CN1333723A - 改进型转向系统 - Google Patents

Abstract

一种用于补偿在车辆内不同的车轮转动角度的补偿装置(28),该车辆包括若干车轮(12、14、16、18),其中至少两个车轮(12、14)可通过一传动系统(22、30)可操作地连接起来以便同时转动,上述补偿装置适于与传动系统结合使用,该补偿装置(28)包括可围绕一中心轴(44)转动的第一转动装置(46);可围绕该中心轴(44)转动的第二转动装置(48)以及一个连接装置(52、54),上述第一转动装置(46)和第二转动装置(48)同轴,上述连接装置可操作地将上述第一转动装置(46)和第二转动装置(48)连接起来,以便在其之间进行有限的相对角运动。

Description

改进型转向系统

发明的技术领域

本发明涉及一种用于手推式车辆的改进型转向系统，尤其涉及但并不仅局限于上述车辆的改进型整轮式转向系统。

所参考的相关申请

本申请的发明与本申请人于1998年2月26日递交的澳大利亚在先专利申请PP1990号(本申请人的“在先申请”)所公开的发明结合在一起尤为有用，其内容将在本文中加以描述。然而，本发明并不仅限于与本申请人“在先申请”所述类型的车辆一起使用。

定义

在整个说明书中，所涉及的车辆包括本申请人在先申请所述类型中的所有手推式或者手动式车辆。

另外，在整个说明书中所涉及的传动系统包括本申请人在先申请所述类型中的所有类型的传动系统。

发明的背景技术

本申请人的在先申请中描述了一种给较小的手推车(例如超市手推车、工件手推车等)提供多轮式转向(通常是四轮式转向)的系统。在一些情况中，需要结合一种补偿形式，以便例如使径向外部轮的转动角度区别于径向内部轮的转动角度。这一点例如在超市手推车等装置中特别重要，因为这样能使手推车很紧密地拐弯以便穿过超市的过道。因此，需要一种能实现上述目的而不会摩擦到车轮轮胎的差分机构。

另外，尽管本申请人在先申请的发明意在稳定车轮在不平坦地形上的运动，但是仍能有从一个车轮通过传动系统传递过来的震动。因此，通过上述的补偿机构，同样能实现补偿一个轮或多个轮的有限而不需要的运动。

因此，本发明的一个主要目的在于提供一种用于车辆(如前所述)的补偿装置以便传动系统(如前所述)能适用于不同车轮的不同半径。

发明概述

根据以上和其它的目的，本发明提供一种用于补偿(如前所述的)车辆内不同的车轮转动角度的补偿装置，该车辆包括若干车轮，其中至少两个车轮可通过一传动系统(如前所述)可操作地连接起来以便同时转动，上述补偿装置适于与传动系统结合使用，该补偿装置包括可围绕一中心轴转动的第一转动装置；可围绕该中心轴转动的第二转动装置以及一个连接装置，上述第一转动装置和第二转动装置同轴，上述连接装置可操作地将上述第一转动装置和第二转动装置连接起来，以便在其之间进行有限的相对角运动。

上述车辆最好是超市手推车。更好地是具有四轮，并且每个轮均通过传动系统相连。该传动系统有利地为绳缆状、带状、V形带状、链状或者其它类似形状。

上述第一转动装置可以是圆柱形鼓轮，第二转动装置也同样可以是圆柱形鼓轮。上述中心轴最好向上伸展并超过上述第二转动装置。

上述连接装置可以包括一连接在上述第一转动装置上并穿过位于上述第二转动装置上一个弓形细长槽而向上伸展的销钉。更择优地，该销钉向上伸展超过上述第二转动装置。

还可以提供一偏置系统，包括两个基本平行并间隔放置的臂，这两个臂枢轴连接在上述第二转动装置的一侧并且伸展超过该第二转动装置的另一侧，还设有一个弹簧可操作地连接着上述两臂，上述中心轴和销设置于上述两臂之间，并与上述两臂作用和反作用。

上述补偿装置最好借助一个枢轴连接在上述车辆和补偿装置上的一个臂而安装在该车辆上，该臂在其与车辆之间具有一个弹簧。

附图简要说明

为了完全理解本发明，如下将描述包含本发明主要特征的许多实施例，其中将结合如下的附图而进行描述：

图1是本发明补偿装置的一个俯视示意图；

图2是图1中补偿装置的侧视图；

图3是图1和图2中补偿装置的主视图；

图4是图1至图3中补偿装置的俯视放大图；

图5是与图4相对应的主视图；

图6是与图1相对应的视图，其中示出当进行左拐弯时相应的角度；

图7是与图6相对应的视图，但未示出角度，仅示出一个向左的急拐弯；

图8是与图7相对应的视图，但其中示出车轮的独立运动；

图9是本发明第二实施例的一个俯视图；

图10是图9所示实施例的侧视图；

图11示出图9和10所示实施例在左转位置时的视图；

图12是与图11相对应的主视图，但是示出处于一个右转位置处。

附图的详细说明

首先参考图1、图2和图3，其中示出一个以10表示的车辆，该车辆在本例中代表例如超市手推车等普通车辆。

该车辆10具有四个轮12、14、16和18，每个轮均安装在一个垂直轴或自位轮转向轴20上，该轴20与一个齿轮或鼓轮22同轴并与其相连接。另外设有两个惰轮24和26。同时包括一个通常用28表示的补偿装置。一个连续皮带30围绕齿轮22、24、26以及补偿装置28而设置(将在下文进行说明)，这样制成根据本申请人在先申请中的一个四轮转向系统。

