拉杆箱的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有爬楼梯功能的拉杆箱，设置有爬楼梯装置，该装置主要由爬楼梯踏板组成，爬楼梯踏板呈扇形，小端有一轴孔，转动轴穿过该轴孔将爬楼梯踏板活动连接在箱体的侧面上，爬楼梯踏板能绕转动轴转动且转动平面与侧面平行，每个侧面上至少有一个爬楼梯踏板，两个侧面上的爬楼梯踏板对称。上下楼梯时，爬楼梯踏板与梯步的水平面和立面的相交线接触，踏板以接触位置为支撑点转动，并且箱体的支撑体在邻近踏板与踏板之间，踏板与滚轮之间转移，使拉杆箱不断上升或下降完成爬楼梯工作，从而使其具有爬楼梯功能。本发明拉杆箱具有优异的爬楼梯功能，运动平稳，冲击小，结构简单，使用方便等特点。
【专利说明】
拉杆箱[0001]
技术领域
本发明涉及一种拉杆箱，尤其是涉及一种爬楼梯拉杆箱。【背景技术】
[0002]拉杆箱日益深入地溶入人们的日常生活，已成为旅行、出差不可或缺的物品，为人们出行带来了方便。然而，拉杆箱有时也给人们带来尴尬甚至麻烦，遇到小梯坎还能轻松提上坎，一旦遇到多级楼梯提拉杆箱就真成了麻烦之事，装物轻者尚能应付，否则要受点劳累之苦。况且在今日快速建设下大多数建筑仍然靠楼梯上下，此种情况在未来会有所改善，但始终会有很多建筑采用楼梯上下，为此要进一步提高拉杆箱带来的方便，使其具有爬楼梯功能成为需要解决的课题。到目前为止，人们借用购物车普遍采用的上下楼梯方式，在拉杆箱上也用三角星轮作为上下楼梯的工具，但是三角星轮的此种用途存在很大的缺陷，运动不平稳、冲击大，而且还易刮蹭拉杆箱箱体，加之对拉杆箱的外形尺寸影响很大，在登机等情况下受限，所以使用极少，无法推广；该课题的研究不少，但仍无良策，市面上一直没有一款具有爬楼梯功能的拉杆箱。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术中的不足，本发明的目的是提供一种运动平稳、冲击小且结构简单实用具有爬楼梯功能的拉杆箱。
[0004]为了描述方便，在下述说明中对三维空间中楼梯梯步的立面和水平面，可用二维平面视图中的楼梯梯步的垂直线和水平线来描述，换句话说这两种表述是等价的；同样三维空间中楼梯梯步的立面和水平面的阳角交线，和二维平面视图中楼梯梯步的垂直线和水平线的交点的表述等价，并称此交点为梯步的交点；三维空间中爬楼梯踏板扇形的弧形面与二维平面视图中爬楼梯踏板扇形的弧形线两种表述等价。对爬楼梯踏板和滚轮而言，其投影未指投影面的都是以侧面3所在平面为投影面。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明拉杆箱，包括箱体，滚轮，拉杆；箱体有两个相互平行的侧面，一个背面和一个与之平行的正面，一个底面和一个与之平行的顶面，箱体由箱和箱盖组成，箱和箱盖在一个侧面有部分相连，其余部分由拉链开合；拉杆箱设置有爬楼梯装置，该装置主要由爬楼梯踏板组成，所述爬楼梯踏板呈扇形，小端有一轴孔，转动轴穿过该轴孔将爬楼梯踏板活动连接在箱体的侧面上，爬楼梯踏板能绕转动轴转动且转动平面与侧面平行，每个侧面上至少有一个爬楼梯踏板，两个侧面上的爬楼梯踏板对称。
[0006]拉杆箱的爬楼梯装置由两个侧面各只有一个爬楼梯踏板组成；该爬楼梯踏板的转动轴的安装位置高于滚轮的轮轴安装位置，拉杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，爬楼梯踏板的弧形线端点的高度高于拟攀爬最高梯步的高度，爬楼梯踏板与梯步的接触点，与邻近的滚轮与梯步的接触点在水平方向的投影距离小于梯步的深度，爬楼梯踏板位于邻近滚轮的外侧，其转动平面与邻近的滚轮的转动平面平行，并且其扇形弧形线的一部分在箱体背面的外侧，爬楼梯踏板的扇形弧形线上的最低点高于邻近滚轮轮缘的最低点，爬楼梯踏板的投影与邻近的滚轮的投影有部分重叠，其重叠区域在靠背面交点处的滚轮缘和踏板弧形线的外侧无实体。
