CZ308659B6 - Wheel for moving up the stairs - Google Patents

Wheel for moving up the stairs Download PDF

Info

Publication number
CZ308659B6
CZ308659B6 CZ2010176A CZ2010176A CZ308659B6 CZ 308659 B6 CZ308659 B6 CZ 308659B6 CZ 2010176 A CZ2010176 A CZ 2010176A CZ 2010176 A CZ2010176 A CZ 2010176A CZ 308659 B6 CZ308659 B6 CZ 308659B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
wheel
stairs
moving
segments
wheels
Prior art date
Application number
CZ2010176A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2010176A3 (en
Inventor
Vladimír Mostýn
Jan PharmDr. Korábečný
Václav Krys
Kamil doc. PharmDr Musílek
Lukáš Mgr Górecki
Original Assignee
Česká Republika - Ministerstvo Obrany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Česká Republika - Ministerstvo Obrany filed Critical Česká Republika - Ministerstvo Obrany
Priority to CZ2010176A priority Critical patent/CZ308659B6/en
Publication of CZ2010176A3 publication Critical patent/CZ2010176A3/en
Publication of CZ308659B6 publication Critical patent/CZ308659B6/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62BHAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B5/00Accessories or details specially adapted for hand carts
    • B62B5/02Accessories or details specially adapted for hand carts providing for travelling up or down a flight of stairs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00Endless track vehicles
    • B62D55/06Endless track vehicles with tracks without ground wheels
    • B62D55/075Tracked vehicles for ascending or descending stairs, steep slopes or vertical surfaces

Abstract

The wheel for moving up the stairs is composed of a central carrier (1) with two or more arms, at the ends of which there are movable segments (2) forming a complete wheel circle.

Description

Kolo pro pohyb po schodechWheel for moving up the stairs

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká tvaru kola mobilních prostředků, které umožňuje jízdu po schodech.The invention relates to the wheel shape of a mobile device which allows you to ride on stairs.

Dosavadní stav technikyPrior art

K pohybu (jízdě) po schodech je v současné době využito pět kategorií technických prostředků.Five categories of technical means are currently used to move (ride) up the stairs.

Do první kategorie patří pásové podvozky, doplněné případně pomocnými nájezdovými pásy nebo mechanismy pro nadzvednutí na schod, dále kombinované kolové a pásové podvozky s pomocnými pásy pro pohyb po schodech a kolové podvozky s pomocnými mechanismy pro nadzvednutí kola na schod. Principem pohybu je zde odvalování pásu, popř. kola, po povrchu schodů za součinnosti pomocných nadzvedávacích pásů či mechanismů. Nevýhodou pásových podvozků je vyšší energetická náročnost a problémy se vklíněním drobných předmětů mezi pás a kola.The first category includes crawler bogies, possibly supplemented by auxiliary ramps or mechanisms for lifting a step, as well as combined wheel and crawler bogies with auxiliary belts for moving up stairs and wheel bogies with auxiliary mechanisms for lifting a wheel to a step. The principle of movement here is the rolling of the belt, or wheels, on the surface of stairs with the cooperation of auxiliary lifting belts or mechanisms. The disadvantage of crawler chassis is higher energy consumption and problems with wedging small objects between the belt and wheels.

Příklad řešení je ve spisech WO 2004/108045, „POWERED WHEELED VEHICLE CAPABLE OF TRAVELLING ON LEVEL GROUND, OVER UNEVEN SURFACES AND ON STAIRS“ a WO 1988/003012 - „WHEEL-CHAIR FOR THE HANDICAPPED, IN PARTICULAR FOR NEGOTIATING STAIRS“.An example of a solution is in WO 2004/108045, "POWERED WHEELED VEHICLE CAPABLE OF TRAVELING ON LEVEL GROUND, OVER UNEVEN SURFACES AND ON STAIRS" and WO 1988/003012 - "WHEEL-CHAIR FOR THE HANDICAPPED, IN PARTICULAR FOR NEGOTIATING STAIRS".

