[发明专利]摩擦传动指南车

说明书

本发明是关于一种指南车，特别是指一种结构更简单且指向精确的摩擦传动指南车。

指南车是中国古代重要发明之一，一般公认其为一双轮车辆，具有齿轮系，不论指南车如何移行，皆利用齿轮系的传动关系，使一人形保持指向一固定方向，其与利用磁性原理指向的磁罗盘，在技术原理上完全无关。

相传指南车是由皇帝发明，得在浓雾中指引方向，终于大败蚩尤。有史可稽者，包括西元225年晋朝马钧及西元478年南北朝祖冲之等均曾制造指南车，惟其并无相关机构的说明；史籍上记载有指南车内部机构者，始于西元1027年由宋朝燕肃所制造的指南车，采用齿轮传动机构，惟此套机构近代加以考证复制后，并无法达成连续运转恒定指向的功能，其误差率甚高，必须经常以人力重新修正方向。第一部具备任意移行转向仍维持精确指向的指南车，首推1947年英国工程师(GeorgeLanchester)应用差速齿轮原理所设计者。另外，目前市售指南车的主要传动机构，是如图7所示者，其亦是利用与车轮连结的数组伞形齿轮组及正齿轮组传动至一差速齿轮组，籍由差速传动关系，使一被锁固于该差速齿轮组的输出轴上的人形保持指向者，其主要机构与英国工程师(GeorgeLanchester)所设计的指南车，并无差异。

综观中国史籍及目前相关技术文献所记载者，指南车均是应用齿轮系(尤指差速齿轮组)的传动关系，达成维持指向的功能。

齿轮式指南车要维持指向准确，需要高精度的齿轮，即使以现代工艺技术水准而论，制造齿轮(尤其是差速行星齿轮系)时，仍存在有齿隙累积误差问题，是以中、外学者均怀疑一两千年前的中国古科技文明，是否具有制造如此高精密度齿轮的技艺水准，更有外国学者因此认为中国古代史书中所记载的指南车，仅是传说、神话而已，并非事实。

如图7所示者，习知齿轮式指南车在构成上亦相当复杂，其两侧车轮轴90、91的运动必需经由两侧伞形齿轮组81、82、83、84以及两侧正齿轮组85、86、87、88分别传递至位于中央差速齿轮组89，由于其运动传递次数多，齿隙误差会累积，故指向误差率亦将随之增高；且因构造复杂，将衍生例如：制造困难、成本提高以及体积增大等缺点。

本案发明人鉴于上述习用齿轮传动式指南车所衍生的各项缺点，尤其是在有人怀疑中国古代是否具有制造高精密度齿轮的技艺水准，并因此否定中国古代发明指南车的科技成就，乃及思加以改良创新，经多年潜心研究后，终于成功研发完成本件完全无需使用齿轮的摩擦传动指南车，其机构简单，即使在二千年前，亦可轻易制作完成，足以证明中国在周朝之始，即已发明指南车，是可能的，并不见得是神话。

本发明的目的即在于提供一种磨擦传动指南车，其机构简单，无需使用齿轮转动，制造上无需精密的工艺技术，相当简易，且成本低廉，同时可减少因齿轮多次传动所产生的指向偏差率，提高其指向的精准度者。

可达成上述发明目的的摩擦传动指南车，其为一可被拉动移行的双轮车体，其两侧车轮分别联结有第一及第二摩擦轮，在分别籍由第一及第二无端传动带体，传递动力至一差速传动装置的第一及第二水平传动轮，两个水平传动轮间以摩擦传动方式紧密夹置有一同轴行星传动轮组，该行星传动轮组的轮轴上连接有一上附例如人形等指标装置的指向杆。其中第一摩擦轮、第二摩擦轮、第一水平传动轮以及第二水平传动轮等四个轮体的直径均相等，且两侧车轮的直径与两侧车轮间轮距相等。当两侧车轮等速而呈直线移行时，第一及第二水平传动轮的转动速率相等但转向相反，使行星传动轮及指向人形维持固定不动；当两侧车轮不等速而呈曲线移行时，第一及第二水平传动轮间产生一差速，并传动使行星传动轮轴及指向人形产生一与车体互补的回转角度，使指向人形不因车体回转而偏离其所指方向者。

请参阅以下有关本发明较佳实施例的详细说明及其附图，将可进一步了解本发明的技术内容及其目的功效；有关该实施例的附图为：

图1为本发明摩擦传动指南车第一实施例的立体视图；

图2为该摩擦传动指南车的正面视图；

图3为该摩擦传动指南车中传动机构的立体分解视图；

图4为该摩擦传动指南车中传动机构的组合剖面视图；

图5A至图5C为该摩擦传动指南车不同移行方式的动作示意图；

图6为本发明摩擦传动指南车第二实施例的正面视图；以及

图7为习用齿轮式指南车中传动机构的证面视图。