CN101223070A - 一种手推车，尤其是一种购物车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种手推车，尤其是一种购物车，具有一个底架(2)、一个推拉装置(4)、多个滚轮(5)、一个或多个电气负载(12－19)以及至少一个蓄电池(11)，其特征在于，手推车(1)上至少安装有一个可通过手推车(1)的运动来驱动的电流发生器(10)，且电流发生器与一个充电蓄电池(11)相连。

Description

一种手推车，尤其是一种购物车
本发明涉及一种具有主权利要求所述特征的手推车，尤其是一种购物车。
编号为US 6,362,728 B1的专利已公开了一种此类购物车，所述购物车由一个具有多个滚轮和一个推拉把手的底架构成。购物车上装备有一个防盗装置，且防盗装置包括滚轮中的制动装置，可以从外部通过无线信号或类似方式来操作制动装置。通过蓄电池提供电力。
本发明的任务在于，阐述一种更好的手推车，尤其是购物车。
该任务可通过本发明主权利要求所述的特征加以解决。
有一个或多个电流发生器负责给手推车以及安装于其上的电气负载自给供电。通过手推车运动产生的动能来发电。可以安装一个可重新充电的蓄电池来维持连续供电。
防盗装置、应答器、声光信号装置以及其它电气负载所需的电力相对较少。根据电力需求对蓄电池进行匹配，可以具有适当低的电量。用于产生这种电量水平的电动力相对较小，因此不会妨碍或阻碍手推车或购物车的使用。除此之外，还可以利用电流发生器和蓄电池来驱动手推车，从而在运动过程中起到辅助作用，有利于使用者轻便推动或拉动手推车。
电流发生器仅用来进行发电，可以采用最为简单的适当构造，例如，以合适的方式构造为发电机。此外，还可以将电流发生器设计成可控制的制动装置，从而能够以不同方式对其加以利用，尤其是可以将其作为安全装置，特别是防盗装置的组成部分。上述技术不存在需要更换蓄电池以及消除磨损问题的维护成本。可以用适当的方式，尤其是发电方式将电流发生器制动。本发明特别有益之处在于，电流发生器被设计成集成于滚轮之中的电动直接驱动装置。
发电机可以设计成不同的构造。视所施加的机械或电能而定，此类电气机械可以起到发电机或电动机的作用。直接驱动装置具有特别的优势，其可以设计成无刷电机或者电子换向电机。此类电机的效率好于常规感应式电机。除此之外，本发明所述的电机还具有更好的焊接强度、放热等特性。
手推车上可以安装有任意类型和数量的电气负载，也可以将其安装于任意部位上。由于采用自主发电方式，可保证较长的使用时间和运转可靠性。也可以安装更多耗电负载。由于采用自主供电方式，尤其可以给手推车装备各种安全与信号系统以及无线数据远程传输装置，尤其是无线电装置。
包括电流发生器在内的所有电气设备可以隐蔽安装于手推车或购物车上，可防止恶意破坏。电流发生器(尤其是直接驱动装置)安装在一个或多个滚轮的内部，具有不可见且防止负面环境因素影响(尤其是防湿)的优点。使用发电机(尤其是直接驱动装置)的优点在于，可以将滚轮的滚动体设计成转子，并且配上永久磁铁。可以将含有线圈和其它部件(尤其是电机控制器和蓄电池)的定子安装于位置相对固定的轴身之中。这样就可以实现一种受到特别保护且动力性能较佳的布置构造。除此之外，还可以简化对手推车上电气负载的布线。
本发明的其它有益实施例均在从属权利要求中加以阐述。
以下将根据示例附图对本发明进行说明。附图逐一说明如下：
附图1：购物车侧视图，配有一个电流发生器和多个电气负载，
附图2：内含直接驱动装置的滚轮放大局部侧视图，以及
附图3和4：直接驱动装置和电机控制器在两种不同工况下的电路图。
附图1所示为手推车(1)的侧视图。可以是任意类型的手推车(1)，最好是一种购物车。也可以是行李推车、平板车等等。
手推车(1)具有一个底架(2)，上面至少安装有一个适当的置物架(3)，例如附图中所示的购物篮。此外，手推车(1)还具有一个推拉装置(4)，例如把手，使用者可以将其用来推动或拉动手推车(1)。在底架(2)的下部安装有多个滚轮(5)，这些滚轮除了具有滚动轴(9)之外，必要时还可具有旋转轴承(6)和垂直旋转轴(31)。如图所示的手推车(1)上配有四个均匀分布的滚轮(5)。也可以选用其它滚轮数量，例如两个或三个滚轮(5)。
手推车(1)上至少安装有一个电流发生器(10)，通过手推车(1)的运动来驱动电流发生器。将使用者拉动或推动手推车(1)的作用力转变成电流。电流发生器(10)可以与至少一个可充电的蓄电池(11)电气地相连。
手推车(1)上安装有一个或多个电气负载(12)～(19)。在本发明所述的这一种实施例中，电流发生器(10)仅仅给电气负载(12)～(19)供电。在本发明所述的第二种实施例中，电流发生器(10)同时也是一种可以控制的制动装置。
