CN110356456A - 一种可实现斜坡安全推动的手推车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可实现斜坡安全推动的手推车，包括其前轮对应设置有刹车机构，所述手扶杆上面对用户的一侧设置有第一压力传感器，手扶杆的上表面设置有第二压力传感器，框体的前侧挡板上设置有第三压力传感器，手推车上还设置有水平传感器；控制电路在水平传感器检测到手推车出现倾斜，且此后第三压力传感器检测到框体内物品施加在前侧挡板上的压力增大时，确定该手推车沿斜坡下行，此时判断该第二压力传感器是否检测到压力，若是，则确定用户手握手扶杆，控制该刹车机构逐级制动，直至该刹车机构完全制动，此后在所述第一压力传感器检测到压力时，确定用户在推动该手推车，此时控制该刹车机构的制动力度下降一级。

Description

一种可实现斜坡安全推动的手推车

技术领域

本发明属于手推车领域，具体涉及一种可实现斜坡安全推动的手推车。

背景技术

手推车作为日常生活中一种常见的工具，通常包括超市的购物车和机场行李推车等。现有技术中手推车多基于人为手动控制推动手推车，为了保证推动过程中的安全性，在有些手推车上还设置有刹车机构，例如机场行李推车上就设置有按压连杆，通过人为按下按压连杆来释放刹车机构进行刹车。但是，目前手推车设置刹车机构仅仅是为了使手推车停止。在使手推车停止的过程中，研发人员考虑到了各种场景，例如在申请号为201811238962.5的发明专利中，公开了一种手推车自动刹车方法及系统，该专利在用户失手将手推车松开时，可控制手推车自动刹车，从而杜绝手推车处于无人束缚状态时，在斜下坡上滑行的安全隐患。此外，在申请号为201610714528.4的发明专利中，公开了一种新型手推车刹车系统，该系统中设置了用于确定用户是否手握手推车的压力传感器，在用户未手握手推车时进行刹车。由此可见，两个专利中无论是哪个专利都只考虑到了刹车过程中的安全问题，只是利用刹车机构进行刹车，而没有考虑到在斜下坡推动手推车可能出现的安全问题。

发明内容

本发明提供一种可实现斜坡安全推动的手推车，以解决目前在斜下坡推动手推车时存在的安全问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种可实现斜坡安全推动的手推车，包括用于承载货物的框体、轮子、手扶杆、用于将该框体与该轮子连接的第一支撑架以及用于将该框体与该手扶杆连接的第二支撑架，所述轮子包括前轮和后轮，所述前轮对应设置有刹车机构，所述手扶杆上面对用户的一侧设置有第一压力传感器，所述手扶杆的上表面设置有第二压力传感器，所述框体的前侧挡板上设置有第三压力传感器，手推车上还设置有水平传感器，所述水平传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和刹车机构分别与控制电路连接，所述水平传感器用于检测所述手推车的倾斜状态，所述第一压力传感器用于检测用户对手推车的推力，所述第二压力传感器用于检测用户是否手握手扶杆，所述第三压力传感器用于检测所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力是否增大；

所述控制电路在所述水平传感器检测到手推车出现倾斜，且此后所述第三压力传感器检测到所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力增大时，确定该手推车沿斜坡下行，此时判断该第二压力传感器是否检测到压力，若是，则确定用户手握手扶杆，控制该刹车机构逐级制动，直至该刹车机构完全制动，此后在所述第一压力传感器检测到压力时，确定用户在推动该手推车，此时控制该刹车机构的制动力度下降一级。

在一种可选的实现方式中，所述手扶杆上背离用户的一侧设置有第四压力传感器，所述第四压力传感器用于检测用户对手推杆的拉力，所述控制电路在控制该刹车机构的制动力度下降一级后，实时判断所述第四压力传感器是否检测到拉力，若是，则确定用户在拉动该手推车，此时控制该刹车机构的制动力度提高一级；

若所述第四压力传感器未检测到拉力，则进一步判断该第一压力传感器检测到的压力是否在第一预设时间内变为零，若是，则实时判断该第一压力传感器是否再次检测到压力，在该第一压力传感器再次检测到压力时，控制该刹车机构的制动力度再下降一级；否则，从该第一压力传感器检测到压力后的该第一预设时间开始，进行计时，直至该计时超过第二预设时间，此时控制该刹车机构的制动力度再下降一级。

在另一种可选的实现方式中，所述前轮上还设置有与所述控制电路连接的角速度传感器，所述控制电路用于判断该角速度传感器检测到的角速度是否超过预设角速度，若是，则确定该手推车下行速度太快，此时控制所述刹车机构逐级制动，直至该角速度传感器检测到的角速度小于该预设角速度。

在另一种可选的实现方式中，所述控制电路在所述水平传感器检测到该手推车未出现倾斜以及所述水平传感器检测到该手推车出现倾斜，但此后所述第三压力传感器检测到所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力未增大时，控制取消对该刹车机构的各级制动。