Do druhé kategorie patří víceramenná kola se dvěma, třemi (Weinsteinovo kolo) i čtyřmi rameny opatřenými na konci menšími poháněnými koly, kdy při pohybu po rovině se kolo s rameny neotáčí a menší kola slouží pro jízdu po rovné podložce a při pohybu po schodech se začne otáčet kolo s rameny, které jako páky kolo nadzvedávají a menší poháněná kola jsou zabrzděna, popř. tlačí kolo kupředu. Nevýhodou je nerovnoměrný houpavý pohyb při pohybu po schodech a vyšší konstrukční náročnost kol.The second category includes multi-arm wheels with two, three (Weinstein's wheel) and four arms equipped with smaller driven wheels at the end, where when moving on a plane the wheel does not turn with the arms and smaller wheels are used to ride on a flat surface and when moving on stairs begins turn the wheel with the arms that lift the wheel like levers and the smaller driven wheels are braked, or pushes the wheel forward. The disadvantage is the uneven rocking motion when moving up the stairs and the higher construction complexity of the wheels.

Příklady řešící podobný problém jsou ve spisech WO 2000/054720 - „SYSTEM AND METHOD FOR STAIR CLIMBING IN A CLUSTER-WHEEL VEHICLE“ a WO 2008/002050 „DRIVING SYSTÉM“.Examples solving a similar problem are in WO 2000/054720 - "SYSTEM AND METHOD FOR STAIR CLIMBING IN A CLUSTER-WHEEL VEHICLE" and WO 2008/002050 "DRIVING SYSTEM".

Třetí kategorií tvoří kráčející systémy, kdy prostředkem pro pohyb po schodech jsou různé tvary mechanických nohou. Tyto kráčející podvozky jsou často kombinovány s klasickými koly, výsledkem jsou hybridní podvozky, popř. jsou jednotlivé mechanické nohy opatřeny na koncích koly, výsledkem je opět hybridní podvozek. Nevýhodou je konstrukční složitost.The third category consists of walking systems, where the means for moving up the stairs are different shapes of mechanical legs. These walking chassis are often combined with classic wheels, the result is hybrid chassis, or. the individual mechanical legs are provided at the ends of the wheel, the result is again a hybrid chassis. The disadvantage is the structural complexity.

Čtvrtá kategorie je tvořena polymorfními koly, kdy kolo mění profil z kruhového tvaru při pohybu po rovině na profil odpovídající tvaru schodu. Změna profilu je způsobena různými vnitřními mechanismy, většinou se jedná o radiální vysunutí jednotlivých segmentů kola, zdrojem pohybuje např. poháněná excentrická vačka uvnitř kola. Nevýhodou je konstrukční složitost.The fourth category consists of polymorphic wheels, where the wheel changes profile from a circular shape when moving along a plane to a profile corresponding to the shape of the step. The change of the profile is caused by various internal mechanisms, usually it is a radial extension of individual wheel segments, the source is moved, for example, by a driven eccentric cam inside the wheel. The disadvantage is the structural complexity.

Příklad řešení je ve spise CN 101066235 - „Electrically driven stairs climbing hard cart and its deformation wheel“.An example of a solution is in CN 101066235 - "Electrically driven stairs climbing a hard cart and its deformation wheel".

Pátá kategorie je tvořena speciálními profily pevných kol, kdy je kolo opatřeno různým počtem výstupků s různým tvarem styčné plochy a odvalováním tvarové plochy jednotlivých výstupků kola po povrchu schodu dochází k pohybu kola po schodech. Zásadním nedostatkem dosud patentovaných kol je příliš kodrcavý pohyb při pohybu po rovině. Dosud byly patentovány následující tvary styčných ploch segmentů kola: cykloida, tři výstupky podle DE 3321742 - „Drive unit for a lifting device which can travel over stairs involuta“, tři výstupky podle - US 4674757The fifth category consists of special profiles of fixed wheels, where the wheel is provided with a different number of protrusions with different shapes of the contact surface and rolling of the shape of individual wheel protrusions on the surface of the stairs moves the wheel up the stairs. A major drawback of the wheels patented so far is the too jerky movement when moving on a plane. So far, the following shapes of the contact surfaces of the wheel segments have been patented: cycloid, three protrusions according to DE 3321742 - "Drive unit for a lifting device which can travel over stairs involuta", three protrusions according to - US 4674757

