CN104395101A - 全向轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全向轮(1)，其包括中心轮毂(2)，其外围安装有胎面(3)，所述胎面(3)是由沿径向平面安置的轮子或套筒并列组成的。根据本发明的全向轮(1)包括轮辐(5,51)，其经由轴部分(6)两两连接，所述轴部分(6)与所述轮毂(2)同轴并具有圆形截面，所述轴部分(6)上装有自由旋转的环(4)，所述轴部分(6)还包括支杆(7)，其插在所述环(4)与环(4)之间，所述支杆(7)形成为使得所述环(4)保持径向位置，所述轴部分(6)是由一系列若干个邻接管状段(61,62,63,64,65)形成的。本发明还涉及一种组件(10)，其用于组装根据本发明的全向轮(1)。

Description

全向轮

技术领域

本发明涉及滚动设备领域。

本发明在行动不便的人们使用的轮椅领域有特别有利的应用。

然而，本发明还能够用在除轮椅之外的其他领域。

具体地说，本发明涉及旨在安装在轮椅上的全向轮，从而使得轮椅在所有方向上都能移动。

背景技术

传统的轮子一方面包括位于其中心的轮毂，其能够确保引导轮子相对于其支架(例如，框架或臂)旋转，另一方面包括位于周边的轮辋，其上固定有作为滚动面的胎面或轮胎。

轮子旋转使其移动，这在与轮子的旋转轴垂直的方向是容易的。然而，由于轮子滚动面与地面的摩擦，将轮子平行于旋转轴的方向移动是不实际的。

轮椅尤其需要具有多向轮，多向轮使得多向移动平稳，从而便于使用者移动所述椅子。

于是，在本领域已经知道轮椅具有多个脚轮且脚轮的旋转轴垂直于轮子的旋转轴的情况下，所述脚轮能够安装在轮子的周围。由于脚轮减少了轮子的轮胎表面上的摩擦，该系统使得轮子横向移动。

然而，这种系统具有缺陷。特别是，与脚轮相关联的轮子复杂度高，因此组装困难并且制造昂贵。另一方面，为了达到规律平稳的滚动，脚轮必须至少两两安装。使用脚轮的另一个缺陷在于脚轮的胎面缺乏灵活性并且它们不适于在不平的地面上移动轮椅；于是，所述椅子的使用者局限于在不崎岖的路面上移动。

一些专利文档还提出将套筒安置在轮子的周围，所述套筒形成常规的胎面，应当使得前轮向后和横向移动，而不受地面摩擦的约束。

例如，套筒的使用公开在美国专利US 2008/018167中。然而，文档中提及的套筒在接近轮辋的部分不可避免地被压缩。这使得套筒的旋转以及由此而来的轮椅的横向移动变得更困难。因此，这种系统对于解决轮椅多向移动问题不是最佳的。

这同样适用于专利NL 1 015 676，该专利公开了一种轮子，其采用包括多个滚轴的“滚轴”型脚轮的架子，安装滚轴从而使得在两个相邻滚轴之间施加接触压力，导致制动所述滚轴的旋转。

在该文档中，滚轴的侧面在压力下彼此插入，从而压缩每一个滚轴。这导致抵抗旋转的阻力，所述抵抗用于制动滚轴滑架。

从EP 0556 401还知道轮椅的轮子包括多个辅助轮。辅助轮包括两个轴承之间的轴，轴承包括倾斜的挡块，使得维持辅助轮放射状，该轴承连接到主轮的轮毂。

该系统的优点是避免了现有技术其他设备中存在的压缩限制。

然而，仅通过轴承维持轮子不能使系统达到最佳刚度和强度。此外，辅助轮绕它们各自的轴旋转也受制于摩擦，这不可避免地导致轮子横向移动困难，因此，更不用说轮椅了。

发明内容

本发明通过提供全向轮，来提供解决现有技术中各种缺陷的可能性，该全向轮包括安装在轴部分可自由旋转的多个环，由于显著降低了地面的摩擦压力，在所有方向上都具有最佳移动性。

为此，本发明涉及一种全向轮，其包括中心轮毂，中心轮毂周边上安装由沿径向平面安置的轮子或套筒并列形成的胎面。该全向轮包括轮辐，其通过轴部分两两连接，所述轴部分与轮毂同轴且具有圆形截面，其上安装自由旋转的环，所述轴部分还包括插入所述环与环之间的支杆，所述支杆形成为使得所述环保持径向位置，轴部分由一系列若干个邻接管状段形成。

