CN110920321B - 一种滚轮组件、滚轮机构 - Google Patents

Abstract

一种滚轮组件、滚轮机构，所述滚轮组件包括滚轮支架及滚轮，所述滚轮支架包括支架主体，所述滚轮的轴心位置与支架主体一侧枢接，所述滚轮组件还包括摆臂部，所述摆臂部枢接于支架主体，所述摆臂部下端能够相对支架主体摆动，所述摆臂部相对支架主体摆动至一角度时，摆臂部下端位置对滚轮实现制动。

Description

一种滚轮组件、滚轮机构

技术领域

本申请涉及一种滚轮组件、滚轮机构。

背景技术

万向轮广泛应用于矿山、机械设备、电子设备、医疗设备、工程装修、纺织、印染、家具、物流设备、仓储、周转车、机柜、设备、机电、无尘车间、生产流水线、大型超市、童车、玩具等众多行业和各种领域。万向轮是指安装在脚轮滚轮的支架能在动载或者静载中水平360度旋转。脚轮包括活动脚轮和固定脚轮，固定脚轮没有旋转结构，不能水平转动只能垂直转动，这两种脚轮一般都是搭配用的。

然而在某些特殊的使用场合，需要实现万向轮在一定条件下具有制动功能，在某些条件下又具有转动功能。比如，幼儿吃饭用的餐椅，为了安全起见，在幼儿坐在餐椅上面是，需要保证餐椅不可滑动；但在幼儿未坐在餐椅上时，需要可滑动，便于搬运。

又比如，大型超市内使用的购物车，需要实现在平地上时可以推动，在一定角度的倾斜面上时（比如倾斜的自动扶梯）无法推动。

现有的常规万向轮或固定轮已无法满足使用需求。

发明内容

本申请的目的为提供一种滚轮组件、滚轮机构。

为实现上述目的，本申请采取以下设计方案：

一种滚轮组件，所述滚轮组件包括滚轮支架及滚轮，所述滚轮支架包括支架主体，所述滚轮的轴心位置与支架主体一侧枢接，所述滚轮组件还包括摆臂部，所述摆臂部枢接于支架主体，所述摆臂部下端能够相对支架主体摆动，当所述滚轮组件加速或者减速移动时，所述摆臂部由惯性相对支架主体自行摆动至一角度时，摆臂部下端位置对滚轮实现制动，所述滚轮组件设有至少一个滚轮，所述摆臂部设有至少一个，所述摆臂部上端与支架主体枢接，所述摆臂部的上端形成有调节面，所述支架主体相对于调节面的正上方枢接有调节机构，所述调节机构能够向上或者向下移动，调节机构下端缘抵持调节面对摆臂部的摆动幅度进行调节。

进一步，所述滚轮相对摆臂部所在表面向内凹陷形成有摆臂槽并形成内槽壁，所述摆臂部相对支架主体摆动至一角度时，摆臂部下端位置与所述内槽壁实现制动。

进一步，所述摆臂槽的内槽壁上凸出形成有若干个间隔设置的止位部，所述摆臂部相对支架主体摆动至一角度时，摆臂部下端位置与止位部配合实现制动。

进一步，所述止位部设有若干个，任意相邻两个止位部之间形成止位槽，所述摆臂部下端位置抵持于止位槽并配合止位部实现制动。

进一步，在所述滚轮轴向方向，所述摆臂部与支架主体的枢接位置与滚轮的轴心不重叠，在上下方向，所述摆臂部与支架主体的枢接位置不在轴心的正下方。

进一步，所述滚轮组件设有两个滚轮，两个滚轮分别位于支架主体的相对两侧，所述摆臂部设有两个，其中一个所述摆臂部与其中一个滚轮配合，另一个所述摆臂部与其中另一个滚轮配合。

