)件或任何其他公知的和/或適合的裝置。如圖8a所示，當(dāng)火車行駛進(jìn)入另一個具有不同的傾斜角的平面，連接器802能夠 使車廂106間和/或車廂106與火車頭102間的距離變化，從而使火車與至少一道車軌108
保持接觸。在本裝置的另一個實施方式中，上述組件能夠作為用于傳統(tǒng)模型火車的改裝套件 進(jìn)行包裝。例如，套件包括車輪、磁性元件、附加的捕獲輪、備用輪、火車車廂連接器、其他車 廂或火車頭的改裝裝置、傳感器和反饋機(jī)構(gòu)、至少一個另外的驅(qū)動輪、或任何其他的公知的 和/或適合的裝置。在這樣的實施方式中，使用者可以使用改裝套件以制作適合的能夠在 豎直表面上、向上、向下或沿任何其他所需傾斜角運(yùn)行的模型火車。盡管本發(fā)明結(jié)合其特定的實施方式進(jìn)行描述，但是很顯然的是，很多替代、修改或 變化對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。因此，所描述的和隨后所要求的本發(fā)明意圖包含 所有這樣的落入所附權(quán)利要求的主旨和寬范圍的替換、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種模型火車系統(tǒng)，包括 火車頭；其中所述火車頭包含發(fā)動機(jī)； 至少一個附加的車廂；其中所述火車頭和至少一個附加的車廂具有至少一個車輪； 具有至少一道車軌的軌道； 支持所述軌道的基座；其中所述火車頭包括至少一個附加的能夠向所述軌道施加平行力的驅(qū)動輪； 其中所述火車頭進(jìn)一步包括傳感器和反饋機(jī)構(gòu)以根據(jù)所述火車頭的運(yùn)行方向調(diào)整傳 送至所述火車頭的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，具有一對車軌以及進(jìn)一步包括多個基本上與所述車軌 垂直設(shè)置的枕木。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述至少一個車廂進(jìn)一步包括傳感器和反饋機(jī)構(gòu) 以根據(jù)所述火車頭的運(yùn)行方向調(diào)整傳送至所述火車頭的功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述車輪和所述至少一道車軌彼此磁性吸引。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述車廂和所述火車頭和所述至少一道車軌彼此 磁性吸引。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，進(jìn)一步包括至少一個捕獲輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述至少一個捕獲輪設(shè)置于車軌的上邊緣的下
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述至少一個捕獲輪基本上垂直于所述車軌的外表面設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述驅(qū)動輪進(jìn)一步包括多個能夠與所述軌枕互鎖 的突出物。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，進(jìn)一步包括通過帶傳動與所述驅(qū)動輪耦合的惰輪。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括至少一個能夠改變鄰接的火車車廂間和 車廂與火車頭間的間距的連接器裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述帶傳動進(jìn)一步包括多個能夠與所述軌枕互 鎖的突出物。
13.一種改裝套件，包括 車輪；至少一個磁性元件； 捕獲輪； 輪車架；火車車廂，其聯(lián)接有傳感器和反饋機(jī)構(gòu)以根據(jù)所述火車頭的運(yùn)行方向來調(diào)整傳送至火 車頭的功率；至少一個能夠向所述軌道施加平行力的驅(qū)動輪。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道火車或其他車輛，其能夠在豎直平面中、反向或以任何所需的傾斜角度操作。
文檔編號A63H19/24GK102076392SQ200980124275
公開日2011年5月25日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者維克·G·萊斯 申請人:維克·G·萊斯