[0007]拉杆箱的爬楼梯装置由两个侧面各有两个或两个以上爬楼梯踏板组成；最下边一个爬楼梯踏板I的转动轴的安装位置高于滚轮的轮轴安装位置，拉杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，最上边一个爬楼梯踏板II的弧形线端点的高度高于拟攀爬最高梯步的高度，相邻两个爬楼梯踏板不共面且平行，最下边爬楼梯踏板I位于邻近滚轮的外侧，其转动平面与邻近的滚轮的转动平面平行，相邻两个爬楼梯踏板的转动轴之间的距离大于爬楼梯踏板的半径加一个转动轴的半径，爬楼梯踏板转动相互不干涉，每个爬楼梯踏板的弧形线均有一部分在箱体背面的外侧，相邻两个爬楼梯踏板的投影有部分重叠，重叠区域中两弧形线的交点在箱体背面的外侧，最下边的爬楼梯踏板I的投影与邻近的滚轮的投影有一部分重叠，重叠区域靠背面交点处的滚轮轮缘和踏板弧形线的外侧无实体，最下边的爬楼梯踏板I的扇形弧形线上的最低点高于邻近滚轮轮缘的最低点。
[0008]作为本发明的一种改进，本发明拉杆箱，其爬楼梯踏板扇形的圆心角小于180度， 扇形的一边装有配重，在自由状态下，扇形的另一边上扬。在减小了爬楼梯踏板的面积的同时，通过设置配重使爬楼梯踏板的工作形态不变。[〇〇〇9] 作为爬楼梯装置由两个侧面各只有一个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱的一种改进；拉杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，爬楼梯踏板的转动轴中心的高度及爬楼梯踏板的弧形线的上端点的高度高于拟攀爬最高梯步的高度，部分爬楼梯踏板的弧形线且弧形线的上端点位于背面平面的外侧。从而使爬楼梯踏板的弧形线直接与梯步的交点接触，爬楼梯踏板绕此交点转动，不会在立面上滚动，因而几乎没有冲击，同时箱体不与楼梯接触，有效避免了对箱体的刮蹭。
[0010]爬楼梯踏板的投影与邻近的滚轮的投影有部分重叠，其重叠区域靠背面的滚轮轮缘和踏板弧形线之间的交点高度低于滚轮轮轴中心的高度。既避免冲击，又保护滚轮轮轴。
[0011]作为爬楼梯装置由两个侧面各有两个或两个以上爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱的一种改进；上边的爬楼梯踏板的扇形半径大于相邻下边的爬楼梯踏板的扇形半径，上边的爬楼梯踏板位于相邻下边的爬楼梯踏板的外侧；拉杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，相邻两个爬楼梯踏板的转动轴之间的距离大于下边的爬楼梯踏板的扇形半径加上边的爬楼梯踏板的转动轴半径，这满足了相互不干涉的条件，相邻两个爬楼梯踏板的投影有部分重叠，其重叠区靠背面两弧形线的交点高度低于下边一个爬楼梯踏板的转动轴中心的高度；从而使箱体的转动支撑体从一个爬楼梯踏板转移到另一个爬楼梯踏板更平顺，并只转动不滚动，因而几乎没有冲击。最下边一个爬楼梯踏板I的投影与滚轮的投影有部分重叠，其重叠区域中的滚轮轮缘和踏板弧形线之间靠背面的交点的高度低于滚轮轮轴中心的高度，这样避免冲击，并保护滚轮轮轴。
