專利名稱：輪子升高機構(gòu)中的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的前序部分所述的裝置。
在很多情況下，較小滾子或輪子用于手推車、機架、齊默式(Zimmer)助行架等。較小輪子或滾子占據(jù)很小空間，相對堅固，而且也可以有助于保持低成本。還已知便于駕駛和轉(zhuǎn)向的所謂樞軸輪。
但是，使用前述較小滾子或輪子的一個先決條件是底部表面是平的。門檻和路緣構(gòu)成難以越過的障礙。因為通常向上施加推力，因此有使該車輪裝置翻轉(zhuǎn)的危險。例如，即使用于齊默式助行架上的輪子相當(dāng)大，但是它們滾上路緣的能力很差。這時，使用齊默式助行架的人必須使它足夠向后傾斜，以便使它的前輪爬上路緣。對于后輪沒有這么麻煩，因為在向前推動齊默式助行架時的自然運動也使這些輪子升高。但是，為了使前輪升高，必須向后和向下拉動齊默式助行架的手柄，這對于使用齊默式助行架作為支架的人來說是非自然運動。不僅齊默式助行架有該問題，而且清潔推車、輪椅、服務(wù)推車和購物推車等也有該問題。
例如，US-A-3239872、DE4040283 A和JP10297206 A也公開了前述類型的輪子升高機構(gòu)，它們彼此都非常相似，其中，用于使輪子升高的元件只是可旋轉(zhuǎn)地安裝。這意味著該機構(gòu)需要相當(dāng)大的總重，這就需要相當(dāng)大的推力，以便越過凸起障礙。
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的輪子升高機構(gòu)，這通過使機構(gòu)具有如權(quán)利要求1特征部分所述的特征而實現(xiàn)。
本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征由從屬權(quán)利要求和下面對優(yōu)選實施例的說明中闡述，該優(yōu)選實施例在附圖中表示。其中，

圖1表示了本發(fā)明的輪子升高機構(gòu)的側(cè)視圖，且產(chǎn)生升高的元件有三個不同位置；圖2a-2f表示了當(dāng)越過障礙物時輪子升高機構(gòu)在不同位置的側(cè)視圖；圖3表示了圖1中的輪子升高機構(gòu)；圖4以示意方式表示了在越過不同高度的障礙物時如何獲得不同傾斜；以及圖5表示了圖1中的輪子升高機構(gòu)的運動原理。
圖中所示的輪子升高裝置與樞軸輪相互作用，該樞軸輪包括布置在公共軸3上的兩個輪子或滾子1，該公共軸3固定在底盤4上。外殼2也是底盤的形成部分，該外殼在前端裝有軸承殼體5，該軸承殼體5有垂直向上凸出的軸6，該軸6依次固定在要運動的物體上，例如齊默式助行架的前部較大垂直支腳。傾斜元件7相對于底盤4可移動地支承。元件7的底面13從它的升高端開始首先向下陡峭傾斜，然后更淺地朝向直接在輪子1與底部表面接觸點上方的底部部位。而且，元件7可移動地安裝，這通過支承在元件中的前部滾子8以及支承在底盤4中的后滾子9而實現(xiàn)。滾子8設(shè)計成在底盤4底側(cè)上的軌道10上滾轉(zhuǎn)，而滾子9在元件內(nèi)上側(cè)的軌道11上滾轉(zhuǎn)。元件7的朝下表面上有例如橡膠的摩擦增強涂層12，該摩擦增強涂層12也可以有肋。而且，彈簧13固定在底盤4上，并通過元件7中的分開小腳輪14、15和繩索16而設(shè)計成將它拉向其向上和向前的原始位置。在元件7的整個運動過程中，彈簧13錨固在位于滾子8、9之間的元件7上，這意味著元件7將由彈簧13和與相應(yīng)軌道10、11接觸的滾子8、9而牢固保持著。而且，盡管元件7和底盤4之間有較長工作沖程，但是彈簧運動相對較短。
圖1表示了在底盤4和元件7之間的三個不同相對位置。為了更清楚地表示，滾子8的不同位置分別標(biāo)記成8、8′、8″。這些位置分別對應(yīng)于圖2a、2c和2d中所示的位置，下面進(jìn)行解釋。
圖2a表示了本發(fā)明的輪子升高機構(gòu)的元件7；該元件相對于底盤4處于它的初始位置；怎樣遇到障礙物h和因此停止。底盤4和由底盤承載的單元例如齊默式助行架繼續(xù)沿運動方向前進(jìn)(向圖的右側(cè))。圖2b-2d表示了在升高順序過程中的不同階段。在圖2e中，輪子1再次與障礙物h接觸，這意味著元件7通過相對于底盤4的移動而返回它的初始位置，也就是說圖2a中所示的位置。
