CN101264719A - 轮支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轮支撑装置，该支撑装置包括可旋转的地面接合轮子(12)以及制动机构，其特征在于，制动机构包括可操作地抑制轮子的旋转的制动件(24)以及可操作地接合地面并移动轮子而与地面脱离接触的止动件(22)。

Description

轮支撑装置

技术领域

本发明涉及用于在诸如购物手推车或两轮车的手推动的车辆上使用的轮支撑装置，以方便车辆的移动，并且本发明还能够响应信号以控制装置的移动。

根据本发明的轮支撑装置可以是回转脚轮(castor，自位轮)组件或可能是不能以回转脚轮的方式绕竖直轴线旋转的轮组件，为了防止偷窃或者误用具有至少一个支撑装置的手推车，或者至少是使上述行为更困难，将本轮支撑装置设计成用于购物手推车或机场行李手推车。然而，应该理解，在针对这个目的设计中，根据本发明的支撑装置可以用于相关的其它车辆，或者，在提出了类似或相似的要求的其他情况中使用。

背景技术

购物手推车的偷窃是令人沮丧且花费巨大的问题。已经知道，提供具有轮子(其中至少一些是回转脚轮)的购物手推车，当在特定区域内时允许轮子自由地转动，如果手推车穿过此特定区域的边界时至少一个轮子被阻止转动。对此，一个轮子或多个轮子可以具有响应于发射的无线电信号的制动装置，例如，信号来自沿着区域的边界延伸的环，或者发射到磁场。这种已知的固定购物手推车的方法的一个缺点在于，可能引起一个或多个制动轮突然停止，如果手推车的使用者在一个或多个轮子已经固定之后继续推动手推车，则一个或多个轮子由于来自底面的磨损会损坏，从而在轮子的周界上产生平的部分。这意味着需要更换损坏的一个或多个轮子，从而为手推车的所有人带来浪费。另一个缺点是如果手推车被突然地且出乎意料固定，则它可能对操作手推车的人造成伤害。

例如，在EP 575414B，EP 889819B，和EP 1101685B中公开了具有磁性操作装置的回转脚轮，此磁性操作装置使回转脚轮的轮子提升离开它在其上行进的表面。这种回转脚轮存在上述使得诸如购物手推车的车辆突然、出乎意料地被固定的缺点。

发明内容

本发明的一个目的是克服一个或多个上述缺点。

根据本发明的第一个方面，我们提供了如权利要求1中所述的轮支撑装置。

根据本发明的诸如回转脚轮的支撑装置具有这样的优点：它能够在使得止动件与地面接合并且移动轮子以与地面脱离接触，以完全停止诸如购物手推车的车辆不再滚动之前，通过操作制动件来制动轮子。因此，车辆的固定不再像已知的上述回转脚轮实现的那样那么突然、出人意料。优选地，使止动件和制动件以上述顺序操作。

可以通过渐增的力使制动件与轮子的表面接合，因此在操作止动件之前，轮子地转动被逐渐地抑制了。

制动机构可以包括被设置成由轮子的转动来驱动，以使得制动件和止动件运转的元件。这些元件可以包括用于操作制动件的凸轮，以及分别用于操作止动件以及分别用于操作止动件和用于将它保持在非操作位置中并在需要的时候将它释放以进行操作的凸轮和/或夹持(holding)件。

这些元件可以由轮子转动地驱动，并且可以包括驱动元件，该驱动元件被保持件(retaining member)保持在驱动元件不能被轮子驱动的位置中，并且由保持件释放以移动到当轮子转动时可以被轮子的至少一个驱动构成所使用的位置处。

可以使保持件移动以通过起动装置响应于起动信号来释放驱动元件。起动装置可以包括接合元件，该接合元件在轮子转动时与轮子接合，以使保持件移动，从而释放驱动元件。机电装置(例如，被保持件携带的螺线管)可以使接合元件被轮子接合。

在前述的制动件和止动件的操作之后，使用复位装置，通过人工复位可以使制动机构恢复到第一操作状态。在元件被可转动地驱动时，这种复位可以使其反向转动。本发明还提供用于实现这种将制动机构复位到第一操作状态的复位装置。

