WO2012092852A1 - 辅助轮、无助力千斤顶以及开启和锁定辅助轮自锁装置的设备 - Google Patents

Description

说 明 书 辅助轮、 无助力千斤顶以及开启和锁定辅助轮自锁装置的设备 本申请要求如下中国专利申请的优先权： 在 2011年 1月 6 日提交的、 申请 号为 201110020106.4 的申请； 在 2011 年 1 月 6 日提交的、 申请号为 201120017252.7的申请； 在 2011年 1月 6日提交的、 申请号为 201120017247.6 的申请；在 2011年 5月 31 日提交的、申请号为 201110143418.4的申请；在 2011 年 5月 31 日提交的、 申请号为 201110143416.5的申请， 这些申请的全部内容通 过引用结合在本申请中。 技术领域

本发明涉及一种辅助轮以及用于辅助轮的安装与拆卸的无助力千斤顶。 背景技术

车辆在行驶过程中可能会遇到各种突发状况， 例如轮胎出现气密性等故障， 遭遇;水雪等恶劣天气等。 在现有技术中， 出现突发状况之后， 通常釆用的处理 方式包括： 更换故障轮胎， 为应对特殊天气而改为使用特殊轮胎或者对轮胎进 行临时处理等等。 例如， 为针对爆胎的情况下， 可以使用一种特殊轮胎， 该轮 胎内部设置有支撑结构 , 以便在爆胎后依然能保证机动车辆安全行驶一段距离； 又例如， 在泥泞等易滑路段中， 可使用带有防滑钉的轮胎； 再例如， 在冰雪天 气中， 可以在轮胎上安装防滑链等， 提高车辆行驶安全性。

虽然特殊轮胎能一定程度上解决上述问题， 但是特殊轮胎的价格相比普通 轮胎高， 而为了发生概率很小的突发状况而一直使用特殊轮胎， 对于用户而言 性价比不高。 另一方面， 如果采用更换轮胎或车轮的方式， 则需要使用特定工 具来拆卸故障轮胎或车轮， 并安装上备用轮胎或车轮， 或者防滑轮胎， 这些拆 卸和安装步骤相当麻烦和费力费时， 而且还需要一些专业技能才能完成。 因此， 用户希望能够有性价比更高的防范和应对轮胎或车轮的意外情况， 而且对意外 情况的处理过程更筒单、 方便、 快捷。

发明内容

为解决以上技术问题， 本发明提供了一种辅助轮以及用于辅助轮的安装与 拆卸的无助力千斤顶。

根据本发明的一个方面， 提供一种辅助轮， 包括轮毂和轮胎， 辅助轮以与 机动车车轮具有共同旋转轴线的方式固定安装在该车轮上。 优选地， 本发明的辅助轮包括位于轮毂上的一个或多个第一锁固组件， 用 于将所述辅助轮固定在车轮轮毂上， 使得辅助轮由车轮轮毂直接驱动。 优选地， 第一锁固组件用于通过车轮轮毂上的通孔将辅助轮固定到车轮轮 毂上； 或者， 第一锁固组件用于与位于车轮轮毂上的第二锁固组件连接， 从而 将辅助轮安装到车轮轮毂上。 优选地， 第一锁固组件包括止挡装置和具有连续锁定位置的自锁装置， 该 自锁装置包括：

具有空腔的基座， 该空腔的侧壁包括第一摩擦接触面和第四摩擦接触面， 且该基座固定在辅助轮轮毂上或与辅助轮轮毂一体形成； 自锁部件， 其具有第二摩擦接触面和第三摩擦接触面， 自锁部件设置成至 少部分位于所述空腔内， 使得第二摩擦接触面面向第一摩擦接触面， 第三摩擦 接触面面向第四摩擦接触面； 第一锁块和第二锁块， 第一锁块设置在第一、 第二摩擦接触面之间并与第 一、 第二摩擦接触面接触， 第二锁块设置在第三、 第四摩擦接触面之间并与第 三、 第四摩擦接触面接触； 第一锁块和第二锁块被构造成使得自锁部件相对于 基座沿第一方向可活动， 而在与第一方向相反的第二方向上被锁止， 从而使得 自锁部件能够被锁定在任意连续锁定位置， 即实现无级锁定； 优选地， 这里的 第二方向大致为第一、 第二摩 4察接触面所成夹角或第三、 第四摩 4察接触面所成 夹角的顶点所指向的方向。

自锁部件沿第一方向的运动致使止挡装置抵靠在车轮轮毂上， 从而将车轮 轮毂夹在自锁装置与止挡装置之间， 而自锁部件在第二方向上的锁止防止止挡 装置与车轮轮毂松脱。

优选地， 第一、 第二摩擦接触面之间的夹角为 α, 第四、 第三摩擦接触面之 间的夹角为 α', 第一锁块相对于第一、第二摩擦接触面的摩擦角分别为

φ₂, 第二锁块相对于第三、 第四摩擦接触面的摩擦角分别为 φ₃和 φ₄, 其中， α≤_φι+φ₂ 且 α'<φ3+φ₄;

优选地， 0<α≤17°且 0<α'≤17°; 更优选地， α=α', φ^φ且 φ₃=φ₄。 优选地， 自锁装置还包括保持部件， 该保持部件用于向第一、 第二锁块施 作用力， 使得自锁部件被锁定在锁定位置时， 第一锁块保持与第一、 第二摩擦 接触面相接触， 第二锁块保持与第三、 第四摩擦接触面相接触。 优选地， 保持部件包括弹簧和延伸穿过所述空腔的锁块套， 自锁部件延伸 穿过锁块套， 锁块套的侧壁具有适于容纳第一锁块的第一孔和容纳第二锁块的 第二孔；

所述弹簧位于所述空腔内且对第一锁块和第二锁块施加弹力； 或者 所述弹簧位于基座之外且对锁块套施加弹力， 锁块套的端部具有凸缘， 所 述弹簧设置在基座的外表面与锁块套的凸缘之间。 根据本发明的另一方面， 第一锁固组件包括止挡装置和具有连续锁定位置 的自锁装置， 该自锁装置包括： 具有空腔的基座， 该空腔的侧壁包括第一摩擦接触面， 且该基座固定在辅 助轮轮毂上或与辅助轮轮毂一体形成； 自锁部件， 其具有第二摩擦接触面， 自锁部件设置成至少部分位于空腔内， 第二摩擦接触面面向第一摩擦接触面； 第一锁块， 该第一锁块设置在第一、 第二摩擦接触面之间并与第一、 第二 摩擦接触面接触； 第一锁块被构造成使得自锁部件相对于基座沿第一方向可活 动， 而在与第一方向相反的第二方向上被锁止， 从而使得自锁部件能够被锁定 在任意连续锁定位置； 自锁部件沿第一方向的运动致使止挡装置抵靠在车轮轮毂上， 从而将车轮 轮毂夹在自锁装置与止挡装置之间， 而自锁部件在第二方向上的锁止防止止挡 装置与车轮轮毂松脱。 优选地， 第一、 第二摩擦接触面之间的夹角小于等于第一锁块分别相对于 第一和第二摩擦接触面的摩擦角之和； 优选地， 第一摩擦接触面和第二摩擦接 触面之间的夹角小于等于 17。。 优选地， 自锁装置还包括保持部件， 该保持部件用于向第一锁块施加弹力， 使得自锁部件被锁定在锁定位置时， 第一锁块保持与第一、 第二摩擦接触面相 接触。

优选地， 在摩擦接触面上具有与锁块的形状匹配的凹槽， 锁块沿凹槽运行。 优选地， 所述基座、 所述自锁部件以及所述锁块由钢制成。 优选地， 自锁部件为板轮， 该板轮与基座旋转联接， 沿所述第一方向和第 二方向可旋转； 优选地， 板轮上沿其径向具有扳柄， 用于转动板轮。

优选地， 止挡装置包括连杆机构以及与该连杆机构联接的止挡机构， 其中， 连杆机构用于穿过辅助轮轮毂上的通孔与自锁部件联接， 使得自锁部件沿所述 第一方向的运动驱使止挡机构抵靠在车轮轮毂的背离辅助轮的一侧。 优选地， 连杆机构和止挡机构活动联接或一体形成， 和 /或连杆机构与自锁 部件活动联接或一体形成； 优选地， 当连杆机构与止挡机构活动联接时， 止挡 机构的一端相对于辅助轮轮毂旋转联接， 止挡机构的另一端用于在连杆机构的 驱动下抵靠车轮轮毂或与车轮轮毂松脱； 更优选地， 止挡装置还包括用于对止 挡机构施加弹力使其在未被锁止时自动脱离车轮轮毂的部件。 优选地， 第一锁固组件还包括适配模块， 该适配模块具有与车轮轮毂的通 孔互补的形状， 且在辅助轮固定在车轮轮毂上时嵌入所述通孔中。 优选地， 所述止挡机构的一端与适配模块旋转联接， 止挡机构的另一端用 于在自锁部件的驱动下抵靠车轮轮毂。 优选地， 第二锁固组件为锁柱； 第一锁固组件用于锁定该锁柱。 该锁柱上 具有环状锁沟； 而第一锁固组件包括： 锁块套、 锁块、 自锁罩、 弹性部件和压 盖， 其中， 锁块套固定在辅助轮轮毂上或与其一体形成， 用于围绕锁柱而套接 在该锁柱上， 锁块套的侧壁上具有与锁块数量相对应且与环状锁沟的位置相对 应的锁块孔， 锁块孔用于镶嵌锁块， 自锁罩围绕锁块套设置， 且面向锁块的接 触面为锥面， 所述压盖固定设置在锁块套上， 且弹性部件用于提供使自锁罩的 锥面压紧锁块而嵌入环状锁沟中的弹力。 优选地， 锁块与所述锁柱的接触面以及锁块与所述自锁罩的接触面形成的 夹角小于等于锁块分别相对于锁柱的接触面以及自锁罩的接触面的摩擦角之 和。 优选地， 第一锁固组件还包括凸轮杆， 该凸轮杆的一端为手柄， 另一端为 凸轮， 该凸轮与自锁罩铰接且与压盖接触， 凸轮杆能够在锁定位置和脱开位置 之间活动， 凸轮杆位于所述锁定位置时， 自锁罩的锥面压紧锁块而嵌入环状锁 沟中， 凸轮杆位于所述脱开位置时， 自锁罩被抬起使得锁块脱离所述环状锁沟。