皮带30最好采用具有许多沿其长度均匀间隔的孔口32的带状形式，齿轮22、24、26具有若干突起34以便啮合在孔口32内，从而使得皮带30能驱动齿轮22、24、26，反之亦然。通过这种方式，任何一个车轮12、14、16和18围绕自位轮转向轴20的转动都将通过该特定车轮的齿轮22而引起皮带30的运动，这将引起其他齿轮22、24、26同样旋转从而实现转向。

现在参考图4和图5，其中详细示出补偿装置28。在此设有一个臂36，该臂在其一端38利用枢销40枢轴连接至车辆10，而另一端42一中心轴44以固定方式安装在臂36上，第一转动装置46安装在该中心轴上能相对该轴转动，如图所示，该转动装置为一直径大于高度的圆柱体鼓轮。在该例中，第一转动装置46的高度略大于皮带30的高度。该第一转动装置46具有若干突起34，适于啮合在皮带30的孔口32内。因此，皮带30的运动将导致第一转动装置46的转动，反之亦然。

同样还可在上述中心轴44上安装一个基本等同于第一转动装置46的第二转动装置48，尽管并不总是需要这样。该轴44向上延伸至第二转动装置48上表面50的上方。

第二转动装置48同样具有许多啮合在皮带30的孔口32内的突起34。因此，相似地，皮带30的运动将导致第二转动装置48的运动，反之亦然。应当知道，从图1到图5，皮带30以相反于第二转动装置48的方向围绕经过第一转动装置46。

一个销52固定连接在第一转动装置46上并从该装置向上伸展。该销52穿过位于第二转动装置48上的一个弓形细长槽54而伸展。该槽54具有第一端56和第二端58。该销52向上伸出到第二转动装置48上表面50的上方。

两个基本平行的臂60、62利用枢销64枢轴连接在上表面50上。该臂60、62经过上表面50的主要部分而延伸直至第二转动装置48周围的上方。两个臂60、62在其外端66具有连接到弹簧70一端并向上延伸的耳状物68。上述中心轴44和销52的上端即设置在这两个臂60、62之间。

最好通过一第二弹簧72相对该车辆对上述臂36偏置。

从图6看出，如果车辆10沿一条曲线运动，车轮12、18的曲率半径大大不同于车轮14、16的曲率半径。在该例中，假设车轮12的曲率半径是1.53米，属于在超市环境下相当常见的半径。可以看出，该曲率半径同样穿过车轮18的自位轮转向轴20。然而，对于标准超市手推车而言，车轮14的曲率半径是2.12米。这意味着车论14所需的转动角将不同于车轮12的转动角。考虑到半径，车轮12所需的转动角相对纵向轴为16度。而车轮14为11度。车轮16需要11度的相同角度，而车轮18同样需要16度的角度。

因此，当车辆10转动到如图6所示的位置时，车轮12将转动到左侧，车轮14亦同。车轮16、18转动到右侧。因此，皮带如图中箭头方向所示进行移动。

现在参考图4，其中箭头已经被代替。当皮带30运动到所表示的支脚时，第一转动装置46将被皮带30带动以大致为顺时针的方向运动。因此，销52将对臂60施加作用，从而销52将在槽54内朝着端部56滑动。臂60将围绕销64枢轴转动并到达如图6所示的位置。由于臂60围绕销64枢轴转动并且对中心轴44的上端施加作用，因此会对以相似方式进行运动的臂62产生阻力。因此，臂62将不能效仿臂60。然而，由于臂60连接在第二转动装置48上，将导致第二转动装置48的一些转动。因此，在补偿装置28右侧上的皮带30将移动，但是仅移动较小的数量。这是因为部分皮带围绕经过第二转动装置48。同样地，车轮14、16的角度将小于车轮12、18的角度，这样就产生了所需的补偿。

相对运动中的差别程度将根据臂60、62的长度而变化，特别是会根据销64到中心轴44及中心轴44到臂60，62上端66之间的相应距离而变化。而弹簧70的抗拉强度也同样重要。

如图7所示，在一个向左的急转弯时，运动的程度意味着弹簧70的阻力基本被克服，这样第二转动装置48围绕中心轴44的转动将大致等同于第一转动装置46。这样，在车轮14、16和车轮12、18之间的角度差作为整个角运动的一个百分比将会更小。在16度内的5度的差异将会比45度内的5度差异占到更大的百分比。

