CN1628049A - 轮子升高机构中的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮子升高机构中的装置，该轮子升高机构设计成使在底部表面上运行的至少一个轮子(1)升高，以便能够越过在底部表面上凸出的障碍物(h)。该装置包括：元件(7)，该元件(7)形成有朝向底部表面凸形弯曲的轮廓，并可相对于轮子(1)的轴可移动地支承。所述元件(7)设计成当元件(7)的轮廓与障碍物(h)接合时使得所述轮子(1)升高，因为元件(7)绕它与障碍物(h)接合的部位旋转。该装置还包括底盘(4)，轮子轴与该底盘(4)牢固连接。在底盘和元件(7)之间有操作连接件，该操作连接件设计成当元件(7)与障碍物(h)接合时，使底盘(4)首先使轮子(1)在沿轮子(1)的运动方向相对于元件(7)移动时从元件(7)的初始位置升高，其次当轮子(1)升高至障碍物(h)的高度处时使得轮子(1)返回初始位置。
Description
本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述的装置。
在很多情况下，较小滚子或轮子用于手推车、机架、齐默式(Zimmer)助行架等。较小轮子或滚子占据很小空间，相对坚固，而且也可以有助于保持低成本。还已知便于驾驶和转向的所谓枢轴轮。
但是，使用前述较小滚子或轮子的一个先决条件是底部表面是平的。门槛和路缘构成难以越过的障碍。因为通常向上施加推力，因此有使该车轮装置翻转的危险。例如，即使用于齐默式助行架上的轮子相当大，但是它们滚上路缘的能力很差。这时，使用齐默式助行架的人必须使它足够向后倾斜，以便使它的前轮爬上路缘。对于后轮没有这么麻烦，因为在向前推动齐默式助行架时的自然运动也使这些轮子升高。但是，为了使前轮升高，必须向后和向下拉动齐默式助行架的手柄，这对于使用齐默式助行架作为支架的人来说是非自然运动。不仅齐默式助行架有该问题，而且清洁推车、轮椅、服务推车和购物推车等也有该问题。
例如，US-A-3239872、DE4040283 A和JP10297206 A也公开了前述类型的轮子升高机构，它们彼此都非常相似，其中，用于使轮子升高的元件只是可旋转地安装。这意味着该机构需要相当大的总重，这就需要相当大的推力，以便越过凸起障碍。
本发明的目的是提供一种改进的轮子升高机构，这通过使机构具有如权利要求1特征部分所述的特征而实现。
本发明的其它优点和特征由从属权利要求和下面对优选实施例的说明中阐述，该优选实施例在附图中表示。其中，图1表示了本发明的轮子升高机构的侧视图，且产生升高的元件有三个不同位置；图2a-2f表示了当越过障碍物时轮子升高机构在不同位置的侧视图；图3表示了图1中的轮子升高机构；图4以示意方式表示了在越过不同高度的障碍物时如何获得不同倾斜；以及图5表示了图1中的轮子升高机构的运动原理。
图中所示的轮子升高装置与枢轴轮相互作用，该枢轴轮包括布置在公共轴3上的两个轮子或滚子1，该公共轴3固定在底盘4上。外壳2也是底盘的形成部分，该外壳在前端装有轴承壳体5，该轴承壳体5有垂直向上凸出的轴6，该轴6依次固定在要运动的物体上，例如齐默式助行架的前部较大垂直支脚。倾斜元件7相对于底盘4可移动地支承。元件7的底面13从它的升高端开始首先向下陡峭倾斜，然后更浅地朝向直接在轮子1与底部表面接触点上方的底部部位。而且，元件7可移动地安装，这通过支承在元件中的前部滚子8以及支承在底盘4中的后滚子9而实现。滚子8设计成在底盘4底侧上的轨道10上滚转，而滚子9在元件内上侧的轨道11上滚转。元件7的朝下表面上有例如橡胶的摩擦增强涂层12，该摩擦增强涂层12也可以有肋。而且，弹簧13固定在底盘4上，并通过元件7中的分开小脚轮14、15和绳索16而设计成将它拉向其向上和向前的原始位置。在元件7的整个运动过程中，弹簧13锚固在位于滚子8、9之间的元件7上，这意味着元件7将由弹簧13和与相应轨道10、11接触的滚子8、9而牢固保持着。而且，尽管元件7和底盘4之间有较长工作冲程，但是弹簧运动相对较短。