优选地， 所述轮胎包括： 外胎， 以及固定在该外胎上且从该外胎的外表面 伸出的防滑钉； 优选地， 所述轮胎还包括隔离部件， 所述隔离部件布置在轮胎 的内胎与外胎之间。 优选地， 所述轮胎还包括固定在外胎中的防滑钉座， 多个防滑钉集成在基 板上， 该基板上具有通孔且套接在该防滑钉座上而相对于该防滑钉座可滑动。 因此， 本发明的防滑辅助轮易于制造， 防滑效果好， 而且对路面损伤小。 根据本发明的又一方面， 提供一种在安装上述辅助轮时使用的无助力千斤 顶， 包括旋转连接的爬块和支块， 所述爬块和支块具有共同的支撑底面， 且爬 块具有供所述辅助轮爬升的斜坡。 本发明的锁固组件开启和锁定便利， 操作简单， 显著提高了效率。 而且体 积大小比传统备胎小， 携带方便， 易于每个人搬运安装。 本发明的千斤顶结构 简单， 携带方便， 易于使用， 而且适应性高。

附图说明

下文中结合附图进一步说明本发明。 本发明的示意性实施例及其说明用于 解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中：

图 1A是安装了根据本发明实施例的辅助轮的车轮（例如常规车轮）的主视 图， 其中， 辅助轮通过其轮毂固定安装在车轮的轮毂上；

图 1B是图 1A所示的安装了根据本发明实施例的辅助轮的车轮的 A-A剖视 图； 的主视图；

图 2B是图 2A所示车轮的轮毂的 B-B剖视图； 图 3 A是根据本发明优选实施例的辅助轮中使用的适配模块示例的主视图； 图 3B是图 3A所示适配模块的 C-C剖视图；

图 3C是图 3A所示适配模块的后视图；

图 4A是根据本发明的用于辅助轮的锁固组件中的自锁装置第一实施例的 自锁原理图；

图 4B 是根据本发明的自锁装置第一实施例的自锁原理所涉及的作用力三 角形示意图；

图 4C和图 4D用于说明根据本发明的用于辅助轮的锁固组件中的自锁装置 第二、 三实施例的结构和自锁原理；

图 5A、 图 5B、 图 5C和图 5D分别是艮据本发明的锁固组件的自锁装置第 二实施例的主视图以及 A-A、 B-B、 C-C剖视图；

图 6A、图 6B和图 6C分别是采用自锁装置第二实施例的锁固组件示例的主 视图、 A-A剖视图以及后视图；

图 6D是具有如图 6A-6C所示锁固组件的辅助轮固定在车轮轮毂上时辅助 轮与车轮整体的径向剖视图；

图 7是与图 6A-6C所示锁固组件类似的锁固组件的 A-A剖视图， 其中采用 不同形式的止挡机构；

图 8A、 8B、 8C和 8D分别是根据本发明的锁固组件的自锁装置第三实施例 的主视图、 C-C、 A-A、 B-B剖视图；

图 9是根据本发明的锁固组件的自锁装置第三实施例的一种变型的 A- A剖 视图， 其中锁块为五面体形， 不同于自锁装置第三实施例中的锁块；

图 10是根据本发明的锁固组件的自锁装置第三实施例的一种变型的 B-B剖 视图， 其中锁块为球形， 不同于自锁装置第三实施例中的锁块；

图 11A是根据本发明实施例的自锁装置的锁紧与解锁工具（扳手） 的立体 图；

图 11B是根据本发明另一实施例的自锁装置的锁紧与解锁工具 （撬棒） 的 立体图；

图 11C是根据本发明另一实施例的自锁装置的锁紧与解锁工具 （撬棒） 的 立体图；

图 12A、 12B和 12C分别是固定在车轮轮毂上的锁柱与锁定在该锁柱上的 锁固组件示例的主视图、 A- A剖视图及 B-B剖视图；

图 13A、 13B、 13C分别是才艮据本发明实施例的无助力千斤顶的立体图、 俯 视图和 A-A剖视图；

图 14A是根据本发明实施例的防滑辅助轮的径向剖视图；

图 14B是根据本发明另一实施例的防滑辅助轮的径向剖视图； 且

图 14C是图 14B所示防滑辅助轮所釆用的防滑钉的立体图。 具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 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。

在本发明中， 辅助轮以与机动车车轮具有共同旋转轴线的方式固定安装在 车轮上， 通常是安装在车轮的外侧。 特别而言， 辅助轮可通过车轮的轮毂和 /或 轮轴安装和 /或连接在该车轮上， 辅助轮可用于各种用途， 例如防滑、 防爆胎、 替换出现故障的常规轮胎等等。 本发明可应用于各种现有的车轮。

当采用辅助轮通过车轮的轮轴安装在车轮上时， 可通过用于固定连接车轮 的已有螺丝中的一个或多个螺丝， 穿过辅助轮上预设的螺丝孔， 进而拧紧到车 轮的已有螺丝孔中， 从而将辅助轮固定在车轮上， 在此不再赘述。 下文中主要 说明辅助轮通过车轮的轮毂固定的方式。

在本文中， 以车轮轮轴的旋转轴线方向定义为 "轴向，，， 车轮直径方向定义 为"径向"， 车轮直径所在的垂直于轴向的平面定义为 "径向面"。 另外， 术语"车 轮内侧"被定义为： 以车轮的径向面为基准，更靠近轮轴的侧面；术语"车轮外侧" 被定义为： 以车轮的径向面为基准， 远离车辆轮轴的侧面； 术语"常规车轮"是指 机动车辆具有的用于通常行驶的车轮， 与车轮轮轴相连接， 在下文中也简称车 轮。 本文中提到的术语"辅助轮 "是指可另外固定于机动车辆的常规车轮上的车 轮， 即， 本发明车轮， 可起备胎功能作用、 起防滑功能作用或其它功能作用； 在不冲突的情况下， 辅助轮的技术特征也可以直接应用于常规车轮， 例如本发 明的防滑钉可以应用于常规车轮， 从而形成具有防滑功能的车轮。 术语"联接通 道"是指车轮的轮毂上用于固定连接辅助轮的通孔， 可以是常规车轮轮毂上的减 重孔， 也可以是在常规车轮轮毂上制出的专用通孔或其它通孔。

图 1A、 IB 是安装了根据本发明的一个实施例的辅助轮的车轮视图。 如图 IB所示， 车轮 2包括轮毂 12和轮胎 14。 辅助轮 1包括轮毂 11和轮胎 13 (见图 1B ), 以及固定在该轮毂 11上的一个或多个锁固组件 6,该锁固组件 6用于将辅 助轮 1固定在车辆车轮的轮毂上， 即固定在图中所示车轮 2的轮毂 12上， 使得 辅助轮 1由车轮 2的轮毂 12直接驱动， 而非由轮轴直接驱动， 需要注意的是， 图 1A和图 1B中未示出锁固组件 6的具体构成， 而仅以方块表示。 该辅助轮 1 的功能。 通常， 辅助轮 1安装在车轮 2的轮毂 12的外侧。

锁固组件 6可安装在车轮 2的轮毂 12的通孔 16上，从而固定辅助轮 1 ; 或 者， 锁固组件 6与车轮 2的轮毂 12上的另一锁固组件配合， 从而固定辅助轮 1。 本发明的锁固组件制造简单， 成本低， 使用安全、 方便、 快捷， 在下文中具体 描述。

图 2A是本发明实施例中用于说明根据本发明实施例的辅助轮的一个示例 性车轮的轮毂的主视图； 图 2B是车轮轮毂的 A-A剖视图 （即， 径向剖视图）。 如图所示， 在机动车车轮 2的轮毂 12上， 一般都设有通孔（例如减重孔） 16 , 如图 2A中所示。 该通孔 16具有侧壁 16A、 16B、 16C和 16D, 这些侧壁与下文 具体描述的适配模块互补匹配， 以贴合适配模块。 如图 2B所示， 车轮轮毂 12 还具有内侧壁 16E, 下文中具体描述的止挡机构抵靠在该内侧壁 16E上。

