專利名稱：具有升降器裝置的車輪系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及一種具有升降器裝置的車輪系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
車輪系統(tǒng)，例如腳輪系統(tǒng)，可以被安裝在物體或設(shè)備上以便于移動。腳輪系統(tǒng)可具 有固定的排列，從而在單一的方向上滾動，或者它們可安裝在樞軸上，使得車輪自動地旋轉(zhuǎn) 從而使其自身與運動的方向?qū)R。為了 便于移動而通常裝備車輪系統(tǒng)的物體的示例包括醫(yī) 療設(shè)備、輪椅、手推運貨車以及小推車。一個結(jié)合了此類車輪系統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備的非限制性的 示例包括麻醉機、便攜式掃描儀或者成像裝置、病患監(jiān)護裝置、病床等。傳統(tǒng)的車輪系統(tǒng)具有的一個問題是它們不適合越過垂直的障礙物，例如門檻或者 臺階。此問題在裝備車輪系統(tǒng)以便于醫(yī)院環(huán)境中醫(yī)療設(shè)備的移動時顯得更加突出。裝備車 輪系統(tǒng)來使沉重的醫(yī)療設(shè)備(600+lbs)越過醫(yī)院內(nèi)的門檻或者其他通常垂直設(shè)置的障礙 物是并不罕見的。舉個例子，國際電工委員會(IEC)60601-1 2005中的條款9. 4. 2.4. 3要 求醫(yī)療設(shè)備以0. 4米/秒的速度越過20mm高的障礙物(門檻)。

發(fā)明內(nèi)容
以上提及的缺點、不利之處和問題在此處被解決，其將通過閱讀和理解以下的說 明而得到了解。在一個實施例中，車輪系統(tǒng)包括框架，可旋轉(zhuǎn)地安裝在框架上的車輪，以及升降 器。升降器限定第一端和第二端。升降器的第一端可樞轉(zhuǎn)地安裝在框架上，而升降器的第 二端限定接觸表面。該升降器的接觸表面適于與垂直設(shè)置的障礙物形成初始接觸，且隨后 升降器配置成圍繞第一端樞轉(zhuǎn)，使得車輪被抬升并越過垂直的障礙物。在另一個實施例中，車輪系統(tǒng)包括框架，可旋轉(zhuǎn)地安裝在框架上的一對車輪，以及 至少部分地位于一對車輪之間的升降器。升降器限定第一端和第二端。升降器的第一端可 樞轉(zhuǎn)地安裝在框架上，而升降器的第二端限定接觸表面。車輪系統(tǒng)還包括彈簧，該彈簧配置 成使升降器偏置至完全縮回位置上，在此位置該對車輪可以以最小干涉而操作。升降器的 接觸表面適于與垂直設(shè)置的障礙物形成初始接觸。然后升降器被配置成圍繞第一端樞轉(zhuǎn)并 且遠離完全縮回位置，使得該對車輪被抬升并且以最小化越過垂直障礙物所需的作用力的 方式而越過垂直的障礙物。從本發(fā)明的附圖和詳細描述，本發(fā)明的各種其他特征、目的和優(yōu)點對于本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員將是顯而易見的。


圖1是根據(jù)一個實施例的車輪系統(tǒng)的等距視圖；圖2是根據(jù)一個實施例的圖1的車輪系統(tǒng)的一些部件的等距部分分解視圖；圖3是根據(jù)一個實施例的圖1的車輪系統(tǒng)的等距部分分解視圖4是根據(jù)一個實施例的圖1的車輪系統(tǒng)的側(cè)面示意圖；圖5是根據(jù)一個實施例的圖1的車輪系統(tǒng)的側(cè)面示意圖；圖6是根據(jù)一個實施例的圖1的車輪系統(tǒng)的側(cè)面示意圖；圖7是根據(jù)一個實施例的車輪系統(tǒng)的等距示意圖；以及圖8 是根據(jù)一個實施例的系統(tǒng)的等距示意圖。零部件列表圖 110車輪系統(tǒng)12第一車輪14第二車輪16升降器18安裝板20旋轉(zhuǎn)柱22 框架26 (升降器16的)第一端2S(升降器I6的)第二端30升降器臂32升降器臂34升降器槽口36 孔 口38 孔口42 軸44軸螺母60框架突起部圖 2I6升降器18安裝板20旋轉(zhuǎn)柱22 框架24螺旋彈簧26 (升降器16的)第一端2S(升降器I6的)第二端30升降器臂36 孔 口40彈簧突片42 軸44軸螺母46 (軸似的)第一端48 (軸似的)第二端
50 (軸42的)帶螺紋部分52 (旋轉(zhuǎn)柱20的)第一端54 (旋轉(zhuǎn)柱20的)第二端56 孔 口60框架突起部62彈簧柱64 臂66 孔 口68 孔 口70 (彈簧M的)第一端72 (彈簧24的)第二端圖 3 12第一車輪14第二車輪I6升降器18安裝板20旋轉(zhuǎn)柱22 框架24螺旋彈簧64 臂68 孔 口74 軸76 (軸 74 的)第一端78 (軸 74 的)第二端圖 410車輪組件16升降器26(升降器I6的)第一端28 (升降器16的)第二端42 軸74 軸80平整表面82 臺階84平整表面86 箭頭90 (升降器16的)接觸表面Rl 半徑R2 半徑圖 5