當(dāng)本發(fā)明的輪子升高機構(gòu)遇到邊緣時，元件7的涂層12首先與該邊緣接觸。在輪子升高機構(gòu)的繼續(xù)向前運動作用下，底盤4向前滑動(相對于元件7)，同時底盤4通過滾子8、9和軌道10、11之間的相互作用而向上升高，因此輪子也升高。最終，底盤4運動至這樣程度，即輪子1與該邊緣接觸并開始滾到該邊緣上面。因此，元件7被釋放，彈簧13向前拉動到它的初始位置(見圖2a-2e)。
由圖4可看出不同高度的障礙物怎樣與元件7接觸。它的朝下邊緣或表面；也就是說與障礙物接觸的邊緣或表面；具有這樣的形狀，即(在初始或靜止位置)它在最靠近輪子處稍微傾斜，然后，當(dāng)它逐漸向上和向前時將變得越來越陡峭。因此，即使低的障礙物也在相對遠(yuǎn)的前方撞擊元件。元件相對于底盤的操縱可以很好地描述為部分是支承在元件7中的滾子8沿軌道10的移動，部分是繞滾子8的轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)是由于滾子9在整個移動過程中都連續(xù)支承在軌道11中。這樣的運動說明將使得能夠說明在元件7上的全部點怎樣相對于底盤4運動。特別有趣的是與障礙物接觸的部位，因為在輪子升高時，該部位保持靜止，這意味著在該部位處元件7相對于底盤4的運動也說明了底盤4越過障礙物的運動。在更低處遇到元件7的更低障礙物使得旋轉(zhuǎn)運動有更大半徑，這意味著當(dāng)障礙物減小時它的垂直分量增加，并從移動運動的垂直分量中減去該垂直分量。這意味著低障礙物也使得在輪子越過之前底盤4進(jìn)行較長地移動。換句話說，對于低于中等高度的障礙物，產(chǎn)生較低升高，從而可以舒適地通過該障礙物，因此實際上可能不會覺察到。
也可以不使用兩個輪子且每個輪子在元件7的任一側(cè)，而是可以在中心布置的輪子任一側(cè)各布置一個元件，這也有這樣的優(yōu)點，即兩個元件可以更可靠地操縱輪子升高機構(gòu)，以便越過例如直角的路緣。而且，可以將元件的前緣布置在輪子升高機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸的前面部分處，因為當(dāng)輪子不與地面接觸時，該裝置將立即朝著直角處的位置旋轉(zhuǎn)。如果元件它足夠?qū)?，這也可以通過單個中心元件來實現(xiàn)。
根據(jù)可選實施例(未示出)，只有一個輪子1和一個元件，它們與中心線重合地串聯(lián)布置。
在進(jìn)行設(shè)計變型之后，通過使元件的后端稍微伸出到輪子的后面，本發(fā)明的裝置也可以用于緩沖從路緣的下降。當(dāng)輪子滾過該邊緣時，元件卡住該邊緣并使輪子更柔和地下降。
象整個輪子升高機構(gòu)一樣，元件7可以由壓制金屬板部件、模鑄鋁或注射模制塑料組成，且支承在軌道10、11上的滾子8、9可以是滾珠軸承、滾柱軸承或滑動軸承。
應(yīng)當(dāng)知道，兩個軌道可以但不必須是圓形軌道。另外元件可以一些其它方式被正向引導(dǎo)，甚至一個使用兩個彈簧。
兩個軌道的設(shè)計使得障礙物清除運動有很大的選擇自由度，如圖5所示。在圖5中，軌道11彎曲，且支承在輪子裝置中的下部滾子9抵靠該軌道11的內(nèi)部。在元件7的上端，支承于其中的滾子8與底盤4中的軌道10接觸。由本實施例可知，該軌道為稍微S形，因此當(dāng)?shù)挚空系K物時，初始的升高運動較輕微，然后逐漸增加至最大值，然后在后端位置附近再次減小。在這種情況下，當(dāng)越過障礙物時的運動將非常柔和和幾乎沒有察覺地開始和結(jié)束。
當(dāng)軌道10朝向元件7稍微凸出時，將獲得越過障礙的直線運動。從純設(shè)計觀點看，最簡單的形式自然是正態(tài)曲線10，但是這預(yù)示著該應(yīng)用將使運動更急劇，車輛在越過障礙物時更傾斜。
通過將元件7的朝下表面以及在其內(nèi)側(cè)的軌道11布置成使它們并不完全平行，從而使輪子的自由運動可以由不同障礙物高度而變化，也就是說，輪子越過障礙物而使輪子提高車輛的高度將由元件使輪子越過障礙物時的位置來確定。
權(quán)利要求