-1 CZ 308659 B6 „Stair-climbing wheel utilizing an involute curve configuration“; logaritmická (Archimedova) spirála, tři výstupky podle CN 101462563 - „Archimedes spiral wheel for stair climbing vehicle and double-rocking lever mechanism“. Toto řešení jako jediné z páté kategorie kol pro jízdu do schodů řeší současně jízdu po rovině pomocí vysouvacích kruhových segmentů, které překryjí pevné výstupky, ostatní uvedená řešení používají pro jízdu po rovině jiná výsuvná kola.-1 CZ 308659 B6 „Stair-climbing wheel utilizing an involute curve configuration“; logarithmic (Archimedes) spiral, three protrusions according to CN 101462563 - "Archimedes spiral wheel for stair climbing vehicle and double-rocking lever mechanism". This solution, as the only one of the fifth category of wheels for stairs, simultaneously solves driving on a plane by means of sliding circular segments, which cover the fixed projections, the other mentioned solutions use other sliding wheels for driving on a plane.

V případě ochranného dokumentu CN 101462563 jsou pevné výstupky při pohybu po rovině zakryty vysunutím kruhových segmentů pomocným mechanismem. Kruhové segmenty, ale netvoří úplný kruh a dochází při jízdě po rovině ke kodrcavému pohybu, což je značnou nevýhodou uvedeného řešení. Při pohybu po schodech jsou kruhové segmenty sklopeny pod pevné výstupky a kolo se odvaluje po plochách ve tvaru logaritmické spirály z jedné strany pevných výstupků. To je další významnou nevýhodou tohoto uspořádání, neboť odvalovací plochy ve tvaru logaritmické spirály jsou pouze z j edné strany pevných výstupků a kolo a s ním mobilní podvozek musí j et pouze do schodů směrem vpřed a ze schodů musí couvat, což je nevhodné zejména při přepravě osob. Funkčním prvkem při jízdě po rovině jsou vysunuté kruhové segmenty a funkčním prvkem při jízdě po schodech jsou pevné výstupky unašeče s jednostrannou plochou ve tvaru logaritmické spirály.In the case of the security document CN 101462563, the fixed projections are covered by the auxiliary mechanism when the plane segments are extended when moved along the plane. However, the circular segments do not form a complete circle and there is a jerky movement when driving on the plane, which is a significant disadvantage of this solution. When moving up the stairs, the circular segments are folded under the fixed protrusions and the wheel rolls on logarithmic spiral surfaces from one side of the fixed protrusions. This is another significant disadvantage of this arrangement, since the rolling surfaces in the shape of a logarithmic spiral are only on one side of the fixed projections and the wheel and with it the mobile bogie only has to go up and down the stairs, which is especially unsuitable for passenger transport. The functional element when driving on a plane is the extended circular segments and the functional element when driving on stairs are the fixed protrusions of the carrier with a one-sided surface in the shape of a logarithmic spiral.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje technické zařízení, kterým je kolo pro jízdu po schodech sestavené ze dvou a více otočných kruhových segmentů, které kolem společného unášeče s rameny tvoří úplný kruhový profil kola pro pohyb po rovné podložce. Funkčním prvkem při pohybu po rovině i pohybu po schodech jsou kruhové segmenty. Pro pohyb kola po schodech se jednotlivé segmenty natočí o vhodný úhel do polohy tak, aby kruhový segment dosedal tangenciálně na nášlapnou plochu schodu. Rozměry jednotlivých segmentů, střed otáčení jednotlivých segmentů a úhel jejich natočení je zvolen tak, aby se délka oblouku, po které se kruhový segment odvaluje, rovnala délce nášlapné plochy průměrného schodu a zároveň kruhový segment dosedal tangenciálně na nášlapnou plochu při otáčení kola kolem vrcholu předchozího segmentu. Uhlem natočení otočných segmentů je možno přizpůsobit kolo výšce schodů. Výhodou využití kruhových segmentů jako fimkčních ploch při pohybu po schodech je možnost jejich naklopení oběma směry. Vozidlo opatřené těmito koly tedy nemusí při jízdě ze schodů couvat.The above-mentioned disadvantages are largely eliminated by the technical device, which is a stair wheel composed of two or more rotating circular segments, which form a complete circular wheel profile for movement on a flat surface around a common carrier with the arms. Circular segments are a functional element when moving on a plane and moving up stairs. To move the wheel up the stairs, the individual segments are rotated by a suitable angle into position so that the circular segment rests tangentially on the tread of the step. The dimensions of the individual segments, the center of rotation of the individual segments and the angle of their rotation are chosen so that the length of the arc along which the circular segment rolls is equal to the length of the tread of the average step and at the same time the circular segment abuts tangentially on the tread when rotating the wheel around the top of the previous segment. . The angle of rotation of the rotating segments can be used to adapt the wheel to the height of the stairs. The advantage of using circular segments as function surfaces when moving up stairs is the possibility of tilting them in both directions. Therefore, a vehicle equipped with these wheels does not have to reverse when driving down stairs.