当通过车轮轮毂上的通孔将辅助轮固定在车轮轮毂上时， 本发明的辅助轮 的锁固组件 6还优选具有与通孔 16的形状互补匹配的适配模块 8(见图 3A-3C )。 当辅助轮 1与车轮 2贴合时， 该适配模块 8插入车轮轮毂 12上的通孔 16中， 适配模块 8的侧表面 8A、 8B、 8C、 8D与该通孔 16的侧表面 16A-16D贴合， 有利于辅助轮与车轮轮毂稳定贴合和定位。

当车轮 2与辅助轮 1处在彼此锁定状态时， 适配模块 8位于车轮 2轮毂 12 的通孔 16中， 当车轮 2转动时， 通过通孔 16的侧壁 16C、 16D与适配模块 8 上的侧表面 8C、 8D配合， 实现车轮 2与辅助轮 1之间的扭力传递； 通过通孔 6 的侧壁 16A、 16B与适配模块 8上的外侧面 8A、 8B配合， 实现车轮 2与辅助轮 1的同心定位。

图 3A-3C仅示出根据本发明实施例的辅助轮中使用的适配模块的一个示例 性结构。 应当理解， 为了适应机动车轮毂上各种形状的通孔 16, 适配模块 8可 具有与通孔 16相匹配的相应形状， 使得可以将自身插入通孔 16中并与通孔 16 紧密贴合。

优选地， 适配模块 8具有定位结构 8G, 用于与辅助轮轮毂 11上的定位结 构配合， 实现适配模块 8在辅助轮轮毂 11上准确定位。 当然， 适配模块 8也可 不设定位结构 8G， 而依靠螺丝孔 8F与辅助轮轮毂 11实现准确定位。 适配模块 8可通过各种已知方式固定在辅助轮轮毂 11上， 包括螺丝连接、 铆接、 卡接、 粘接等等。 此外， 适配模块 8与辅助车轮轮毂 11可以一体形成。

下面介绍锁固组件的工作原理及锁固组件的实施例。

根据本发明的实施例， 锁固组件 6 包括具有连续锁定位置的自锁装置。 根 据自锁装置的第一实施例，如图 4A所示，该自锁装置包括具有空腔的基座 101、 至少部分位于该空腔中的自锁部件 102、 以及锁块 103， 其中， 该空腔的侧壁包 括第一摩擦接触面 （即， 锁面） W, 自锁部件 102具有第二摩擦接触面 M, 该 摩擦接触面 M面向摩擦接触面 W且与摩擦接触面 W成一角度 α。 锁块 103设 置在摩擦接触面 W和摩擦接触面 Μ之间且与摩擦接触面 W和 Μ接触，该锁块 103可以根据需要而具有不同形状， 例如可以是球形、 圓柱形、 多面体形等等。 该锁固组件 6还可以包括保持部件（图 4Α中未示出）， 该保持部件可以是弹簧， 该弹簧的一端固定在基座 101上， 而另一端对锁块 103沿 α角顶点所指的方向 施加弹性预紧力。 在这里， 该自锁部件 102 可以与基座接触， 但是该接触面是 光滑接触面或基本光滑接触面。

在自锁装置的第一实施例中， 通过锁块 103 在基座空腔中与两个摩擦接触 面 W、 Μ的接触摩擦， 能够实现对自锁部件 102的自锁， 即自锁部件 102相对 于基座沿第一方向 F1可运动， 而在与所述第一方向相反的第二方向 F2上被锁 止， 从而使得自锁部件 102 能够被锁定在任意连续锁定位置。 在这里， 第一方 向 F1大致为 α角顶点所指的方向。 当沿着与 a角顶点所指的方向相反的方向对 锁块 103施加作用力（在存在保持部件的情况下， 需克服该保持部件对锁块 103 的作用力） 而使锁块 103与至少一个摩擦接触面 W、 M脱离接触时， 解除了对 锁块 103的锁定， 同时解除了对自锁部件 102的锁定， 此时自锁部件 102沿第 二方向 F2可移动。 因此， 只要锁块保持与摩擦接触面 W、 M接触而不松脱， 就 能保持自锁部件 102沿第二方向 F2锁止。

自锁装置的第一实施例的自锁理论依据如下：

根据自锁的原理， 如图 4A所示， 第一摩擦接触面 W对锁块 103产生的作 用力为 R₁₃, 第二摩擦接触面 M对锁块 103产生的作用力为 R₂₃, 设弹簧对锁块 102的弹力为 P, P与第二摩擦接触面 M的夹角为 β, α为第一摩擦接触面 W和 第二摩擦接触面 Μ之间的夹角， φ 和 φ₂分别为锁块 103相对于第一摩擦接触面 W和第二摩擦接触面 Μ的摩擦角， 其中， 摩擦角 （^和 φ₂与其相应的摩擦系数 μι和 μ₂的关系是 ^tancp， μ₂=ί&ηφ₂。 需要注意， 根据实际应用不同， 锁块 103 相对于第一摩擦接触面 W和第二摩擦接触面 Μ的摩擦系数可以相同，也可以不 同， 因此， ₁和 可以相同， 也可以不同。 在图中， 丫₁和丫₂表示法线。

以下结合图 4Β , 根据反行程时产生阻力小于或等于零的条件来确定自锁条 件。

&in( 0^Q + φ₂ - β) sm(a - φ.. - φ, ) 整理得： p _{= R} - <Ρι _ 9d

j ⁱ COSff-, - β) 若要求锁块不自动松脱， 则应使 Ρ<0 , 由于 -90° < φ₂ - β < 90°， 所以 cos(cp₂-p)>0， 即得自锁条件为 α < (^+φ^

也就是说， 在角度 α小于或等于锁块 103分别相对于第一摩擦接触面 W和 第二摩擦接触面 Μ的摩擦角 _φι和 φ₂时， 即 α < φι+φ₂, 自锁部件 102相对于基 座 101在第一方向 F1上可活动， 而在与第一方向相反的第二方向 F2上被锁定 保持不动， 从而使得自锁部件能够被锁定在任一连续锁定位置。

例如， 在基座、 自锁部件、 锁块均采用钢制成的情况下， 由于钢与钢的摩 擦系数约为 0.15 , 其摩擦角 和 φ₂均约为 8.5°, 因此， 角度 α应小于约 17°。 但是自锁装置的每一部件可根据需要而采用不同的材料（例如金属、 塑料、 陶 瓷等等） 制成， 各个部件之间的材料也可以不同， 甚至每个部件本身也可由不 同材料制成。

根据上述自锁装置第一实施例的原理， 可以在所需装置上设置彼此结合的 若干自锁装置第一实施例， 优选可以对称设置彼此结合的两个自锁装置第一实 施例

例如， 图 4C、 图 4D用于说明根据本发明的用于辅助轮的锁固组件中的自 锁装置的第二、 三实施例的结构和原理。

如图 4C所示， 自锁装置的第二、 三实施例是两个自锁装置第一实施例的结 合。 具体而言， 本实施例的自锁装置包括具有空腔的基座 111、 至少部分位于该 空腔中的自锁部件 112、 以及第一锁块 113和第二锁块 113a， 其中该空腔的侧壁 包括第一、 第四摩擦接触面 111W、 111M, 自锁部件 112具有第二、 第三摩擦接 触面 112M、 112W, 第一摩擦接触面 111W面向第二摩擦接触面 112M且与其成 一角度 α,第四摩擦接触面 111M面向第三摩擦接触面 112W且与其成一角度 α'。 第一锁块 113 设置在第一、 第二摩擦接触面之间且与这两个面接触； 第二锁块 113a设置在第三、 第四摩擦接触面之间且与这两个面接触。 与自锁装置的第一 实施例类似， 本实施例的自锁装置也可以包括保持部件， 分别沿 α角和 α'角顶 点所指的方向对第一、 第二锁块 113和 113a施加弹性预紧力。

通过以上结合自锁装置的第一实施例所述可知，如果第一摩擦面 111W与第 二摩擦面 112M的夹角 α、 第一锁块 113相对于第一和第二摩擦接触面的摩擦角 屮 和 φ₂满足 ο φ^φ^ 第三摩擦面 112W与第四摩擦面 111M的夹角 α'、 第二 锁块 113a相对于第三和第四摩擦接触面的摩擦角 φ₃和 φ₄满足 α'≤φ₃+φ₄,则能够 使得自锁部件 112相对于基座 111在第一方向 F1上可活动， 而在与第一方向相 反的第二方向 F2上被锁定保持不动， 从而使得自锁部件能够被锁定在任一连续 锁定位置。 另外， 如果第二、 第三摩擦接触面 112M、 112W之间的夹角为 γ， 那么第一摩擦接触面 111 W与第四摩擦接触面 111M的夹角 e c i+c z+i s+c A+Y n 通过上述原理， 可以设计基座空腔的上述夹角， 在锁块的作用下， 自锁部件可 以被锁定在任意连续锁定位置。