在另一种可选的实现方式中，该控制电路可以包括控制器、第一比较器、第一延时器、第一计时器、第二计时器和第二比较器，其中所述水平传感器的输出端连接所述控制器的第一输入端，所述第三压力传感器的输出端分别连接第一比较器的第一输入端并通过所述第一延时器连接所述第一比较器的第二输入端，所述第一比较器的输出端连接该控制器的第二输入端，所述第二压力传感器的输出端连接该控制器的第三输入端，所述第一压力传感器的输出端连接该控制器的第四输入端，该控制器的第三输出端连接该第一计时器的输入端，该第一计时器的输出端连接该控制器的第五输入端，所述第四压力传感器的输出端连接该控制器的第六输入端，该控制器的第一输出端连接该第二计时器的输入端，该第二计时器的输出端连接该控制器的第八输入端，该控制器的第二输出端连接刹车机构的控制端，该角速度传感器的输出端连接该第二比较器的第一输入端，该第二比较器的第二输入端连接用于表示该预设角度的电压，输出端连接该控制器的第九输入端。

在另一种可选的实现方式中，所述水平传感器将检测到的倾斜角度发送给控制器的第一输入端，控制器在接收到倾斜角度后，确定该手推车发生倾斜，此后判断其第二输入端是否接收到对应信号，其中第一比较器将第三压力传感器前后两次采集到的压力进行对比，如果前后两次采集到的压力逐渐增大，那么该控制器的第二输入端将接收到对应信号，确定在手推车发生倾斜后，所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力增大，从而确定手推车沿斜坡下行；此后该控制器首先检测其第三输入端是否接收到压力信号，若是，则确定用户手握手扶杆，通过其第二输出端控制该刹车机构逐级制动，直至该刹车机构完全制动；然后判断其第四输入端是否接收到压力信号，若是，则确定用户在推动该手推车，此时通过其第二输出端控制该刹车机构的制动力度下降一级；

该控制器在控制该刹车机构的制动力度下降一级后，实时判断其第六输入端是否接收到拉力信号，若接收到拉力信号，则确定用户在拉动该手推车，此时通过其第二输出端控制该刹车机构的制动力度提高一级；若其第六输入端未接收到拉力信号，则通过其第三输出端控制第一计时器开始计时，计时达到该第一预设时间后，该第一计时器将第一计时结束信号发送给该控制器的第五输入端，该控制器的第五输入端在接收到该第一计时结束信号后，判断其第四输入端接收到的压力信号是否为零，若为零，则实时判断其第四输入端是否再次接收到压力信号，在其第四输入端再次接收到压力信号时，控制该刹车机构的制动力度再下降一级；若不为零，则通过其第一输出端控制该第二计时器开始计时，计时达到该第二预设时间后，该第二计时器将第二计时结束信号发送给该控制器的第八输入端，此后该控制器通过其第二输出端控制该刹车机构的制动力度再下降一级；此外，该第二比较器将该角速度传感器检测到的角速度与预设角速度进行比较，若超过该预设角速度，则向该控制器的第九输入端发送第一信号，否则，向该控制器的第九输入端发送第二信号，该控制器的第九输入端接收到该第一信号后，控制该刹车机构逐级制动，直至该角速度传感器检测到的角速度小于该预设角速度。

在另一种可选的实现方式中，所述前轮都为定向轮，所述后轮为万向轮。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过在将手推车从平地转移至斜下坡的过程中，控制手推车前轮的刹车机构逐级制动，直至完全制动，可以实现手推车从平面到斜下坡的无停顿平稳转移且安全性较高；通过对手扶杆进行推拉操作进行检测，用户可以在斜坡上根据自身实际情况对手推车进行推拉操作，根据该推拉操作自动控制手推车进行对应程度的制动，从而使手推车可以以允许的任意速度下行，在手推车的下行过程中用户不会因手推车的下行速度过大而使用户向前倾倒，因此可以降低用户推动手推车通过斜下坡的时长，并且保证用户推动手推车通过斜下坡的安全性；

2、本发明考虑到了用户推动手推车过程中可能存在的两种推动方式，针对按次推动手推车来控制手推车下行速度的方式，直接根据推动次数来控制刹车机构制动力度的下降级数，针对持续推动手推车的方式，通过设置第二预设时间来控制刹车机构制动力度的下降级数，如此可以满足用户快速提升手推车下行速度的需求，在下行速度提上去后用户就可以不必再费力推动手推车了；

3、本发明通过设置角速度传感器，在该角速度传感器检测到的角速度超过预设角速度时，控制刹车机构逐级制动，直至该角速度传感器检测到的角速度小于该预设角速度，由此可以进一步保证用户在斜下坡推动手推车的安全性；

4、本发明还可以保证手推车在水平地面和斜上坡上的正常推动。

附图说明

图1是本发明可实现斜坡安全推动的手推车的一个实施例结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本发明可实现斜坡安全推动的手推车的一个实施例电路方框图；