进一步，所述摆臂部的上端缘形成为三角形状并形成所述调节面。

为实现上述目的，本申请采取以下设计方案：

一种滚轮机构，包括座体、弹性机构及如上任意一项所述的滚轮组件，所述弹性机构包括弹性构件，所述滚轮组件与座体固定，所述弹性构件赋压设置于滚轮组件与座体之间，滚轮组件能够相对座体上下运动，所述座体形成有制动部，所述座体未被向下施压时，所述制动部远离地面，所述座体被向下施压时，所述制动部支撑于地面。

进一步，所述滚轮支架形成有安装轴，所述座体形成有与安装轴匹配的位移孔，所述安装轴匹配容纳于位移孔且能够沿上下方向于位移孔内移动，所述弹性构件为一种压缩弹簧，所述弹性构件一端设置于滚轮组件，弹性构件另一端设置于座体，所述座体包括支撑座及与支撑座固定的安装座，所述支撑座形成有限位部及所述制动部，所述位移孔贯穿形成于安装座，所述限位部位于安装座上方位置，所述弹性构件位于限位部与安装座之间，所述安装轴上端穿过位移孔凸伸出安装座上端面的部分的外周凹陷形成有环形的限位槽，所述滚轮机构还包括有限位构件，所述限位构件套设于限位槽。

附图说明

图1是本申请一种滚轮机构的立体图。

图2是本申请一种滚轮机构的部分立体分解图。

图3是本申请一种滚轮机构的部分立体分解图。

图4是自图1所示A-A线的剖视图。

图5是图4所示一种滚轮机构的部分分解图，其展示了滚轮组件与滚轮座分离后的示意图。

图6是本申请一种滚轮机构的滚轮组件的第二实施例的立体图。

图7是图6所示滚轮组件的部分立体分解图，其进一步展示了移除一个滚轮时的立体分解图。

图8是图6所示滚轮组件移除一个滚轮后的侧视图，其进一步展示了滚轮组件在平地上静止或者匀速移动时的状态图。

图9是图6所示滚轮组件移除一个滚轮后的侧视图，其进一步展示了滚轮组件在平地上以一定加速度移动时的瞬间状态图。

图10是图6所示滚轮组件移除一个滚轮后的侧视图，其进一步展示了滚轮组件被制动时的状态图。

图11是本申请一种滚轮机构的滚轮组件的第三实施例的正视图。

图12是图11所示滚轮组件的部分立体分解图。

图13是图11所示滚轮组件移除一个滚轮后的侧视图，其进一步展示了滚轮组件在平地上静止或者匀速移动时的状态图。

图14是图11所示滚轮组件移除一个滚轮后的侧视图，其进一步展示了滚轮组件在平地上以一定加速度移动时，滚轮组件被制动时的状态图。

图15是本申请一种滚轮机构的滚轮组件的第四实施例，其中移除一个滚轮后的侧视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参阅图1至图5所示，展示了本申请的一种滚轮机构，所述滚轮机构包括滚轮组件1及与滚轮组件1组装固定的滚轮座2。所述滚轮组件1为一种常见的牛眼轮，包括滚轮支架11及滚轮12，所述滚轮12为圆球形且旋转安装于滚轮支架11下方，所述滚轮组件1能够通过滚轮12的转动而在平面上实现360移动，形成万向轮一样的功效。所述滚轮支架11向上延伸有安装轴110，所述安装轴110对应与滚轮座2组装固定。

所述滚轮座2包括支撑座21、与支撑座21组装固定的安装座22及将滚轮组件1与滚轮座2活动组装在一起的弹性机构23。本申请中，所述支撑座21与安装座22统称为座体，一些事实例中，所述支撑座21、与支撑座21也可以设置成一体。

所述支撑座21由金属板折弯形成，包括制动座211及配合座212。所述制动座211形成有水平状制动部2111及与制动部2111一体连接且沿上下方向延伸的竖直状固定部2112。所述配合座212包括沿上下方向延伸的竖直状固定臂2121及与固定臂2121上端一体连接且沿水平方向延伸的水平状限位部2122。本申请中，所述制动座211及配合座212在折弯位置形成有一体设置的加强构件201，用于结构加强，使得制动座211及配合座212能够承受更强的压力而不会变形。