[0012]作为本发明拉杆箱的爬楼梯装置的一种收藏方式，不使用时，将爬楼梯踏板旋转至弧形向上，整个爬楼梯踏板位于所述侧面区域内，并用销固定。提高了实用性和方便性。
[0013]作为本发明拉杆箱的爬楼梯装置收藏方式的一种改进，用螺栓替代爬楼梯踏板的转动轴，螺栓头部有一便于手握的柄，使用时，用螺栓快速将爬楼梯踏板连接在箱体的侧面上，不使用时，快速将螺栓卸下，取下爬楼梯踏板一并放入设于背面或正面的袋中。利用这种结构可快速固取爬楼梯踏板，同时不影响现有拉杆箱的外形结构，方便并实用。
[0014]作为爬楼梯装置由两个侧面各有两个或两个以上爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱的一种改进；用两个矩形的连接板将每一个侧面上的数个爬楼梯踏板夹在中央连接为一个整体，并保持相邻爬楼梯踏板之间的相对关系，形成爬楼梯踏板阵列，各个爬楼梯踏板的投影之间的重叠区域的交点均在连接板的外边，最上边和最下边的爬楼梯踏板转动轴处均通过轴套与连接板相连接，连接板在轴套对应位置有同轴通孔，箱体的侧面靠背面一边有两个螺孔，两孔的距离与爬楼梯踏板阵列上的两个通孔距离相等，将爬楼梯踏板阵列连接到侧面上，拉杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，相邻两个爬楼梯踏板的投影重叠区域的弧形线交点均在背面所在平面的外侧，最下边一个爬楼梯踏板的投影与滚轮的投影有部分重叠，重叠区域中靠背面的交点在箱体外；使用时，用螺栓快速将爬楼梯踏板阵列连接到侧面上，不使用时，快速卸下螺栓，取下爬楼梯踏板阵列一并放入设于背面或正面的袋中。本改进将多个爬楼梯踏板集成为一个整体，更便于快速固取爬楼梯装置。
[0015]作为对本发明拉杆箱的爬楼梯装置的改进，爬楼梯踏板由爬楼梯滚轮替代，爬楼梯滚轮为圆形轮。采用同半径圆形的爬楼梯滚轮替代扇形的爬楼梯踏板，使其无爬楼梯踏板的复位问题。这种改进为爬楼梯装置的结构提供了另一种选择。
[0016]本发明拉杆箱采用扇形的爬楼梯踏板作为爬楼梯装置，结构非常简单。上下楼梯时，爬楼梯踏板与梯步的水平面和立面的相交线接触，踏板以接触位置为支撑点转动，并且箱体的支撑体在邻近踏板与踏板之间，踏板与滚轮之间转移，使拉杆箱不断上升或下降完成爬楼梯工作，从而使其具有爬楼梯功能，解决了拉杆箱因滚轮直径相对梯步高度较小而不能爬楼梯的问题。由于本发明拉杆箱的邻近踏板与踏板之间，踏板与滚轮之间均有部分重叠，保证了支撑体转移的平稳，极大地减小或避免了冲击。由于爬楼梯踏板有部分在背面的外面，所以在爬楼梯过程中背面始终不与楼梯接触，避免了刮蹭拉杆箱箱体；而不使用时有不同的爬楼梯装置收藏方式，非常方便而实用。
[0017]因而本发明拉杆箱具有优异的爬楼梯功能，运动平稳，冲击小，结构简单，使用方便等特点。【附图说明】
[0018]下面结合附图和本发明的实施方式作进一步详细说明:图1为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱的二维和三维结构示意图。
[0019]图2为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱上楼梯示意图之一。
[0020]图3为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱上楼梯示意图之二。
[0021]图4为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱下楼梯示意图之一。