图4是本发明刹车机构的一个实施例结构示意图；

图5是图4中定向轮的侧面结构示意图；

图6是图4中刹车机构的俯视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

目前，用户在推动手推车在斜坡上下行时，用户在到达斜坡后，通常会停下来稳住手推车，针对没有设置斜行电梯的斜坡，用户在推动手推车沿着斜坡下行时，通常格外小心，其需要在拖住手推车的同时移动脚步，这样很难保证用户下行的安全性，并且用户推动手推车在斜坡上下行时，其移动速度受到了很大的限制。为此，本发明提供了一种可实现斜坡安全推动的手推车，用户在斜下坡上可以根据自身实际情况对手推车进行推拉操作，根据该推拉操作自动控制手推车进行对应程度的制动，从而使手推车可以以允许的任意速度下行，由于手推车的下行速度是用户根据其自身实际情况，通过对手推车进行推拉操作来确定的，因此在手推车的下行过程中不会因手推车的下行速度过大而使用户向前倾倒，从而可以保证用户的安全。

参见图1，为本发明一种可实现斜坡安全推动的手推车的一个实施例结构示意图。结合图2所示，该可实现斜坡安全推动的手推车可以包括用于承载货物的框体1、轮子2、手扶杆3、用于将该框体1与该轮子2连接的第一支撑架5以及用于将该框体1与该手扶杆3连接的第二支撑架4，所述轮子2包括前轮21和后轮22，所述前轮21对应设置有刹车机构(图1中未示出)，所述手扶杆3上面对用户的一侧设置有第一压力传感器31，所述手扶杆3的上表面设置有第二压力传感器32，所述框体1的前侧挡板上设置有第三压力传感器11，手推车上还设置有水平传感器6，所述水平传感器6、第一压力传感器31、第二压力传感器32、第三压力传感器11和刹车机构分别与控制电路(图1中未示出)连接，所述水平传感器6用于检测所述手推车的倾斜度，所述第一压力传感器31用于检测用户对手推车的推力，所述第二压力传感器32用于检测用户是否手握手扶杆3，所述第三压力传感器11用于检测所述框体1内物品施加在所述前侧挡板上的压力是否增大。

由于当手推车在斜坡上行进时，无论是上坡还是下坡，其都会发生倾斜，仅仅根据水平传感器是否检测到手推车发生倾斜来确定手推车是否在下行，显然并不准确。而手推车在下行过程中，其框体内的物品通常会向手推车框体的前侧挡板侧移动，从而使施加在前侧挡板上的压力增大，由此本发明中在框体的前侧挡板上设置第三压力传感器，当手推车向下行时框体1内物品施加在手推车前侧挡板上的压力会增大。本发明所述控制电路在所述水平传感器6检测到手推车出现倾斜，且此后所述第三压力传感器11检测到所述框体1内物品施加在所述前侧挡板上的压力增大时，确定该手推车沿斜坡下行。

目前，用户在推动手推车沿斜坡下行时通常会停下，小心翼翼地推动手推车移至斜下坡上，在用户推动手推车从平地移至斜下坡的过程中存在停顿，不能连贯进行，并且用户在将手推车从平地推动到斜下坡之前，如果手推车在平地的推动速度较快，用户很可能因刹车不及时，而使手推车行至斜下坡上后速度急剧增大，在手推车的带动下用户上半身向前移动，而用户下半身赶不上手推车的下滑脚步，从而使用户整个身子向前倾斜，严重的可能导致用户向前倾倒。可见，用户在将传统的手推车从平地推动至斜下坡的过程中，存在推动过程不连贯且安全性较低的问题。为此，本发明控制电路在根据该水平传感器和第三压力传感器检测到的信号，确定该手推车沿斜坡下行时，判断第二压力传感器是否检测到压力，若检测到压力，则表示用户手握手扶杆，此时控制刹车机构逐级制动。在将手推车从平地转移至斜下坡的过程中，如果是将刹车机构直接完全制动，同理，手推车的速度将急剧下降，用户的上半身在手推车的带动下可能会停止，而用户下半身仍然按照之前的速度行进，如此会导致用户整个身子向后倾斜，严重的可能使用户向后倾倒。本发明在将手推车从平地转移到斜下坡的过程中，是对手推车后的刹车机构逐级制动，直至刹车机构完全制动，在此过程中可以避免出现手推车速度瞬间急剧增大或者因紧急制动而瞬间急剧减小的情况，本发明手推车的速度是逐渐发生变化的，在此过程中用户可以逐渐去适应这一变化，由此可见，本发明在将手推车从平地转移到斜下坡的过程中，无论用户在平地上推动手推车的速度有多大，用户都可以不必停车，并且在将手推车从平地转移到斜下坡的过程中可以避免用户上下半身不同步而出现的用户倾倒，即本发明可以实现手推车从平面到斜下坡的无停顿平稳转移且安全性较高。