Jelikož se při odvalování po obvodu kruhového segmentu mění poloměr otáčení (vzdálenost dotykového bodu ke středu unášeče), je možné pro dosažení rovnoměrného pohybu po schodech řídit rychlost otáčení unášeče pomocí vhodného řídicího a senzorického systému tak, aby rychlost pohybu po schodech byla konstantní. Toto polohové řízení je uskutečněno pomocí senzorů snímajících tvar schodu (optické, ultrazvukové) a řídicího systému mobilního prostředku, který polohově řídí jednotlivá kola na základě jejich polohy vůči schodu. Toto řešení je vhodné pro pohyb po schodech nahoru i dolů. Kolo vždy musí být v uvedené poloze vůči schodu.Since the turning radius (distance of the contact point to the center of the carrier) changes when rolling around the circumference of the circular segment, it is possible to control the rotational speed of the carrier by means of a suitable control and sensor system so that the speed of movement is constant. This position control is performed by means of sensors sensing the shape of the step (optical, ultrasonic) and a control system of the mobile means, which positively controls the individual wheels on the basis of their position relative to the step. This solution is suitable for moving up and down stairs. The wheel must always be in the specified position relative to the step.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Kolo pro jízdu po schodech je blíže osvětleno na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno kolo v poloze pro pohyb po rovině, na obr. 2 je znázorněno kolo v poloze pro pohyb po schodech.The stair wheel is illustrated in more detail in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the wheel in a position for moving on a plane, Fig. 2 shows the wheel in a position for moving on stairs.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Kolo pro jízdu po schodech podle tohoto vynálezu je sestaveno jako kolo se třemi kruhovými segmenty 2, napojenými na ramena unášeče segmentového kola L Tři kruhové segmenty 2 jsou poháněny třemi lineárními pohony. Při pohybu po rovině kolo zachovává kruhový tvar, přiThe stair wheel according to the invention is assembled as a wheel with three ring segments 2 connected to the arms of a segment wheel carrier L. The three ring segments 2 are driven by three linear drives. When moving along the plane, the wheel retains a circular shape, at

