一種用于爬樓的車輪的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于爬樓的車輪，所述車輪安裝在輪架上，在車輪的側(cè)面安裝有輪爪，輪爪可轉(zhuǎn)動地內(nèi)收或外伸，當(dāng)其內(nèi)收，則處于車輪的徑向輪廓以內(nèi)，當(dāng)其外伸，則徑向伸出車輪的輪廓以外且被限位，成為動力車輪上下樓梯時的支點。所述車輪還可以設(shè)有彈性部件連接所述輪爪使其常態(tài)地彈性地外伸；或者輪架上安裝有撥桿，將所述輪爪向外撥動使之外伸。
【專利說明】一種用于爬樓的車輪

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請涉及一種車輪，尤其是一種既能用于上下樓梯的車輪。

【背景技術(shù)】
[0002]在生活中常常需要運送貨物或病殘人員上下樓梯，但目前并沒有一種理想的車輛能夠兼具平路行駛和靈活上下樓的功能。較為常見的是履帶式爬樓裝置。其特點是在上下臺階時，車子的重心總是沿著與臺階拐角連線相平行的直線運動，其重心波動小，運行平穩(wěn)，但履帶結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，更要求其長度要跨越兩個階梯，使車子變得笨重(參見圖1)。而且車輛正常行駛和轉(zhuǎn)換為履帶行駛的過程復(fù)雜，一般需用液壓裝置轉(zhuǎn)換承載系統(tǒng)，時間長。另外由于重力完全作用于樓梯尖角，對樓梯損害較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有車輪不便于爬樓的不足，本實用新型的目的在于利用電動車輛已有的動力，提供一種在人力適當(dāng)輔助下，適于爬樓的車輪，裝有該車輪的車輛正常行駛時與普通車輛相同或相似，且與普通車輛相比不增加額外動力裝置、基本不增加重量和體積，且從平路行駛到上下樓行駛轉(zhuǎn)換簡單。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:一種用于爬樓的車輪，其安裝在輪架上，在車輪的側(cè)面安裝有輪爪，輪爪可轉(zhuǎn)動地內(nèi)收或外伸，當(dāng)其內(nèi)收，則處于車輪的徑向輪廓以內(nèi)，當(dāng)其外伸，則徑向伸出車輪的輪廓以外且被限位。所述車輪在車輛的動力裝置驅(qū)動下受控地轉(zhuǎn)動和制動，僅需人力提供適當(dāng)?shù)南蚯巴屏?，車輛即可實現(xiàn)方便地上下樓。
[0005]當(dāng)平路行駛，使輪爪內(nèi)收，因輪爪不接觸地面，不會影響車輛正常行駛。適當(dāng)設(shè)置輪爪外伸限位角度、輪爪轉(zhuǎn)軸位置等，還可實現(xiàn)即便輪爪處于外伸狀態(tài)接觸地面，仍然可被自然壓推到內(nèi)收位置，從而消除對平路行駛的影響。適當(dāng)設(shè)計車輪的直徑和輪爪的長度和轉(zhuǎn)軸的位置，則上樓時，使輪爪外伸，則當(dāng)車輪靠近臺階旋轉(zhuǎn)時，輪爪能夠搭扣在臺階上平面，從而制止車輪空轉(zhuǎn)，并使車輪及車體以輪爪前端為支點，隨車輪的轉(zhuǎn)動而上升；當(dāng)下樓時，使輪爪外伸，則一旦車輪下滑則輪爪可以扣住臺階平面，從而制止下滑，只要控制車輪的轉(zhuǎn)速盡量恒定，則可以達(dá)到平穩(wěn)下樓的目的。
[0006]作為一種簡化的實現(xiàn)，可以通過彈性部件使所有輪爪常態(tài)地彈性地外伸，從而在上下樓梯時發(fā)揮輪爪的作用。這種方式的缺點是平路行駛時輪爪不斷接觸地面造成一定的阻力和損耗。
[0007]作為一種改進，不使輪爪常態(tài)外伸，而在輪架上設(shè)置撥桿，使得當(dāng)輪爪隨車輪轉(zhuǎn)動到特定位置或位置區(qū)間時，所述撥桿將輪爪撥動外伸。例如可以將撥桿設(shè)置在車輪面臨臺階的一側(cè)，當(dāng)輪爪轉(zhuǎn)動到接近臺階表面高度時，被撥桿推動外伸，從而可以搭扣在臺階上平面。
[0008]作為上述改進的進一步優(yōu)化，可以設(shè)置彈性部件，如彈簧，使輪爪常態(tài)地內(nèi)收，從而盡量減少輪爪對車輪滾動的影響。
