爬樓梯輪子、輪椅、拉桿箱、手推車和童車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及具有爬樓梯功能的人力機(jī)具，尤其是涉及一種爬樓梯輪子及采用該輪子而具有爬樓梯功能的輪椅、拉桿箱、手推車和童車。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國的老年人、殘疾人和病患者中有大量行動(dòng)不便者，這些人構(gòu)成了數(shù)量龐大的輪椅需求群體，巨大的需求促進(jìn)了我國輪椅產(chǎn)業(yè)近年較快發(fā)展，電動(dòng)輪椅及人力輪椅大量進(jìn)入千家萬戶，提高了生活品質(zhì)。然而，不論是電動(dòng)輪椅還是人力輪椅都遇到上樓梯的難題，而現(xiàn)今國內(nèi)大多數(shù)人仍居住在沒有電梯的多層樓房?jī)?nèi)，上下樓靠樓梯，在一定程度上制約了輪椅的推廣。為此，相關(guān)廠家投入大量人力物力研發(fā)具有爬樓梯功能的輪椅，目前有多款具有爬樓梯功能的電動(dòng)輪椅面世，但價(jià)格昂貴；而具有爬樓梯功能的人力輪椅開發(fā)卻很不理想，方案不少，但較成功的只有星輪結(jié)構(gòu)的爬樓梯輪椅，不過此類輪椅存在很大缺陷，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)、沖擊大，而且費(fèi)力，所以使用極少，無法推廣。與此相同的是拉桿箱、手推車和童車也日益普及到我們的生活中，出門旅游、購物、裝卸貨物和照顧幼童都離不開這些產(chǎn)品，但都存在不能上下樓梯的缺陷，為使用者帶來極大的不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種爬樓梯輪子，使采用該輪子的輪椅、拉桿箱、手推車和童車具有優(yōu)異的爬樓梯功能，并且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、沖擊小且省力。
[0004]為了描述方便，在下述說明中對(duì)三維空間中樓梯梯步的立面和水平面，可用二維平面視圖中的樓梯梯步的垂直線和水平線來描述，換句話說這兩種表述是等價(jià)的；同樣三維空間中樓梯梯步的立面和水平面的陽角交線，和二維平面視圖中樓梯梯步的垂直線和水平線的交點(diǎn)的表述等價(jià)，并稱此交點(diǎn)為梯步的交點(diǎn)；三維空間中輪盤和輪滑環(huán)的各圓面與二維平面視圖中輪盤和輪滑環(huán)的各圓的兩種表述等價(jià)。對(duì)輪盤和輪滑環(huán)而言，其投影是在使用狀態(tài)下的投影，投影面都是以箱體或車體(架)的側(cè)面所在平面為投影面。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的爬樓梯輪子包括輪盤，輪滑環(huán)；爬樓梯輪子上的諸圓為同心圓；輪盤為圓盤；輪滑環(huán)是由兩個(gè)對(duì)稱的圓環(huán)形側(cè)板，一個(gè)圓環(huán)形滑塊組成的剛體；圓環(huán)形側(cè)板投影為內(nèi)外兩個(gè)同心圓；輪滑環(huán)的投影與圓環(huán)形側(cè)板的投影相同；圓環(huán)形滑塊也為兩個(gè)同心圓，其外圓的直徑與圓環(huán)形側(cè)板的外圓直徑相等，其內(nèi)圓的直徑比輪盤的直徑略大，這樣使圓環(huán)形滑塊的內(nèi)圓面與輪盤的圓面相接觸的弧段長(zhǎng)度較短，從而降低摩擦，并且輪盤的半徑大于圓環(huán)形側(cè)板的內(nèi)圓半徑，確保輪滑環(huán)套在輪盤上，使輪滑環(huán)的圓環(huán)形側(cè)板受到輪盤約束，起到導(dǎo)向的作用；圓環(huán)形滑塊的厚度略大于輪盤對(duì)應(yīng)處的厚度；圓環(huán)形滑塊固連在兩個(gè)圓環(huán)形側(cè)板之間，構(gòu)成輪滑環(huán)剛體，輪滑環(huán)的任一徑向截面為“U”形，而“U”形的底邊為圓環(huán)形滑塊，兩個(gè)側(cè)邊為兩個(gè)圓環(huán)形側(cè)板，形成一個(gè)環(huán)形槽；輪滑環(huán)套在輪盤之上，部分輪盤位于環(huán)形槽內(nèi)，圓環(huán)形滑塊的內(nèi)圓與輪盤圓相適配，輪滑環(huán)上兩個(gè)圓環(huán)形側(cè)板的內(nèi)側(cè)與輪盤的兩面相適配。