当用户将手推车完全转移到斜下坡后，手推车在其自身重力及其框体内物品重力的作用下，会有下行的趋势，此时用户对手扶杆执行推拉操作，就可以自由地控制手推车按照用户需要的速度进行移动。在手推车完全转移到斜下坡，该刹车机构完全制动后，用户可以通过推动手扶杆来控制手推车向下移动，此时手扶杆上面向用户一侧设置的第一压力传感器将检测到压力，所述控制电路在所述第一压力传感器检测到压力时，确定用户在推动该手推车，此时控制该刹车机构的制动力度下降一级(例如刹车机构完全制动时制动力度为100％，制动力度下降一级后制动力度为80％等)。

由于手推车在下行过程中，其速度会逐渐变大，在该刹车机构的制动力度下降一级后，如果用户觉得下行过程中手推车的下行速度过大，自己快赶不上其下行节奏了，则可以通过向后拉动手推车来减速。对应地，为了对用户拉动手推车的行为进行检测，本发明在所述手扶杆上背离用户的一侧设置有第四压力传感器，所述第四压力传感器用于检测用户对手推车的拉力，所述控制电路在控制该刹车机构的制动力度下降一级后，判断所述第四压力传感器是否检测到拉力，若是，则确定用户在拉动该手推车，此时控制该刹车机构的制动力度提高一级。

另外，在该刹车机构的制动力度下降一级后，如果用户觉得下行过程中手推车的下行速度过小，用户可以进一步推动手扶杆，以控制该刹车机构的制动力度再下降一级。用户在推动手扶杆时，可能有两种操作方式，一种是在对手推车推动一次后松手，在需要加大下行速度时再推一次手推车；另一种是用户持续推动手推车，在下行过程中向手推车提供一个持续推力。由于手推车在下行过程中其速度是逐渐增大的，若用户向手推车提供一个持续推力，那么手推车的下行速度将进一步增大。当用户采用一种方式推动手扶杆时，可以直接根据用户推动手推车的次数来确定刹车机构的制动力度下降级数，但是若用户采用第二种方式推动手扶杆时，仍根据推动次数来确定制动力度下降级数，显然并不现实。为此，本发明控制电路在判断所述第四压力传感器是否检测到拉力时，若该第四压力传感器未检测到拉力，则进一步判断该第一压力传感器检测到的压力是否在第一预设时间内变为零，若是，则实时判断该第一压力传感器是否再次检测到压力，在该第一压力传感器再次检测到压力时，控制该刹车机构的制动力度再下降一级；否则，从该第一压力传感器检测到压力后的该第一预设时间开始，进行计时，直至该计时超过第二预设时间，此时控制该刹车机构的制动力度再下降一级。本发明考虑到了用户推动手推车过程中可能存在的两种推动方式，针对按次推动手推车来控制手推车下行速度的方式，直接根据推动次数来控制刹车机构制动力度的下降级数，针对持续推动手推车的方式，通过设置第二预设时间来控制刹车机构制动力度的下降级数，如此可以满足用户快速提升手推车下行速度的需求，在下行速度提上去后用户就可以不必再费力推动手推车了。

当然，为了进一步保证用户在斜下坡推动手推车的安全性，本发明所述前轮上还设置有与所述控制电路连接的角速度传感器，所述控制电路用于判断该角速度传感器检测到的角速度是否超过预设角速度，若是，则确定该手推车下行速度太快，此时控制所述刹车机构逐级制动，直至该角速度传感器检测到的角速度小于该预设角速度。当用户推动手推车行至斜下坡末端时，水平传感器会检测到手推车不再出现倾斜，并且当用户推动手推车沿斜坡上行时，水平传感器检测到手推车出现倾斜，且在检测到手推车出现倾斜后，所述第三压力传感器检测到所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力并未增大。为了保证手推车在水平地面和斜上坡上的正常推动，所述控制电路在所述水平传感器检测到该手推车未出现倾斜以及所述水平传感器检测到该手推车出现倾斜，但此后所述第三压力传感器检测到所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力未增大时，控制取消对该刹车机构的各级制动。