图1表示了在底盘4和元件7之间的三个不同相对位置。为了更清楚地表示，滚子8的不同位置分别标记成8、8′、8″。这些位置分别对应于图2a、2c和2d中所示的位置，下面进行解释。
图2a表示了本发明的轮子升高机构的元件7；该元件相对于底盘4处于它的初始位置；怎样遇到障碍物h和因此停止。底盘4和由底盘承载的单元例如齐默式助行架继续沿运动方向前进(向图的右侧)。图2b-2d表示了在升高顺序过程中的不同阶段。在图2e中，轮子1再次与障碍物h接触，这意味着元件7通过相对于底盘4的移动而返回它的初始位置，也就是说图2a中所示的位置。
当本发明的轮子升高机构遇到边缘时，元件7的涂层12首先与该边缘接触。在轮子升高机构的继续向前运动作用下，底盘4向前滑动(相对于元件7)，同时底盘4通过滚子8、9和轨道10、11之间的相互作用而向上升高，因此轮子也升高。最终，底盘4运动至这样程度，即轮子1与该边缘接触并开始滚到该边缘上面。因此，元件7被释放，弹簧13向前拉动到它的初始位置(见图2a-2e)。
由图4可看出不同高度的障碍物怎样与元件7接触。它的朝下边缘或表面；也就是说与障碍物接触的边缘或表面；具有这样的形状，即(在初始或静止位置)它在最靠近轮子处稍微倾斜，然后，当它逐渐向上和向前时将变得越来越陡峭。因此，即使低的障碍物也在相对远的前方撞击元件。元件相对于底盘的操纵可以很好地描述为部分是支承在元件7中的滚子8沿轨道10的移动，部分是绕滚子8的转动。旋转是由于滚子9在整个移动过程中都连续支承在轨道11中。这样的运动说明将使得能够说明在元件7上的全部点怎样相对于底盘4运动。特别有趣的是与障碍物接触的部位，因为在轮子升高时，该部位保持静止，这意味着在该部位处元件7相对于底盘4的运动也说明了底盘4越过障碍物的运动。在更低处遇到元件7的更低障碍物使得旋转运动有更大半径，这意味着当障碍物减小时它的垂直分量增加，并从移动运动的垂直分量中减去该垂直分量。这意味着低障碍物也使得在轮子越过之前底盘4进行较长地移动。换句话说，对于低于中等高度的障碍物，产生较低升高，从而可以舒适地通过该障碍物，因此实际上可能不会觉察到。
也可以不使用两个轮子且每个轮子在元件7的任一侧，而是可以在中心布置的轮子任一侧各布置一个元件，这也有这样的优点，即两个元件可以更可靠地操纵轮子升高机构，以便越过例如直角的路缘。而且，可以将元件的前缘布置在轮子升高机构的旋转轴的前面部分处，因为当轮子不与地面接触时，该装置将立即朝着直角处的位置旋转。如果元件它足够宽，这也可以通过单个中心元件来实现。
根据可选实施例(未示出)，只有一个轮子1和一个元件，它们与中心线重合地串联布置。
在进行设计变型之后，通过使元件的后端稍微伸出到轮子的后面，本发明的装置也可以用于缓冲从路缘的下降。当轮子滚过该边缘时，元件卡住该边缘并使轮子更柔和地下降。
象整个轮子升高机构一样，元件7可以由压制金属板部件、模铸铝或注射模制塑料组成，且支承在轨道10、11上的滚子8、9可以是滚珠轴承、滚柱轴承或滑动轴承。
应当知道，两个轨道可以但不必须是圆形轨道。另外元件可以一些其它方式被正向引导，甚至一个使用两个弹簧。