[0022]图5为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱下楼梯示意图之二。
[0023]图6为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱的爬楼梯踏板收藏示意及爬楼梯踏板快速固取(收藏)三维示意图。
[0024]图7为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成且爬楼梯踏板的转动轴中心低于梯步高度的本发明拉杆箱上楼梯示意图之一。
[0025]图8为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成且爬楼梯踏板的转动轴中心低于梯步高度的本发明拉杆箱上楼梯示意图之二。
[0026]图9为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成且爬楼梯踏板的转动轴中心低于梯步高度的本发明拉杆箱下楼梯示意图之一。
[0027]图10为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成且爬楼梯踏板的转动轴中心低于梯步高度的本发明拉杆箱下楼梯示意图之二。
[0028]图11为爬楼梯装置由两个侧面3各有2个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱结构示意图。
[0029]图12为爬楼梯装置由两个侧面3各有2个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱上楼梯示意图之一。
[0030]图13为爬楼梯装置由两个侧面3各有2个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱上楼梯示意图之二。
[0031]图14为爬楼梯装置由两个侧面3各有2个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱下楼梯示意图之一。
[0032]图15为爬楼梯装置由两个侧面3各有2个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱下楼梯示意图之二。
[0033]图16为两个侧面3各有2个爬楼梯踏板且不滚转动的本发明拉杆箱上楼梯示意图之一。
[0034]图17为两个侧面3各有2个爬楼梯踏板且不滚动的本发明拉杆箱上楼梯示意图之二。
[0035]图18为两个侧面3各有2个爬楼梯踏板且不滚动的本发明拉杆箱下楼梯示意图之一。
[0036]图19为两个侧面3各有2个爬楼梯踏板且不滚动的本发明拉杆箱下楼梯示意图之二。
[0037]图20为爬楼梯踏板阵列结构示意及爬楼梯装置由两个侧面3各有一个爬楼梯踏板阵列组成的本发明拉杆箱示意图。
[0038]图21为爬楼梯装置由爬楼梯滚轮组成的本发明拉杆箱示意图。
[0039]图22为滚轮是万向轮的本发明拉杆箱示意图。【具体实施方式】
[0040]本发明拉杆箱包括箱体，滚轮1，拉杆4 ;箱体有两个相互平行的侧面3, 一个背面2 和一个与之平行的正面，一个底面和一个与之平行的顶面，箱体由箱和箱盖组成，箱和箱盖在一个侧面3有部分相连，其余由拉链5开合。一般拉杆箱的滚轮有两个，也有四个，本发明优选只有两个靠背面2的平面型滚轮1 ;本发明拉杆箱设置有爬楼梯装置，该装置主要由爬楼梯踏板组成，爬楼梯踏板呈扇形，小端有一轴孔，转动轴穿过该轴孔将爬楼梯踏板活动连接在箱体的侧面3上，爬楼梯踏板能绕转动轴转动且转动平面与侧面3平行，每个侧面3 上至少有一个爬楼梯踏板，两个侧面3上的爬楼梯踏板对称。下面分别就每个侧面3上只有一个爬楼梯踏板和有两个及以上爬楼梯踏板的两种结构形式列举实施例。