本实施例中，由于传统的手推车(例如购物车等)都有框体、轮子、手扶杆、用于连接该框体与轮子的第一支撑架以及用于连接该框体与手扶杆的第二支撑架，因而在此不再对这些结构进行限定描述。其中，用户在将物品放置到框体后，握住并推动手扶杆，就可使轮子转动，从而带动整个手推车向前推动。本发明中该前轮和后轮都可以包括左右两个，且该后轮可以为万向轮，该前轮和前轮可以为定向轮，本发明通过使后轮为万向轮，前轮为定向轮，用户可以朝着任意方向推动手推车转动，并且在转动过程中比较省力。由于当用户推动手扶杆时，用户手掌会向手扶杆面向用户的一侧施加压力，因此本发明在手扶杆上面向用户的一侧设置第一压力传感器，根据第一压力传感器是否检测到压力来检测用户是否在推动该手推车，当检测到压力时表示用户在推动手推车。由于当用户手握手扶杆时，其手掌通常搭在手扶杆的上侧，因此本发明在手扶杆的上侧设置第二压力传感器，根据第二压力传感器是否检测到压力来检测用户是否手握手扶杆，当检测到压力时表示用户手握手扶杆。由于当手推车向斜下坡移动时，其框体内的物品会向前移动，从而向框体的前侧挡板施压，因而本发明在框体的前侧挡板上设置第三压力传感器，当该手推车出现倾斜后，若该第三压力传感器检测到的压力增大，则表示该手推车向斜下坡移动。水平传感器是现有技术中能够检测到手推车水平度的装置，其对水平度的检测属于现有技术，在此不再赘述。对于水平传感器的设置位置，可以将水平传感器设置在手推车的重心处，或者重心附近，其中，当水平传感器检测到倾斜角度时，表示手推车出现倾斜，未检测到倾斜角度时，表示手推车未出现倾斜。

由上述实施例可见，本发明通过在将手推车从平地转移至斜下坡的过程中，控制手推车前轮的刹车机构逐级制动，直至完全制动，可以实现手推车从平面到斜下坡的无停顿平稳转移且安全性较高；通过对手扶杆进行推拉操作进行检测，用户可以在斜坡上根据自身实际情况对手推车进行推拉操作，根据该推拉操作自动控制手推车进行对应程度的制动，从而使手推车可以以允许的任意速度下行，在手推车的下行过程中用户不会因手推车的下行速度过大而使用户向前倾倒，因此可以降低用户推动手推车通过斜下坡的时长，并且保证用户推动手推车通过斜下坡的安全性。

结合图3所示，本发明中该控制电路可以包括控制器、第一比较器、第一延时器、第一计时器、第二计时器和第二比较器，其中所述水平传感器的输出端连接所述控制器的第一输入端，所述第三压力传感器的输出端分别连接第一比较器的第一输入端并通过所述第一延时器连接所述第一比较器的第二输入端，所述第一比较器的输出端连接该控制器的第二输入端，所述第二压力传感器的输出端连接该控制器的第三输入端，所述第一压力传感器的输出端连接该控制器的第四输入端，该控制器的第三输出端连接该第一计时器的输入端，该第一计时器的输出端连接该控制器的第五输入端，所述第四压力传感器的输出端连接该控制器的第六输入端，该控制器的第一输出端连接该第二计时器的输入端，该第二计时器的输出端连接该控制器的第八输入端，该控制器的第二输出端连接刹车机构的控制端，该角速度传感器的输出端连接该第二比较器的第一输入端，该第二比较器的第二输入端连接用于表示该预设角度的电压，输出端连接该控制器的第九输入端。

本实施例中，水平传感器将检测到的倾斜角度发送给控制器的第一输入端，控制器在接收到倾斜角度后，确定该手推车发生倾斜，此后判断其第二输入端是否接收到对应信号，其中第一比较器将第三压力传感器前后两次采集到的压力进行对比，如果前后两次采集到的压力逐渐增大，那么该控制器的第二输入端将接收到对应信号，确定在手推车发生倾斜后，所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力增大，从而确定手推车沿斜坡下行；此后该控制器首先检测其第三输入端是否接收到压力信号，若是，则确定用户手握手扶杆，通过其第二输出端控制该刹车机构逐级制动，直至该刹车机构完全制动；然后判断其第四输入端是否接收到压力信号，若是，则确定用户在推动该手推车，此时通过其第二输出端控制该刹车机构的制动力度下降一级。

该控制器在控制该刹车机构的制动力度下降一级后，实时判断其第六输入端是否接收到拉力信号，若接收到拉力信号，则确定用户在拉动该手推车，此时通过其第二输出端控制该刹车机构的制动力度提高一级；若其第六输入端未接收到拉力信号，则通过其第三输出端控制第一计时器开始计时，计时达到该第一预设时间后，该第一计时器将第一计时结束信号发送给该控制器的第五输入端，该控制器的第五输入端在接收到该第一计时结束信号后，判断其第四输入端接收到的压力信号是否为零，若为零，则实时判断其第四输入端是否再次接收到压力信号，在其第四输入端再次接收到压力信号时，控制该刹车机构的制动力度再下降一级；若不为零，则通过其第一输出端控制该第二计时器开始计时，计时达到该第二预设时间后，该第二计时器将第二计时结束信号发送给该控制器的第八输入端，此后该控制器通过其第二输出端控制该刹车机构的制动力度再下降一级。此外，该第二比较器将该角速度传感器检测到的角速度与预设角速度进行比较，若超过该预设角速度，则向该控制器的第九输入端发送第一信号，否则，向该控制器的第九输入端发送第二信号，该控制器的第九输入端接收到该第一信号后，控制该刹车机构逐级制动，直至该角速度传感器检测到的角速度小于该预设角速度。

