CN1023095C - 手推车转动轮的往复式方位角自行差动装置 - Google Patents

Abstract

用于手推车转动轮的往复式方位角自行差动装置，包括与第一轮支承体配合的第一转动轮装置；可转动地装在第二轮支承体上的第二转动轮装置，它与和第二轮支承体刚性连接的部件配合；与第一、第二转动轮装置配合的运动传递装置；位于第二转动轮装置和上述部件间的弹簧组件。

Description

本发明涉及一种手推车转动轮的往复式方位角自行差动装置。

更具体地说，本发明涉及自动改变手推车转动轮的方位角的装置。该手推车是适合于装载材料的。例如工业用，超级市场用或仓库用手推车，或用于公共服务事业或医院病床和设施的手推车，或是具有转动轮的梯子或脚手架。

本发明主要应用于机械工业及用滚轮进行运输的领域。

众所周知，手推车具有若干在任何方向可独立转动的滚轮。

所述转动轮（它能绕一垂直轴转动）的主要特征是能根据手推车的运动而连续地采取正确的方位角。

然而，设想这种独立的转动轮能连续恢复相对正确的和合适的方位角，这仅仅是理论上的。

事实上，在所述手推车的正常的负载情况下，由于路程中的障碍对单个转动轮的方位角产生一个消极的影响，就妨碍了其正确的方位角的恢复。

这种障碍可以是，例如，操作者在行进中的突然的方向变化，或 一个轮子在行进中遇到小的障碍物，以及在手推车具有4个轮子的情况下，一个轮子脱离与地面的接触，等等。

另外，由于手推车上的负载实际上绝不会分布得很平衡，或者由于轮子的润滑不足或不均匀，或由于轮子与驱动把手之间有很大的距离，也产生了一些问题。

特别要提到超级市场或工业用手推车，应注意到其控制杆或手柄-在其上施加一推力使手推车也能沿一弯道运动-的布置使其主要作用在手推车后轮上，这是因为后轮离手柄比前轮更近。

所以，虽然使手推车后轮定向所需的作用力相当小，但使前轮定向所需的作用力则是多倍的。

另外，当手推车的吊篮里或其装载平面上装有负载时，使前轮转弯所需的作用力甚至还要大的多。

这些因素也应该被加到所述的润滑困难，障碍物，等等因素之中。

当假设轮子在同时处于不同的、任意的，大致相反的或相互妨碍的方位角的时候，上述缺点就导致了一个或多个轮子突然地改变方向，于是，这就延迟了手推车的运动，并严重地破坏了其稳定性。于是，这些缺点就造成了可观的时间和功的损失。

文件DE-A-3，514，638公开了一种适于运载活动画面摄影机的四轮手推车，即所谓的摄影机移动车。

该手推车包括一系列连接到一个控制轴的链条，借此，可使四个 轮子同时转动。

该手推车没有根据其的转弯角度而差动轮子的方位角的装置。

文件FR-A-2，319，521公开了另一种具有四个轮子和适用于运载电视摄象机的手推车。

该手推车具有一个支架，其上可转动地装有四个臂，其端部具有转动轮。

每个轮子通过皮带或链条传动装置连接到支架上对应臂的转轴上。

另外，不同臂的转轴通过与支架纵轴平行的驱动皮带或链条两个两个地连接。

另外，还有一个可转动控制轴，该轴通过皮带或链条驱动装置和一系列补偿小齿轮连接到臂的两个转轴上。

该系统具有若干皮带或链条（在该图示的例子中，有7个皮带和若干小齿轮），它是相当复杂的，所以很昂贵。

另外，因为支承轮子的臂要进行基本上限定了手推车全部尺寸的横向运动，所以该手推车本身不适于在工厂或在超级市场内使用。

文件FR-A338，207公开了一种弹性驱动系统，它可用于汽车，用于接受马达的牵引力和实现更规则地增加负荷。

所述系统包括一个冲击吸收装置，它具有一对连接两个驱动轴的相对的弹簧。

所述装置没有被描述为适用于补偿手推车轮子的往复式方位角。

文件US-A-1，956，798公开了一种扭振吸收装置，用于将动力从马达平衡地传递给驱动轮。

这个装置也不适用于为了限定转动轮的往复方位角而与手推车结合使用。

本发明的目的在于克服现有手推车的所固有的缺点，并提供一种装置，它完全不在乎任何种类的障碍，而允许所有的手推车轮不断地采取正确的方位角。它结构简单，经济，有高的可靠性，并容易维修。