以下描述用于本发明辅助轮中的锁固组件的自锁装置的第二实施例。 设于 辅助轮轮毂上的锁固组件可包括如图 5A-5D所示的具有连续锁定位置的自锁装 置以及与该自锁装置关联的止挡装置。 该自锁装置的实施例包括基座 121、 自锁 部件 122和两个锁块 123、 123a。 优选地， 该自锁装置还可包括保持部件（其包 括例如弹簧 124 )。

如图 5A-5D所示， 该基座 121 固定在辅助轮的轮毂上， 或者与辅助轮轮毂 一体形成。该基座 121具有空腔，该空腔的侧壁包括两个摩擦接触面 121W、121M (相当于图 4C中的第一和第四摩擦接触面 111 W、 111M ), 自锁部件 122也包 括两个摩擦接触面 122M、 122W(相当于图 4C中的第二和第三摩擦接触面 112M, 112W )，且该自锁部件 122设置成至少部分位于该基座 121的空腔内，使得自锁 部件 122的摩擦接触面 122M、 122W分别面向基座 121的摩擦接触面 121 W、 121M。 如图 5C所示， 自锁部件 122与基座 121联接且可相对于基座 121旋转， 例如， 自锁部件 122通过销 126铰接在基座 121上。 该基座 121兼具固定其它 部件的功能和 /或固定自身的功能。 自锁部件 122相对于基座 121旋转时， 带动 摩擦接触面 122M、 122 W分别相对于摩擦接触面 121W、 121M运动。特别而言， 自锁部件 122为板轮， 该板轮例如通过与板轮的两个侧面大致垂直的销 126而 与基座 121旋转联接， 摩擦接触面 122M、 122W位于板轮的两个侧面上。

该基座 121还容纳两个锁块 123、 123a。 锁块 123设置在摩擦接触面 121 W 和摩擦接触面 122M之间并与这两个摩擦接触面 121W和摩擦接触面 122M接 触， 锁块 123a设置在摩擦接触面 121M和摩擦接触面 122W之间并与这两个摩 擦接触面 121M和摩擦接触面 122W接触。在这里，包括摩擦接触面 121W、122M、 121M、 122W以及锁块 123、 123a的自锁装置相当于如图 4C所示的自锁装置， 锁块 123、 123a被构造成使得自锁部件 122相对于基座 121沿第一方向 F1可运 动， 而在与第一方向 F1相反的第二方向 F2上被锁止， 从而使得自锁部件 122 能够被锁定在任意连续锁定位置。 通过对锁块 123、 123a施加外力， 能使得锁 块 123、 123a与相应的摩擦接触面脱离接触， 从而自锁部件 122可沿第二方向 F2运动， 从而对自锁部件解锁。 优选地， 摩擦接触面 121W和 122M形成的夹 角小于等于锁块 123分别相对于摩擦接触面 121W和 122M的摩擦角之和，且摩 擦接触面 121M和 122W形成的夹角小于等于锁块 123a分别相对于摩擦接触面 121M和 122W的摩擦角之和。

基座 121的内侧摩擦接触面 121 W、 121M以及自锁部件 122的两侧摩擦接 触面 122M、 122W可以是以销 126为圓心的环状。摩擦接触面可以是平面形状， 也可以是与锁块形状相匹配的其它形状。优选地，摩擦接触面具有使得锁块 123、 123a 能分别嵌在两个摩擦接触面之间滚动或滑动且与摩擦接触面尽可能多地接 触的形状。 优选地， 摩擦接触面 121 W、 122M的剖面形状和摩擦接触面 122 W、 121M的剖面形状分别与锁块 123、 123a的外形大致互补，以增大锁块 123、 123a 与摩擦接触面的接触面； 例如， 锁块可以是球形， 而摩擦接触面为凹槽形。 基 座 121可通过其螺丝孔 121C与辅助车轮轮毂 11 固定连接。

优选地， 自锁部件 122两侧的摩擦接触面具有开启位沟 122B, 使自锁部件 122在使用前经常处于开启位， 可提高安装效率。

优选地，该自锁装置还可包括弹簧座 125、弹簧 124和弹簧座固定螺丝 128。 弹簧座 125和弹簧 124用于对锁块 123、 123a施加弹性预紧力。 弹簧座 125与 基座 121 的固定可以是通过弹簧座固定螺丝 128 实现的螺丝固定， 或者， 也可 以是弹簧座 125处通过冲压将自身变形起到固定作用或扣接。 弹簧座 125也可 以与基座 121 —体形成， 此时就不需要螺丝 128。 该自锁装置还可以包括螺母 127, 用于固定销 126， 使其用作自锁部件 122的旋转轴。

锁固组件还可包括止挡装置（下文中具体描述）。 在本实施例中， 自锁部件 122为板轮， 该板轮的轮缘上设有用于与止挡装置联接的联接端 122D。 优选地， 板轮上沿其径向具有扳柄 122C, 用于对其施加作用力而转动该板轮。

如图 6A、 6B、 6C所示， 示出了采用自锁装置第二实施例的锁固组件示例 的视图。 该锁固组件包括固定在辅助轮轮毂 11上的自锁装置和固定在适配模块 8上的止挡装置。所述止挡装置包括连杆机构 120以及与该连杆机构 120活动联 接的止挡机构 110, 该止挡机构 110的一个端部 110B与适配模块 8旋转连接， 而与端部 110B相对的另一个端部用于抵靠车轮轮毂的内侧。 连杆机构 120用于 穿过辅助轮轮毂上的通孔与自锁部件 122的连杆连接端 122D活动联接，使得锁 固组件中该自锁部件 122沿第一方向 F1的运动能够致使该止挡机构 110抵靠在 车轮轮毂上 （例如， 抵靠在车轮轮毂的内侧， 即背离辅助轮的一侧， 例如车轮 轮毂的内侧壁 16E )，从而将车轮轮毂夹在自锁装置与止挡装置（例如止挡机构 ) 之间；而自锁部件 122在第二方向 F2上的锁止防止该止挡机构与车轮轮毂松脱， 从而利用止挡机构 110 的锁定与开启实现将辅助轮锁定在车轮轮毂上以及与车 轮轮毂松脱。

更具体而言， 适配模块 8可固定在辅助轮轮毂 11的内侧， 也可以与辅助轮 轮毂 11一体形成。 止挡装置还包括设于适配模块 8的凹部 8H中 （见图 3C )的 止挡机构支座 130 (见图 6B ), 该支座 130可通过固定螺丝 128固定安装在适配 模块 8上。 止挡机构 110通过止挡机构销 126B而铰接在止挡机构支座 130上， 如图 6B所示， 止挡机构 110中与连杆机构 120的端部 120A联接的部分是联接 部 110A。 在这里， 止挡机构支座 130可以与适配模块 8—体制成。 也可以不设 置止挡机构支座 130 , 此时止挡机构 110直接铰接在适配模块 8上。

可以看出，适配模块 8上设有开口 8E (见图 3A, 3E )，可以供连杆机构 120、 和 /或止挡机构 110' (见图 8 )、 和 /或自锁部件 132 (见图 8A ) 穿过。

在适配模块 8与车轮轮毂 12之间可设有柔性部件， 用于防止适配模块 8对 车轮轮毂 12的损坏， 特别是在机动车行驶过程中可能由于挤压、 振动等对车轮 轮毂 12造成的损坏。该柔性部件可以具有弹性或不具有弹性，例如可以是胶垫， 该胶垫可以由各种柔性材料制成。 在这里， 辅助轮也可以不具有适配模块 8， 此 时， 止挡装置 110的一端直接饺接在辅助轮轮毂 11上， 或者铰接在固定在辅助 轮轮毂 11上的止挡机构支座 130上。

所述止挡装置还可以包括用于对止挡机构 110施加弹力以使该止挡机构 110 在未被锁止时保持与车轮轮毂脱离 （即， 处于开启位置） 的部件。 该部件例如 为弹簧 124A, 如图 6B所示， 该弹簧 124A套在连杆机构 120上， 且一端 靠在 适配模块 8上， 另一端抵靠在止挡机构 110上。

所述连杆机构和所述止挡机构可活动联接或一体形成 , 和 /或所述连杆机构 与所述板轮可活动联接或一体形成。

例如，图 7示出连杆机构和止挡机构一体制成的情况，其中示出适配模块 8、 自锁装置、 止挡机构 110'、 止挡机构座 130'、 扭簧 124B与辅助轮轮毂 11 的装 配图。 在图 7中， 止挡机构 110' (相当于图 6B所示实施例中的连杆机构 120和 止挡机构 110 )的一端 110'A直接铰接在锁固组件的自锁部件 122上， 另一端为 锁止端 110'B。止挡机构座 130'的一端 130'C可作为止挡机构 110'的锁止端 110'B 在锁止与开启时的支撑点。 止挡机构座 130'上设有扭簧 124B， 该扭簧 124B的 一端固定在止挡机构座 130'上， 另一端固定在止挡机构 110'的锁止端 110'B上， 在自锁装置开启时， 自锁部件 122可自由转动， 此时， 扭簧 124B用于拉动止挡 部件 110'的锁止端 110'B， 使其脱离与车轮轮毂的锁止位置而处于开启位置， 此 时， 止挡机构 110'的凹部 110'C停靠在止挡机构座 130'的端部 130'C。