另外，传统的刹车机构有线钳式刹车装置和卡钳式刹车装置，但是这些刹车装置要么需要手动操作，要么结构比较复杂，例如针对卡钳式刹车装置，需要设置液压油、刹车泵、刹车片等，这无疑增加了手推车的整体重量，会影响到手推车的正常使用。为此，本发明针对非机动的手推车，设计了一种新型的刹车机构，该刹车机构结构简单且轻便，在实现制动力度逐级增加、逐级下降的同时，不会使手推车的整体重量大幅提高，保证手推车的正常使用。该刹车机构如图4所示，其位于并排设置的左定向轮组100和右定向轮组200之间，左定向轮组100和右定向轮组200都包括多个相互独立滚动且并排设置的定向轮，针对每个定向轮，结合图5所示，其都包括轮胎101以及用于支撑该轮胎101内廓的轮毂102，该轮毂内部设置有辐条103；结合图6所示，该刹车机构包括电动机301、齿轮302、第一制动杆306、第二制动杆307、第一连接杆304、第二连接杆305和底座308，所述电动机301固定在所述底座308的下表面且与所述齿轮302固定连接。

所述电动机301带动所述齿轮302转动；所述第一连接杆304和第二连接杆305都由相互连接的竖直段和横向段组成，所述第一连接杆304和第二连接杆305的竖直段的顶端都固定在所述底座308的下表面，所述第一连接杆304的横向段面向所述齿轮302的一侧设置有第一滑动轨道，所述第二连接杆305的横向段面向所述齿轮302的一侧设置有第二滑动轨道，所述第一制动杆306从第一连接杆304的横向段的一端插入至该第一滑动轨道内，所述第二制动杆307从第二连接杆305的横向段的一端插入至该第二滑动轨道内，所述第一制动杆306面向所述齿轮302的一侧设置有与所述齿轮302啮合的齿状结构，所述第二制动杆307面向所述齿轮302的一侧设置有与齿轮302啮合的齿状结构；所述电动机301带动该齿轮302转动，从而带动该第一制动杆306沿着该第一滑动轨道进行左右横向移动，同时带动该第二制动杆307沿着该第二滑动轨道进行右左横向移动；在控制该刹车机构的制动力度提高一级，从而进行逐级制动时，所述电动机301每转动对应角度，所述齿轮302带动第一制动杆306和第二制动杆307分别朝着左、右移动对应距离，以使该第一制动杆306插入该左定向轮组100中最左侧已制动定向轮的左侧定向轮的辐条间，并使该第二制动杆307插入该右定向轮组200中最右侧已制动定向轮的右侧定向轮的辐条间，从而保持该左定向轮组100和右定向轮组200中相同个数个定向轮的制动。

在控制该刹车机构的制动力度下降一级时，所述电动机301每转动对应角度，所述齿轮302带动第一制动杆306和第二制动杆307分别朝着右、左移动对应距离，以使该第一制动杆306从该左定向轮组100中最左侧已制动定向轮的辐条间抽离，并使该第二制动杆307从该右定向轮组200中最右侧已制动定向轮的辐条间抽离，从而保持该左定向轮组100和右定向轮组200中相同个数个定向轮的制动。

由于在将对应制动杆插入对应定向轮的辐条间时，该对应定向轮可能处于滚动状态，此时对应制动杆在插入过程中可能与该对应定向轮上的辐条发生碰撞，从而无法将对应制动杆一次性准确插入对应定向轮的辐条间。为此，本发明针对左定向轮组或右定向轮组中的每个定向轮，该定向轮上都设置有与控制电路连接的角度传感器，各个角度传感器用于检测对应定向轮的旋转角度并将该旋转角度传输给该控制电路，所述控制电路还与该电动机连接。在控制该刹车机构的制动力度提高一级，分别使该左定向轮组和该右定向轮组中靠近该电动机的第i个定向轮制动时，该控制电路根据该左定向轮组或右定向轮组中第i个定向轮上设置的角度传感器检测到的角度信息，判断该第一制动杆与第二制动杆是否对应与该左定向轮组中第i个定向轮的辐条间、该右定向轮组中第i个定向轮的辐条间对准，若是，则控制该电动机旋转对应角度，从而带动该齿轮旋转，该齿轮在旋转的同时对应带动该第一制动杆和第二制动杆分别朝着左、右移动对应距离，以使该第一制动杆插入该左定向轮组中第i个定向轮的辐条间，并使该第二制动杆插入该右定向轮组中第i个定向轮的辐条间，从而将该左定向轮组和右定向轮组中的制动定向轮增加至i个，使该左定向轮组和右定向轮组中靠近该电动机的i个定向轮都分别实现制动，i为大于0的整数。此外，在控制该刹车机构的制动力度下降一级，分别使该左定向轮组和该右定向轮组中靠近该电动机的第i个定向轮取消制动时，所述控制电路控制该电动机旋转对应角度，从而带动该齿轮旋转，该齿轮在旋转的同时对应带动该第一制动杆和第二制动杆分别朝着右、左移动对应距离，以使该第一制动杆从该左定向轮组中第i个定向轮的辐条间抽离，并使该第二制动杆从该右定向轮组中第i个定向轮的辐条间抽离，从而将该左定向轮组和右定向轮组中的制动定向轮减少至i-1个，使该左定向轮组和右定向轮组中靠近该电动机的i-1个定向轮保持制动。