本发明的目的是通过采用手推车转动轮的往复式方位角自行差动装置来实现的，它具有如下特征，包括：

a）第一转动轮装置，它与一对轮子的第一轮的支承体相配合;

b）第二转动轮装置，可转动地装在第二轮的支承体上，第二转动轮装置与和第二轮支承体刚性连接的部件配合;

c）运动传递装置，与第一和第二转动轮装置配合;

d）弹簧组件，位于第二转动轮装置和与第二轮支承体刚性连接的部件之间。

从属权利要求描述了本发明实施例的有利的形式。

本发明提供了：在一般现在的手推车四轮普通驱动系统中，插入一个或多个装置，该装置两两地连接成成对的轮子，使其能绕相应的 轴同步地转动。

例如可以通过一个强制传动系统连接成对的轮子，该强制传动系统包括一对与两个轮子的对应的转动系统相配合的皮带轮和一个与皮带轮相连的有齿皮带。

这种强制传动系统使设想在某一方位角的两个互连的轮子的运动相一致。

然而，由于由人力驱动的手推车在其路程中要不断地变化方向，所以按所述方式连接的转动轮各要求不同的方位角。

根据本发明的基本特征，所述一对轮子中的至少一个具有往复的方位角自行差动装置，这样，就能根据手推车的任何方向变化，而使两个轮子自动恢复正确的方位角。

更具体地说，例如具有连成两对的四个轮子的手推车，自行差动装置与套装在一个轮子转轴上的皮带轮相配合，该装置接受皮带轮的转动运动，并将这个运动适当修正之后，再将其传递到同一轮子上。

同时，自行差动装置具有自行恢复作用，即，根据手推车方向的另一变化，自动修正新的方位角。

于是，自行差动装置允许转动轮根据各种道路条件而相互地调节它们自己。每个滚轮根据操作者施加的推力而采取理想的方位角。

所述自行差动装置通常具有弹性装置，例如一个螺旋弹簧，它实 际上具有自行恢复作用，即可在另一相反方向修正轮子方位角的瞬间的和自动的调整作用。

根据本发明的实施例的一个有利形式，属于一对相连轮子中的两个转动轮具有一个往复式方位角自行差动装置。

在该例中，由于装在两个轮子上的自行差动装置的组合的和同步的作用，而使任何一个偏离最佳路线的轮子得到迅速的和自动的修正和补偿。

根据本发明实施例的另一推荐形式，它应用于有四个轮子的手推车，其中一个轮子-最好是没有自行差动装置的轮子-与一个作用在大致垂直方向的弹簧装置相配合。

所述弹簧装置允许手推车适应可能存在于推车所经路面上的缺陷。

上面的描述导致了这样的考虑：对于超级市场的手推车来说，它用于运载不很重的负载（大约几十公斤），理想的布置包括仅有前面一对轮子与一个或两个方位角自行差动装置相连接。这就大大减小了转动手推车前部所必需的作用力，尤其是在手推车上装有负载的时候。

反之，后轮-可以通过控制手柄，在其上施加更直接的推力-可以是相互独立转动的。

因为通过皮带或链条（或其它装置）的连接是存在于前轮之间，而前轮比后轮处于更短的安置距离，所以这种方案能够容易驱动 几个手推车从后侧相互排列，用于停放它们，如同普通的超级市场手推车一样。