根据本发明的另一个特性，轴部分上两个支杆之间安装有旨在承载环的轴承环。该轴承环优选地形成为与管状段壁的形状相匹配。

引人关注的是，轮毂由半轮辋形成，所述半轮辋有两个，这两个半轮辋通过包含轮辐彼此制成一体。

本发明还涉及用于组装全向轮的组件，所述组件包括：

-邻接的轴部分，在它的每一端包括联接栓或空腔，使得与第二轴部分配合；

-轮辐，其与该轴部分成为一体；

-支撑环。

有利的是，根据本发明的组件的轴部分是由一系列若干个邻接管状段形成的。

优选地，所述组件还包括两个支杆之间的轴承环。

本发明具有很多优点。一方面，根据本发明的全向轮的横向移动尤其引人关注，并使得具有全向轮的轮椅很容易地在所有方向和所有地面上(即使在不平的路面，例如，碎石路或土路)移动。另一方面，存在可以在轴部分上两个支杆之间安置的轴承环，通过减少摩擦便于所述环绕所述轴部分旋转，进一步改进轮子的移动性。最后，根据本发明的全向轮具有设计简单和成本有限的优势。更特别地，本发明还涉及一种便于组装所述全向轮的组件。

附图说明

通过参照附图对如下本发明的非限制性实施例的细节描述，本发明的进一步的特征和优点将变得清晰，其中：

图1示出了根据本发明的全向轮的主视图，该全向轮包括安装在轴部分上的环。

图2A和图2B每一者示出了一个环，其能够用于安装在根据本发明的轮子的轴部分。

图3示出了轴承环的不同实施例，该轴承环能够安装在根据本发明的全向轮的轴部分。

图4示意性地示出了用于组装根据本发明的全向轮的组件的主视图。

图5以主视图示出了完整的全向轮。

具体实施方式

如图1所示，本发明涉及一种全向轮1，其优选地旨在安装在轮椅上，从而使得轮椅容易在所有方向上移动。

根据本发明的全向轮1一方面包括中心轮毂2。在所述轮毂2的周边外围地安装有轮子或套筒并列形成的胎面3，优选地安装有环4，其沿径向平面安置。

更特别地，根据本发明的全向轮1还具有附图标记为5和51的轮辐，其在中心轮毂2上安装，并(例如)通过轴部分6两两连接。

在附图1中，只示出了轮辐5和51；然而，根据本发明的全向轮1可以包括更多数量的轮辐，例如中心轮毂2上放射状安装的六个轮辐，这些轮辐通过轴部分6两两连接。

特别是如图1所示，所述轴部分6与中心轮毂2是同轴的且具有圆形截面，从而能够插入多个环4，于是，环4能够绕所述轴部分6自由地旋转。

用在根据本发明的全向轮上的环4如附图2A和2B所示。

旨在插入根据本发明的轮1的轴部分6的所述环4优选地包括至少一个孔口13，且优选地包括多个孔口13。后者有利地在所述环之间形成距离，以便于环插入轴部分6。

环4优先由赋予它们一定柔韧性的弹性材料制成，这些环4的存在使得具有根据本发明的全向轮1的轮椅具有完全的移动性。

实际上，轮子1本身使得椅子前后移动，即以垂直于中心轮毂2的旋转轴的方向。

此外，由于本轮1的特征(以下将详细描述这些特征)，通过环4绕轴部分6旋转使得椅子能够沿除了垂直于轮毂2的轴的方向的方向移动。

优选地，轴部分6还包括支杆7，其置于插在轴部分6上每个环4之间。所述支杆7形成为使得环4维持在径向位置。

这种维持能够避免压缩环4并因此便于环4的旋转，从而使得全向轮1在所有方向上平稳移动。

为了将环4维持在径向位置，支杆7优选地具有较宽部分和较窄部分，该较宽部分在与中心轮毂2是相对的轴部分6的圆弧上，而较窄部分在轴部分6的接近所述轮毂2的一侧上。这个实施例如附图1和附图3所示。