[0041]一、爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成的拉杆箱的实施方式如下。
[0042]从图1所示为爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱的结构(图示爬楼梯踏板20偏心上扬状态有点夸张，仅示意而已，余同)。爬楼梯踏板 20为扇形，其半径大小受拟爬楼梯梯步高度和深度的影响，半径太小使其弧形线端点高度低于梯步高度则不能实现爬楼梯功能，太大又使爬楼梯踏板20与梯步的接触点，和爬楼梯踏板20的投影与邻近的滚轮1的投影的交点在水平方向的距离大于梯步的深度，从而出现上楼时爬楼梯踏板20不能回复到原来的状态，因而无法继续再爬楼梯，同时还要兼顾爬楼梯踏板20的投影与滚轮1的投影要有部分重叠，所以爬楼梯踏板20的扇形半径既要使其弧形线端点的高度要大于梯步高度，又要使爬楼梯踏板20与梯步的接触点，与邻近的滚轮 1与梯步的水平线接触点在水平方向的投影距离小于梯步的深度(显然满足爬楼梯踏板20 与梯步的接触点，和爬楼梯踏板20的投影与邻近的滚轮1的投影的交点在水平方向的距离小于梯步的深度)。当然爬楼梯踏板20与梯步的接触点，和爬楼梯踏板20的投影与邻近的滚轮1的投影的交点在水平方向的距离，与拉杆箱在上下楼时与水平面的夹角有关，夹角越大则其投影距离越小，一般这个角度在60— 70度左右。本发明优选爬楼梯踏板20扇形的圆心角小于180度，并在爬楼梯踏板20扇形的一边配置比重较大的配重26,使爬楼梯踏板20的几何中心与其重心不重合，重心偏向配重一侧；爬楼梯踏板20可以有多种结构，本发明优选其结构为平面，厚度与滚轮1相同，在小端设一与滚轮1的轮轴直径相同的轴孔， 其材料可以是铝合金，也可以是轻质高强度的其他材料，本发明优选与滚轮1相同的工程塑料。
[0043]本发明优选的爬楼梯踏板20在侧面3的安装位置是，在拉杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，本发明以拉杆箱与水平面呈65度左右的自由状态为例，转动轴21的中心高度及爬楼梯踏板20的弧形线上端点的高度高于拟爬梯步的高度，且爬楼梯踏板20与梯步的接触点，与邻近的滚轮1与梯步的接触点在水平方向的投影距离小于梯步的深度； 部分爬楼梯踏板20的弧形线且弧形线的上端点位于背面2平面的外侧；同时爬楼梯踏板 20的投影与滚轮1的投影中，爬楼梯踏板20的下边有部分与邻近的滚轮1 一部分重叠，重叠区域在靠背面2交点处的滚轮轮缘和踏板弧形线的外侧无实体，也就是说此交点在箱体的外侧，并且优选其重叠区域靠背面2的滚轮轮缘和踏板弧形线之间的交点低于滚轮1轮轴中心的高度；爬楼梯踏板20的扇形弧形线的最低点高于滚轮1轮缘的最低点。在箱体的箱侧面3上的相应位置处设置有转动轴21的安装孔，该孔设于箱体内的结构上，此结构可以选用轻金属如铝合金或质轻而强度高的工程塑料制作，转动轴21与爬楼梯踏板20小端上的轴孔相适配，为间隙配合，并将爬楼梯踏板20用转动轴21安装在拉杆箱的侧面3上， 轴孔与转动轴21构成滑动轴承，爬楼梯踏板20能绕转动轴21转动，且转动平面位于滚轮1 平面的外侧并与侧面3平行，自由状态下爬楼梯踏板20在自重的作用下一边上扬，使爬楼梯踏板20的弧形线上端点的高度大于梯步的高度，本发明拉杆箱的两个平行的侧面3上的各有一个爬楼梯踏板20且完全对称。