进一步地，本发明提供一种手推动的车辆，例如，购物手推车，其特征在于，它设置有至少一个根据本发明第一方面的支撑装置。

本发明的其它特征和优点将在下文中描述和/或在权利要求中声明。

附图说明

现在将参照附图以示例性地方式描述本发明，附图中：

图1是根据本发明的回转脚轮形式的支撑装置的分解图；

图2是图1的回转脚轮的主要制动零件在第一操作状态中沿图1的箭头2方向的视图；

图3和图4是如图2的其它视图，但是示出了在第二操作状态和第三操作状态中的零件；

图5是沿图1的箭头5方向的回转脚轮的侧视图；以及

图6是由图5的线6-6所示的回转脚轮的横截面图。

具体实施方式

首先参照附图的图1，根据本发明的回转脚轮形式的支撑装置包括大体上以12示出的可与地面接合的轮子，该轮子通过叉状(fork)形式的连接元件16承载，以用于绕轴线14转动，连接元件16具有分别放置在轮子12的相对侧上的翼片16a、16b。叉状件16进一步包括轮毂(boss)17，轮毂17可以容纳用于零件的轴承(未示出)，其可连接至诸如购物手推车的车辆，以使叉状件16能够相对于车辆绕在使用中垂直或近似垂直并且与轴线14分隔开的轴线转动。因此，在使用中可以发生众所周知的回转脚轮绕垂直轴线的旋转动作。然而，本发明(以在下文中描述的制动组件的形式)可应用于不能以回转脚轮的方式旋转的轮子。

除了轮子12之外，叉状件16承载在轮子的一侧上大体上以18表示的壳体，壳体18包括第一壳体部和第二壳体部，也就是盖部18a和支撑部18b，并且叉状件承载在轮子的另一侧的盖19。壳体18支撑随后描述的制动组件20的多个零件。

在附图的图1和图6中可以清楚地看到轮子12的构造。它包括中心轮轴部80，环形连结板(web)82从中心轮轴部80向外延伸到轮缘部84。轮缘部84包括胎面(tread)，此胎面包括四个穿过其宽度均匀分隔开的脊梁86，环形脊梁86这样隔开以与自动人行道(travelator)的支撑元件上的胎面配合操作，其中脊梁86在自动人行道胎面的脊梁之间向下延伸，以使得一旦安装了回转脚轮的手推车移动到自动人行道上时，它将会保持在适当位置处。为了辅助这个，盖19带有支撑脚88，放置在邻近轮子12的自动人行道胎面的顶面上。当在自动人行道上使用购物手推车或类似车辆时，有助于保证安全。叉状件16带有梳状部90，该梳状部具有以92表示的突出部，该突出部处在胎面脊梁86之间以保持限定在脊梁之间的槽中没有杂物。

轮子的轮轴部80承载滚动元件轴承组件94的外轴承环(outerrace)。轴承组件的内轴承环被支撑在从壳体部18a延伸的套管98的鼻部96上，并且被支撑在从盖19朝向套管98延伸的又一个套管102的相应鼻部上。螺栓(未示出)穿过叉状件16的翼片16a，16b的自由端附近的对准的孔，并穿过套管98、102，以相对于叉状件可转动地支撑轮子。

应该注意，在图1中，盖19在它的朝向远离轮子的表面中具有凹部104，该凹部的形状与叉状件16的翼片16a的下部的形状相对应，并且壳体部18a具有以106表示的容纳(receive)叉状件翼片16b的结构。因此，当轮子转动时，壳体18和盖19相对于叉状件16不转动。

在图1中大体上以20表示的制动组件包括止动件22和制动件24。止动件和制动件都可旋转地支撑在壳体部18b上的轮毂21上，并且由紧固件21a保持在它上面。止动件22带有可替换的地面接合足部23并且具有可枢轴转动地连接的导向部22a，导向部22a的另一端被限制在壳体部18b与固定至壳体部18b的盖板18e之间。在导向部22a的端部上的导向顶(peg)22b被容纳在壳体部18b上的拱形壁18c与壳体部18a的部分圆形的外壁18d之间。制动件24具有拱形制动表面的制动蹄块的形式，拱形制动表面可与轮子12的轮缘84的内圆周表面部25接合，以根据制动件与轮子接合的力摩擦地抑制轮子12的转动。

为了以随后将要描述的方式使制动件和止动件运转，轴60由壳体部18a可转动地支撑并且朝向轮子12的连结板82延伸穿过在壳体部18b上的邻近轮毂21的中空轮毂62。轴具有正方形横截面的端部61，该端部上支撑具有外围棘轮齿的驱动轮34和凸轮元件28。将线圈压缩弹簧64设置在驱动轮34与凸轮元件28之间，以使得沿轴60轴向地促使这些元件彼此远离，但这些元件都依靠与轴的正方形截面部61的配合转动地与该轴紧固。应该理解，除了正方形横截面，轴的端部61可以是任何其它非圆形横截面，以使驱动轮34和凸轮元件28可以转动地紧固于该轴。提供例如弹性挡圈或类似物的合适的保持件(未示出)，以用于将驱动轮34保持在轴60上。凸轮元件28具有驱动卡爪66，该驱动卡爪与被旋转地支撑在凸轮62上的夹持件68上的互补卡爪配合。夹持件68具有外壁部分69，外壁部分69能够与止动件22配合操作以根据要求并且如下所述地夹持或释放止动件。