10車輪組件I6升降器26(升降器I6的)第一端2S(升降器I6的)第二端42 軸74 軸80平整表面82 臺階84平整表面86 箭頭90 (升降器16的)接觸表面Rl 半徑R2 半徑圖 610車輪組件16升降器26 (升降器16的)第一端28 (升降器16的)第二端80平整表面82 臺階84平整表面86 箭頭90 (升降器16的)接觸表面圖 7100車輪組件102升降器104升降器106 車輪108旋轉(zhuǎn)柱110 框架112升降器軸114車輪軸圖 8120 系統(tǒng)122車輪系統(tǒng)124升降器126 裝置128升降器軸具體實施方式
在以下詳細描述中，參考了作為描述的一部分的附圖，在附圖中顯示了可被實施 的說明性具體實施例。這些實施例被以足夠的細節(jié)進行了描述，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠 實施這些實施例，并且可以理解的是，可利用其他的實施例，并且可在不背離實施例的范圍 的情況下做出邏輯的、機械的、電子的和其他改變。因此，以下的詳細描述不應(yīng)視為對本發(fā) 明的范圍的限制。參考圖1，根據(jù)一個實施例示出了車輪系統(tǒng)10。車輪系統(tǒng)10適于便于物體或設(shè)備 移動的情況，例如輪椅、手推運貨車、小推車、便攜式醫(yī)療設(shè)備等。出于解釋的目的，車輪系 統(tǒng)10將根據(jù)一個實施例而進行描述，其中為了便于醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)院環(huán)境中的移動，車輪系 統(tǒng)10適于連接到便攜式醫(yī)療設(shè)備上，例如麻醉機、病患監(jiān)護裝置以及成像裝置等。如將會 詳細描述的，車輪系統(tǒng)10允許與其連接的醫(yī)療設(shè)備沿著大致上平整的表面(例如，走廊) 被滾動，并且被抬升且隨后越過障礙物，例如垂直的門檻或者臺階。描繪了車輪系統(tǒng)10并 且其在下文將被描述為腳輪系統(tǒng)，其包括至少部分地設(shè)置在兩個單獨的車輪之間的升降 器。然而應(yīng)該理解的是，車輪系統(tǒng)10可以包括備選的系統(tǒng)(例如，獨輪系統(tǒng))和構(gòu)造，并且 車輪系統(tǒng)10可裝備成與種類繁多的裝置共同使用，包括但不限于便攜式醫(yī)療設(shè)備。車輪系統(tǒng)10包括第一車輪12和第二車輪14。車輪系統(tǒng)10還包括升降器16，其 在軸向上度量時至少部分地設(shè)置在第一車輪12和第二車輪14之間。車輪系統(tǒng)10還包括 安裝板18、旋轉(zhuǎn)桿20、框架22以及螺旋彈簧24(如圖2中所示)。升降器16可包括大致上C形的部件，其限定第一終端26和第二終端28。升降器 16的第一端26包括一對隔開的升降器臂30、32，這對升降器臂30、32在其間限定升降器槽 口 34。臂30、32分別限定彼此對齊的孔口 36、38。升降器16的第二端28限定接觸表面90。 升降器16還包括彈簧突片40(圖2中所示)、軸42以及軸螺母44。如圖2中最佳所見，軸 42限定具有增大直徑的頭部部分的第一端46，大致相對的第二端48以及從第二端46延伸 的帶螺紋部分50。參考圖2，根據(jù)實施例的等距分解視圖示出了其中一些車輪系統(tǒng)10部件。安裝板 18便于使車輪系統(tǒng)10和設(shè)備(例如，便攜式醫(yī)療設(shè)備)相連接。旋轉(zhuǎn)桿20是大體上圓柱 形的。旋轉(zhuǎn)桿20限定牢固地緊固到安裝板18上的第一終端52，以及大致上相對的第二終 端54?？蚣?2限定適于容納旋轉(zhuǎn)桿20的大致上圓柱形的框架孔口 56。框架22安裝到 旋轉(zhuǎn)桿20上，使得旋轉(zhuǎn)桿20的第二端54插入并且穿過框架孔口 56。以如上描述的方式安 裝框架22允許框架22相對于旋轉(zhuǎn)桿20旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動。框架22包括框架突出部60、彈簧柱 60以及臂64?？蚣芡怀霾?0和臂64分別限定軸孔口 66和68。根據(jù)一個實施例，升降器16的第一端26安裝到框架突起部60上，從而使得升降 器16可相對于框架22而旋轉(zhuǎn)。