也可以通过一或两个自行差动装置使这种手推车的后轮相配对，这也保持了驱动手推车相互排列的可能性。

在这种情况下，每个轮子具有更长的转轴，于是，在轮子间形成连接的皮带轮和皮带的位置升高了。

至于工业用的手推车，因为它们用于运载更重的负载（可以超过几百公斤），所以，可以通过往复式方位角自行差动装置联接手推车的前、后两对轮子。

本发明装置与这种手推车的连接使用是特别合适的，因为它允许操作者在从手推车边缘任何位置，甚至在负载情况下起动的手推车上施加一个推力。这就在不可除去的障碍物附近为其提供了大的灵活性。

本发明的进一步的特征和优点将在下面结合附图作更清楚的描述，附图中通过非限定的例子显示了本发明的最佳实施例。

图1是显示了手推车两个轮子之间的连接的平面剖视图;

图2是根据本发明实施例第一形式的具有方位角自行差动装置的转动轮的侧视图;

图3显示了适于与图2所示轮子相配对的转动轮的侧视图;

图4显示了图2所示的装在转动轮上的方位角自行差动装置的平面剖视图;

图5显示了本发明实施例第二形式的具有方位角自行差动装置的转动轮的部分剖视图;

图6显示了图5所示的自行差动装置在静止位置时的平面图;

图7是图6的A-A剖面图，显示了实施例第二形式的属于自行差动装置的一对元件;

图8是类似于图6的视图，其中，轮子处于非稳定的平衡位置，自行差动装置处于工作位置。

在附图中，数字10代表本发明的手推车的两个转动轮11，12之间的连接。

所述轮子11，12各有一水平转动轴22，23，装在它们各自的轮子支承体15，21上。

另外，每个所述的轮子支承体15，21绕基本垂直的轴29，30可转动地安装。

根据本发明的实施例的第一形式，其连接包括两个皮带轮13，14，其中一个皮带轮（14）用键直接固定在轮子12的支承体15上（见图3）;而另一个皮带轮（13）与往复式方位角自行差动装置17相配合，所述另一皮带轮13通过一个衬套31套装在构成所述装置17的体16上。

在图示的实施例的形式中，皮带轮13，14是“强制传动”型，所以，它们具有与皮带20的齿19相配合的轴间槽18（看图4），一个适当的保护装置28用来复盖皮带轮一皮带组件。

这种装置，能实现轮子11，12的有效的和完善的连接，而没有任何间隙，于是，它能使所述轮子进行大的、组合的和同步的转动运动。

所以，这种连接用在超级市场的手推车上是很方便的。

实施例第一形式的方位角自行差动装置17包括一个与轮子11的支承体21成一体的体16。

体16上装有一个第一卡爪24，皮带轮13上装有一类似的第二卡爪25。

弹簧组件，在本例中用两个相对的拉伸弹簧26，27所表示，它们相对于垂直轴而相互对置，其两端分别被所述第一（24）和第二（25）卡爪钩住;工作时，所述弹簧26，27使所述卡爪24、25相互保持一个径向相对的位置。

当所述弹簧26，27适应于手推车可能装载的负荷时，就能在轮子11，12之间实现差动联接。

因为，很明显，当沿弯道运行时，两个轮子的方位角是决不会一致的，自行差动装置17可以根据操作者所引起的手推车的运动使轮子11迅速返回其理想的和正确的方位角。

很清楚，在一个四轮手推车中，上述类型的两个联接装置10形成一个轮系，它能使操作者在任何方向直接地和自然地推、拉手推车。另外，完全地和确实地避免了由于一个或多个轮子的突然的任意取向所带来的问题。