图 7中示出的止挡机构 110'处于锁止位置，此时止挡机构 110'的锁止端 110'B 抵靠在车轮轮毂上。 为实现该锁止状态， 沿锁定方向 F1转动自锁部件 122 , 自 锁部件 122拉动止挡机构 110', 该止挡机构 110'上的锁止端 110'B在止挡机构座 130'的端部 130'C的支撑下抵靠在车轮轮毂 12的内侧径向面 16E上， 从而实现 锁定。 在开启过程中， 开启锁固组件， 自锁部件 122可以沿开启方向 F2 自由转 动， 止挡机构 110'在扭簧 124B的弹力作用下回复到开启位置。

需要注意的是， 止挡机构可以是任意形式， 只要它能在连杆机构的带动下 抵靠在车轮轮毂上即可。

图 8A-8D示出自锁装置的优选的实施例三的结构示意图， 该自锁装置实施 例三是上述自锁装置实施例二的一种变型， 原理与实施例二相同， 可替换自锁 装置实施例二而用于辅助轮中。 自锁装置实施例三包括基座 131， 自锁部件 132， 两个锁块 133、 133a 以及锁块套（其用作紧固和开启部件， 下文中具体描述） 136, 优选地还包括保持部件 （包括例如弹簧 134 )。

总体而言， 自锁装置实施例三与上述自锁装置实施例二的区别在于， 自锁 装置实施例三采用了不同形式的自锁部件 132, 并增加了锁块套 136, 但是具有 相同的自锁原理。 例如， 该基座 131 具有空腔， 该空腔的侧壁包括两个摩擦接 触面 131W、 131M (相当于图 5B中的两个摩擦接触面 121W、 121M ), 自锁部 件 132也包括两个摩擦接触面 132M、 132W (相当于图 5B中的两个摩擦接触面 122M、 122W ), 且该自锁部件 132设置成至少部分位于该基座 131的空腔内， 使得自锁部件 132的摩擦接触面 132M、 132W分別面向基座 131的摩擦接触面 131W, 131M。

锁块 133设置在摩擦接触面 131W和摩擦接触面 132M之间并与这两个摩擦 接触面 131W和摩擦接触面 132M接触， 锁块 133a设置在摩擦接触面 131M和 摩擦接触面 132 W之间并与这两个摩擦接触面 131M和摩擦接触面 132 W接触。 在这里， 包括摩擦接触面 131 W、 132M、 131M、 132W以及锁块 133、 133a的 自锁装置相当于如图 5B所示的自锁装置， 锁块 133、 133a被构造成使得自锁部 件 132相对于基座 131沿第一方向 F1可运动， 而在与第一方向 F1相反的第二 方向 F2上被锁止， 从而使得自锁部件 132能够被锁定在任意连续锁定位置。 通 过对锁块 133、 133a施加外力， 能使得锁块 133、 133a与相应的摩擦接触面脱离 接触，从而自锁部件 132可沿第二方向 F2运动，从而对自锁部件解锁。优选地， 摩擦接触面 131W和 132M形成的夹角 α小于等于锁块 133分别相对于摩擦接触 面 131W和 132M的摩擦角 φ₂之和，且摩擦接触面 131M和 132W形成的夹 角 α'小于等于锁块 133a分别相对于摩擦接触面 131M和 132W的摩擦角 φ₃、 φ₄ 之和。

在这里， 夹角 α和 α'夹角的顶点指向 F2方向。 优选地， α=α', 和 /或 φ φ^ 和 /或 φ₃=φ₄。 锁块 133、 133a关于自锁部件 132对称设置。

在本实施例中， 锁块套 136置于基座 131的空腔中， 且自锁部件 132延伸 穿过锁块套 136。 锁块 133、 133a嵌入锁块套 136的侧壁上的孔中， 因此， 通过 锁块套 136能够操纵销块 133、 133a, 且能够限制锁块 133、 133a无规则滚动。 在锁块套 136与锁块 133、 133a之间可以设置锁块卡套， 用于防止当自锁部件 132取走时锁块 133、 133a掉出。 其中， 锁块 133、 133a为圓柱形， 锁块套 136 中的孔具有互补的形状。

通过锁块套 136可实现该自锁装置的开启和锁止。 例如， 如 8A所示， 在纵 向上（即， 在 F1和 F2方向上）， 锁块套 136的一端具有凸缘， 在该凸缘上具有 紧固撬面 136A, 通过下压该紧固撬面 136A能够使锁块套 136沿 F2方向移动， 且自锁部件 132的一端具有紧固支面 132A, 通过提升紧固支面 132A能够使自 锁部件 132沿 F1方向移动， 且紧固撬面 136A面向紧固支面 132A。 在自锁装置 的锁止过程中， 可将撬棒 7B、 7C (如图 11B、 11C所示）插入紧固撬面 136A 与紧固支面 132A之间， 在撬棒的撬动过程中， 由于杠杆原理， 撬棒可下压紧固 撬面 136A并提升紧固支面 132A, 使得自锁部件 132沿 F1方向提升的同时， 使 锁块套 136下压两个锁块 133、 133a, 这两个锁块 133、 133a分别紧紧地卡在相 应的摩擦接触面 131W、 132M之间和摩擦接触面 131M、 132W之间， 使得在自 锁装置的锁止过程中不可能存在自锁部件回程， 将自锁部件和基座的材料变形 量全部吸收。 锁块套 136还具有开启支面 136B , 通过提升该开启支面 136B能 够使锁块套 136沿 F1方向移动， 且基座 131或者固定在该基座 131上的其它部 件例如弹簧座 135 上可具有开启撬面 135B， 该开启支面 136B 面向开启撬面 135B。 在自锁装置的开启过程中， 可将撬棒 7B、 7C (如图 11B、 11C所示）插 入开启支面 136B与开启撬面 135B之间， 在撬棒的撬动过程中， 由于杠杆原理， 撬棒可提升开启支面 136B ,使锁块套 136带动两个锁块 133、 133a沿 F1方向移 动， 从而这两个锁块 133、 133a松开自锁部件 132, 使自锁部件 132可以沿 F2 方向移动， 自然也可以向 F1方向自由移动。 另外， 作为开启支面 136B的一种 变型， 也可以在锁块套 136上设置开启撬孔 136D, 通过相应的撬动工具， 同样 可以实现锁块套 136的开启和锁定功能，这里不再赘述。这里所说的"撬面"、 "支 面"也可以根据需要变为 "撬点"、 "支点"。

在自锁装置的实施例三中， 也可以优选设置弹簧座 135 , 其可以固定在基座 上，或者与基座一体形成。弹簧 134固定在该弹簧座 135上，并对锁块 133、 133a 施加弹力， 有助于使锁块 133、 133a保持同时与自锁部件 132和基座 131接触， 同时防止杂物进入基座的空腔内。弹簧座扣连处 135A与基座 131是扣式连接方 式， 或采取其它连接方式。

类似地， 自锁部件 132可以与关于自锁装置实施例二所述的止挡装置和适 配模块结合使用， 使得自锁部件 132沿第一方向 F1的运动能够致使该止挡装置 抵靠在车轮轮毂上，在第二方向 F2上的锁止能够防止止挡装置与车轮轮毂松脱。 优选地， 该自锁部件 132的一端设有"丁"字丝头 132C , 与止挡装置饺接； 或者， 该自锁部件 132 的一端设有止挡部分， 自身用作止挡机构， 能够锁定在车轮轮 毂上。

根据需要， 两个锁块 133、 133a可以呈五面体形 （其横截面近似呈梯形）， 如图 9所示， 锁块 133'、 133a'与自锁部件 132和基座 131的接触是面型接触以 增加摩擦面积。 这种锁块 133'、 133a'可以减少自锁部件 132和基座 131 的摩擦 面的变形量。 两个锁块 133、 133a也可以是球形， 如图 10所示， 自锁装置具有 球形锁块 133"、 133a"。 锁块还可以具有其它形状， 例如锁块的横截面可以是三 角形、 梯形、 菱形、 多边形、 不规则形状等等。

弹簧 134可以是弹簧片， 有多个压点， 也可以是由几个弹簧组成； 弹簧 134 可以对锁块套 136和 /或两个锁块 133、 133a施加弹力， 或者， 弹簧 134和锁块 套 136对两个锁块 133、 133a共同施加作用力。 弹簧可以固定在基座与锁块之 间， 也可以固定在基座与锁块套之间。 弹簧可具有各种形式， 例如扭簧、 板簧 等等。

在锁块套 136的纵向（即、 F1和 F2方向）两端之间还可设有突起部 136C， 如图 8C所示， 该突起部 136C用于在自锁装置处于开启状态时， 使锁块套相对 于基座保持处于某一位置。 具体而言， 当通过工具抬起锁块套 136 的开启撬面 136B而使突起部 136C到达基座 131外部时，基座 131内腔内的弹簧 134A推动 锁块套 136向设有突起部 136C—侧倾斜， 从而突起部 136C卡在基座 131或弹 簧座 135的开启撬面 135B上， 使自锁装置实施例三一直处于开启状态。