[0044]图2、图3显示上楼梯6的过程，拉杆箱的拉杆在前而滚轮1在后。当本发明拉杆箱的爬楼梯装置刚好与楼梯梯步相接触，爬楼梯踏板20的转动轴21中心及弧形线上端点在此梯步高度之上，该梯步的交点与上端点下边弧形线的一点相接触，此时拉杆箱箱体的支撑体是滚轮1，而整个拉杆箱的支撑为前一个楼梯梯步的水平面；此后在拖动牵引力的作用下，拉杆箱箱体的支撑体变为爬楼梯踏板20,而整个拉杆箱的支撑为正在被攀爬的该楼梯梯步的交点，该点就是整个拉杆箱的支撑点，与其接触的爬楼梯踏板20弧形线上的对应点是被支撑点，在外力的作用下爬楼梯踏板20将绕支撑点作顺时针转动，爬楼梯踏板20 的小端随之转动而上行，从而拉杆箱箱体也上行，在此过程中，被支撑点在爬楼梯踏板20 上的相对位置不变；当爬楼梯踏板20绕支撑点转动使拉杆箱箱体上行至爬楼梯踏板20弧形线上的被支撑点，与爬楼梯踏板20弧形线投影和滚轮1的投影交点重合的临界时，即被支撑点转动到爬楼梯踏板20弧形线的投影与滚轮1的轮缘投影交点位置时，再稍加继续拉杆箱箱体的支撑体由爬楼梯踏板20变为滚轮1，此时，爬楼梯踏板20只受重力的作用，并在重力的作用下爬楼梯踏板20逆时针转动，直到恢复自由状态，实现爬楼梯踏板20的自动复位，与此同时被支撑点也由爬楼梯踏板20上与梯步支撑点的对应点转移至滚轮1上与梯步支撑点的对应点，在外力的作用下滚轮1将绕支撑点作顺时针转动，滚轮1的轮轴随之转动而上行，从而拉杆箱箱体也上行，直到滚轮1刚好与该梯步的水平线相切，拉杆箱爬上该楼梯梯步，至此完成一个梯步的爬升，，如此反复完成整个爬楼梯工作。
[0045]图4、图5为本发明拉杆箱下楼过程的示意，在此过程中，拉杆箱的滚轮1在前而拉杆在后。在推动拉杆箱下楼的开始状态，滚轮1的过轮轴的垂直平面刚好与楼梯梯步的立面重合，拉杆箱的支撑点为该梯步的交点，而滚轮1上与之对应的点为被支撑点，在推力和重力的作用下滚轮1绕支撑点逆时针转动，滚轮1的轮轴转动而下降，使拉杆箱箱体下行， 在此过程中，被支撑点在滚轮1上的相对位置不变；滚轮1绕支撑点转动使拉杆箱箱体下行至滚轮1上的被支撑点，与滚轮1的投影和爬楼梯踏板20弧形投影交点的位置重合时，处于拉杆箱箱体的支撑体转移的临界；再给予外力作用，拉杆箱箱体的支撑体由滚轮1变为爬楼梯踏板20，同时被支撑点也由滚轮1上与梯步支撑点的对应点转移至爬楼梯踏板20 上与梯步支撑点的对应点，在外力的作用下爬楼梯踏板20将绕支撑点作逆时针转动，爬楼梯踏板20的转动轴21随之转动而下行，从而拉杆箱箱体也下行，在此过程中，被支撑点在爬楼梯踏板20上的相对位置不变，直到滚轮1下降到与下一个梯步的平面接触，支撑体再次转移为滚轮1，再稍微运动爬楼梯踏板20在重力的作用下顺时针转动，自动复位，至此拉杆箱下完该楼梯梯步，完成一个梯步的下降。如此反复完成整个下楼过程。
[0046]为了更好说明本发明上述优选方案的效果，现选爬楼梯踏板20的扇形的圆心角大于180度，并且爬楼梯踏板20的转动轴21中心高度低于拟爬楼梯梯步的高度，与滚轮1 的重叠区交点高于滚轮1的轮轴中心。其上楼过程如图7、图8所示。