手推车(1)运动时作用于电流发生器(10)上的动能或机械能可以用任意方式输出。例如，电流发生器(10)可以具有一个以机械滚动方式与底座相连的独立驱动轮。在本发明所述的有益实施例中，电流发生器(10)安装于滚轮(5)所在区域内，且最好与其相连。例如，电流发生器(10)可以如同自行车上带有摩擦轮的发电机一样紧贴在滚轮(10)上进行滚动运动。在如图所示的有益实施例中，电流发生器(10)集成于滚轮(5)之中。可以安装有多个电流发生器(10)。尤其是多个滚轮(5)可以具有一个内置式电流发生器(10)。
电流发生器(10)构造为发电机，通过一个或多个线圈在磁场中的相对转动，以感应方式转变机械能。在如图所示的实施例中，电流发生器(10)是一个集成于滚轮(5)之中的电气直接驱动装置，封装在滚轮(5)的内腔之中。最好采用电子换向电机(20)或者无刷电机。电子换向电机(20)具有电子式电机控制器(25)，可以用来使电机在发电模式和制动模式之间进行转换。可以用任意适当的方式将相应的开关请求或者开关信号发送给电机控制器(25)。电机控制器(25)可以配有一个独立的发送和接收单元，且最好以无线方式传输信号，例如无线信号。在如图所示的实施例中，电机控制器(25)还与另一个控制器相连，例如手推车控制器(14)。
如附图2所示，滚轮(5)的外侧滚动体(21)构成电子换向电机(20)的转子。位置相对固定的轴身(23)构成电机(20)的定子。轴身(23)旋转固定于滚轮支架(8)上，例如支撑叉。滚动体(21)通过滚动轴(9)与底部平行的滚轮轴承(7)自由旋转地固定于轴身(23)上。配有轮胎的滚动体(21)为空心圆柱壳体或者多部分构成的壳体，其外侧超过轴身(23)的径向突出部分，并且对外密封。滚动支架(8)可以与前面提及的旋转轴承(6)相连，使得滚轮(5)可以围绕竖轴(31)自由转动。手推车(1)的多个滚轮(5)可以全部或者仅有一部分配有旋转轴承(6)。
在如图所示的直接驱动装置(20)中，有多个磁场发生器，尤其是永久磁铁安装于外侧转子或滚动体(21)上。定子或轴身(23)具有多个线圈(24)。如附图2所示，轴身(23)或定子中安装有电机控制器(25)和蓄电池(11)。外部结构也可以安装于手推车(1)的其它部位上。如附图1所示，电流发生器(10)通过一根或多根导线(29)与底架(2)上的一个或多个电气负载(12，19)相连。导线(29)在底架部件上受到保护，且最好以适宜的方式隐藏安装。尤其可以将其布置于底架的管子之中。线路中可以有一个或多个电流传输装置(30)，尤其可以是安装于旋转轴承(6)区域内的旋转传输装置或滑环传输装置(30)，通过旋转轴(31)传输电流。
在附图2～4中所示的集成式构造中，三相电机(20)通过导线与电机控制器(25)相连。电机控制器(25)(也称之为控制器)通过导线连接在蓄电池(11)上。电气负载(12)～(19)通过导线(29)与蓄电池(11)相连。可以通过导线(29)传输信号和电流。与电机控制器(25)的导线连接负责传输信号。
电机控制器(25)具有一个带基本负载R的跳线(26)。以前面提到的方式，通过导线(29)从控制器(14)将发电模式和制动模式之间的转换控制信号或制动信号发送给电机控制器(25)。也可以安装有独立的发送和接收单元。
附图3所示为正常模式或发电模式下的无刷电机(20)。当使用者或顾客移动手推车(1)时，就会通过转子(21)或滚动体(21)的滚动运动产生微弱电流，其间几乎感觉不到阻力。这种情况下没有外部制动信号。最小充电电流流向蓄电池(11)。
无刷电机(20)作为发电机工作，且耗电量可以控制。附图4所示为制动模式下的电路图。当存在制动信号(27)时，最大制动电流流过跳线。无刷电机(20)作为短路发电机工作，并且实施制动。使用者推动手推车(1)的速度越快，则发电机反作用力矩和制动力越大。即使在制动过程中，也会有充电电流流向蓄电池(11)。一旦外部制动信号(27)消失，无刷电机(20)就会重新转入正常模式或发电机模式。
可以用不同方式来利用电流发生器(10)的可控式制动性能。在如图所示的实施例中，手推车(1)具有一个安全装置(12)，例如防盗装置。当使用者将手推车(1)移动到商店的场地之外时，例如越过了停放区的界限，就可以用适当的方式将其探测出来。
例如，这可以通过安装于手推车(1)上的传感装置(15)来实现，传感装置(15)连接在电流发生器(10)和安全装置(12)的控制器(14)上。例如，传感装置(15)可以接收磁信号、感应信号或无线信号。当发现手推车(1)运动到允许范围之外时，控制器(14)就会将制动信号(27)发送给电机控制器(25)，并且阻止运动，或者至少使其难以进一步运动。当手推车(1)重新回到商店正常使用区时，同样也可以通过传感装置(15)探测出来，然后就会切断制动信号(27)，使得手推车可以自由运动。也可以使用一个手持式传感器或类似器具来切断信号。
