本發(fā)明涉及行李箱，具體是可在臺階和平整路面上行走的拉桿式行李箱。

背景技術(shù)：

行李箱是人類重要的出行工具，現(xiàn)有的行李箱也稱拉桿箱，在其底部普遍配有行走輪，并附設(shè)可伸縮或可折疊的拉桿，以方便行走，但是遇到臺階或障礙物時，不僅行走的穩(wěn)定性缺乏基本保障，而且行李箱的底部總是會與臺階面或障礙物發(fā)生摩擦，以致?lián)p壞行李箱。肩扛手提是逾越臺階和路障的通用辦法，但將行李箱提起、懸空又使行李箱失去了其應(yīng)有的便攜和省力功效，當(dāng)屬無奈之舉。臺階也稱樓梯、階梯，是道路的重要組成部分，在車站、碼頭、賓館、商場、廣場、橋梁等地十分常見，臺階既適用了人類行走的直立特性，又利用了行走環(huán)境的凹凸特征，還尊重了道路建設(shè)的個性差異和審美需要，有利于縮短交通路程、節(jié)省空間資源和降低行走成本。然而，臺階之類的凹凸路況對于攜帶行李箱出行卻多有不便。對此，人們對行李箱的轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)作過一些改進(jìn)，如采用單輪成對式、杠桿滾輪式、三輪連體式結(jié)構(gòu)等，但采用這些結(jié)構(gòu)設(shè)計的行李箱對于臺階等凹凸路面而言，還存在如下的明顯缺陷：轉(zhuǎn)輪的同步性不高、耐用性不強(qiáng)，運行的穩(wěn)定性不高、減震效果不好，操作流暢性不高、不省力等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的行李箱所存在的不足，本發(fā)明提供了一種不僅結(jié)構(gòu)緊湊簡單、制造使用方便，而且轉(zhuǎn)輪的同步性高、穩(wěn)定性能強(qiáng)，適應(yīng)臺階路況、運行效果好，同時又省力的拉桿箱。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：所述可在臺階上行走的拉桿箱包括對稱設(shè)置在拉桿箱后部兩側(cè)的兩個轉(zhuǎn)輪組，所述每個轉(zhuǎn)輪組包括傳導(dǎo)器和間隔設(shè)置的轉(zhuǎn)輪，所述傳導(dǎo)器包括傳導(dǎo)管和與傳導(dǎo)管間隔相連通的三只開口管，所述轉(zhuǎn)輪包括與開口管分別相連的后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪，所述開口管密封并配裝有活塞桿，所述后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪分別通過支架和轉(zhuǎn)軸與活塞桿相連，所述后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪的直徑依次減小，所述后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪所對應(yīng)的開口管長度依次增加，所述后轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪的外端距離大于單階角線的長度，所述后轉(zhuǎn)輪直徑大于臺階高度的二分之一。

所述傳導(dǎo)器呈m或相通的雙倒U形字母形狀，用鋁合金、銅合金等金屬或金屬合金材料制成，所述傳導(dǎo)器內(nèi)裝有液體（或壓縮氣體）介質(zhì)。所述活塞桿與開口管配合的長度應(yīng)保障轉(zhuǎn)輪在進(jìn)行軸向伸縮時不發(fā)生偏離。所述活塞桿在開口管內(nèi)的伸縮長度一般不小于單階臺階高度的一半。

所述拉桿箱在上臺階之前，在拉桿的牽引下呈傾斜狀，中轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪懸空抬起，后轉(zhuǎn)輪著地支撐箱體。上臺階時，后轉(zhuǎn)輪上的活塞桿因受第一臺階平面的反作用力作用而壓縮介質(zhì)，通過介質(zhì)的傳力驅(qū)動與中轉(zhuǎn)輪、前轉(zhuǎn)輪相通的活塞桿伸長，從而使前轉(zhuǎn)輪和中轉(zhuǎn)輪下降。前轉(zhuǎn)輪下降后支撐在第二臺階平面上，前轉(zhuǎn)輪上的活塞桿受力壓縮介質(zhì)形成反向的傳力，這種反向的傳力與來自后轉(zhuǎn)輪傳導(dǎo)管介質(zhì)的傳力進(jìn)行整合，使中轉(zhuǎn)輪上的活塞桿進(jìn)一步伸長，中轉(zhuǎn)輪繼續(xù)下降并與第一臺階側(cè)面接觸。當(dāng)中轉(zhuǎn)輪緊貼（或輔助支撐）在第一臺階側(cè)面時，前轉(zhuǎn)輪在前轉(zhuǎn)后仍然支撐在第二臺階平面，后轉(zhuǎn)輪開始伸長或呈懸空狀態(tài)，拉桿箱繼續(xù)前進(jìn)。當(dāng)中轉(zhuǎn)輪支撐在第二臺階平面上時，與后轉(zhuǎn)輪相連的活塞桿受介質(zhì)傳力作用繼續(xù)伸長，使后轉(zhuǎn)輪下降并緊貼（或輔助支撐）在第一臺階的側(cè)面上，此時前轉(zhuǎn)輪開始伸長或呈懸空、緊貼（或支撐）在第二臺階平面的狀態(tài)，如此循環(huán)進(jìn)行，后、中、前3個轉(zhuǎn)輪反向聯(lián)動、此起彼伏，使拉桿箱在臺階上不斷行走（如圖5所示）。