[0009]作為進一步的改進，所述撥桿可以是有彈性的，從而如果輪爪沒有搭扣到臺階上平面而受到臺階側(cè)面擠壓，則被推擠內(nèi)收。
[0010]作為進一步的改進，在輪爪的頭部設(shè)置小滾輪，則有利于減少輪爪接觸地面或樓梯側(cè)面過程中造成的阻力和磨損。
[0011]輪爪是通過軸銷安裝在車輪側(cè)面的，為了避免車輛高速運轉(zhuǎn)時離心力和沖擊造成輪爪外伸，所述軸銷應(yīng)當(dāng)穿過輪爪的質(zhì)心。
[0012]使用本實用新型的用于爬樓的車輪，車輛不需要增加額外的動力裝置即可具備爬樓能力，僅需在普通動力車輪上增加輪爪和相應(yīng)的撥片、彈簧等部件，因此增加的體積和成本也很小。爬樓和正常行駛狀態(tài)之間可以不做轉(zhuǎn)換或作簡單轉(zhuǎn)換。在正常平路行駛時可以與普通車輛相同。并且，本實用新型的輪式爬樓車輛可以爬越高于車輪半徑的臺階。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1:履帶式爬樓裝置。
[0014]圖2:實施例1 一種用于搬運車爬樓的車輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3:實施例1中輪爪伸出限位角度示意圖。
[0016]圖4:實施例2 —種用于電動自行車爬樓的車輪結(jié)構(gòu)不意圖。
[0017]圖中:1-輪架，2_車輪,3_輪爪,4_輪爪撥片,21-輪爪限位柱,22-輪爪轉(zhuǎn)軸，31-輪爪滾輪。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的用于爬樓的車輪做進一步說明。
[0019]實施例1:本實施例的用于爬樓的車輪安裝在兩輪搬運車上，所述搬運車有左右兩個獨立動力輪，車身可載物，車后部兩側(cè)有把手供人掌握車輛，主要用于運載物品上下樓梯。鑒于不常用于平路運行，因此采用了一種簡單的輪爪結(jié)構(gòu)。圖2為其動力輪結(jié)構(gòu)示意圖。車輪2安裝在輪架I上，輪爪3通過輪爪轉(zhuǎn)軸22安裝在車輪2的側(cè)面，另外有拉力彈簧連接每個輪爪，使得輪爪在自由狀態(tài)下常態(tài)地外伸。每個車輪2有4個輪爪對稱地安裝在一側(cè)。當(dāng)接近臺階時，輪爪3在轉(zhuǎn)動中搭扣到臺階的上平面，由于輪爪限位柱21的作用，輪爪等效成為車輪的突出支點，因而隨車輪的轉(zhuǎn)動，輪爪支撐車輪上升，從而達(dá)到爬樓的目的。當(dāng)輪爪接觸車輪所在地面時，將隨著車輪的轉(zhuǎn)動而受到擠壓，可以通過適當(dāng)?shù)妮喿D(zhuǎn)軸位置和角度限位的設(shè)計，使得當(dāng)輪爪接觸地面時自然內(nèi)收，從而不影響在平路上的運行。圖3顯示了本實施例中，輪爪伸出限位的設(shè)置，使得輪爪轉(zhuǎn)軸到輪爪前端連線與地面間的夾角Ang為小于90度，輪爪與地面接觸部位為較光滑的弧面，從而當(dāng)受到地面擠壓時，輪爪3自然向內(nèi)轉(zhuǎn)動，有利于減少輪爪磨損和運轉(zhuǎn)阻力。進一步，在輪爪前端設(shè)置了輪爪滾輪31，從而極大降低輪爪與地面間的摩擦。由于一般樓梯臺階高度為10-20厘米，本實施例的車輪2直徑約為20-50厘米，優(yōu)選的車輪2直徑為30厘米，輪爪長度約為10厘米。
[0020]搬運車的電機通過傳動機構(gòu)驅(qū)動所述車輪受控地轉(zhuǎn)動和制動,僅需人力提供適當(dāng)?shù)南蚯巴屏?，車輛即可實現(xiàn)方便地上下樓。
[0021]下樓時，車輛倒車行駛。當(dāng)車輪滾過臺階拐角后，下落加速，此時需要通過剎車穩(wěn)定主輪轉(zhuǎn)速使整車平穩(wěn)下移。隨著車輪前移，必有一個位置使得車輪與臺階的摩擦力不足以支持車重，因而車輪2開始滑落，滑落過程中輪爪3可自然搭扣在臺階上平面，從而支撐整車重量，避免繼續(xù)下滑，控制車輪的轉(zhuǎn)速，則整車隨車輪2的轉(zhuǎn)動而可控地下移。
[0022]實際運行中，應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)每個動力輪的動作，以確保上下樓的平穩(wěn)。如果適當(dāng)增加輪爪數(shù)量，如設(shè)置8個輪爪，則上下樓梯更加流暢。