图8示出，当一个车轮(在该例中为车轮12)例如为绕过一个坑洞、裂缝或类似物而进行突然的急转弯时而发生的难题。这样，弹簧70的阻力基本被克服，从而车轮14、16基本保持直线前进，而车轮12、18能运动到相关的位置。很明显，一旦克服坑洞、裂缝或类似物，车轮12、18将回复到直线前进的位置。

弹簧70的作用同样用来将两个转动装置46、48带动到如图1-3所示的位置—直线前进位置。因此，一旦完成转弯或拐弯，使用者不需将车辆10转移到直线前进的位置，而该车辆将自动达到该位置。

弹簧72有助于时时维持皮带30上的张力，同时能在有冲击突然作用在一个或一个以上的车轮上时用做一震动吸收器。

现在描述图9-12，其中示出第二实施例。在该实施例中，除了前缀数字2以外，相似的元件具有相似的标号。

这里，车辆210具有四个轮212、214、216和218，每个轮均通过一个转向轴或轴220而安装在车辆210上。车轮212、218布置成前后的一对，并且车轮214、216被布置成前后的一对。一个补偿装置228放置在车轮212、214之间。

每个车轮212、214、216、218具有一个较大直径的轮盘274和一个较小直径的轮盘276。可以看出，对于左侧一对车轮212、218，其较大直径的轮盘274放置在较小直径的轮盘276的上方并相互接触。这样，如果车轮212运动到右方，车轮218会转动到左方。车轮214、216除其较小直径的轮盘276是放置在较大直径的轮盘274的上方外具有同上面相似的情形，但是较大直径的轮盘274仍能相互接触，以便进行相同的倒转角运动。

在该布置中，并非皮带30接触到第一和第二转动装置46、48，而是较大直径的轮盘274接触到转动装置246和248。在其它所有方面，补偿装置228均等同于补偿装置28的操作。

如果参考图11和12，可以看出，对于左转和右转，车轮212、218均运动相同的角度，而车轮214、216则运动自己的角度(可以不同于车轮212、218的角度)，但是补偿装置228将提供所需的角度变化。

本质上，本发明并不限于如前两个实施例所述的传动设置，它可以使用任何形式的传动设置，包括一个链条以及其它合适的装置。另外，因为本发明同样适于三个轮，因此也可适用于少于上述四个轮的转向系统，或者超过四个车轮的转向系统。

尽管已经在上述说明书中描述了一个用于手推式车辆的改进型转向系统，本技术领域的技术人员能够理解到，在不脱离本发明领域的情况下，可以进行许多设计和构造上的详细变型和修改。

应当理解，本说明书所公开和限定的本发明扩展到所有从文章和附图提及和看出的两个或多个单个特征的替代性组合上。

同样应当理解，在本说明书中所使用的术语“由...组成”(或者其语法变型)等同于术语“包括”，不应被理解为排除其它元件或特征的出现。

Claims (10)

1.一种用于补偿在车辆(如前所述)内不同的车轮转动角度的补偿装置，该车辆包括若干车轮，其中至少两个车轮可通过一传动系统(如前所述)可操作地连接起来以便同时转动，上述补偿装置适于与传动系统结合使用，该补偿装置包括可围绕一中心轴转动的第一转动装置；可围绕该中心轴转动的第二转动装置以及一个连接装置，上述第一转动装置和第二转动装置同轴，上述连接装置可操作地将上述第一转动装置和第二转动装置连接起来，以便在其之间进行有限的相对角运动。

2.如权利要求1所述的补偿装置，其特征在于，该车辆是一个超市手推车。

3.如权利要求1或2所述的补偿装置，其特征在于，该车辆具有四个车轮，所有车轮都通过传动系统连接在一起。

4.如权利要求3所述的补偿装置，其特征在于，上述传动系统是从包括绳缆、带、V形带或链的一组中选择的。

5.如权利要求1-4中任何一个所述的补偿装置，其特征在于，上述第一转动装置是圆柱形鼓轮，第二转动装置也同样可以是圆柱形鼓轮。

6.如权利要求1-5中任何一个所述的补偿装置，其特征在于，上述中心轴向上伸展并超过上述第二转动装置。

7.如权利要求1-6中任何一个所述的补偿装置，其特征在于，上述连接装置包括一连接在上述第一转动装置上并穿过位于上述第二转动装置上的一个弓形细长槽而向上伸展的销钉。

8.如权利要求7所述的补偿装置，其特征在于，该销钉向上伸展超过上述第二转动装置。

9.如权利要求1-8中任何一个所述的补偿装置，其特征在于，包括一偏置系统，包括两个基本平行并间隔放置的臂，这两个臂枢轴连接在上述第二转动装置的一侧并且伸展超过该第二转动装置的另一侧，还设有一个弹簧可操作地连接着上述两臂，上述中心轴和销钉设置于上述两臂之间，并与上述两臂作用和反作用。

10.如权利要求9所述的补偿装置，其特征在于，上述补偿装置通过一个枢轴地连接在上述车辆和上述补偿装置上的一个臂而安装在该车辆上，该臂在其与车辆之间具有一个弹簧。

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