在轴60的具有驱动轮34和相关零件的端部相对端部处，轴具有头部70，该头部的面向壳体部18b的表面设置有可与设置在壳体部18a或18b的相对表面上的互补棘轮齿啮合的棘轮齿(在图1中可见)。从对轴60上的零件的布置的描述中应该理解，弹簧64使得头部70上的棘轮齿与壳体部18b上的互补棘轮齿相配合，以在齿相互配合时防止轴60沿一个方向转动。然而，轴能够沿相反方向转动，并自由地轴向移动至使棘轮齿移动越过彼此所需的程度。头部70中的凹部被具有“蝶形领结”外形的孔72的盖板71封闭，该盖板能够使钥匙或者复位装置的相应外形的操纵部分插入穿过该孔，轻微转动时，使得其被用于将该轴轴向拉动至使得该轴的头部70的棘轮齿能够从壳体部18b上的互补棘轮齿中脱离所需的程度，并能够沿图5中由箭头73所示的方向手动转动轴60。可以在头部70的凹部中设置合适的支座(abutment)，或者钥匙可以与盖板71配合操作，以便于以这种方式的轴60的转动。

制动组件20进一步包括保持件38，在图2、图3和图4中示出了保持件38的不同操作位置。保持件38一般是拱形零件，它被可旋转地承载在壳体部18b的旋转结构39上并且围绕壳体部18a的内部延伸到叉状件40的端部。保持件在邻近它的枢轴处带有螺线管41。在图2中所示的保持件38的第一操作位置中，轴60的轴线延伸通过叉状件40，并且保持件的这个位置能够仅在以前述方式拉动轴60时呈现，从而，驱动轮34移动(参照附图的图6，向左移动)到它不再占据被图2中的叉状件40占据的空间的位置处。

在图3所示的保持件38的第二操作位置中，保持件绕旋转点39枢轴转动直到保持件的叉状件40完全离开驱动轮34为止。这使得驱动轮34能够在弹簧64的影响下沿轴61轴向地移动，直到它与被邻近轮轴部80的轮子12带有的齿35对准为止。随后，对于回转脚轮的轮子的每一次旋转，驱动轮34均由它的棘轮齿中的一个、凸轮元件28和夹持件68有角度地移动相应的量。

尽管在附图中没有示出，在保持件38上操作弹簧以弹性偏压保持件38，进而使它朝向附图的图2中所示的位置(即，在此位置中保持件使驱动轮34被保持在它不能与轮子12的驱动齿35接合的位置中)旋转。

为了使保持件38从它的图2位置移动到它的图3位置，设置起动装置。当螺线管41通电时，使得接合元件41a向螺线管的外部突出并进入到当轮子转动时它可以被轮子上的合适的接合结构(未示出)接触的地方，从而使保持件移动。可以在轮子的连结板部82上，靠近轮子的轮缘或在轮缘内侧设置这种轮子上的接合结构。仅需要为螺线管通足够使得元件41a能够被轮子接合的时间的电，从而，保持件移动到它的图3位置，并且驱动轮34随即移动到它可以被轮子的齿35接合的位置中。随后可以对螺线管41断电，从而，保持件在它的偏压弹簧的作用下返回到图4中所示的它的第三位置。它的叉状件40接触棘轮驱动轮34，因此保持件不能沿路返回到图2所示的它的第一位置。

回转脚轮具有用于起动信号的接收装置，起动信号可以是由发射元件发射的数字信号或模拟电信号，优选地是无线射频信号，该发射元件沿着要求手推车或安装有回转脚轮的其他车辆在其中自由移动的区域的周长延伸。可替换地，起动装置可以对设定在适当位置中的磁场或电场进行响应。回转脚轮可以具有电源，例如，一个或多个一次电池或可再充电电池，以用以在需要的时候提供能量给接收装置并使螺线管通电。