请参考图2、图3所示，所述安装座22呈多边形柱状（本申请中呈长方体状），所述安装座22沿上下方向贯穿形成有安装孔220。所述制动座211的状固定部2112通过螺丝固定至安装座22的一个侧面上，所述制动部2111沿上下方向位于固定部2112的下端位置，沿水平方向，所述制动部2111与安装座22分别位于固定部2112的不同侧；所述配合座212的固定臂2121通过螺丝固定至安装座22的另一侧面上，限位部2122位于安装座22的正上方位置。所述限位部2122上于安装座22的安装孔220的正上方位置贯穿形成有调节孔2120。

所述弹性机构23包括弹性构件231、调节构件232、限位帽233、限位构件234、适配套件235及安装柱236。所述适配套件235容纳固定于安装孔220内，适配套件235沿上下方向贯穿形成有位于调节孔2120正下方的位移孔2350。所述安装柱236匹配容纳于位移孔2350内且可沿上下方向于位移孔2350内移动。所述安装柱236的下端与滚轮组件1的安装轴110固定（本申请中，所述安装柱236的下端形成中空管状，所述安装轴110通过过盈配合插入安装柱236，当然易可通过其他固定方式，例如螺纹连接，焊接等）。

所述弹性构件231为压缩弹簧。所述安装柱236与弹性构件231的下端缘连动或固定（具体为，所述安装柱236的上端形成中空管状，弹性构件231的下端插入所述安装柱236，弹性构件231插入安装柱236的一端可以与安装柱236固定易可直接弹性抵压于安装柱236对应位置）。当然在其他实施例中，所述弹性构件231的下端可直接被固定至安装柱236的上端，例如焊接等。当然，在其他实施例中，所述弹性构件231下端部分可套设于安装柱236外周，具体的，所述安装柱236上端与下端之间形成直径不同的台阶状，使得所述安装柱236上端位置与位移孔2350间隙配合，所述弹性构件231下端部分对应套设于安装柱236外周而位于安装柱236与位移孔2350之间形成的间隙中。

在其他实施例中，所述安装轴110与安装柱236可以设计为一体件。所述适配套件235与安装座22可以设计为一体件。

所述调节构件232可以是一个带有螺纹的螺钉，所述调节构件232与调节孔2120螺纹配合且向下凸伸出调节孔2120，所述限位帽233位于限位部2122下方且套设于调节构件232外周，所述弹性构件231的上端套设于调节构件232位于限位部2122下方的外围且端部抵持于限位帽233。本设计中，所述限位帽233与调节构件232固定而无法相对调节构件232向上运动。所述调节构件232能够向下旋转而使得限位帽233向下移动并对弹性构件231施加向下的推力，用于调节弹性构件231的初始赋压力。

所述安装柱236上端凸伸出适配套件235上端面的部分的外周凹陷有环形的限位槽2361，所述限位构件234为C形环，所述限位构件234套设于限位槽2361内实现对安装柱236向下过度位移时的限位。

下面详细讲述本申请一种滚轮机构的作动原理：

初态时，弹性构件231由于自身的弹力驱使而伸展，使得滚轮组件1的滚轮12的下端缘位于制动座211的制动部2111的下方位置（参考图4所示），使得滚轮组件1能够沿着水平面滑动。

当使用者下压支撑座21，使得滚轮组件1相对支撑座21向上移动，弹性构件231受力赋能收缩，直至制动部2111的下表面接触地面而支撑于地面。此时进入制动状态（由于制动部2111与底面形成接触摩擦而制动），滚轮组件1无法沿水平面滑动。

所述调节构件232的设置可以调节初态时的弹性构件231的弹力大小（调节构件232向下转动时，弹性构件231受力赋能收缩；调节构件232向上转动时，弹性构件231卸力伸展），以调节初态至制动状态过程中，所需下压力的大小。本设计滚轮机构实现了赋力下压制动的功能，能够被运用于如座椅、婴儿床、儿童餐椅、电器柜台等设备，实现下压制动的功能。