基座 131可以设固定座， 固定座的作用是与辅助轮轮毂 11通过铰接、 螺丝 连接或其它方式固定； 基座 131也可以与辅助轮轮毂 11一体形成。

自锁部件 132上可以设置开启沟 132B , 在开启状态时， 锁块 133、 133a停 留在该开启沟 132B , 确保自锁部件 132不在自锁装置受到震动时自锁。 撬动工 具也可卡住开启沟 132B而撬动自锁部件 136。 另外， 可以用螺栓依次将自锁装置、 辅助轮轮毂 11和适配模块 8固定在一 起。 在图 8A-8D所示自锁装置中， 在自锁部件 132直接作为止挡机构的情况下， 在进行锁定时， 将辅助轮 1贴靠在车轮 2上， 适配模块 8插入车轮的减重孔 16 中， 自锁部件 132上的"丁"字丝头 132C作为锁止端通过适配模块上的通孔也插 入减重孔 16中， 将自锁部件 132沿 F1方向锁紧时， "丁"字丝头 132C与车轮轮 毂 12的内侧径向面 16E紧贴在一起， 使得车轮 2与辅助轮 1锁定在一起。 在开 启自锁装置后， "丁"字丝头 132C便脱离车轮轮毂 12的内侧径向面 16E， 于是可 将辅助轮 1与车轮 2分离。

以下参照图 11 A-11C介绍用于开启和锁定上述自锁装置的工具。

如图 11A所示扳手 7A可以用于开启和锁定自锁装置的第二实施例。 该扳 手 7A为长条形， 其一端为开启端 72, 用于开启自锁装置； 扳手 7A的另一端为 锁止端 74, 用于锁止自锁装置。 该开启端 72的两侧并排设有两个弯钩 78, 在 这两个弯钩 78之间设有两个凸起 76; 该锁止端 74具有凹口。 要开启自锁装置 时， 使开启端 72的两个弯钩 78分别钩住自锁装置的螺丝 127 (见图 5A所示） 两端， 使得该扳手 7A能够关于该螺丝 127转动； 然后将扳手 7A的两个凸起 76 压在自锁装置第二实施例的锁块（包括第二实施例中所有形式的锁块） 上， 沿 F1方向转动扳手 7A, 则凸起 76下压锁块离开锁定位置， 解除对自锁部件 122 的锁定。 要锁定自锁装置时， 使用扳手 7A的锁止端 74， 将锁止端 74与自锁部 件 122上的扳柄 122C配合， 向锁定方向 F1转动扳手 7A， 可以使自锁装置第二 实施例处于任意锁定位置。

如图 11B、 11C所示撬棒 7B、 7C可用于开启和锁定自锁装置的第三实施例。 撬棒 7B的一端设有两对弧形爪， 其中一对弧形爪具有锁固撬点 71和锁固 支点 73， 另一对弧形爪具有锁固撬点 77和锁固支点 75 , 且这两对弧形爪两两 相对， 构成大致圆形。 每对弧形爪之间具有一定间隔， 各对弧形爪的间隔不同。 撬棒 7C的两端各有一对爪， 每对爪之间具有一定间隔， 各对爪的间隔不同， 其 中一对爪具有两个锁固撬点 71'和两个锁固撬面 73',另一对爪具有两个锁固撬点 77'和两个锁固撬面 75'。 撬棒 7B、 7C的爪可插入锁块套 136的紧固撬面 136A 与自锁部件 132的紧固支面 132A之间， 或者插入锁块套 136的开启支面 136B 与开启撬面 135B之间， 实现自锁装置实施例三的开启和锁固。

撬棒 7B、 7C可以具有不同形式， 只要能实现下压锁块套 136并抬升自锁部 件 132以及相对于基座 131抬升锁块套 136的作用即可。

扳手 Ί A和撬棒 7B、 7C也可以根据自锁装置实施例二和自锁装置实施例三 的大小改装成液压或气压装置形式， 使用液压或气压的力实施开启和锁定。

为实现车轮 2与辅助轮 1的同轴连接， 除了利用车轮轮毂 12上的现有通道 以外， 还可以在车轮轮毂 12上固定设置用于与锁固组件配合使用的装置， 将锁 固组件固定连接至该装置上， 从而将辅助轮 1与车轮轮毂 12同轴连接。 虽然这 种方式需要对现有车轮 2的轮毂 12进行改动或专门设计制造， 但安装与拆卸辅 助轮的便捷性得到了极大提高。

在一个示例中， 可以将上述自锁装置的自锁部件用作锁柱， 通过自锁部件 相对于基座的锁定与松脱， 能够实现辅助轮相对于车轮轮毂锁定或松脱。 例如， 将自锁部件 132作为固定在车轮轮毂 12上的锁柱， 将基座 131固定在辅助轮轮 毂 11上， 则利用自锁部件 132相对于基座 131的自锁和开启 , 可以实现将辅助 轮锁定或脱离车轮轮毂。 优选地， 基座是圓筒形的； 锁柱是圓柱形的， 且锁柱 根部的横截面直径小于其端部的直径； 锁块是球形。

在另一个示例中， 如图 12A、 12B、 12C所示为单个锁固组件实施例， 用于 锁定车轮轮毂 12上的锁柱 12A, 锁柱 12A上有环状锁沟 12B。 本实施例的锁固 组件包括： 锁块套 11A、 锁块 43、 自锁罩 41、 弹性部件 44和压盖 45。

锁块套 11A 固定在辅助轮轮毂 11 上或与其一体形成， 用于围绕所述锁柱 12A套接在该锁柱 12A上，锁块套 11A的侧壁上具有与锁块 43数量一致且与环 状锁沟 12B的位置相对应的锁块孔 11B， 锁块 43镶嵌在锁块孔 11B中。 自锁罩 41 围绕所述锁块套 11A设置， 且面向所述锁块 43的接触面为锥面。 优选地， 压盖 45固定设置在锁块套 11A上， 弹性部件 44设置在压盖 45与自锁罩 41之 间，用于提供使自锁罩 41的锥面压紧所述锁块 43而使其嵌入所述环状锁沟 12B 中的弹力。

锁柱 12A也可以与车轮轮毂 12—体形成。

优选地， 该锁固组件的实施例还可包括凸轮杆 42, 该凸轮杆 42的一端为手 柄， 另一端为凸轮， 该凸轮通过销 46与自锁罩 41铰接且与压盖 45接触， 使得 通过转动手柄而使凸轮关于销 46旋转时， 能够相对于压盖 45提升和下压 （利 用弹性部件 44 ) 自锁罩 41， 从而自锁罩 41压迫或松开锁块 43 , 实现自锁罩 41 在开启位置和锁定位置之间切换。 本实施例中， 锁块套 11A上具有四个锁块孔 11B, 当然， 也可以具有其它 数量的锁块 43和锁块孔 11B。 锁块孔 11B为锥孔， 该锥孔的直径从锁块套 11A 外壁至内壁逐渐变小， 其最小直径略小于锁块 43直径， 使得锁块 43不会穿过 锁块套 11A。

本实施例中， 锁块 43为球形， 该锁块 43也可为不同形状， 例如椭圓形。 优选地， 自锁罩 41的内侧锥面、 锁柱 12A上锁沟 12B的表面与锁块 43形 成上述自锁装置的第一实施例， 即， 自锁罩 41的内侧锥面相当于上述自锁装置 第一实施例中的第一摩擦接触面， 锁块 43相当于锁块， 而锁沟 12B的表面相当 于自锁部件的第二摩擦接触面， 其中， 自锁罩 41的内侧锥面与锁沟 12B的表面 形成的夹角的顶点大体指向从车轮到辅助轮的方向， 使得锁块 43只能向车轮侧 方向运动， 而不能沿相反方向运动。 由于锁块 43镶嵌在锁块套 11A中， 从而使 锁块套 11A只能向车轮侧方向运动， 使车轮与辅助轮锁定在一起。 在车辆的行 驶过程中， 由于震动而在车轮与辅助轮之间产生间隙时， 根据自锁装置的原理 以及弹性部件 44的作用，会自动吸收该间隙而使车轮与辅助轮的锁定越来越紧。

在实际使用该锁固组件时， 为实现锁定， 可将辅助轮与车轮贴靠在一起， 使锁块套 11A套在锁柱 12A上， 压下凸轮杆 42使其处于锁定位置， 自锁罩 41 被凸轮杆 42和弹性部件 44压下，锁块 43穿过锁块套 11A上的锁块孔 11B而贴 靠在锁柱 12A的锁沟 12B内，从而将锁柱 12A与锁块套 11A锁定在一起， 车轮 与辅助轮便被固定在一起。 为实现开启， 可转动凸轮杆 42使其处于开启位置， 从而克服弹性部件 44的弹力而抬起自锁罩 41至开启位置， 由于自锁罩 41不再 压靠锁块 43， 使锁块 43处于自由状态， 从而接触对锁柱 12A与锁块套 11A的 锁定， 辅助轮便可从车轮上自由卸下。

在实际应用中， 可使用一个或多个该锁固组件， 以使车轮与辅助车的锁定 更加稳定。

除了上述采用自锁装置实现车轮与辅助轮锁定以外， 对于特定的、 特殊用 途的机动车， 还可以采用以下的简便锁定方式。

方式一： 采用带回钩的螺杆， 螺杆的回钩穿过通孔 16钩定在车轮 2的轮毂 12上。 螺杆穿过辅助轮 1的安装孔并进行固定， 实现通过螺栓将辅助轮 1与车 轮 2同轴固定连接。