虽然本发明通过设置角度传感器，能够确定对应制动杆是否与对应定向轮上辐条间已经对准，但是对准后定向轮仍然处于滚动状态，如果此时电动机的旋转速度太慢，那么对应地制动杆的移动速度将较慢，当定向轮滚动速度较快时，有可能当制动杆移动至定向轮处时，制动杆已经不再与定向轮的辐条间对准，而是与定向轮的辐条对准。为了进一步保证将制动杆准确地插入对应定向轮的辐条间，本发明针对左定向轮组或右定向轮组中的每个定向轮，该定向轮上都设置有与该控制电路连接的角速度传感器，各个角速度传感器都用于检测对应定向轮的角速度并将该角速度传输给该控制电路。所述控制电路在对该左定向轮组和右定向轮组中靠近该电动机的第i个定向轮进行制动时，根据该左定向轮组或右定向轮组中第i个定向轮上角速度传感器检测到的角速度，对该电动机的旋转速度进行调节，以使该第一制动杆在对准该左定向轮组中第i个定向轮的辐条间后及时插入该辐条间，并使第二制动杆在对准该右定向轮组中第i个定向轮的辐条间后及时插入该辐条间。

本实施例中，该电动机、齿轮、第一连接杆和第二连接杆位于左定向轮组和右定向轮组之间。左定向轮组和右定向轮组固定在底座的下表面上，且左右对称设置。所述第一制动杆的长度大于或者等于该第一连接杆的横向段的长度，第二制动杆的长度大于或者等于该第一连接杆的横向段的长度。本发明中每个定向轮的旋转轴位于同一水平线上。

由上述实施例可见，本发明刹车机构结构简单且轻便，在实现制动力度逐级增加、逐级下降的同时，不会使手推车的整体重量大幅提高，保证手推车的正常使用。本发明尤其适用于非机动的手推车。本发明刹车机构中该左定向轮组为该手推车的左侧前轮，该右定向轮组为该手推车的右侧前轮。

需要注意的是：通常情况下，本领域技术人员不会想到将制动杆插入轮子的辐条之间，从而对车辆进行制动，原因在于，传统的车辆行驶速度很快，制动杆很难与轮子辐条之间的区域进行对准并及时插入，而且制动杆从辐条之间抽出时需要较大的力，但是本发明有所不同，手推车在整个推动过程中都是人手握着的，手推车随着人的行走速度来前行，其速度较慢，对应地轮子的前行速度也较慢，因而制动杆较容易与轮子辐条之间的区域进行对准并及时插入，而且在降低制动力度，即，将制动杆从辐条之间抽出时，人会向后拉动手推车，因而不需要很大的力就可以将制动杆从辐条之间抽出，可见，本发明所提出的刹车机构尤其适用于本发明手推车下坡推动安全制动场景。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来管制。

Claims (7)

1.一种可实现斜坡安全推动的手推车，包括用于承载货物的框体、轮子、手扶杆、用于将该框体与该轮子连接的第一支撑架以及用于将该框体与该手扶杆连接的第二支撑架，所述轮子包括前轮和后轮，其特征在于，所述前轮对应设置有刹车机构，所述手扶杆上面对用户的一侧设置有第一压力传感器，所述手扶杆的上表面设置有第二压力传感器，所述框体的前侧挡板上设置有第三压力传感器，手推车上还设置有水平传感器，所述水平传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和刹车机构分别与控制电路连接，所述水平传感器用于检测所述手推车的倾斜状态，所述第一压力传感器用于检测用户对手推车的推力，所述第二压力传感器用于检测用户是否手握手扶杆，所述第三压力传感器用于检测所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力是否增大；

所述控制电路在所述水平传感器检测到手推车出现倾斜，且此后所述第三压力传感器检测到所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力增大时，确定该手推车沿斜坡下行，此时判断该第二压力传感器是否检测到压力，若是，则确定用户手握手扶杆，控制该刹车机构逐级制动，直至该刹车机构完全制动，此后在所述第一压力传感器检测到压力时，确定用户在推动该手推车，此时控制该刹车机构的制动力度下降一级。

2.根据权利要求1所述的可实现斜坡安全推动的手推车，其特征在于，所述手扶杆上背离用户的一侧设置有第四压力传感器，所述第四压力传感器用于检测用户对手推杆的拉力，所述控制电路在控制该刹车机构的制动力度下降一级后，实时判断所述第四压力传感器是否检测到拉力，若是，则确定用户在拉动该手推车，此时控制该刹车机构的制动力度提高一级；