在回转脚轮和它的制动组件的操作中，如上所述，零件的正常操作状态如图2中所示。随着制动件24与轮子的表面25脱离接触，并且通过与保持结构69的接合来保持止动件22离开地面，制动组件20完全不起作用。轮子12能够自由地转动而无需凸轮元件28和夹持件68转动。如果在购物手推车或类似车辆上提供一个或多个所述的回转脚轮，则手推车可以无阻碍的自由移动，就像在手推车位于特定区域(诸如超市内部以及例如停车场的邻近外部区域)中时所要求的那样。

当手推车到达或越过它的允许操作区域的边界且接收到它的用于制动组件的起动信号时，接收电路使螺线管41通电，因此当轮子下一次旋转时，如上所述，保持件38从它的图1位置移动到它的图2位置，使得棘轮驱动轮在轮子的每个下一次旋转处被轮齿35接合时，棘轮驱动轮能够被它的一个齿转动地移动。可能地，轮子可以具有多个如35一样的齿，围绕轮子圆周地隔开，因此对于轮子12的每次旋转，棘轮驱动轮34均被它的多个齿转动地移动。

轮子34的这种转动使凸轮元件28转动，以使它的凸轮表面支撑在使得凸轮元件绕套管21向下旋转的制动件24上。制动件利用逐渐增加的力顶住轮子的表面25，使轮子12越来越牢固地被制动。如果手推车(或者其上设置有回转脚轮的其它车辆)的使用者继续移动手推车，驱动轮34进一步转动并且凸轮元件28和夹持件68随着它转动。在夹持件68的一定的转动运动之后，它的夹持结构69从止动件22上脱离，使得止动件从图2和图3中所示的位置处下降到图4中所示的位置处。当止动件接近图4的位置时，它与回转脚轮在其上移动的地面接触，并且随后，当回转脚轮继续移动时，这种接触使止动件移动，直到完全到达图4的位置。几何结构(geometry)是这样的：在这个位置中，轮子12移动而与地面脱离接触。因此，阻止手推车或类似车辆在地面上方轻松地移动。随后，仍然通过制动件24与其的接合来制动轮子，但是因为轮子不与地面接触，因此这没有结果。如果轮子沿相反的方向在地面上移动，则因而可以使止动件枢转到它不再将轮子提升到地面上方的位置处，但是由于轮子被制动了，使用者仍然难以移动手推车。

只要手推车的使用者注意，在配置(deploy)止动件以停止回转脚轮的操作之前，在轮子被提升而与地面脱离接触之前轮子被制动的事实提醒使用者其已经离开了回转脚轮被允许自由操作的区域。

当回转脚轮复位到它的正常操作状态时，经允许的人必须使用如上所述的复位钥匙以配合轴60的头部70。没有这个钥匙，则头部70上的棘轮齿阻止轴60反向转动到制动件24不再应用于轮子12的位置处。经允许的人必须使止动件22返回到图2和图3中所示的位置，并且利用复位钥匙与头部70配合以将头部从回转脚轮拉开，并且沿箭头73的方向转动它。这使夹持件68返回到它接合止动件以将它保持在图6中所示的位置中的位置处，并且使凸轮元件28返回到它不再抵靠在制动件24上以将其推入与轮子进行制动接合的位置处。当通过拉动头部70来沿着轴60的轴线移动轴60时，棘轮驱动轮34移动离开保持件38的叉状件40，以使保持件38在它的偏压弹簧的影响下可以返回到图2的位置处，在该位置处，棘轮驱动轮34被保持在它不能被轮子12转动的位置中。

尽管在附图中没有示出，但提供弹簧以在制动件24上操作，从而偏压它使其脱离与轮子12的表面25的配合，进入与凸轮元件28接触的状态。

取代将止动件22设置成通过夹持件68使它保持与地面脱离接触，随后释放止动件以使它在重力下下降，以如上所述接合地面，替代地或者可能额外地，止动件可以被设置成以与制动件24的操作相似的方式，通过另一个凸轮元件来操作而配置。与夹持件68一样，这个凸轮元件可以是分离的零件，或者可以形成为凸轮元件28的另一部分。该另一凸轮元件可以被设置将止动件配置到它刚刚与地表接触的位置处，从而，如上所述，回转脚轮的进一步移动导致它的完全展开(deployment)。当通过凸轮元件使得止动件被配置时，此凸轮元件的构造和/或它与止动件的配合模式与凸轮元件28的构造和/或它与制动件法人配合模式不同，这是由于在配置止动件之前需要使制动件进入操作状态。弹簧或类似物可以将止动件偏压到它的非操作位置。在这种情况下，将回转脚轮的零件复位到它们的起始状态可以不需要将止动件手动地移动到它的起始位置。可以仅通过上述的轴60、61的头部70的拉动和转动来实现复位。