- 2 CZ 308659 B6 přiblížení ke schodům jsou jednotlivé segmenty 2 pomocí přímočarých pohonů natočeny do polohy pro jízdu po schodech. Po nájezdu na rovnou plochu, popř. v meziposchodí, se kola opět vyrovnají do kruhového tvaru, vhodného pro pohyb po rovině. Na místě přímočarých pohonů jsou použity pohybové šrouby, jejichž matice je poháněna elektromotory.- 2 EN 308659 B6 approaching the stairs, the individual segments 2 are rotated to the position for driving up the stairs by means of linear drives. After approaching a flat surface, or in the mezzanine, the wheels are again aligned in a circular shape suitable for movement on a plane. In place of linear drives, moving screws are used, the nut of which is driven by electric motors.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Kolo pro jízdu po schodech dle tohoto vynálezu je možno uplatnit u všech mobilních prostředků, to kde je nutný pohyb nahoru a dolů po schodech - invalidní vozíky, lůžka pro dopravu pacientů, schodolezy, přeprava osob i zboží po schodech, mobilní roboty apod.The bicycle for riding up the stairs according to the invention can be used in all mobile devices, where it is necessary to move up and down the stairs - wheelchairs, beds for transporting patients, stair climbers, transporting people and goods on the stairs, mobile robots, etc.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Kolo pro pohyb po schodech, vyznačující se tím, že je sestaveno z centrálního unášeče (1) 5 s dvěma a více rameny, na jejichž koncích jsou umístěny pohyblivé segmenty (2) tvořící úplný kruh kola.A wheel for moving stairs, characterized in that it is composed of a central carrier (1) 5 with two or more arms, at the ends of which movable segments (2) forming a complete wheel circle are arranged. 2. Kolo pro pohyb po schodech podle nároku 1, vyznačují se tím, že vnější tvar segmentů (2) odpovídá kruhové výseči, jejíž velikost je dána počtem ramen na centrálním unášeči (1) a velikostí to běžného schodu.Stair wheel according to claim 1, characterized in that the outer shape of the segments (2) corresponds to a circular section, the size of which is determined by the number of arms on the central carrier (1) and the size of a conventional step. 3. Kolo pro pohyb po schodech dle předchozích nároků, vyznačují se tím, že má při pohybu po rovině tvar ideálního kruhu, kdežto při pohybu do schodů jsou jednotlivé segmenty (2) sklopeny z centrálního unášeče (1) tak, aby vytvořily výstupky pro tangenciální dosednutí segmentů (2) na 15 nášlapnou plochu schodu.Stair wheel according to the preceding claims, characterized in that it has the shape of an ideal circle when moving along a plane, while the individual segments (2) are tilted from the central carrier (1) when moving up the stairs so as to form protrusions for tangential abutment of the segments (2) on the 15 step surface of the step.
CZ2010176A 2010-03-11 2010-03-11 Wheel for moving up the stairs CZ308659B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2010176A CZ308659B6 (en) 2010-03-11 2010-03-11 Wheel for moving up the stairs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2010176A CZ308659B6 (en) 2010-03-11 2010-03-11 Wheel for moving up the stairs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2010176A3 CZ2010176A3 (en) 2012-03-28
CZ308659B6 true CZ308659B6 (en) 2021-02-03

Family

ID=45869075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2010176A CZ308659B6 (en) 2010-03-11 2010-03-11 Wheel for moving up the stairs

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ308659B6 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63247101A (en) * 1987-04-03 1988-10-13 Yoshikata Rokusha Rotary leg mechanism
CN1234351A (en) * 1999-03-06 1999-11-10 曹中波 Stairs handcart
CN101462563A (en) * 2009-01-16 2009-06-24 谢哲 Archimedes spiral wheel for stair climbing vehicle and double-rocking lever mechanism

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63247101A (en) * 1987-04-03 1988-10-13 Yoshikata Rokusha Rotary leg mechanism
CN1234351A (en) * 1999-03-06 1999-11-10 曹中波 Stairs handcart
CN101462563A (en) * 2009-01-16 2009-06-24 谢哲 Archimedes spiral wheel for stair climbing vehicle and double-rocking lever mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2010176A3 (en) 2012-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10925782B2 (en) Stair traversing device
KR102002340B1 (en) Centerless wheel assembly
JP4635259B2 (en) Crawler robot
US20130081885A1 (en) Transformability(TM): personal mobility with shape-changing wheels
CA2863971C (en) Step-climbing attachment for a wheeled chair
EP3345811A1 (en) Walking mechanism and electric power-assisted vehicle and toy equipped with same
CN101797202B (en) Crawler-type land-stair dual-purpose scooter
WO2009069144A2 (en) Methods and systems for ascending and descending stairs
US10695240B2 (en) Vehicle ramp assembly
US11052002B2 (en) Vehicle wheel assembly
JP2004182217A (en) Stairway climb up/down vehicle
CN111746676A (en) Wheel set for barrier-free moving balance car and balance car
Quaglia et al. Wheelchair. q, a mechanical concept for a stair climbing wheelchair
CN105946912A (en) Portable loading, unloading and transferring integrated obstacle-surmounting trolley
CN105818849B (en) Building transporter is climbed in load-carrying
JP2005335681A (en) Travel device
US20200000659A1 (en) Stair Climbing Apparatus
RU2466701C1 (en) Individual transport facility
CZ308659B6 (en) Wheel for moving up the stairs
WO2006103787A1 (en) Traveling device
CZ29722U1 (en) Bicycle for driving on steps
RU2312788C2 (en) Chassis of vehicle for moving up and down the stairs
CZ2010177A3 (en) Cycle for travelling in the field and up or down a flight of stairs
CN205554211U (en) Electronic step car
RU2616889C1 (en) Wheeled-tracked wheelchair for disabled people

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20100311