请参考图6至图10所示，为本申请的滚轮组件1的第二实施例，第二实施例中，所述滚轮组件1’包括滚轮支架11’及组装固定于滚轮支架11’上的滚轮12’。所述滚轮支架11’包括支架主体111’、由支架主体111’向上延伸形成的安装轴110’ （安装轴110’也可以与支架主体111’通过螺纹组装固定或者焊接国定）、由支架主体111’两侧水平延伸形成的枢转轴112’、及通过组装固定至支架主体111’上的摆臂部113’。

所述滚轮12’设有两个，各所述滚轮12’大致呈圆盘状，滚轮12’的轴心位置与枢转轴112’枢接，所述滚轮12’能够以枢转轴112’为转轴实现转动。两个所述滚轮12’相对的各表面上凹陷形成有摆臂槽120’。所述摆臂槽120’呈与滚轮12’共轴线的圆盘状，各所述摆臂槽120’的内部周向槽壁上凸出形成有锯齿状止位部1201’。任意相邻两个锯齿状止位部1201’之间形成止位槽1202’。

各所述摆臂部113’一端位置枢接于支架主体111’， 摆臂部113’另一端能够相对支架主体111’摆动。所述摆臂部113’与支架主体111’的枢接位置与滚轮12’的轴心不重叠（换句话说，所述摆臂部113’与支架主体111’的枢接位置为偏心设置），如此以使得滚轮组件1’加速或者减速移动时摆臂部113’能够以枢接位置为轴心摆动，当摆臂部113’摆动到一定角度时（参图9），摆臂部113’的自由端能够与止位槽1202’卡合并配合锯齿状止位部1201’实现对滚轮12’的旋转制动。

请参考图8所示，本申请中，所述摆臂部113’与支架主体111’枢接位置位于滚轮12’的轴心的斜上方。当然在其他实施例中所述摆臂部113’与支架主体111’枢接位置位于滚轮12’的轴心的正上方（例如本申请的第三实施例，下文有详细描述），此时所述摆臂部113’与支架主体111’枢接位置至摆臂部113’的下端缘之间的长度L与摆臂槽120’的内半径R之间的长度关系没有必然大小关系，取决于摆臂部113’与支架主体111’的枢接位置。

当然，在其他实施例中，所述摆臂部113’与支架主体111’枢接位置位于滚轮12’的轴心的两侧或者斜下方，此时所述摆臂部113’与支架主体111’枢接位置至摆臂部113’的下端缘之间的长度L必须小于摆臂槽120’的内半径R。

所述摆臂部113’与支架主体111’位于同一枢接位置时，长度L的大小设计可以影响滚轮组件1加速度制动时所需加速度的大小。一定范围内，理论上，长度L越小，滚轮组件1制动所需的加速度就越大。当然，理论上，在水平面上，摆臂部113’因滚轮组件1加速度而产生的摆动角度（与竖直方向的夹角）在大于等于0度且小于90度之间

当然，在任意一种事实例中，所述摆臂部113’与支架主体111’的枢接位置均不能设置在轴心的正下方。

请参考图8、图9及图10所示，其中图8展示了滚轮组件1’在平地上静止或者匀速移动时摆臂部113’的状态。其中图9展示了滚轮组件1’在平地上以一定加速度（较小加速度）移动时摆臂部113’的状态。其中图10展示了滚轮组件1’在平地上以一定加速度（较大加速度）移动后被制动时摆臂部113’的状态。

请参考图9所示，所述摆臂部113’下端缘成尖角状设计并形成尖角部11301’，所述锯齿状止位部1201’ 端缘亦成尖角状并形成尖角头部1203’。所述尖角部11301’与尖角头部1203’配合以利于制动时摆臂部113’端缘卡入止位槽1202’。