備選地，升降器16可以可旋轉(zhuǎn)地安裝在具有傳統(tǒng)車輪系統(tǒng) 的設(shè)備上(例如，便攜式醫(yī)療設(shè)備)。前述的可旋轉(zhuǎn)的連接方式將會根據(jù)所描繪的實施例在 下文中進行說明，但是應(yīng)該理解的是可設(shè)想備選的可旋轉(zhuǎn)連接。升降器臂30、32(如圖1中 所示)在初始時與框架突起部60對齊，并且分別接合框架突起部60的相對端，使得框架突 起部60設(shè)置在升降器的槽口 34內(nèi)。軸42的第二端48然后插入并且穿過孔口 36、孔口 66 和孔口 38。軸螺母44然后緊固到軸42的帶螺紋部分50上。以此方式，升降器16可相對于框架22而圍繞軸42旋轉(zhuǎn)。螺旋彈簧24限定第一端70和大致相對的第二端72。第一端70緊固到框架22的 彈簧柱62上，而第二端72緊固到升降器16的彈簧突片40上。當以所述方式進行連接時， 螺旋彈簧24可以配置成施加將彈簧柱62推向彈簧突片40的作用力，并且因而使升降器16 偏置至其完全縮回的位置，在此位置上，升降器16在順時針方向上樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)到可允許的 最大程度。參考圖3，等距分解視圖示了根據(jù)一個實施例的車輪系統(tǒng)10。更準確地說，示出了 在組裝狀態(tài)下安裝在一起的升降器16、安裝板18、旋轉(zhuǎn)柱20、框架22和螺旋彈簧24。車輪 12、14以及軸74從車輪系統(tǒng)10部件的其余部分分解地示出。軸74限定第一端76和大致相對的第二端78。軸74穿過臂64的軸孔口 68。第一 車輪12然后緊固到軸74的第一端76上，而第二車輪14緊固到軸74的第二端78上。為 了便于附接的設(shè)備(例如，便攜式醫(yī)療設(shè)備)沿大致直線的運輸，以先前描述的方式配置車 輪系統(tǒng)10允許車輪12、14相對于框架22而圍繞軸74旋轉(zhuǎn)。在運輸附接設(shè)備(例如，便攜 式醫(yī)療設(shè)備)時，框架22以先前描述的方式相對于旋轉(zhuǎn)柱20的旋轉(zhuǎn)允許使用者更輕易地 改變方向。

圖3中升降器16被描繪成通過螺旋彈簧24而被偏置至其完全縮回位置上。應(yīng)該 理解的是，在其完全縮回的位置上，升降器16被旋轉(zhuǎn)到允許車輪12、14在平整表面上自由 操作沒有干涉的位置。如下文中將會詳細描述的，升降器16可以轉(zhuǎn)出其完全縮回的位置， 從而有助于越過臺階或者門檻而運輸附接設(shè)備(例如，便攜式醫(yī)療設(shè)備)。在描述了車輪系統(tǒng)10的部件之后，現(xiàn)在將對其運行進行詳細描述。參考圖4-6， 車輪系統(tǒng)10被順序地描述為按照箭頭82指示的方向沿著第一平整表面80行進，越過臺階 82，然后按照箭頭86指示的方向沿著第二平整表面84行進。在圖4中，車輪組件10被描繪成沿著平整表面80行進時車輪組件10正好與臺階 82形成接觸?？梢钥吹?，臺階82首先與升降器16的接觸表面90接合。接觸表面90根據(jù) 一個實施例描繪成具有弓形或者放射狀輪廓，然而可設(shè)想其他構(gòu)型。接觸表面90可限定在 升降器16的底部并且位于或者靠近第二端28。參考圖5，在升降器16的接觸表面90接合臺階82之后，車輪系統(tǒng)10的動量(以 及任何附接設(shè)備的動量)起作用以使升降器16相對于框架22而圍繞軸42沿逆時針方向 轉(zhuǎn)動或樞轉(zhuǎn)。升降器16的此逆時針旋轉(zhuǎn)抬升車輪12、14，并且大致同時地使車輪12、14沿箭頭 86的方向行進。通過以所述的方式使車輪12、14抬升并行進，車輪12、14可以以比傳統(tǒng)的 車輪系統(tǒng)所需的作用力更小的作用力越過臺階90。當越過臺階82時，升降器16類似于具 有半徑rl的車輪而運行，該半徑rl遠遠超過車輪12、14的半徑r2。本領(lǐng)域技術(shù)人員所共 知的是，較大半徑的車輪系統(tǒng)可以更輕易地越過臺階或者其他垂直設(shè)置的障礙物。當越過 垂直設(shè)置的表面時，升降器16允許車輪系統(tǒng)10享有較大半徑的車輪的好處，同時保留其他 條件下較小半徑的車輪的優(yōu)點。參考圖6，在車輪12、14已經(jīng)越過臺階82后，復(fù)位彈簧24(圖3中所示)使升降器 16恢復(fù)到其完全縮回的位置。當升降器16被縮回時，車輪12、14可以在平整表面84上自 由操作而沒有干涉。