根据本发明的一个推荐实施例的形式，上述类型的四轮手推车 的一个轮子具有一个在垂直方向作用的悬挂系统。从经济上考虑，所述悬挂系统通常装在没有自行差动装置的轮子上。

在该实施例的形式中（图中未示），可使手推车自动地适应轮子所运行的地面，可由此补偿地面所存在的任何缺陷。

图5至图8显示了本发明装置实施例的第二形式。

与图1至图4中相同的元件用同一数字代表，只是在其后加一“0”字。

在图5中，数字110代表一个绕装在轮子支承体210上的水平转动轴220转动的转动轮。

另外，所述轮子支承体210绕一大致垂直的轴290可转动地安装。

在该例中，该轴用转轴43表示，其一端有螺纹，通过螺母紧固在手推车架上。

在图5所示的例子中，其连接装置包括一皮带轮130，它通过衬套310套装在轴290上。

轴290与支承体210之间的连接是通过将轴290插入体210上的一个盲孔中。所述盲孔的端部具有止推承座33，它形成了与轴43端部接触的表面;通过一个销32而使轴43和体210相连接，销被插入体210上接近轴43端部的槽附近的一个大致水平孔中。

所述销32防止体210沿轴290作垂直运动，但可以使体210绕所述轴自由转动。

在两个相连的轮子具有一个自行差动装置的情况，皮带轮130通过皮带与一相同的皮带轮相配合。该皮带轮也套装在另一手推车轮子的轴上;很明显，也可采用其它种类的连接，如通过两上小齿轮和一链条来连接。

轮子110的支承体210也支承一个方位角自行差动装置。

自行差动装置包括一个与轮子支承体210形成为一体的第一卡爪240，和一个与皮带轮130成为一体的第二卡爪250。

所述第一（240）和第二（250）卡爪与一对转动元件或扇形件34，35相配合，扇形件34，35是相同的并相互重叠。

每个扇形件34，35（看图6至图8）装在体210上，并可绕轴290自由转动。

如图6至图8的细部结构所示，每个元件34，35各包括一个第一延伸部38，39和一个第二延伸部40，41，两个所述延伸部适于与第一（240）和第二（250）卡爪按后面将详细描述的方式相配合。

在靠近两个元件34，35的所述第二延伸部40，41的一端，具有对应的销子36，37。

当安装时，所述的销子与弹簧组件相配合，在本例中，是与一个螺旋弹簧260相配合，弹簧的两端钩住所述销子36，37，所述弹簧260位于两个重叠的元件34，35之间形成的槽中。

实施例第二形式的自行差动装置的操作如下：

参见图6，可以看到手推车轮子110处于所谓的静止位置，两个 相连接的轮子相互平行，并与手推车的纵向前进轴线相对齐。在按平行于所述轴线的方向推动手推车的情况下，手推车将直线前进。

这适用于两个轮子各有自行差动装置的情况和仅有一个轮子有这种装置，而另一轮子（例如）通过皮带轮-皮带与其相连的情况。

在图6中可清楚地看到，在其静止位置，两个元件34，35所述第一延伸部38，39的一个边缘与所述第一卡爪240相接触，而元件34，35的第二延伸部40，41的一个边缘与所述第二卡爪250相接触。

由于弹簧260在与元件34，35相连的销36，37上按箭头Ⅹ-Ⅹ所指的方向施加了一个拉力，而使其达到静止位置。在该位置，两个卡爪240，250的垂直轴和轴290处于通过轮子110中心的同一垂直平面。

图8显示了一个理论上的和不稳定的工作位置，用于解释弹簧260的运动。

在该位置，轮子110刚刚受到一个突然的顺时针方向的偏转，皮带轮130（见图5）和与其一体的卡爪250，瞬时地保持在静止位置。

随着上述的偏转，与轮子支承体成一体的卡爪240也受到一个对应的顺时针方向的偏转，它通过所述的第一延伸部39引起元件35绕轴290转动。

正如前面所述的，元件35有一个销37，弹簧260的一端钩在销 上。所以，弹簧260也受到一个突然的牵引力。

然而，如前面所述的，这种情况是绝对不稳定的，因为弹簧260的弹性立即引起其另一端所钩住的销36也顺时针转动。

所述销36与元件34是一体的，于是元件34在与皮带轮130形成一体的卡爪250上施加一个顺时针方向的推力（见图5）。

随之，皮带轮130顺时针转动，并通过连接皮带作用在另一轮子的皮带轮上;于是，所述皮带轮将转动传到另一轮子上。

在两个相连的轮子都有往复式方位角自行差动装置的情况下（这对应于实施例的最佳形式），两个轮子中每一个的方向变化被自动的传递到另一轮子上;同时，由一个自行差动装置中的弹簧施加的力与由另一自行差动装置中的弹簧所施加的力相互作用。