1.一種輪子升高機構(gòu)中的裝置，其設(shè)計成使在底部表面上運行的至少一個輪子(1)升高，以便能夠越過在底部表面上凸出的障礙物(h)，該裝置包括元件(7)，該元件(7)形成有朝向底部表面凸形彎曲的輪廓，并可相對于輪子(1)的軸可移動地支承，且該元件(7)設(shè)計成當(dāng)元件(7)的輪廓與障礙物(h)接合時造成所述輪子(1)升高，因為元件(7)繞它與障礙物(h)接合的部位旋轉(zhuǎn)；其特征在于該裝置包括底盤(4)，輪子軸與該底盤(4)牢固連接，且在底盤和元件(7)之間設(shè)有操作連接件，該操作連接件設(shè)計成當(dāng)元件(7)與障礙物(h)接合時，使底盤(4)首先使輪子(1)在沿輪子(1)的運動方向相對于元件(7)移動時從元件(7)的初始位置升高，其次一旦輪子(1)已經(jīng)升高至障礙物(h)的高度處時造成輪子(1)返回初始位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在元件(7)和底盤(4)之間的操作連接件包括第一軌道(11)，遠(yuǎn)離元件(7)的上側(cè)且具有對應(yīng)輪廓的外形；以及第二軌道(10)，面對第一軌道(11)并與底盤(4)連接；第一部件(8)，固定在元件(7)上，并設(shè)計成在初始位置抵靠第二軌道(10)的前部，并在升高時沿該第二軌道向后運動；第二部件(8)，該第二部件(8)固定在底盤(4)上，并設(shè)計成在初始位置抵靠第一軌道(11)的后部，并在升高時沿該第一軌道向前運動；以及彈性第三部件(13)，作用在元件(7)和底盤(4)之間，并設(shè)計成在升高后造成返回到初始位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述第一和第二部件(8、9)是滑動軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述第一和第二部件(8、9)是軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一個所述的裝置，其特征在于所述第三、彈性部件(13)是螺旋線圈彈簧。
6.根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于元件的面對底部表面的凸形彎曲表面提供有摩擦增強涂層(12)，例如一個脊形橡膠件。
7.根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于輪子(1)設(shè)置在元件(7)的兩側(cè)。
8.根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于第二軌道(10)彎曲成S形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一個所述的裝置，其特征在于第二軌道(10)為直線形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一個所述的裝置，其特征在于第二軌道(10)為面對元件(7)的凸形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輪子升高機構(gòu)中的裝置，該輪子升高機構(gòu)設(shè)計成使在底部表面上運行的至少一個輪子(1)升高，以便能夠越過在底部表面上凸出的障礙物(h)。該裝置包括元件(7)，該元件(7)形成有朝向底部表面凸形彎曲的輪廓，并可相對于輪子(1)的軸可移動地支承。所述元件(7)設(shè)計成當(dāng)元件(7)的輪廓與障礙物(h)接合時使得所述輪子(1)升高，因為元件(7)繞它與障礙物(h)接合的部位旋轉(zhuǎn)。該裝置還包括底盤(4)，輪子軸與該底盤(4)牢固連接。在底盤和元件(7)之間有操作連接件，該操作連接件設(shè)計成當(dāng)元件(7)與障礙物(h)接合時，使底盤(4)首先使輪子(1)在沿輪子(1)的運動方向相對于元件(7)移動時從元件(7)的初始位置升高，其次當(dāng)輪子(1)升高至障礙物(h)的高度處時使得輪子(1)返回初始位置。
文檔編號B60B33/04GK1628049SQ03803434
公開日2005年6月15日 申請日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月15日
發(fā)明者斯塔芬·莫恩達(dá)爾, 比約恩·卡爾森, 亞當(dāng)·達(dá)爾奎斯特 申請人:恩卡楚索魯申斯公司