本發(fā)明利用在與傳導(dǎo)管相通的3根開口管內(nèi)設(shè)置的活塞桿，帶動并列設(shè)置的后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪、前轉(zhuǎn)輪3個轉(zhuǎn)輪來實現(xiàn)拉桿箱在臺階上行走。通過轉(zhuǎn)輪將臺階面的反作用力傳遞給活塞桿，通過活塞桿壓迫介質(zhì)傳力給另外的活塞桿，使該活塞桿伸長，并驅(qū)動相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪下降。通過活塞桿的伸長和壓縮，確保與活塞桿相連的至少2只轉(zhuǎn)輪同時支撐（或輔助支撐）在臺階的平面或側(cè)面上——為提高減震效能和運行穩(wěn)定性，最好使3只轉(zhuǎn)輪都同時支撐在臺階平面或側(cè)面上。在活塞桿和介質(zhì)的傳力作用下，轉(zhuǎn)輪一旦受到來自臺階的反作用力作用，就會通過與該轉(zhuǎn)輪相連的活塞桿壓縮介質(zhì)、推動其它活塞桿伸長，并驅(qū)動其轉(zhuǎn)輪下降、緊貼或支撐在臺階平面或側(cè)面上，實現(xiàn)拉桿箱在臺階上行走（如圖5所示）。

根據(jù)能量守恒原理，所述拉桿箱在行走過程中，拉桿的牽引力（或推行力）與傳導(dǎo)器介質(zhì)壓力、箱體重力、摩擦阻力始終保持能量守恒，只要牽引（或推行）的行走動能、箱體的重力勢能整合后所形成的介質(zhì)傳力作用大于摩擦所帶來的制動能，就可實現(xiàn)拉桿箱在臺階上行走。拉桿箱行走的效能不僅要受到拉桿牽引力的影響，而且與摩擦所致的能量耗損直接相關(guān)，所述轉(zhuǎn)輪、活塞桿和介質(zhì)等部件的材料質(zhì)地、制作工藝也會制約能量利用的效率。

所述可在臺階上行走的拉桿箱的主要工作機(jī)理是能量轉(zhuǎn)換。其能量轉(zhuǎn)換方式是：箱體重力勢能和拉桿行走動能轉(zhuǎn)換為介質(zhì)壓力勢能，介質(zhì)壓力勢能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)輪支力勢能，轉(zhuǎn)輪支力勢能又轉(zhuǎn)換成介質(zhì)壓力勢能。所述拉桿牽引力（或推力）的行走動能與箱體的重力勢能在拉桿箱的行走過程中進(jìn)行能量整合，通過傳導(dǎo)器介質(zhì)和相應(yīng)活塞桿的傳導(dǎo)作用，使相應(yīng)轉(zhuǎn)輪形成的壓力動能，所述轉(zhuǎn)輪壓力動能經(jīng)過臺階面的反作用形成相應(yīng)轉(zhuǎn)輪的支力動能，并導(dǎo)致其他轉(zhuǎn)輪形成相應(yīng)的壓力動能和支力動能，依此循環(huán)，可實現(xiàn)拉桿箱在臺階上行走時持續(xù)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。

所述可在臺階上行走的拉桿箱的主要工作方式是轉(zhuǎn)輪聯(lián)動。所述轉(zhuǎn)輪聯(lián)動是通過傳導(dǎo)器內(nèi)介質(zhì)、活塞桿傳給相應(yīng)轉(zhuǎn)輪的壓力和由相應(yīng)臺階面的反作用所形成的支力完成，其受力結(jié)構(gòu)的動態(tài)平衡使后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪與前轉(zhuǎn)輪此起彼伏、反向聯(lián)動，滿足拉桿箱在臺階上行走的減震需要。

所述拉桿箱轉(zhuǎn)輪的聯(lián)動性及其對臺階高低的適應(yīng)度取決于三個基本條件：一是單階臺階的高度。根據(jù)建筑設(shè)計的慣例，使用最普遍的24寸拉桿箱可按照大約12cm的單階臺階高度來設(shè)計；二是摩擦所致能量耗損。選材及其加工、制造的工藝直接決定摩擦產(chǎn)生的能量耗損，需對轉(zhuǎn)輪、活塞桿及介質(zhì)有所講究；三是開口管的伸縮范圍（長度）。根據(jù)目前使用最多的24寸拉桿箱的常見尺寸規(guī)格，開口管的伸縮長度以9-11cm為宜。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比：它結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，制造和使用較為方便；轉(zhuǎn)輪反向聯(lián)動、同步性高，減震性能強(qiáng)；適應(yīng)臺階等凹凸路況，行走更省力，運行效果好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明在臺階上行走的狀態(tài)示意圖，