应该理解，如上所述的本发明的原理可以应用于包括多个轮子、制动件、和/或止动件的支撑装置。如上所述，轮子旨在用于安装有支撑装置的车辆可能需要被用于自动人行道上的情况中，但是它可以是在普通地面上使用的轮子。对于自动人行道使用，在轮子胎面的脊梁86之间的轮子的形状可以是多侧边多边形(many-sidedpolygon)。

将会进一步理解，可以根据本发明最广泛的方面采用不同的实体布置和上述多种零件形态。例如，可以采用不同构造的保持件38，或者可线性移动的而非可旋转移动的保持件38。作为设置用于使支撑装置的制动组件复位到它的第一、非操作位置的工具的替换方案，可以这样设置该复位，即，使得通过设置在支撑装置中的接收装置接收合适的复位信号自动地执行这种复位。

当在本说明书和权利要求中使用时，术语“包括”和它的变体意味着包括具体的特征、步骤或整体。术语并不应理解为排除其它特征、步骤或零件的存在。

如所理解的，以它们的具体形式或者根据用于进行所公开的功能的方法所表达的、在前面的描述中，或者在随后的权利要求中，或者在附图中公开的特征，或者用于获得所公开的结果的方法或工艺，可以分开地或者以这些特征的任一组合的形式来以多种形式实现本发明。

Claims (16)

1.一种轮支撑装置，包括可旋转的地面接合轮子(12)以及制动机构，其特征在于，所述制动机构包括：

制动件(24)，其可操作地抑制所述轮子的转动；以及

止动件(22)，其可操作地接合地面并移动所述轮子使之与所述地面脱离接触。

2.根据权利要求1所述的支撑装置，其进一步的特征在于，在所述制动机构处于操作中，所述止动件(22)被设置成在所述制动件(24)运转之后而运转，从而在所述轮子由所述止动件(22)移动而与所述地面脱离接触之前，所述轮子(12)的转动被所述制动件抑制。

3.根据权利要求1或2所述的支撑装置，其进一步的特征在于，使得所述制动件(24)通过逐渐增加的力来接合所述轮子的表面(25)，以在所述止动件(22)被操作之前逐渐地抑制所述轮子的转动。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的支撑装置，其进一步的特征在于，所述制动机构包括元件(34、28、68)，所述元件被设置成通过所述轮子(12)的转动而驱动，以引起所述制动件和所述止动件的运转。

5.根据权利要求4所述的支撑装置，其进一步的特征在于，所述元件包括用于操作所述制动件(24)的凸轮(28)。

6.根据权利要求4或5所述的支撑装置，其中，所述元件包括用于操作所述止动件(22)的另一个凸轮。

7.根据权利要求4或5或6所述的支撑装置，其中，所述元件包括夹持件(68)，所述夹持件用于将所述止动件(22)保持在非操作位置中，并用于释放所述止动件以进行操作。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的支撑装置，其中，所述元件(34、28、68)可被所述轮子(12)旋转地驱动。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的支撑装置，其进一步的特征在于，一驱动元件(34)被一保持件(38)保持在所述驱动元件不会被所述轮子驱动的位置中，并且所述驱动元件可被所述保持件释放，以在所述轮子转动时移动到所述驱动元件被所述轮子的至少一个驱动结构(35)接合的位置处。

10.根据权利要求9所述的支撑装置，其进一步的特征在于，所述驱动元件(34)是棘轮，其能够通过所述轮子的至少一个驱动结构(35)一齿接一齿地转动。

11.根据权利要求9或10所述的支撑装置，其进一步的特征在于，使得所述保持件移动，以通过起动装置响应于起动信号而释放所述驱动元件(34)。

12.根据权利要求11所述的支撑装置，其进一步的特征在于，所述起动装置包括接合元件(41a)，所述接合元件用于接合所述轮子(12)，以使所述轮子的转动移动所述保持件(38)，从而释放所述驱动元件(34)。

13.根据权利要求12所述的支撑装置，其进一步的特征在于，所述起动装置包括机电装置(41)，用于移动所述接合元件(41a)以被所述轮子(12)接合。

14.根据权利要求4或从属于其的权利要求中的任一项所述的支撑装置，其进一步的特征在于，为了使所述制动机构恢复到第一操作状态，可以使用复位装置手动复位所述元件。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的支撑装置，其进一步的特征在于，所述支撑装置是回转脚轮组件。

16.一种手推动的车辆，其特征在于，其设置有至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的支撑装置。

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