按先前所描述方式的升降器16的操作減少了推動車輪系統(tǒng)10越過臺階或者門檻所需的作用力，并因此更加方便了必須推動沉重的設(shè)備越過此類障礙物的用戶?；诨?物理原理，此作用力上的減少對于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該是很容易理解的，并且已經(jīng)通 過試驗支持。一種具有升降器機構(gòu)和一種不具有升降器機構(gòu)(類似于升降器16)的車輪系 統(tǒng)的原型都被連接到1551b的設(shè)備上然后推過20mm的垂直臺階。裝備負荷計來測量拉動 設(shè)備越過臺階所需的作用力。該試驗顯示在沒有升降器機構(gòu)的情況下，需要1141b的作用 力來拉動設(shè)備越過臺階，同時在有升降器機構(gòu)的情況下，需要461b的作用力來拉動設(shè)備越 過臺階。升降器16的操作還減少了車輪系統(tǒng)10及任何附接設(shè)備越過臺階或者門檻時翻轉(zhuǎn) 的可能性。如先前陳述的，當越過臺階時，升降器表現(xiàn)為大得多的車輪系統(tǒng)。眾所周知的是， 較小的車輪更容易被臺階阻礙或者阻止，使得任何額外施加的作用力(特別是當施加在附 接設(shè)備的頂部附近時)會引起設(shè)備翻轉(zhuǎn)。參考圖7，根據(jù)一個實施例示出了車輪系統(tǒng)100。車輪系統(tǒng)100適于以類似于參照 車輪系統(tǒng)10先前描述的方式而便于物體或者設(shè)備的移動。車輪系統(tǒng)100包括第一升降器 102和第二升降器104。該車輪系統(tǒng)100還包括單獨的車輪106，當沿軸向方向度量時其至 少部分地設(shè)置于第一升降器102和第二升降器104之間。車輪系統(tǒng)100還包括旋轉(zhuǎn)桿108 以及框架110。升降器102和104通過升降器軸112而樞轉(zhuǎn)地安裝在框架100上，而車輪 106通過車輪軸114而樞轉(zhuǎn)地安裝在框架110上。升降器102和104構(gòu)造成接合垂直設(shè)置 的障礙物，且然后圍繞軸112樞轉(zhuǎn)，使得以類似于關(guān)于車輪系統(tǒng)10先前描述的方式使車輪 106被抬升并且越過障礙物。參考圖8，根據(jù)一個實施例示出了系統(tǒng)120。系統(tǒng)120包括一個或多個車輪系統(tǒng) 122以及一個或多個升降器124。車輪系統(tǒng)122附接到設(shè)備上并且適于便利設(shè)備126的運 輸。設(shè)備126可包括便攜式醫(yī)療設(shè)備，然而也可設(shè)想其他的設(shè)備。升降器124通過升降器 軸128而樞轉(zhuǎn)地安裝在設(shè)備126上。升降器124構(gòu)造成接合垂直設(shè)置的障礙物，并且隨后 圍繞軸128樞轉(zhuǎn)，使得以類似于關(guān)于車輪系統(tǒng)10先前描述的方式使車輪系統(tǒng)122被抬升并 且越過障礙物。本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還可以使本領(lǐng)域的技術(shù) 人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及實施任何相結(jié)合的方法。本發(fā) 明可授權(quán)的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他示例。如果此類 示例具有與權(quán)利要求的字面語言無異的結(jié)構(gòu)元件或者包括與權(quán)利要求的字面語言沒有實 質(zhì)區(qū)別的等同的結(jié)構(gòu)元件，則此類示例意在處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車輪系統(tǒng)，包括框架(22)；車輪(12，14)，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述框架0 上；以及升降器(16)，其限定第一端06)和第二端( )，所述第一端06)可樞轉(zhuǎn)地安裝在所 述框架0 上，所述第二端08限定接觸表面(90)；其中所述升降器(16)的所述接觸表面(90)適于與垂直設(shè)置的障礙物形成初始接觸， 且隨后所述升降器(16)被配置成圍繞所述第一端06)樞轉(zhuǎn)，使得所述車輪(12，14)被抬 升并且移動越過垂直障礙物。
2.如權(quán)利要求1所述的車輪系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述框架02)限定適于容納旋轉(zhuǎn) 桿(20)的框架孔口(56)。