[0023]本實施例可實現(xiàn)載物上下樓梯，且結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
[0024]實施例2:—種用于電動自行車爬樓的車輪。所述電動自行車可以折疊，后輪為輪轂電機，且折疊后后輪著地，車體呈站立姿態(tài)移動。圖4是本實施例的車輪結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，有四個輪爪3通過輪爪轉(zhuǎn)軸22安裝在車輪2的側(cè)面，有彈簧使每個輪爪3在自由狀態(tài)下常態(tài)地內(nèi)收，從而正常行駛時本實用新型的電動自行車與普通電動自行車相同。輪爪撥片4固定在輪架I上，在上下樓梯時，撥片4處于朝向樓梯的一側(cè)接近水平方向，其目的是使得當(dāng)輪爪3隨車輪轉(zhuǎn)動到接近樓梯上平面時，在撥片4的推動下將向外伸出，從而能夠搭扣到臺階上平面。輪爪撥片4的設(shè)計使得在一定范圍內(nèi)輪爪3得以被外推，同時撥片4是有彈性的，這樣當(dāng)輪爪受到強力擠壓時能夠內(nèi)收，防止因臺階垂直面擠壓輪爪而阻擋車輪前進或造成破壞。
[0025]作為改進，輪爪3的數(shù)量可以適當(dāng)增加，這樣上下樓的平順性更好，特別是上樓時可以減少車輪摩擦空轉(zhuǎn)角度。輪爪可以在車輪一側(cè)，也可以在車輪兩側(cè)分布。輪爪撥片4可以設(shè)計為可移位的，當(dāng)平路運行時將輪爪撥片4移開，從而完全避免對騎行的影響。
[0026]本實施例的有益效果是，電動自行車在上樓梯時可以由其本身的動力裝置提供完全的或輔助的動力，達(dá)到與搬運普通自行車上下樓完全不同的效果，使得攜帶電動自行車上樓保管、充電成為可能，甚至可能起到搬運物品的作用。并且本實施例在普通電動自行車的基礎(chǔ)上僅需增加少量結(jié)構(gòu)部件，成本極低，也不影響正常騎行。本實施例的實施對擴大電動自行車代步使用的范圍有促進作用，將很好地支持綠色出行。
[0027]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、改進等，均應(yīng)包括在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于爬樓的車輪，所述車輪(2)安裝在輪架(I)上，其特征在于，在車輪(2)的側(cè)面安裝有輪爪(3)，輪爪(3)可轉(zhuǎn)動地內(nèi)收或外伸，當(dāng)其內(nèi)收，則處于車輪(2)的徑向輪廓以內(nèi)，當(dāng)其外伸，則徑向伸出車輪(2 )的輪廓以外且被限位。
2.如權(quán)利要求1所述的用于爬樓的車輪，其特征在于，有彈性部件連接所述輪爪(3)使其常態(tài)地彈性地外伸。
3.如權(quán)利要求2所述的用于爬樓的車輪，其特征在于，輪爪(3)設(shè)置成受到地面擠壓時向內(nèi)轉(zhuǎn)動并收到車輪(2)徑向輪廓以內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于爬樓的車輪，其特征在于，在輪架(I)上還安裝有撥桿(4 )，它能夠?qū)⑺鲚喿?3 )向外撥動使之外伸。
5.如權(quán)利要求4所述的用于爬樓的車輪，其特征在于，有彈性部件連接所述輪爪(3)使其彈性地內(nèi)收。
6.如權(quán)利要求4或5所述的用于爬樓的車輪，其特征在于，所述撥桿(4)是彈性的。
7.如權(quán)利要求1-5任一項所述的用于爬樓的車輪，其特征在于，輪爪(3)的頭部設(shè)有小滾輪。
8.如權(quán)利要求1-5任一項所述的用于爬樓的車輪，其特征在于，所述輪爪(3)通過軸銷安裝在車輪(2)靠近邊緣的位置，所述軸銷穿過輪爪(3)的質(zhì)心。
9.如權(quán)利要求1-5任一項所述的用于爬樓的車輪，其特征在于，有兩個以上輪爪(3)。
10.如權(quán)利要求1-5任一項所述的用于爬樓的車輪，其特征在于，所述車輪(2)直徑為20-50厘米。
【文檔編號】B62B5/02GK204222536SQ201420701914
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】鮑煒 申請人:江蘇天繪智能科技有限公司