輪滑環(huán)與輪盤能相對(duì)作順、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，換言之，輪滑環(huán)相對(duì)輪盤所作的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，就是輪盤相對(duì)輪滑環(huán)的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，反之亦然。
[0006]作為本實(shí)用新型的爬樓梯輪子的一種改進(jìn)，爬樓梯輪子的輪滑環(huán)是由兩個(gè)對(duì)稱的圓環(huán)形側(cè)板，至少三個(gè)滑輪組成的剛體，保持圓的最低要求；滑輪的寬度略大于輪盤對(duì)應(yīng)處的厚度；每個(gè)滑輪均勻地固連在兩個(gè)圓環(huán)形側(cè)板靠其外圓之間，構(gòu)成輪滑環(huán)剛體；所有滑輪的外公切圓的直徑與輪盤的直徑相等，并且輪盤的半徑大于圓環(huán)形側(cè)板的內(nèi)圓半徑，而所有滑輪的內(nèi)公切圓的直徑小于或等于圓環(huán)形側(cè)板的外圓直徑，不影響輪滑環(huán)的外邊緣為圓的形狀；輪滑環(huán)套在輪盤之上，滑輪與輪盤圓面相接觸，輪滑環(huán)上兩個(gè)圓環(huán)形側(cè)板的內(nèi)側(cè)與輪盤的兩面相適配；輪滑環(huán)與輪盤能相對(duì)作順、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。采用滑輪進(jìn)一步減小摩擦。
[0007]作為本實(shí)用新型的爬樓梯輪子的另一種改進(jìn)，爬樓梯輪子的輪盤的圓面與輪滑環(huán)的圓環(huán)形滑塊的內(nèi)圓面之間均勻裝有多個(gè)圓柱滾珠和滾珠保持架；所有圓柱滾珠的外公切圓直徑與輪盤直徑相等，并且輪盤的半徑大于圓環(huán)形側(cè)板的內(nèi)圓半徑，而所有圓柱滾珠的內(nèi)公切圓的直徑與圓環(huán)形滑塊內(nèi)圓直徑相等；輪滑環(huán)套在輪盤之上，圓柱滾珠的外公切圓與輪盤圓相適配，圓柱滾珠與輪盤圓面相接觸，圓柱滾珠的內(nèi)公切圓與圓環(huán)形滑塊的內(nèi)圓相適配，圓柱滾珠與圓環(huán)形滑塊的內(nèi)圓面相接觸；輪滑環(huán)上兩個(gè)圓環(huán)形側(cè)板的內(nèi)側(cè)與輪盤的兩面相適配；輪滑環(huán)與輪盤能相對(duì)作順、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這是將上述兩結(jié)構(gòu)方案相結(jié)合，利用圓柱滾珠提高承載能力。
[0008]本實(shí)用新型的爬樓梯輪椅，包括輪椅架，車輪，剎車裝置，及座靠等部分；輪椅架包括兩個(gè)相互平行的側(cè)面架，每個(gè)側(cè)面架的前后各安裝有一個(gè)車輪，后車輪與側(cè)面架平行，座靠用柔性的織物繃在輪椅架上形成；爬樓梯輪椅的后車輪采用了上述三項(xiàng)中的任一項(xiàng)爬樓梯輪子，將爬樓梯輪子的輪盤固連在側(cè)面架的后部，輪盤固定不動(dòng)；爬樓梯輪子的輪滑環(huán)的圓心高度高于擬攀爬最高梯步的高度。在爬樓梯輪子與樓梯相接觸時(shí)，輪滑環(huán)與樓梯梯步的交點(diǎn)接觸位置低于輪滑環(huán)的圓心，輪滑環(huán)不會(huì)在梯步的立面上滾動(dòng)，而只能以該交點(diǎn)為支撐，并且輪滑環(huán)與梯步交點(diǎn)的接觸位置在上下樓梯的過程中保持不變，固定在爬樓梯輪椅上的輪盤繞輪滑環(huán)的圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)整體又繞梯步交點(diǎn)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)合成的結(jié)果是斜向上或斜向下運(yùn)動(dòng)，從而完成上下樓梯。由于輪滑環(huán)上支撐輪盤的接觸點(diǎn)到梯步的交點(diǎn)距離，和傳統(tǒng)的輪椅輪子的輪軸到梯步的交點(diǎn)距離相比要小很多，因而在爬樓梯時(shí)阻力矩也要小很多，所以采用爬樓梯輪子的爬樓梯輪椅上下樓梯很省力。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程相當(dāng)于是沿斜面滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平衡，無沖擊。