若所述第四压力传感器未检测到拉力，则进一步判断该第一压力传感器检测到的压力是否在第一预设时间内变为零，若是，则实时判断该第一压力传感器是否再次检测到压力，在该第一压力传感器再次检测到压力时，控制该刹车机构的制动力度再下降一级；否则，从该第一压力传感器检测到压力后的该第一预设时间开始，进行计时，直至该计时超过第二预设时间，此时控制该刹车机构的制动力度再下降一级。

3.根据权利要求1或2所述的可实现斜坡安全推动的手推车，其特征在于，所述前轮上还设置有与所述控制电路连接的角速度传感器，所述控制电路用于判断该角速度传感器检测到的角速度是否超过预设角速度，若是，则确定该手推车下行速度太快，此时控制所述刹车机构逐级制动，直至该角速度传感器检测到的角速度小于该预设角速度。

4.根据权利要求1所述的可实现斜坡安全推动的手推车，其特征在于，所述控制电路在所述水平传感器检测到该手推车未出现倾斜以及所述水平传感器检测到该手推车出现倾斜，但此后所述第三压力传感器检测到所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力未增大时，控制取消对该刹车机构的各级制动。

5.根据权利要求1所述的可实现斜坡安全推动的手推车，其特征在于，该控制电路可以包括控制器、第一比较器、第一延时器、第一计时器、第二计时器和第二比较器，其中所述水平传感器的输出端连接所述控制器的第一输入端，所述第三压力传感器的输出端分别连接第一比较器的第一输入端并通过所述第一延时器连接所述第一比较器的第二输入端，所述第一比较器的输出端连接该控制器的第二输入端，所述第二压力传感器的输出端连接该控制器的第三输入端，所述第一压力传感器的输出端连接该控制器的第四输入端，该控制器的第三输出端连接该第一计时器的输入端，该第一计时器的输出端连接该控制器的第五输入端，所述第四压力传感器的输出端连接该控制器的第六输入端，该控制器的第一输出端连接该第二计时器的输入端，该第二计时器的输出端连接该控制器的第八输入端，该控制器的第二输出端连接刹车机构的控制端，该角速度传感器的输出端连接该第二比较器的第一输入端，该第二比较器的第二输入端连接用于表示该预设角度的电压，输出端连接该控制器的第九输入端。

6.根据权利要求5所述的可实现斜坡安全推动的手推车，其特征在于，所述水平传感器将检测到的倾斜角度发送给控制器的第一输入端，控制器在接收到倾斜角度后，确定该手推车发生倾斜，此后判断其第二输入端是否接收到对应信号，其中第一比较器将第三压力传感器前后两次采集到的压力进行对比，如果前后两次采集到的压力逐渐增大，那么该控制器的第二输入端将接收到对应信号，确定在手推车发生倾斜后，所述框体内物品施加在所述前侧挡板上的压力增大，从而确定手推车沿斜坡下行；此后该控制器首先检测其第三输入端是否接收到压力信号，若是，则确定用户手握手扶杆，通过其第二输出端控制该刹车机构逐级制动，直至该刹车机构完全制动；然后判断其第四输入端是否接收到压力信号，若是，则确定用户在推动该手推车，此时通过其第二输出端控制该刹车机构的制动力度下降一级；

该控制器在控制该刹车机构的制动力度下降一级后，实时判断其第六输入端是否接收到拉力信号，若接收到拉力信号，则确定用户在拉动该手推车，此时通过其第二输出端控制该刹车机构的制动力度提高一级；若其第六输入端未接收到拉力信号，则通过其第三输出端控制第一计时器开始计时，计时达到该第一预设时间后，该第一计时器将第一计时结束信号发送给该控制器的第五输入端，该控制器的第五输入端在接收到该第一计时结束信号后，判断其第四输入端接收到的压力信号是否为零，若为零，则实时判断其第四输入端是否再次接收到压力信号，在其第四输入端再次接收到压力信号时，控制该刹车机构的制动力度再下降一级；若不为零，则通过其第一输出端控制该第二计时器开始计时，计时达到该第二预设时间后，该第二计时器将第二计时结束信号发送给该控制器的第八输入端，此后该控制器通过其第二输出端控制该刹车机构的制动力度再下降一级；此外，该第二比较器将该角速度传感器检测到的角速度与预设角速度进行比较，若超过该预设角速度，则向该控制器的第九输入端发送第一信号，否则，向该控制器的第九输入端发送第二信号，该控制器的第九输入端接收到该第一信号后，控制该刹车机构逐级制动，直至该角速度传感器检测到的角速度小于该预设角速度。

7.根据权利要求1所述的可实现斜坡安全推动的手推车，其特征在于，所述前轮都为定向轮，所述后轮为万向轮。