力的相互转换引起两个轮子出现这种倾向：它们以下述方式连续地定位，即它们各自的水平转动轴220指向瞬时转动中心，而该转动中心是由手推车的方向变化所决定的;要注意到，这种位置代表了假设轮子在下列情况下的理想的理论位置，即，轮子制作良好，独立地安装（即;无连接）在手推车上，和地面平整光滑，没有任何不平度。

在地面有不平度的情况下，就清楚地显示了被连接的轮子的自行差动作用。

事实上，在由于任何种类的障碍而使一个轮子从其理想路线偏离的情况下，而实际上沿其理想路线而进行的另一轮子将通过自行差动装置将第一轮子带回到正确位置，第一轮子从其理想路线偏离 的越远，自行差动装置就施加一个更高的弹性力。

现在可以清楚地看：轮子的方位角往复差动能使操作者施加一个所需最低的作用力来使手推车从直线道路偏转。而实现本发明的目标。

在这个范围里，应该注意到，仅仅通过皮带-皮带轮的组合来实现两个轮子间的连接，对于解决本发明所提出的问题并不是充分的。

事实上，在具有皮带轮的一对轮子仅是由皮带连接而没有自行差动装置的情况下，所述轮子将连续保持相互平行的位置。这就大大增加了与地面的摩擦力，所以，也增加了当操作者改变手推车方向时所施加的作用力。

本申请人的试验已经显示，在只有一个轮子具有自行差动装置的情况下，虽然轮子施加在地面上的摩擦力（于是，操作者的作用力）大大地降低了，但手推车轮子的差动作用的灵敏度比起两个轮子都装有本发明装置的手推车也降低了。

上面已描述了本发明的推荐和特别有利的实施例的形式，它提供了四轮手推车和将运动从一个轮子传递到属于同一对轮子中的另一个的强制传动装置。

然而，本发明不局限于上面描述的实施例的形式。相反，它包括许多实施例的其他形式，而它们都属于本发明之范围。

于是，属于本发明实施例的一个形式是仅有手推车的一对轮子由方位角自行差动装置所连接。

另外，还有一些属于本发明范围的实施例的形式，其中，手推车有任何数目的成对的轮子。

此外，还有属于本发明范围内的实施例的形式，其中，采用了不同于具有皮带轮和皮带的强制传动装置的其他装置，来实现轮子之间的运动的传递。

更具体地说，有一些属于本发明实施例的形式，其中，通过轴-小齿轮或通过螺旋齿轮，或通过气动式齿条连接来实现运动的传递。

最后，属于本发明范围的实施例的另一形式包括通过由一个链条连接的两个冠状齿轮来实现每对轮子间的连接。

实施例的后一种形式对于工业用手推车是特别合适和有利的，它适于运载很重的负载。

Claims (18)

1、用于手推车的转动轮(11、12；110)的往复式方位角自行差动装置，每一轮子(11、12；110)分别绕轮子支承体(21，15；210)上的大致水平轴(22、23；220)可转动地安装，所述轮子支承体(21，15；210)绕一大致垂直轴(29，30；290)可转动地安装，手推车的至少一对轮子通过一联接装置(10)相互连接，该装置包括：

a)第一转动轮装置(14)，它与一对轮子的第一轮子(12)的支承体(15)相配合；

b)第二转动轮装置(13，25；130，250)，它们可自由转动地装在第二轮(11，110)的支承体(21；210)上，所述第二转动轮装置(13，25；130，250)与部件(16，24；240)相配合，上述部件与第二轮(11；110)的支承体(21；210)整体刚性连接，

c)运动传递装置(20)，与所述第一(14)和第二(13，25；130，250)转动轮装置相配合，

其特征在于上述第二转动轮装置(13，25；130，250)可自由转动安装在上述支承件(21；210)上，并且上述装置还包括5个弹簧组件(26，27；34，35，260)安装在第二转动轮装置(13，25；130，250)和上述部件(16，24；240)之间，一体并刚性地与上述第二轮(11；110)的支承体(21；210)连接。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一转动轮装置（14）包括一个第一有齿皮带轮（14），它用键刚性地连接在所述第一轮（12）的支承体（15）上，所述第一皮带轮（14）可与所述支承体（15）一起绕所述大致垂直轴（30）转动。

