可調輪距的農用手推車

獨輪車又名手推獨輪車、羊角車等，由一個木質框架和一個輪子構成（如圖1），可由左右兩人扶持而推行，或操作熟練者一人推行。獨輪車的歷史悠久，它的前身據傳是三國時代蜀國丞相諸葛亮發明的一種運糧工具“木牛流馬”。北宋時期才有了“獨輪車”的叫法，畫家張擇端在《清明上河圖》中也畫有獨輪車。

由于農村的田間道路比較窄，運輸農產品還需要用到手推獨輪車，獨輪車在現代農業生產中仍發揮著作用。

一、問題緣起

一次，我帶著學生下鄉研學，正趕上農民在田地里采收番薯，他們用手推獨輪車將番薯從田間小路運送到大路上，再用拖拉機運到菜市場售賣。

我發現，推著獨輪車行走也要講究技巧，尤其要始終保持車體平衡，但由于道路顛簸，再加上車上拉著物品，推起來很費力。當行進到寬路上后，如果能將獨輪車變成兩輪車，推著就方便多了，如圖2所示。于是，我產生了一個發明設想，改變現在獨輪車的結構，使其輪距可變，以適應不同寬度的道路。

二、設計思路

為了達到輪距可變的目的，需要設計一個可伸縮的機械結構，我通過查閱相關資料，最后確定采用最簡單的平行四邊形結構。

我把平行四邊形畫在紙上，經過反復推敲，不斷論證，終于想到了符合設計要求的方案，其基本結構如圖3所示。圖中的紅色矩形代表車輪，車輪鑲嵌在車架的兩根較粗且相互平行的橫梁上。中間交叉的兩根連桿為平行四邊形的對角線（交點以軸相連），改變連桿相交的角度，即可改變兩根橫梁的間距，也就相當于改變了輪距。

圖中的五個藍色圓點均為軸，右邊上下兩個圓點為固定軸，左邊上下兩個圓點為滑動軸，橫梁上的白色矩形為滑槽，左邊的滑動軸可在滑槽內左右滑動。根據平行四邊形原理，當左邊兩個軸（藍色圓點）向左滑動時，輪距變窄;向右滑動時，輪距變寬。

那么，如何控制滑槽中的兩個軸左右移動呢？受汽車前輪轉向裝置的啟發，我又增加了拉桿、驅動拉桿的螺桿 和滑塊傳動裝置來解決這個難題。

三、結構原理

整個手推車結構如圖4所示。當使用者旋轉搖把時，滑塊（黃色矩形）在滑槽中左右移動，繼而帶動拉桿移動，拉桿再帶動兩根連桿的角度發生變化。由于連桿的兩端與橫梁之間是以軸（藍色圓點）相連，且AO軸、BO軸、CO軸、DO軸又在圓形滑槽中移動，可以使橫梁（手柄）展開或收縮，車輪的間距就會跟著發生變化，即實現了輪距可調。

四、制作與推廣

為了驗證我的設想，我準備制作一個實物模型。但由于該發明設計里有許多傳動裝置，部件之間也比較精密，制作有一定難度。好在學校里配備了3D打印機，我用123D Design軟件進行了建模設計，并用3D打印機制作了推車的各個部件，組裝成型。

經過調試，打印出來的裝置基本上符合預想。當順時針旋轉搖把時，車輪間距變小，兩個車輪向中間靠攏;當逆時針旋轉搖把時，車輪間距變大，兩個車輪向外分開，如圖5、圖6所示。

經過一系列設計、驗證、制作和調試，“可調輪距的農用手推車”就這樣誕生了，并獲得了實用新型專利，模型外觀如圖7所示。今后，我想推廣這個專利，為農民生產生活提供方便。

五、先進性及創新點

1.先進性：通過查閱相關資料，發現目前未出現同類產品，該作品結構新穎、設計巧妙，緊貼生活需求，填補了市場空白，具有一定的先進性。

2.創新點：該作品操作方便，旋轉搖把便可改變車輪輪距，使手推車能夠行進在寬窄不一的道路上，方便農民在田間作業。