[發(fā)明專(zhuān)利]一種動(dòng)態(tài)復(fù)輪裝置及其上下臺(tái)階的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410541842.8
• 申請(qǐng)日: 2014-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104260768A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑煒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鮑煒
• 主分類(lèi)號(hào): B62B5/02
• 分類(lèi)號(hào): B62B5/02
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可用于車(chē)輛的上下臺(tái)階的裝置，尤其是一種可用于折疊電動(dòng)車(chē)、電動(dòng)輪椅、多輪自主行駛車(chē)輛等，使其增加上下樓功能的動(dòng)態(tài)復(fù)輪裝置。

背景技術(shù)

日常生活中攜帶手推車(chē)、輪椅、電動(dòng)車(chē)等在平路上行駛自如，但上下臺(tái)階卻需要人工搬運(yùn)，非常費(fèi)力，為了方便上述車(chē)子上下臺(tái)階，人們發(fā)明了各式各樣的爬樓裝置，較為典型的又復(fù)輪式和履帶式。

復(fù)輪式爬樓裝置的特點(diǎn)是由均勻分布在大圓周上的若干個(gè)小輪構(gòu)成，各個(gè)小輪既可以繞各自的軸線自轉(zhuǎn)，又可繞共轉(zhuǎn)軸(即經(jīng)過(guò)大圓圓心且垂直于大圓平面的軸線)公轉(zhuǎn)。在平地上，接觸地面的小輪自轉(zhuǎn)；上下臺(tái)階時(shí)各小輪一起公轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)爬樓梯的功能。較常見(jiàn)的是三個(gè)小輪組成的復(fù)輪式爬樓裝置(見(jiàn)圖1)。但復(fù)輪式爬樓裝置往往存在顛簸和沖擊嚴(yán)重、穩(wěn)定性差、不能適應(yīng)不同尺寸的臺(tái)階等缺陷。

履帶式爬樓裝置的特點(diǎn)是在上下臺(tái)階時(shí)，車(chē)子的重心總是沿著與臺(tái)階拐角連線相平行的直線運(yùn)動(dòng)，其重心波動(dòng)小，運(yùn)行平穩(wěn)，但履帶結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增大了車(chē)重，更要求其長(zhǎng)度要跨越兩個(gè)階梯，使車(chē)子變得笨重(參見(jiàn)圖2)。而且車(chē)輛正常行駛和轉(zhuǎn)換為履帶的過(guò)程復(fù)雜，一般需要液壓裝置轉(zhuǎn)換承載系統(tǒng)，時(shí)間長(zhǎng)。另外由于重力完全作用于樓梯尖角，對(duì)樓梯損害較大。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有爬樓裝置的不足，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全、方便地上下臺(tái)階，本發(fā)明的目的在于提供一種有動(dòng)力支持的輪式爬樓裝置，該裝置應(yīng)用于車(chē)輛，在不影響車(chē)輛平路行駛、不增加額外動(dòng)力、不增加過(guò)多重量體積的前提下，使車(chē)輛能夠上下樓梯。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種動(dòng)態(tài)復(fù)輪裝置，包括主輪、輪架、動(dòng)力裝置，主輪安裝在輪架上，動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)主輪受控地轉(zhuǎn)動(dòng)和制動(dòng)，還包括輔輪、輔輪架、離合裝置，輔輪安裝在輔輪架的前端，輔輪架的末端可活動(dòng)地連接于輪架，其能夠?qū)⑤o輪保持在主輪外側(cè)的不同位置，離合裝置動(dòng)態(tài)地連接輔輪架和主輪，用于可控地改變輔輪與主輪間的運(yùn)動(dòng)制約關(guān)系，當(dāng)離合裝置鎖合時(shí)，輔輪架等效地固定連接于主輪，使輔輪等效地成為主輪的一個(gè)突出部分，當(dāng)離合裝置分離時(shí)，輔輪架的運(yùn)動(dòng)不受主輪轉(zhuǎn)動(dòng)的影響。