安全装置(12)也可以具有其它制动装置(13)，例如可以按照编号为DE203 14 705 U1的实用新型说明书所述，利用销啮合来锁止某一个或多个滚轮(5)的旋转运动，或者使其难以运动。在本发明所述的另一种实施例中，电流发生器(10)可以与一个独立的制动装置组合安装于滚轮(5)之中或之上。例如，可以根据前面提到的US 6,362,728B1所述来设计该制动装置，使其具有可刹死的制动块，附图1所示就是左侧滚轮(5)中的这种结构型式。
在手推车(1)上还可以安装有一个或多个有源或无源收发器(17)或者RFDI芯片。这些收发器最好可以读取、写入信息，且具有可擦写的存储器或信号发送装置。例如，可通过外部发射装置来改变其识别码或其中的信息。收发器(17)可以保存工作状态、地点配置、用途或类似的其它信息。例如，收发器(17)可以安装于把手(4)上，或者安装于手推车(1)的某一个滚轮(5)中或任意其它部位之中。收发器(11)可以是一个有源器件，且同样也作为电气负载与电流发生器(10)相连。
手推车(1)还可以具有无线远程数据传输装置(16)，例如可将其与控制器(14)相连。收发器(17)或传感装置(15)可以是无线远程数据传输装置(16)的组成部分。这样就能够以无线方式与其它发射器/接收器交换信息和其它信号。
手推车(1)还可以具有一个或多个信号装置(18，19)，例如其可以发出光学信号或声音信号的装置。例如，可以是如附图1所示安装于购物篮(3)中前面的显示屏(18)。或者，可以根据使用者的停留位置，向其发送相关广告信息。可以从外部通过无线远程数据传输装置(16)或收发器(17)来传输相应的控制信号。声音信号装置(19)可以是一个小型扬声器、蜂鸣器或类似器件。这样就能够以最简单的方式发出警告信号，例如当手推车(1)离开商店的允许范围之外时。在这种情况下，安全装置(12)就会触发声音信号装置(19)。可以通过扬声器发送较为复杂的信息，例如有关供货、尚未到过的购物区、手推车交还区等之类的各种信息。如果有人偷盗手推车，或者企图绕过收银台不付货款，也可以发出警告信号。
手推车(1)可以具有一个将上述各种功能整合于一处进行控制的中央控制器(14)。
一个或多个上述控制器(14，25)可以具有一个或多个用来保存各种工作数据和使用数据的存储器(28)。通过检测电机或发电机的转动信号，测定并且保存运动行程的长度。也可以测定并保存运动时间。这样就可以测定手推车(1)的运动距离和负荷，并且确定维护间隔时间，可以通过信号装置(18，19)或者无线远程数据传输装置(16)将维护信号发送给店主。除此之外，还可以测定并保存和地点相关的数据，例如所经过的购物区或收银台、取出以及交还手推车之间在商店内的停留时间等等。也可以测定并且保存电气负载(12)～(19)和/或电流发生器(10)和/或蓄电池(11)的工作状态，例如蓄电池的充电状态。可以在适当的地点通过无线远程数据传输装置(16)或者通过收发器(17)来查询、读取存储器(28)中的信息。
可以用不同的方式对所述实施例进行改进，例如手推车(1)的构造、电流发生器(10)以及蓄电池(11)的外形设计与布置。也可以改变滚轮(5)的布置与构造。例如，其可以不采用由橡胶或软塑料构成的软轮胎，而且有更硬且更加耐磨的轮胎。柔软且舒适的轮胎可以与无刷电机(20)或者发电机制动装置结合使用，实现平缓的制动效果。硬轮胎则更适合于可以严密锁止滚轮(5)的制动装置，且当手推车(1)继续运动时，将在地面上擦地滑行。也可以对无刷电机(20)的构造进行改进。
附图标记清单
1手推车，购物车
2底架
3置物架，购物篮
4推拉装置，把手
5滚轮
6旋转轴承
7滚轮轴承
8滚轮支架，支撑叉
9滚动轴
10电流发生器，发电机
11蓄电池
12电气负载，安全装置
13电气负载，制动装置
14电气负载，控制器、手推车控制器
15电气负载，传感装置
16电气负载，无线远程数据传输装置
17电气负载，收发器
18电气负载，光学信号装置，显示屏
19电气负载，声音信号装置
20无刷电机，电子换向电机
21转子，滚动体
22永久磁铁
23定子，轴身
24线圈
25电机控制器
26跳线
27制动信号
28存储器
29导线
30传输装置，滑环传输装置
31旋转轴，竖轴

Claims (23)

1.)一种手推车，尤其是一种购物车，具有一个底架(2)、一个推拉装置(4)、多个滚轮(5)、一个或多个电气负载(12-19)以及至少一个蓄电池(11)，其特征在于，手推车(1)上至少安装有一个可通过手推车(1)的运动来驱动的电流发生器(10)，且电流发生器与一个充电蓄电池(11)相连。
2.)根据权利要求1所述的手推车，其特征在于，电流发生器(10)同时也是可控制的制动装置。