方式二： 利用车轮轮毂 12上的部分或全部固定螺丝。 在辅助轮 1的轮毂 11 上设有与车轮轮毂 12相对应的固定螺丝孔。 在安装时， 将车轮轮毂 12上的固 定螺丝卸掉或部分卸掉， 将辅助轮 1贴靠在车轮 2上， 使车轮 2上的固定螺丝 插入辅助轮 1的固定螺丝孔中， 重新固定螺丝， 实现辅助轮 1 固定在车轮 2上。

下面结合图 13A、 13B和 13C描述与本发明的锁固组件配合使用的无助力 千斤顶。

利用如图 13A所示的无助力千斤顶 5可以很方便地解决在需要安装辅助轮 1时将车轮 2升高的问题。 无助力千斤顶 5 包括支块 52和爬块 51 , 通过销 56 将支块 52与爬块 51旋转连接在一起。 爬块 51可绕 56销旋转， 在使用无助力 千斤顶 5使用时张开爬块 51 , 此时爬块 51与支块 52具有共同的底表面与地面 接触， 且爬块 51具有斜坡共车轮顺着爬块 51滚动爬升， 进而滚到支块 52上； 在不使用时收拢爬块 51 , 从而使无助力千斤顶 5的体积减小、 方便携带。 爬块 51可大致为三角形。爬块 51可由橡胶等具有弹性的材料制成， 在与车轮接触的 表面以及与地面接触的表面上可设置凸起， 以增加摩擦力。 在支块 52上可设置 凹槽， 利于固定车轮。 在光滑的路面上为了车辆顺利地开上无助力千斤顶 5 , 可 以在爬块 51上敷设柔性垫片。柔性垫片长于爬块 51。车轮首先轧在柔性垫片上， 从而顺利驶上爬块。

辅助轮 1 可以代替或辅助常规车轮 2完成特定功能。 例如车辆因轮胎故障 而不能正常行驶时， 此辅助轮 1 可以用作备用轮胎， 使得车辆能够正常行驶到 维修站； 为了在；水面或雪地行驶， 可辅助轮 1 具有防滑功能的构造； 为越野行 驶， 辅助轮 1具有越野功能的构造。 辅助轮 1 可以具有实心胎、 真空胎或复合 胎。

例如， 以下就具有防滑功能的辅助轮的结构进行具体说明。

图 14A示出固定钉式防滑辅助轮 141。 该固定钉式防滑辅助轮 141 包括轮 毂和轮胎， 而轮胎包括： 内胎 94、 外胎 92、 隔离部件 93和防滑钉 91。 防滑钉 91 固定在外胎 92上， 隔离部件 93为环状， 设置在内胎 94与外胎 92之间， 贴 靠在外胎 92的内壁， 用于阻挡和保护防滑钉或防滑钉座破坏内胎。 如果防滑钉 91和防滑钉座设计成不会破坏内胎， 也可不设隔离部件 93。 防滑钉 91 的根部 具有帽且位于外胎 92内部， 且防滑钉 91的末端从外胎 92的外表面伸出。

防滑辅助轮 141 也可以具有实心胎， 防滑钉固定在实心胎上。 防滑辅助轮 也可以具有空心胎， 但不加内胎。 图 14B示出另一种釘式防滑胎防滑装置与防滑胎的安装配合， 图 14C示出 所用防滑装置的结构。 图 14C所示防滑装置包括： 防滑钉 91和防滑钉座 98。 在 本实施例中， 多个防滑钉 91整体固定在基板上， 该基板上具有通孔。 防滑钉座 98用于固定在辅助轮外胎 92上， 包括连接柱和底座 98B, 连接柱的直径小于底 座 98E且固定在底座 98B上， 且连接柱上还设有连接头 98A， 该连接头 98A可 通过各种形式与连接柱连接， 例如铆接、 螺丝连接、 扣接等等。 防滑钉座 98的 连接杆能够穿过所述基板， 然后将连接头 98A固定在连接杆上。 防滑钉座 98确 保防滑钉 91安装在防滑胎上， 且确保防滑钉 91在工作时不会从防滑胎上脱落， 同时允许防滑钉 91的基板能够相对于防滑钉座 98的连接杆上下滑动。

图 14B-14C示出的防滑钉 91是四头的， 防滑钉 91也可以是一头、 两头或 多头的。 防滑钉可以扎入冰雪及泥泞路面中， 以及其它影响车轮正常操控的路 面中， 起到防滑作用。

图 14B-14C所示的防滑钉相对于防滑钉座是可活动的。 可活动的防滑钉可 以调节对路面的压力， 增加防滑效果， 也可以减少对路面的损坏。

防滑辅助轮上的防滑钉也可以设计成中空的。 中空防滑钉的末端直径小而 与基板连接的根部直径大， 水雪或杂物由中空防滑钉末端进入， 然后由侧面出 口将水雪或杂物排出， 使中空防滑釘每次扎地的防滑效率提高。

辅助防滑辅助轮 1与机动车辆的车轮 2共同起到防滑作用。 为防止防滑钉 91破坏路面， 防滑辅助轮 1的防滑钉 91的末端不超过车轮 2的外径。 可根据水 雪路面的状况调整车轮 2或防滑辅助轮 1的气压， 让防滑钉 91按能够有效抓住 路面而又不破坏路面的原则使用， 使得机动车在行驶时， 首先是车轮 2接触水 雪路面和路面上的杂物如砖头、 石块等， 这样即起到保护防滑辅助轮 1、 防滑钉 91和路面的作用， 又不影响防滑车轮 1的防滑功能， 同时还可以减少油耗。

上述固定钉式防滑辅助轮、 活动钉式防滑辅助轮和中空防滑钉式防滑辅助 轮也可以是实心轮胎。

出于图解说明和阐述目的， 本文提供了以上关于本发明的详细说明。 本文 并非旨在穷尽或将本发明限于所公开的具体形式。 鉴于上述公开， 可进行诸多 修改和变型。 所述实施例用于更好地解释本发明的原理及其实际应用， 从而使 得本领域技术人员能够最佳地利用本发明。 本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims

权 利 要 求 书

1. 一种辅助轮， 包括轮毂和轮胎， 其特征在于：

所述辅助轮以与机动车车轮具有共同旋转轴线的方式固定安装在该车轮 上。

2. 根据权利要求 1所述的辅助轮， 包括位于所述轮毂上的一个或多个第一 锁固组件，

其中， 所述第一锁固组件用于将所述辅助轮固定在所述车轮的轮毂上， 使 得所述辅助轮由所述车轮的轮毂驱动。

3. 根据权利要求 2所述的辅助轮， 其中， 所述第一锁固组件用于通过所述 车轮的轮毂上的通孔将所述辅助轮固定到所述车轮的轮毂上； 或者， 所述第一 锁固组件用于与位于所述车轮的轮毂上的第二锁固组件连接， 从而将所述辅助 轮安装到所述车轮的轮毂上。

4. 根据权利要求 3所述的辅助轮， 其中， 所述第一锁固组件包括止挡装置 和具有连续锁定位置的自锁装置，

其中， 所述自锁装置包括：

具有空腔的基座， 该空腔的侧壁包括第一摩擦接触面和第四摩擦接触面， 且该基座固定在所述辅助轮的轮毂上或与所述辅助轮的轮毂一体形成；

自锁部件， 其具有第二摩 4察接触面和第三摩擦接触面， 所述自锁部件设置 成至少部分位于所述空腔内， 使得所述第二摩 4察接触面面向所述第一摩擦接触 面， 所述第三摩擦接触面面向所述第四摩擦接触面；

第一锁块和第二锁块， 所述第一锁块设置在所述第一摩擦接触面和所述第 二摩擦接触面之间并与所述第一摩擦接触面和所述第二摩擦接触面接触， 第二 锁块设置在所述第三摩擦接触面和所述第四摩擦接触面之间并与所述第三摩擦 接触面和所述第四摩擦接触面接触； 所述第一锁块和所述第二锁块被构造成使 得所述自锁部件相对于所述基座沿第一方向可活动， 而在与所述第一方向相反 的第二方向上被锁止， 从而使得所述自锁部件能够被锁定在任意所述连续锁定 位置；

所述自锁部件沿第一方向的运动致使所述止挡装置抵靠在所述车轮的轮毂 上， 从而将所述车轮的轮毂夹在所述自锁装置与所述止挡装置之间， 而所述自 锁部件在第二方向上的锁止防止所述止挡装置与所述车轮的轮毂松脱。

5. 根据权利要求 4所述的辅助轮， 其中， 所述第一摩擦接触面和所述第二 摩擦接触面之间的夹角为 α,所述第四摩擦接触面和所述第三摩擦接触面之间的 夹角为 α'， 所述第一锁块相对于所述第一摩擦接触面和第二摩擦接触面的摩擦 角分别为 和 φ₂， 所述第二锁块相对于所述第三摩擦接触面和第四摩擦接触面 的摩擦角分别为 φ₃和 φ₄， 其中， ο^φ^φζ且 α'≤φ₃+φ₄;