所述離合裝置的目的是，當(dāng)其鎖合時(shí)，輔輪軸與主輪間至少在主輪的切向位置被固定，從而輔輪等效地成為主輪的的一個(gè)突出部分，特別是徑向突出部分，從而在上下臺(tái)階時(shí)可以成為有效的支點(diǎn)；當(dāng)其分離時(shí)，主輪的轉(zhuǎn)動(dòng)與輔輪的運(yùn)動(dòng)互不影響，從而可以根據(jù)需要移動(dòng)輔輪的位置。當(dāng)輔輪軸與主輪在主輪的切向相對(duì)固定，且輔輪支撐于臺(tái)階上平面時(shí)，就可以避免主輪與臺(tái)階間的滑動(dòng)空轉(zhuǎn)，輪架及裝置整體的上下臺(tái)階的動(dòng)力和速度就取決于主輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力和速度，從而得到有效的控制，這是本發(fā)明的基本構(gòu)思。

當(dāng)所述離合器鎖合時(shí)，主輪、輔輪兩者構(gòu)成了一個(gè)復(fù)輪結(jié)構(gòu)，而當(dāng)離合器分離時(shí)，兩輪沒(méi)有直接制約關(guān)系，在應(yīng)用中這兩種狀態(tài)是根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)出現(xiàn)的。

所述離合裝置可以采取多種不同的結(jié)構(gòu)方式，例如采用電磁離合器、摩擦鎖合結(jié)構(gòu)、鎖銷(xiāo)結(jié)構(gòu)等。

在車(chē)輛正常平路行駛時(shí)，本發(fā)明的動(dòng)態(tài)復(fù)輪裝置中的離合裝置處于分離狀態(tài)，主輪與輔輪架互不影響，車(chē)輛與普通車(chē)輛無(wú)異。

上臺(tái)階的過(guò)程是這樣的：當(dāng)主輪接近或碰觸臺(tái)階邊緣時(shí)，移動(dòng)輔輪到與臺(tái)階上平面接觸或接近的位置，鎖合離合裝置，使輔輪等效為主輪的一個(gè)突出部分隨主輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而繞主輪公轉(zhuǎn)。圖3-1為這一瞬間狀態(tài)的示意圖，圖中大圓表示主輪，大圓外側(cè)的小圓表示輔輪，實(shí)心小圓表示輔輪與主輪間的鎖合關(guān)系。圖3-2表示了隨著主輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，輔輪成為支點(diǎn)，支撐主輪和輪架整體上移，同時(shí)利用向前的外力或輔輪自身的自轉(zhuǎn)動(dòng)力使輔輪向前滾動(dòng)，以使主輪與臺(tái)階保持接觸。圖3-3顯示了當(dāng)主輪接近與臺(tái)階上表面等高時(shí)，離合裝置分離，使輔輪架上移恢復(fù)初始位置，此時(shí)因?yàn)橐呀?jīng)接近臺(tái)階上平面，所以主輪可以利用摩擦力繼續(xù)可靠地向前滾動(dòng)。重復(fù)上述步驟，即可爬升多級(jí)臺(tái)階。

當(dāng)下臺(tái)階時(shí)，使輔輪常態(tài)地處于主輪前進(jìn)方向的后方下部接觸或接近地面位置，并驅(qū)動(dòng)主輪速度受控地轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)。當(dāng)主輪轉(zhuǎn)過(guò)臺(tái)階拐角發(fā)生下行滑動(dòng)時(shí)，鎖合離合裝置，盡量保持主輪轉(zhuǎn)速，使輔輪有效地支撐重力負(fù)荷，遏制或減緩下滑，從而使所述裝置整體以輔輪為支點(diǎn)速度受控地下移；同時(shí)給輔輪提供向后外力或?qū)o輪施加阻尼，可防止輔輪前移滑落；通過(guò)對(duì)主輪適當(dāng)制動(dòng)可以防止下落過(guò)快。圖4-1表示了在離合裝置鎖合之前主輪滑落瞬間的狀態(tài)。圖4-2表示了在離合裝置鎖合后以輔輪為支點(diǎn)主輪受控地下移的過(guò)程。當(dāng)主輪接觸下級(jí)臺(tái)階的上表面時(shí)，使離合裝置釋放，輔輪架可以獨(dú)立活動(dòng)，輔輪恢復(fù)到上述初始位置。重復(fù)上述步驟可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)臺(tái)階的下行。