[發明專利]一種可收縮模塊化爬樓車輪

在審

• 申請號: 201910903422.2
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110525117A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 黃綿煌;鄭丁科;劉靜儀;何劍飛;呂佳秋;張珣嘉
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B60B1/02
• 分類號: B60B1/02;B60B9/00;B60B19/00
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 馮炳輝<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉公開了一種可收縮模塊化爬樓車輪，包括輪輻、輪輻桿、彈簧、模塊輪和限位夾，所述輪輻桿有多個沿輪輻的周向均布在輪輻的外周面上，且每根輪輻桿處于輪輻的徑向，并分別套裝有彈簧，所述彈簧的一端固定在輪輻上，其另一端固接有模塊輪，所述模塊輪通過其盲孔嵌插在輪輻桿上，所述模塊輪以輪輻的中心為圓心，圍繞著輪輻呈圓形陣列排布，且兩兩相鄰的模塊輪之間預留有間隙，所述模塊輪靠近彈簧的端部的兩側面上分別形成有對稱的弧形槽，所述限位夾的兩臂端部向內彎曲，形成有對稱的卡位，能卡入到車輪轉動過程中始終處于低位的若干個模塊輪的弧形槽中。本發明具有結構緊湊、平衡性好、穩定性高、成本低等優點。

技術領域

本發明涉及樓梯運輸機械的技術領域，尤其是指一種可收縮模塊化爬樓車輪。

背景技術

樓梯是人造環境中最常見的障礙，也是最難跨越的障礙之一。現有技術中關于爬樓梯裝置最早的專利是1892年美國Bray發明的爬樓梯輪椅。此后，世界各國紛紛投入此項研究，其中，美國、德國、日本和英國的技術比較成熟。目前能夠實現爬樓梯功能的有履帶式爬樓梯裝置和星形裝置。英國開發的履帶式輪椅可爬樓梯的最大坡度為35°，法國利用類似坦克履帶的原理生產出爬樓梯輪椅。雖然履帶式車輪能夠較為平穩地實現爬樓梯功能，但是其對樓梯產生巨大壓力，容易損壞樓梯和車輪本身，且亦需要更大的動力才能實現爬樓梯的功能，而大動力的提供必然需要大而笨重的發動機，使得履帶式車輪靈活性很低。而星形裝置在平地行駛時，各小輪繞各自軸線自轉，爬樓梯時，各小輪一起繞中心軸公轉，在無障礙環境下具有稍好的行動性能。但是星形裝置在上下樓梯時，該裝置重心起伏較大，穩定性較低，使乘坐者感到不適，且運行不順暢，容易卡在樓梯沿上，若是旋轉樓梯，則無法控制方向，同時星形裝置也需要很大的動力來實現爬樓梯的功能，從而使星形裝置的應用靈活性很低，這些問題均限制了其在日常生活中的廣泛運用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可收縮模塊化爬樓車輪，具有結構緊湊、平衡性好、穩定性高、成本低等優點，應用廣泛，能夠在不損壞樓梯和車輪本身的前提下實現爬樓功能。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種可收縮模塊化爬樓車輪，包括輪輻、輪輻桿、彈簧、模塊輪和限位夾，所述輪輻桿有多個沿輪輻的周向均布在輪輻的外周面上，且每根輪輻桿處于輪輻的徑向，并分別套裝有彈簧，所述彈簧的一端固定在輪輻上，其另一端固接有模塊輪，所述模塊輪朝向彈簧的一端面上形成有與輪輻桿大小相匹配的盲孔，所述模塊輪通過其盲孔嵌插在輪輻桿上，能夠沿輪輻桿移動，并能夠在彈簧的作用下復位，所述模塊輪以輪輻的中心為圓心，圍繞著輪輻呈圓形陣列排布，一起構成車輪的輪胎主體，且兩兩相鄰的模塊輪之間預留有間隙，確保模塊輪在沿輪輻桿移動的過程中不會被卡住，所述模塊輪靠近彈簧的端部的兩側面上分別形成有對稱的弧形槽，圓形陣列的多個模塊輪的弧形槽一起構成環形軌道槽，匹配于限位夾的卡位，所述限位夾為類U形結構，并固定連接到車體上，該限位夾的兩臂端部向內彎曲，形成有對稱的卡位，能卡入到車輪轉動過程中始終處于低位的若干個模塊輪的弧形槽中，保證在車輪轉動的同時限制處于低位的模塊輪沿輪輻桿徑向移動，所述限位夾兩臂之間的間距與車輪的厚度相匹配，能剛好橫跨在車輪上；在爬樓時，與高位臺階相接觸的若干個高位的模塊輪分別沿各自的輪輻桿移動，使輪胎主體變形與高位臺階鑲嵌，并最終在外力作用下完成省力爬樓。

進一步，所述模塊輪為扇形結構，且任意兩個相鄰的模塊輪相向的端面形成互相匹配的波浪形結構。

進一步，所述模塊輪的兩個端面的兩側分別形成有避空位，用于防止模塊輪沿輪輻桿徑向移動過程中與相鄰的模塊輪卡住。

本發明與現有技術相比，具有如下優點與有益效果：

1、本發明結構緊湊、靈活性高，通過輪軸分離的設計，利用處于低位的模塊輪保持轉動但不會沿輪輻桿移動，而與高位臺階接觸的模塊輪沿輪輻桿移動，并與高位臺階鑲嵌，再通過外部作用力使得車輪上階，就像人的一只腳踩著臺階爬樓梯一般，進而完成爬樓梯的功能。