请参考图8至图10所示，所述摆臂部113’上端位置形成倾斜状止位面1130’，当所述摆臂部113’摆动并与锯齿状止位部1201’及止位槽1202’卡合实现对滚轮12’制动时，所述止位面1130’与支架主体111’面接触抵持实现辅助制动限位作用，分摊摆臂部113’与支架主体111’枢接位置的受力。

本申请中，一个所述滚轮组件1’设置两个滚轮12’，各滚轮12’均有一个摆臂部113’与其配合，以分别实现前后方向加速制动。

请参考图11至图14所示， 为本申请中的滚轮组件1的第三实施例，第三实施例中，所述滚轮组件1’’同样包括滚轮支架11’’及组装固定于滚轮支架11’’上的滚轮12’’。所述滚轮支架11’’包括支架主体111’’、由支架主体111’’向上延伸形成的安装轴110’’（安装轴110’’易可以与支架主体111’’通过螺纹组装固定或者焊接固定）及通过组装固定至支架主体111’’上的摆臂部113’’。

所述支架主体111’’大致呈倒U形，其中间形成开口向下的摆动槽1110’’。所述滚轮12’’设有两个，各所述滚轮12’’大致呈圆盘状，滚轮12’’的轴心位置通过枢转轴112’’与支架主体111’’枢接，所述滚轮12’’能够以枢转轴112’’为转轴相对于支架主体111’’实现转动。两个所述滚轮12’’相对的各表面上凹陷形成有摆臂槽120’’，所述摆臂槽120’’呈与滚轮12’’共轴线的圆盘状。

各所述摆臂部113’’包括摆臂1131’’及与摆臂1131’’一端（下端）相连的止位臂1132’’。所述摆臂1131’’上端凸伸至摆臂槽120’’内并通过枢轴114’’枢接。所述摆臂部113’’能够以枢轴114’’为转轴实现摆动。请参考图12结合图13、图14所示，所述摆臂部113’’侧向呈倒T形结构。所述止位臂1132’’同时凸伸至两个滚轮12’’的摆臂槽120’’内。

所述摆臂部113’’与支架主体111’’的枢接位置与滚轮12’’的轴心不重叠（换句话说，所述摆臂部113’’与支架主体111’’的枢接位置为偏心设置），如此以使得滚轮组件1’’移动时摆臂部113’’能够以枢接位置为轴心摆动。当摆臂部113’’摆动到一定角度时（参图14），摆臂部113’’的止位臂1132’’与对应摆臂槽120’’的内槽壁实现制动，具体为，所述止位臂1132’’形成有第一止位面11321’’及第二止位面11322’’，所述第一止位面11321’’和第二止位面11322’’位于摆臂1131’’所在直线（当摆臂1131’’位于垂直方向时，具体参图13状态）的两侧。

请参考图12结合图13、图14所示，所述摆臂部113’’与支架主体111’’枢接位置位于滚轮12’’的轴心的正上方（当然在其他实施例中亦可位于斜上方或则斜下方）。

请参考图13所示，展示了滚轮组件1’’在平地上静止或者匀速移动时摆臂部113’’的状态。其中图14展示了滚轮组件1’’在平地上以一定加速度向右侧移动时被制动时摆臂部113’’的状态，此时，所述第一止位面11321’’与滚轮12’’的对应摆臂槽120’’的内槽壁摩擦制动。

在第三实施例中，一个所述滚轮组件1’’设置一个摆臂部113’’，对应与两个滚轮12’’配合实现作动，以分别实现前后方向加速制动。

第三实施例中，所述摆臂部113’’的摆臂1131’’上端缘形成为三角形状并形成有调节面1133’’。所述支架主体111’’相对于调节面1133’’的正上方枢接有调节机构1111’’（本设计中，所述调节机构1111’’为一种调节螺母），所述调节机构1111’’向上或者向下旋转移动，调节机构1111’’下端缘抵持调节面1133’’以实现对摆臂部113’’的摆动幅度的调节，以适应更换不同直径的滚轮12’’，用于适用不同加速度的制动。