3.)根据权利要求1或2所述的手推车，其特征在于，电流发生器(10)安装于某一个滚轮(5)的区域内。
4.)根据权利要求1、2或3所述的手推车，其特征在于，电流发生器(10)与滚轮(5)相连，且最好集成于滚轮(5)之中。
5.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，电流发生器(10)是一种发电机。
6.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，电流发生器(10)是一种内置于滚轮(5)之中的直接驱动装置。
7.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，电流发生器(10)是一种电子换向电机(20)。
8.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，电子换向电机(20)具有一个电子式电机控制器(25)，且可以在发电模式和制动模式之间进行转换。
9.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，电机控制器(25)与手推车控制器(14)相连。
10.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，滚轮(5)的滚动体(21)构成转子，且轴身(23)构成电子换向电机(20)的定子。
11.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，转子具有永久磁铁(22)，且定子具有线圈(24)。
12.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，电机控制器(25)安装于定子之中。
13.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，蓄电池(11)安装于定子之中。
14.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，电机控制器(25)和/或者蓄电池(11)通过一根或多根导线(29)与底架(2)上的一个或多个电气负载(12-20)相连。
15.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，线路中安装有一个或多个电流传输装置(30)，尤其是旋转传输器或者滑环传输装置。
16.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，手推车(1)具有一个安全装置(12)，尤其是与电流发生器(10)相连的防盗装置。
17.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，安全装置(12)具有一个或多个用于抑制手推车运动的制动装置(13)，且该制动装置构成独立装置以及/或者构成有制动能力的电流发生器(10)。
18.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，手推车(1)具有一个或多个最好是可重复擦写的收发器(17)。
19.)根据上述权利要去中任一项所述的手推车，其特征在于，手推车(1)具有一个传感装置(15)。
20.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，手推车(1)具有一个远程数据传输装置(16)。
21.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，手推车(1)具有一个或多个光学和/或者声音信号装置(18，19)。
22.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，手推车(1)具有一个中央控制器(14)。
23.)根据上述权利要求中任一项所述的手推车，其特征在于，手推车(1)具有一个置物架(3)，尤其是一个购物篮。
CNA2006800260661A 2005-07-20 2006-07-14 一种手推车，尤其是一种购物车 Pending CN101223070A (zh)

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EP (1) EP1910146A1 (zh)
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Date Code Title Description
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080716