现在回顾轴部分6，其优选地由一系列邻接的管状段61-65形成，如附图3所示。

于是，在存在于两个相邻管状段(例如，61和62)之间的每个轴承，安置支杆7，从而使得环4维持在径向位置。

包括多个管状段61-65的这种形状还使得环4能够更容易地绕轴部分6旋转，从而使得根据本发明的全向轮1在所有方向上平稳移动。

图3中还可以看出管状段61或65的外壁可以是平的或凸的，或者甚至是凹的。这种外壁还可以具有其他形状，例如，凹槽形或波浪形。

根据本发明尤其有利的示例性实施例，全向轮1还包括轴承环8，其安装在两个支杆7之间，其上搁着环4。

需要理解的是，全向轮1的每一个环4可以优选地安装在轴承环8上。然而，还需要考虑只有环4的一部分安装在轴承环8上。

轴承环8形成为与安装有轴承环8的管状段61-65的壁的形状相匹配。在图3中，当管状段的壁分别是平的、凹的或者是凸的时，可见轴承环8、81和82的可能形状的图示。

轴承环8、81和82优选地包括槽，其能够便于将所述环8、81和81分别插到轴部分6的管状段65、64和63。

环4和轴部分6之间以及两个支杆7之间出现的轴承环8、81和82有利地有助于滑动，并因此有助于所述环4绕部分6旋转。

现在回顾全向轮1的中心轮毂3，其有利地由半轮辋形成，半轮辋有两个，这两个半轮辋优选地彼此成为一体，从而包含轮辐5、51。

在附图5中可见两个半轮辋9中的一个半轮辋。图5示出了根据本发明的完整全向轮，其具有所述轮子1的整个圆周上的多个环4。

本发明还涉及组件10，其用于组装根据本发明的全向轮。附图4中示出了这种组件10。

根据本发明的组件10，在第一阶段包括轴部分6(不能从图4中看见)，其邻接第二轴部分。

在轴部分6的每一端11和111包括联接栓12或空腔(未在图4中示出)，使得所述部分6有利地与第二组件的第二轴部分配合。

于是，轴部分6的每一端11和111包括联接栓12。那么，相邻轴部分在它们的一端必须包括与部分6配合的空腔。

根据另一个实施例，轴部分6的每一端11和111包括空腔。在这一情况下，联接栓12可以是独立于组件10所施加的部分。相邻组件的轴部分还有可能在它们的端处包括与所述轴部分6配合的联接栓。

根据优选的实施例，如图4所示的一者，在所述部分6的一端11处包括联接栓12，在相对端111处，所述部分6包括空腔。于是，以一个特别有利的方式，轴部分的联接栓12能够与第二部分的空凹处配合，从而维持两个相邻段6彼此成为一体。

有利地，当组装轴部分6从而形成根据本发明的全向轮1时，联接栓和/或空腔具有阻止轴部分6相对彼此旋转的功能。

根据本发明的组件10的轴部分6优选地由多个管状段形成，图4不可见。

根据本发明的组件10还包括轮辐5，其与轴部分6成一体并旨在安装在轮毂2上。在图4中，轮辐5在包括联接栓12的部分6的端11是完整的。然而，这一实施例不应当被认为是对根据本发明的组件10的限制；实际上，轮辐5还可以与所述部分6的端111成为一体。

最后，用于组装全向轮1的组件10包括环4，其优选地由弹性材料制成，两个环4被支杆7分离。

根据一个引人关注的实施例，根据本发明的组件10还包括安装在两个支杆7之间的轴承环8，所述环8支撑环4并便于环4绕组件10的轴部分6旋转。

根据本发明的所述组件10使得特别容易和迅速地组装根据本发明的全向轮1。

实际上，在第一阶段，通过轮辐5在中心轮毂2上安装适当数量的根据本发明的组件10。

优选地，然后放置两个半轮辋，且它们彼此成为一体，从而靠得更近并包含轮辐5。

然后，获得附图5中所示的完整的全向轮1，其使得具有多个全向轮1的轮椅在所有方向上都没有任何困难地移动。

Claims (7)

1.一种全向轮(1)，其包括中心轮毂(2)，其外围安装有胎面(3)，所述胎面(3)是由沿径向平面安置的轮子或套筒并列形成的，所述全向轮(1)包括轮辐(5,51)，其通过轴部分(6)两两连接，所述轴部分(6)与所述轮毂(2)同轴并具有圆形截面，所述轴部分(6)上插入自由旋转的环(4)，所述轮(1)的特征在于：所示轴部分(6)还包括支杆(7)，其插在所述环(4)的每一者之间，所述支杆(7)形成为使得所述环(4)保持在径向位置，所述轮(1)的特征还在于：所述轴部分(6)是由一系列若干个邻接管状段(61,62,63,64,65)形成的。

2.如权利要求1所述的全向轮(1)，其中，在所述轴部分(6)上两个支杆(7)之间安装有用于承载所述环(4)的轴承环(8)。

3.如权利要求2所述的全向轮(1)，其中，所述轴承环(8,81,82)形成为与所述管状段(61,62,63,64,65)的壁的形状相匹配。

4.如权利要求1-3中任意一者所述的全向轮(1)，其中，所述轮毂(2)由半轮辋(9)形成，所述半轮辋是两个并且所述两个半轮辋(9)彼此成为一体并包含所述轮辐(5,51)。

5.一种用于组装根据权利要求1-4中任意一者的全向轮(1)的组件(10)，其包括：

-邻接的轴部分(6)，其每一端(11,111)包括联接栓(12)或空腔，使得与第二轴部分配合；

-轮辐(5)，其与所述轴部分(6)成为一体；

-支撑环(4)。

6.如权利要求5所述的组件(10)，其中，所述轴部分(6)由一系列邻接的管状段(61,62,63,64,65)形成。

7.如权利要求5或6任意一者所述的组件(10)，其中，所述组件(10)还包括位于两个支杆(7)之间的轴承环(8)。