请参考图15所示， 为本申请中的滚轮组件1的第四实施例，第四实施例与第三实施例基本相同，不同之处仅在于所述摆臂槽120’’’的内槽壁上凸出形成有方形止位部1201’’’（类似于第二实施例中的止位部1201’）。任意相邻两个方形止位部1201’’’之间形成止位槽1202’’’ （类似于第二实施例）,所述止位部1201’’’用于辅助制动作用。第四实施例中的滚轮组件1’’’的作动原理与第三实施例基本相同，再次不做赘述。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内；不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种滚轮组件，所述滚轮组件包括滚轮支架及滚轮，所述滚轮支架包括支架主体，所述滚轮的轴心位置与支架主体一侧枢接，其特征在于：所述滚轮组件还包括摆臂部，所述摆臂部枢接于支架主体，所述摆臂部下端能够相对支架主体摆动，当所述滚轮组件加速或者减速移动时，所述摆臂部由惯性相对支架主体自行摆动至一角度时，摆臂部下端位置对滚轮实现制动，所述滚轮组件设有至少一个滚轮，所述摆臂部设有至少一个，所述摆臂部上端与支架主体枢接，所述摆臂部的上端形成有调节面，所述支架主体相对于调节面的正上方枢接有调节机构，所述调节机构能够向上或者向下移动，调节机构下端缘抵持调节面对摆臂部的摆动幅度进行调节。

2.根据权利要求1所述的滚轮组件，其特征在于：所述滚轮相对摆臂部所在表面向内凹陷形成有摆臂槽并形成内槽壁，所述摆臂部相对支架主体摆动至一角度时，摆臂部下端位置与所述内槽壁实现制动。

3.根据权利要求2所述的滚轮组件，其特征在于：所述摆臂槽的内槽壁上凸出形成有若干个间隔设置的止位部，所述摆臂部相对支架主体摆动至一角度时，摆臂部下端位置与止位部配合实现制动。

4.根据权利要求3所述的滚轮组件，其特征在于：所述止位部设有若干个，任意相邻两个止位部之间形成止位槽，所述摆臂部下端位置抵持于止位槽并配合止位部实现制动。

5.根据权利要求1所述的滚轮组件，其特征在于：在所述滚轮轴向方向，所述摆臂部与支架主体的枢接位置与滚轮的轴心不重叠，在上下方向，所述摆臂部与支架主体的枢接位置不在轴心的正下方。

6.根据权利要求1所述的滚轮组件，其特征在于：所述滚轮组件设有两个滚轮，两个滚轮分别位于支架主体的相对两侧，所述摆臂部设有两个，其中一个所述摆臂部与其中一个滚轮配合，另一个所述摆臂部与其中另一个滚轮配合。

7.根据权利要求1所述的滚轮组件，其特征在于：所述摆臂部的上端缘形成为三角形状并形成所述调节面。

8.一种滚轮机构，包括座体、弹性机构及如权利要求1至7项中任意一项所述的滚轮组件，其特征在于：所述弹性机构包括弹性构件，所述滚轮组件与座体固定，所述弹性构件赋压设置于滚轮组件与座体之间，滚轮组件能够相对座体上下运动，所述座体形成有制动部，所述座体未被向下施压时，所述制动部远离地面，所述座体被向下施压时，所述制动部支撑于地面。

9.根据权利要求8所述的滚轮机构，其特征在于：所述滚轮支架形成有安装轴，所述座体形成有与安装轴匹配的位移孔，所述安装轴匹配容纳于位移孔且能够沿上下方向于位移孔内移动，所述弹性构件为一种压缩弹簧，所述弹性构件一端设置于滚轮组件，弹性构件另一端设置于座体，所述座体包括支撑座及与支撑座固定的安装座，所述支撑座形成有限位部及所述制动部，所述位移孔贯穿形成于安装座，所述限位部位于安装座上方位置，所述弹性构件位于限位部与安装座之间，所述安装轴上端穿过位移孔凸伸出安装座上端面的部分的外周凹陷形成有环形的限位槽，所述滚轮机构还包括有限位构件，所述限位构件套设于限位槽。

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