优选地， 0<α≤17。且 0<α'≤17。； 更优选地， α=α'， φ尸 φ₂且 φ₃=φ₄。

6. 根据权利要求 4所述的辅助轮， 其中， 所述自锁装置还包括保持部件， 所述保持部件用于向所述第一锁块和第二锁块施作用力， 使得所述自锁部件被 锁定在所述锁定位置时， 所述第一锁块保持与所述第一摩擦接触面和第二摩擦 接触面相接触， 所述第二锁块保持与所述第三摩擦接触面和第四摩擦接触面相 接触。

7. 根据权利要求 6所述的辅助轮， 其中， 所述保持部件包括弹簧和延伸穿 过所述空腔的锁块套， 所述自锁部件延伸穿过所述锁块套， 所述锁块套的侧壁 具有适于容纳所述第一锁块的第一孔和容纳所述第二锁块的第二孔；

所述弹簧位于所述空腔内且对所述第一锁块和第二锁块施加弹力； 或者 所述弹簧位于所述基座之外且对所述锁块套施加弹力， 所述锁块套的端部 具有凸缘， 所述弹簧设置在所述基座的外表面与所述锁块套的凸缘之间。

8. 根据权利要求 3所述的辅助轮， 其中， 所述第一锁固组件包括止挡装置 和具有连续锁定位置的自锁装置，

其中， 所述自锁装置包括：

具有空腔的基座， 该空腔的侧壁包括第一摩擦接触面， 且该基座固定在所 述辅助轮的轮毂上或与所述辅助轮的轮毂一体形成；

自锁部件， 其具有第二摩 ^察接触面， 所述自锁部件设置成至少部分位于所 述空腔内， 所述第二摩擦接触面面向所述第一摩擦接触面；

第一锁块， 该第一锁块设置在所述第一摩察接触面和所述第二摩擦接触面 之间并与所述第一摩擦接触面和所述第二摩擦接触面接触； 所述第一锁块被构 造成使得所述自锁部件相对于所述基座沿第一方向可活动， 而在与所述第一方 向相反的第二方向上被锁止， 从而使得所述自锁部件能够被锁定在任意所述连 续锁定位置；

所述自锁部件沿第一方向的运动致使所述止挡装置抵靠在所述车轮的轮毂 上， 从而将所述车轮的轮毂夹在所述自锁装置与所述止挡装置之间， 而所述自 锁部件在第二方向上的锁止防止所述止挡装置与所述车轮的轮毂松脱。

9. 根据权利要求 8所述的辅助轮， 其中， 所述第一摩擦接触面和所述第二 摩擦接触面之间的夹角小于等于所述第一锁块分别相对于所述第一摩擦接触面 和第二摩擦接触面的摩擦角之和； 优选地， 所述第一摩擦接触面和所述第二摩 擦接触面之间的夹角小于等于 17。。

10. 根据权利要求 9所述的辅助轮， 其中， 所述自锁装置还包括保持部件， 所述保持部件用于向所述第一锁块施加弹力， 使得所述自锁部件被锁定在所述 锁定位置时， 所述第一锁块保持与所述第一摩擦接触面和第二摩擦接触面相接 触。

11. 根据权利要求 4-10中任一项所述的辅助轮， 其中， 在所述摩擦接触面 上具有与所述锁块的形状匹配的凹槽， 所述锁块沿所述凹槽运行。

12. 根据权利要求 4-10中任一项所述的辅助轮， 其中， 所述基座、 所述自 锁部件以及所述锁块由钢制成。

13.根据权利要求 4-6中任一项所述的辅助轮，其中，所述自锁部件为板轮， 该板轮与所述基座旋转联接， 沿所述第一方向和第二方向可旋转；

优选地， 所述板轮上沿其径向具有扳柄， 用于转动板轮。

14. 根据权利要求 4-13所述的辅助轮， 其中， 所述止挡装置包括连杆机构 以及与该连杆机构联接的止挡机构， 其中， 所述连杆机构用于穿过所述辅助轮 轮毂上的通孔与所述自锁部件联接， 使得所述自锁部件沿所述第一方向的运动 驱使所述止挡机构 4氏靠在所述车轮轮毂的背离所述辅助轮的一侧。

15. 根据权利要求 14所述的辅助轮， 其中， 所述连杆机构和所述止挡机构 活动联接或一体形成，和 /或所述连杆机构与所述自锁部件活动联接或一体形成； 优选地， 当所述连杆机构与所述止挡机构活动联接时， 所述止挡机构的一 端相对于所述辅助轮的轮毂旋转联接， 所述止挡机构的另一端用于在所述连杆 机构的驱动下抵靠所述车轮的轮毂或与车轮的轮毂松脱；

更优选地， 所述止挡装置还包括用于对所述止挡机构施加弹力使其在未被 锁止时自动脱离所述车轮轮毂的部件。

16. 根据权利要求 14所述的辅助轮， 其中， 所述第一锁固组件还包括适配 模块， 该适配模块具有与所述车轮轮毂的通孔互补的形状， 且在所述辅助轮固 定在所述车轮轮毂上时嵌入所述通孔中。

17. 根据权利要求 16所述的辅助轮， 其中， 所述止挡机构的一端与所述适 配模块旋转联接， 所述止挡机构的另一端用于在所述自锁部件的驱动下抵靠所 述车轮的轮毂。

18. 根据权利要求 3 所述的辅助轮， 其中， 所述第二锁固组件为锁柱； 所 述第一锁固组件用于锁定所述锁柱。

19. 根据权利要求 18所述的辅助路， 其中，

所述锁柱上具有环状锁沟；

所述第一锁固组件包括： 锁块套、 锁块、 自锁罩、 弹性部件和压盖， 其中， 所述锁块套固定在辅助轮轮毂上或与其一体形成， 用于围绕所述锁 柱而套接在所述锁柱上， 所述锁块套的侧壁上具有与锁块数量相对应且与所述 环状锁沟的位置相对应的锁块孔， 所述锁块孔用于镶嵌所述锁块， 所述自锁罩 围绕所述锁块套设置， 且面向所述锁块的接触面为锥面， 所述压盖固定设置在 所述锁块套上， 且所述弹性部件用于提供使所述自锁罩的锥面压紧所述锁块而 嵌入所述环状锁沟中的弹力。

20. 根据权利要求 19所述的辅助轮， 其中， 所述锁块与所述锁柱的接触面 以及所述锁块与所述自锁罩的接触面形成的夹角小于等于所述锁块分别相对于 所述锁柱的接触面以及所述自锁罩的接触面的摩擦角之和。

21. 根据权利要求 19或 20所述的辅助轮， 其中， 所述第一锁固组件还包 括凸轮杆， 该凸轮杆的一端为手柄， 另一端为凸轮， 该凸轮与自锁罩铰接且与 压盖接触， 所述凸轮杆能够在锁定位置和脱开位置之间活动， 所述凸轮杆位于 所述锁定位置时， 所述自锁罩的锥面压紧所述锁块而嵌入所述环状锁沟中， 所 述凸轮杆位于所述脱开位置时， 所述自锁罩被抬起使得所述锁块脱离所述环状 锁沟。

22. 根据权利要求 1至 21中任一项所述的辅助轮， 其中， 所述轮胎包括： 外胎， 以及固定在该外胎上且从该外胎的外表面伸出的防滑钉；

优选地， 所述轮胎还包括隔离部件， 所述隔离部件布置在轮胎的内胎与外 胎之间。

23. 根据权利要求 22所述的辅助轮， 其中， 所述轮胎还包括固定在外胎中 的防滑钉座， 多个所述防滑钉集成在基板上， 该基板上具有通孔且套接在该防 滑釘座上而相对于该防滑钉座可滑动。

24. 一种在安装根据权利要求 1-23中任一项所述的辅助轮时使用的无助力 千斤顶， 包括旋转连接的爬块和支块， 所述爬块和支块具有共同的支撑底面， 且爬块具有供所述辅助轮爬升的斜坡。

25. 一种用于开启和锁定根据权利要求 13所述的辅助轮所釆用的自锁装置 的设备， 其特征在于， 该设备为长条形， 其一端为开启端， 用于开启自锁装置； 而另一端为锁止端， 用于锁止自锁装置；

其中， 在开启端并排设有两个弯钩， 用于勾住所述基座上的固定部分以使 所述设备关于该固定部分旋转； 在这两个弯钩之间设有两个凸起， 用于在旋转 时下压所述锁块； 该锁止端具有凹口， 用于连接所述扳柄而转动所述板轮。

26. 一种用于开启和锁定根据权利要求 7 所述的辅助轮所采用的自锁装置 的设备， 其特征在于， 该设备为长条形， 两端各具有一对爪， 其中一对爪之间 的间隔不同于另一对爪之间的间隔。

27. 一种用于开启和锁定根据权利要求 7 所述的辅助轮所采用的自锁装置 的设备， 其特征在于， 该设备为长条形， 其一端具有两对弧形爪， 这两对弧形 爪两两相对， 构成带缺口的大致圓形， 其中一对弧形爪之间的间隔不同于另一 对弧形爪之间的间隔。