[0009]作為本實(shí)用新型的爬樓梯輪椅的一種改進(jìn)，爬樓梯輪椅的爬樓梯輪子的輪盤通過軸孔活動(dòng)安裝在側(cè)面架后部的輪軸上，輪盤能繞輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)；在輪盤的軸孔旁邊與側(cè)面架之間設(shè)置有一離合器，通過離合器的離合使輪盤能轉(zhuǎn)動(dòng)或被約束而固定不動(dòng)。在爬樓梯時(shí)將離合器合上，使輪盤被約束而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)相當(dāng)于輪盤固定在車架的情況完全一樣，具有爬樓梯的功能；而將離合器離開，則輪盤能繞輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這可用在直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，使爬樓梯輪子在直線運(yùn)動(dòng)中繞輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輪盤的磨損均勻，從而多了一種選擇。
[0010]本實(shí)用新型的爬樓梯手推車，包括手推車本體，兩個(gè)車輪；手推車本體由車架和支架組成，而車架主要由兩根相互平行的主桿，一根拉桿組成；爬樓梯手推車的車輪采用上述三項(xiàng)中的任一項(xiàng)爬樓梯輪子，將爬樓梯輪子的輪盤固連在車架的主桿的支座上，輪盤固定不動(dòng)；爬樓梯輪子的輪滑環(huán)的圓心高度高于擬攀爬最高梯步的高度。爬樓梯手推車主要有購物車和搬運(yùn)裝卸車，同理，都具有優(yōu)異的爬樓梯功能。
[0011]本實(shí)用新型的爬樓梯拉桿書包，包括車架，滾輪，拉桿；車架下部是書包支撐座；爬樓梯拉桿書包的滾輪采用了上述三項(xiàng)中的任一項(xiàng)爬樓梯輪子，將爬樓梯輪子的輪盤固連在車架的書包支撐座的側(cè)面上，輪盤固定不動(dòng)；爬樓梯輪子的輪滑環(huán)的圓心高度高于擬攀爬最尚梯步的尚度。
[0012]本實(shí)用新型的爬樓梯拉桿箱，包括箱體，滾輪，拉桿；箱體有兩個(gè)相互平行的側(cè)面，一個(gè)背面和一個(gè)與之平行的正面，一個(gè)底面和一個(gè)與之平行的頂面；爬樓梯拉桿箱的滾輪采用了上述三項(xiàng)中的任一項(xiàng)爬樓梯輪子，將爬樓梯輪子的輪盤固連在箱體的側(cè)面上，輪盤固定不動(dòng)；爬樓梯輪子的輪滑環(huán)的圓心高度高于擬攀爬最高梯步的高度。
[0013]本實(shí)用新型的爬樓梯童車，包括童車車架，車輪，剎車裝置，及座靠和頂蓬等部分；前后各有兩個(gè)車輪，童車車架包括兩個(gè)相互平行的側(cè)面架，每個(gè)側(cè)面架的前后各安裝有一個(gè)車輪，后車輪與側(cè)面架平行，座靠和頂蓬用柔性的織物固定在童車車架上形成；爬樓梯童車的后車輪采用了上述三項(xiàng)中的任一項(xiàng)爬樓梯輪子，將爬樓梯輪子的輪盤固連在側(cè)面架的后部支座上，輪盤固定不動(dòng)；爬樓梯輪子的輪滑環(huán)的圓心高度高于擬攀爬最高梯步的高度。
[0014]本實(shí)用新型的爬樓梯輪子由輪盤上套輪滑環(huán)構(gòu)成，輪滑環(huán)與輪盤能相對(duì)作順、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。將該爬樓梯輪子設(shè)置在輪椅、手推車、拉桿書包、拉桿箱及童車上，使這些機(jī)具具有爬樓梯功能。上下樓梯時(shí)，爬樓梯輪子上的輪滑環(huán)與梯步的水平面和立面的相交線接觸，固定在機(jī)具上的輪盤將在輪滑環(huán)上繞其圓心