3、如权利要求1和2任何一个所述的装置其特征在于：所述第二转动轮装置（13;130）包括一个第二有齿皮带轮（13，130），它可绕所述第二轮（11;110）的支承体（21;210）的转动轴（29，290）自由转动。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述运动传递装置（20）包括一个与所述第一（14）和第二（13）皮带轮相连的有齿的强制传动皮带。

5、如前述权利要求中任何一个所述的装置，其特征在于：所述部件（16;24）包括一体（16），和与前述第二轮（11）的所述支承体（21）整体刚性连接，一个第一卡爪（24）装在所述体（16）上，成为一体。

6、如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述弹簧组件（26，27），它们分别与所述第一卡爪（24）和所述第二卡爪（25）相配合，第一卡爪（24）位于与之形成整体的所述体（16）上，第二卡爪（25）位于所述第二皮带轮（13）上。

7、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第二转动轮装置（14）包括一个第一有齿皮带轮（14），它套装在所述第一轮（12）的支承体（15）上，所述第一皮带轮（14）可绕大致垂直轴（30）转动。

8、如权利要求7并结合权利要求1，3和4的至少一个所述的装置，其特征在于：所述部件（240）包括一第三卡爪（240），它装在所述轮子支承体（210）上。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述弹簧组件（34，35;260）包括一个第一（34）和第二（35）转动元件或扇形件。所述扇形件相互重叠，并套装在大致垂直轴（290）上，一个弹簧（260）装在所述第一（34）和第二（35）转动件之间，所述第一（34）和第二（35）转动件与所述第三卡爪（240）及和所述有齿皮带轮（130）成为一体的第四卡爪（250）相配合。

10、如权利要求9所述的装置，其特征在于：所述第一（34）和第二（35）转动件是相同的，它们各有一个槽，形成容纳所述弹簧（260）的槽腔。

11、如权利要求10所述的装置，其特征在于：第一（34）和第二（35）转动件分别具有销（36，37），适用于分别钩住所述弹簧（260）的一端。

12、如权利要求11所述的装置，其特征在于：所述第一（34）和第二（35）转动件分别具有适于与所述第三卡爪（240）配合的第一延伸部（38，39），和适于与所述第四卡爪（250）相配合的第二延伸部（40，41）。

13、根据前述权利要求中任何一个所述的装置，其特征在于：在静态平衡位置-它由轮子（11，12;110）从地面抬离所确定，所述第一（24）和第二（25）卡爪纵轴，及所述第三（240）和第四（250）卡爪的纵轴与所述大致垂直轴（29，290）处于同一平面。

14、根据前述权利要求中任何一个所述的装置，其特征在于：第一转动轮装置（14），第二转动轮装置（13，130）和运动传递装置（20）包括冠状齿轮和链条，或轴一小齿轮连接，或螺旋齿轮或气动，或齿条连接。

15、根据前述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于：手推车的至少一个轮子在垂直方向有悬挂装置。

16、具有转动轮（具有至少四个转动轮）的手推车，其特征在于：手推车的至少两个轮子由权利要求1至15之一所述的装置所连接。

17、具有转动轮（至少两个转动轮）的床或设备，其特征在于;所述至少两个转动轮由权利要求1至15之一所述的装置所连接。

18、具有转动轮（至少两个转动轮）的梯子或脚手架，其特征在于：所述至少两个转动轮由权利要求1至15之一所述的装置连接。

Images