圖2是圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3是本發(fā)明轉(zhuǎn)輪組的主視結(jié)構(gòu)放大示意圖，

圖4是圖3的B向結(jié)構(gòu)示意圖，

圖5是上樓時轉(zhuǎn)輪三種運行狀態(tài)示意圖。

在圖中，1.箱體 2.箱蓋 3.箱體鎖鏈 4.拉桿 5.臺階 6.介質(zhì) 7.傳導(dǎo)管 8.介質(zhì)入口 9.活塞桿 10.支架 11.轉(zhuǎn)軸 12.后轉(zhuǎn)輪 13.中轉(zhuǎn)輪 14.前轉(zhuǎn)輪 15.支撐板 16.開口管 17.聯(lián)動鎖扣板 18.單階角線。

具體實施方式

在圖中，所述可在臺階上行走的拉桿箱包括對稱設(shè)置在拉桿箱后部兩側(cè)的2個轉(zhuǎn)輪組和傳導(dǎo)器，拉桿箱由箱體1、箱蓋2、箱體鎖鏈3和拉桿4組成。每個轉(zhuǎn)輪組包括由傳導(dǎo)管7和與傳導(dǎo)管間隔相連通的三只開口管16形成的傳導(dǎo)器，即傳導(dǎo)器由一根傳導(dǎo)管7和分別與傳導(dǎo)管相連的后、中、前三中開口管16整體制成，轉(zhuǎn)輪組由前轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和后轉(zhuǎn)輪及相關(guān)附件組成，傳導(dǎo)管內(nèi)裝有液體（或壓縮氣體）介質(zhì)6，傳導(dǎo)管與支撐板15固定相連，支撐板與箱體固定相連，兩個轉(zhuǎn)輪組工作互不干涉，所述開口管內(nèi)密封并配裝有活塞桿9，所述活塞桿通過支架10和轉(zhuǎn)軸11分別與并列相鄰設(shè)置的后轉(zhuǎn)輪12、中轉(zhuǎn)輪13和前轉(zhuǎn)輪14活動相連。根據(jù)建筑領(lǐng)域中臺階寬、高及其比例的設(shè)計慣例，參照目前使用最普遍的24寸拉桿箱的常見尺寸規(guī)格，所述后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪的直徑依次為8、7、6cm，所述后、中、前相鄰轉(zhuǎn)輪之間的間距為2-3毫米，所述后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪所對應(yīng)的開口管長度依次增加，以保障轉(zhuǎn)輪組結(jié)構(gòu)中正好有相應(yīng)轉(zhuǎn)輪全部縮進(jìn)的空間，其增幅以兩相鄰轉(zhuǎn)輪的直徑差為限，后轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪的外端距離大于臺階5的單階角線18長度（兩臺面角之間的距離），所述外端距離為后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪、前轉(zhuǎn)輪的直徑之和與后、中、前相鄰轉(zhuǎn)輪之間的間距之和的總和，所述后轉(zhuǎn)輪直徑大于臺階5（單階）高度的二分之一。后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪均用硬質(zhì)塑料制成，與后轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和前轉(zhuǎn)輪相對應(yīng)的活塞桿在開口管內(nèi)的收縮范圍分別為0-8cm、0-7cm、0-6cm，與后、中、前3個轉(zhuǎn)輪相應(yīng)的活塞桿在開口管內(nèi)的伸長范圍分別為0-9cm、0-10cm、0-11cm，在臺階上行走時其轉(zhuǎn)輪變化軸線始終與臺階的單階角線18成夾角。

所述傳導(dǎo)器呈m或相通的雙倒U字母形狀，用鋁合金、銅合金等金屬或金屬合金材料整體制成，傳導(dǎo)器上設(shè)置用來加裝液體（或壓縮氣體）的介質(zhì)入口8,介質(zhì)入口配裝有封口的柱塞。傳導(dǎo)器為耐壓容器，耐壓力大于0.5MPa。

所述箱體后側(cè)面也可對稱配裝兩只萬向輪和兩只定向輪，以方便在平整路面豎立推行拉桿箱。在平整路面上行走時，前轉(zhuǎn)輪、中轉(zhuǎn)輪和后轉(zhuǎn)輪可隱縮在箱體兩側(cè)內(nèi)，在下臺階時，反向推動拉桿箱，使后轉(zhuǎn)輪先著地滾動，利用中間輪、前轉(zhuǎn)輪與后轉(zhuǎn)輪之間的起伏聯(lián)動可實現(xiàn)拉桿箱的下樓行走。

本發(fā)明還可在開口管末端的箱體外側(cè)裝配聯(lián)動鎖扣板17，用手操作聯(lián)動鎖扣板保障拉桿箱在平整路面的行走過程中各轉(zhuǎn)輪恰好完整地露出箱體底面。