两个轨道的设计使得障碍物清除运动有很大的选择自由度，如图5所示。在图5中，轨道11弯曲，且支承在轮子装置中的下部滚子9抵靠该轨道11的内部。在元件7的上端，支承于其中的滚子8与底盘4中的轨道10接触。由本实施例可知，该轨道为稍微S形，因此当抵靠障碍物时，初始的升高运动较轻微，然后逐渐增加至最大值，然后在后端位置附近再次减小。在这种情况下，当越过障碍物时的运动将非常柔和和几乎没有察觉地开始和结束。
当轨道10朝向元件7稍微凸出时，将获得越过障碍的直线运动。从纯设计观点看，最简单的形式自然是正态曲线10，但是这预示着该应用将使运动更急剧，车辆在越过障碍物时更倾斜。
通过将元件7的朝下表面以及在其内侧的轨道11布置成使它们并不完全平行，从而使轮子的自由运动可以由不同障碍物高度而变化，也就是说，轮子越过障碍物而使轮子提高车辆的高度将由元件使轮子越过障碍物时的位置来确定。
Claims (10)
1.一种轮子升高机构中的装置，其设计成使在底部表面上运行的至少一个轮子(1)升高，以便能够越过在底部表面上凸出的障碍物(h)，该装置包括元件(7)，该元件(7)形成有朝向底部表面凸形弯曲的轮廓，并可相对于轮子(1)的轴可移动地支承，且该元件(7)设计成当元件(7)的轮廓与障碍物(h)接合时造成所述轮子(1)升高，因为元件(7)绕它与障碍物(h)接合的部位旋转；其特征在于：该装置包括底盘(4)，轮子轴与该底盘(4)牢固连接，且在底盘和元件(7)之间设有操作连接件，该操作连接件设计成当元件(7)与障碍物(h)接合时，使底盘(4)首先使轮子(1)在沿轮子(1)的运动方向相对于元件(7)移动时从元件(7)的初始位置升高，其次一旦轮子(1)已经升高至障碍物(h)的高度处时造成轮子(1)返回初始位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在元件(7)和底盘(4)之间的操作连接件包括第一轨道(11)，远离元件(7)的上侧且具有对应轮廓的外形；以及第二轨道(10)，面对第一轨道(11)并与底盘(4)连接；第一部件(8)，固定在元件(7)上，并设计成在初始位置抵靠第二轨道(10)的前部，并在升高时沿该第二轨道向后运动；第二部件(8)，该第二部件(8)固定在底盘(4)上，并设计成在初始位置抵靠第一轨道(11)的后部，并在升高时沿该第一轨道向前运动；以及弹性第三部件(13)，作用在元件(7)和底盘(4)之间，并设计成在升高后造成返回到初始位置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述第一和第二部件(8、9)是滑动轴承。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述第一和第二部件(8、9)是轴承。
5.根据权利要求2至4中任意一个所述的装置，其特征在于：所述第三、弹性部件(13)是螺旋线圈弹簧。
6.根据前述任意一个权利要求所述的装置，其特征在于：元件的面对底部表面的凸形弯曲表面提供有摩擦增强涂层(12)，例如一个脊形橡胶件。
7.根据前述任意一个权利要求所述的装置，其特征在于：轮子(1)设置在元件(7)的两侧。
8.根据前述任意一个权利要求所述的装置，其特征在于：第二轨道(10)弯曲成S形。
9.根据权利要求1至7中任意一个所述的装置，其特征在于：第二轨道(10)为直线形。
10.根据权利要求1至7中任意一个所述的装置，其特征在于：第二轨道(10)为面对元件(7)的凸形。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080514 Termination date: 20100214 |