3.如權(quán)利要求1所述的車輪系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述車輪系統(tǒng)(10)還包括緊固地 安裝到所述旋轉(zhuǎn)桿OO)上的安裝板(18)。
4.如權(quán)利要求1所述的車輪系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述車輪(12，14)包括一對車輪 (12，14)，并且其中所述升降器(16)在沿軸向方向度量時至少部分地設(shè)置于所述一對車輪 (12，14)之間。
5.如權(quán)利要求1所述的車輪系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述車輪系統(tǒng)(10)還包括彈簧 (M)，所述彈簧04)構(gòu)造成使所述升降器(16)偏置至完全縮回位置上，在此位置上所述車 輪(12，，14)能夠以最小干涉操作。
6.如權(quán)利要求1所述的車輪系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述框架02)包括彈簧柱(62)， 所述彈簧柱(62)適于接納所述彈簧04)的第一端(M)，并且其中所述升降器(16)包括彈 簧突片(40)，所述彈簧突片00)適于接納所述彈簧04)的第二端(72)。
7.如權(quán)利要求1所述的車輪系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述升降器(16)的所述接觸表面 (90)限定放射狀輪廓。
8.一種車輪系統(tǒng)(10)，包括框架(22)；一對車輪(12，14)，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述框架0 上；升降器(16)，其至少部分地設(shè)置于所述一對車輪(12，14)之間，所述升降器(16)限定 第一端06)和第二端( )，所述第一端06)可樞轉(zhuǎn)地安裝在所述框架0 上，所述第二 端(28)限定接觸表面(90)；以及彈簧(M)，其構(gòu)造成將所述升降器(16)偏置至完全縮回位置上，在此位置上所述一對 車輪(12，14)能夠以最小干涉操作，其中所述升降器(16)的所述接觸表面(90)適于與垂直設(shè)置的障礙物形成初始接觸， 且隨后所述升降器(16)構(gòu)造成圍繞所述第一端06)樞轉(zhuǎn)并且遠離所述完全縮回位置，使 得所述一對車輪(12，14)以最小化越過垂直障礙物所需的作用力的方式被抬升并且越過 所述垂直障礙物。
9.如權(quán)利要求8所述的車輪系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述框架02)限定適于容納旋轉(zhuǎn) 桿(20)的框架孔口(56)。
10.如權(quán)利要求8所述的車輪系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述車輪系統(tǒng)(10)包括緊固地 安裝到所述旋轉(zhuǎn)桿OO)上的安裝板(18)。
11.如權(quán)利要求1所述的車輪系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述框架02)包括彈簧柱(62)， 所述彈簧柱(62)適于接納所述彈簧04)的第一端(M)，并且其中所述升降器(16)包括彈 簧突片(40)，所述彈簧突片00)適于接納所述彈簧04)的第二端(72)。
12.如權(quán)利要求1所述的車輪系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述升降器(16)的所述接觸表 面(90)限定放射狀輪廓。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有升降器裝置的車輪系統(tǒng)，具體而言，涉及一種車輪系統(tǒng)(10)，其包括框架(22)；旋轉(zhuǎn)地安裝在框架(22)上的車輪(12，14)；以及升降器(16)。升降器(16)限定第一端(26)和第二端(28)。升降器(16)的第一端(26)可樞轉(zhuǎn)地安裝在框架(22)上，而升降器(16)的第二端(28)限定接觸表面(90)。升降器(16)的接觸表面(90)適于與垂直設(shè)置的障礙物形成初始接觸，且隨后升降器(16)構(gòu)造成圍繞第一端(26)樞轉(zhuǎn)，使得車輪(12，14)被抬升并越過垂直障礙物。
文檔編號B60B33/04GK102126400SQ20101062503
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者T·P·薩利文 申請人:通用電氣公司