由于爬楼梯踏板20 的转动轴21中心高度低于拟爬楼梯梯步的高度，所以爬楼梯踏板20首先与梯步是在其立面接触，即相切处，该位置是过转动轴21的水平线与梯步的垂直线的交点，此交点低于该梯步的交点；在外力提升的作用下爬楼梯踏板20将在立面上滚动，使爬楼梯踏板20的转动轴21上行，从而使拉杆箱箱体上行，爬楼梯踏板20弧形线滚动的弧段在其首先与梯步垂直线相接触的切点的上边，滚动的距离为转动轴21的中心的高度与梯步的交点的高度之差，当滚动至转动轴21的中心与梯步的交点高度一致时，爬楼梯踏板20将不再滚动，在此过程中，支撑点在梯步的垂直线上不断改变，同样被支撑点也在爬楼梯踏板20的弧形线上不断改变；此后爬楼梯踏板20绕该梯步的的交点转动，使拉杆箱箱体继续上行；直到支撑体转移的临界时，此转移的位置并不在爬楼梯踏板20的投影与滚轮1投影的交点处，而在于该交点的右侧，正好滚轮1刚与梯步的立面相切时的位置(由于图小有点不清，但不难理解)；支撑体转移后爬楼梯踏板20在重力的作用下作逆时针转动至复位；由于这时滚轮 1的轮轴中心低于梯步水平面，所以滚轮1将绕轮轴中心在梯步立面上作顺时针滚动，直到轮轴中心高度与梯步水平面同高度，在此过程中，支撑点在梯步的立面上不断改变，同样被支撑点也滚轮1的轮缘上不断改变；此后滚轮1绕支撑点作顺时针转动，直到滚轮1与该梯步的水平面相切为止，拉杆箱完成一个梯步的爬升，照此继续完成整个爬楼梯工作。图9一图10为下楼梯6过程示意；刚开始下楼时过滚轮1的轮轴中心的垂直平面与梯步的立面重合，支撑点为梯步的交点，在外力的作用下滚轮1绕支撑点作逆时针转动，其轮轴因逆时针转动而下降，拉杆箱的箱体随之下降；当滚轮1转动至其刚好与梯步的立面相切时，滚轮 1的轮轴中心高度与梯步水平面同高度；滚轮1不再绕支撑点转动，而是绕其轮轴中心在梯步的立面上逆时针滚动，其轮轴继续下降，拉杆箱的箱体随之继续下降，直到爬楼梯踏板20 与梯步的交点相接触，支撑体将由滚轮1转移为爬楼梯踏板20,支撑体的转移位置也不在爬楼梯踏板20的投影与滚轮1投影的交点处，而在于该交点的右侧；然后爬楼梯踏板20绕支撑点(梯步的交点)作逆时针转动，拉杆箱的箱体继续下降，当爬楼梯踏板20的转动轴21 的中心高度与梯步同高度时；爬楼梯踏板20不再绕支撑点作逆时针转动，而将绕转动轴21 在梯步立面上滚动，直到滚轮1下降至与下面一个梯步的水平面相接触；支撑体再次转移为滚轮1，爬楼梯踏板20复位，完成一个梯步的下降，如此继续完成整个下楼过程。由于爬楼梯踏板20的转动轴21中心高度低于拟爬楼梯梯步的高度，并且与滚轮1的重叠区交点高于滚轮1的轮轴中心，因而在上下楼时爬楼梯踏板20与滚轮1均在梯步的立面上有一小段滚动，特别是下楼时，若操作不当容易在这一小段滚动的速度会加快，会给拉杆箱下楼一个小冲击，当然这个小冲击与现有的三角行星轮等爬楼梯装置的冲击相比要小很多。然而在上述优选方案中，由于爬楼梯踏板20的转动轴21中心高度高于拟爬楼梯梯步的高度，并且与滚轮1的投影重叠区交点低于滚轮1的轮轴中心，克服了这一不足，上下楼时爬楼梯踏板20与滚轮1均只转动而无滚动，从而对拉杆箱几乎不会造成冲击。
[0047]二、下面列举爬楼梯装置由两个侧面3各有两个或两个以上爬楼梯踏板组成的拉杆箱的实施例。
[0048]本发明拉杆箱的爬楼梯装置既可以是两个侧面3各有两个爬楼梯踏板组成，也可以是两个侧面3各有两个以上的爬楼梯踏板组成，本发明优选爬楼梯装置由两个侧面3各有两个爬楼梯踏板组成，图11为其结构示意。两个爬楼梯踏板的扇形的圆心角均小于180 度，半径相同，在扇形的一边装有配重26,使爬楼梯踏板的重心偏向装有配重26的一边；并在拉杆箱的箱体的每个侧面3上设置两个与爬楼梯踏板的转动轴相适配的轴孔，箱体的侧面3内设有轴孔的支撑结构；这两个轴孔的位置应使下边一个爬楼梯踏板I 22的转动轴 23的安装位置高于滚轮1的轮轴安装位置，在拉杆箱与水平面呈65度夹角，也就是上下楼梯的状态时，用转动轴23和转动轴25通过轴孔分别将爬楼梯踏板I 22和爬楼梯踏板II 24 安装在侧面3上，上边一个爬楼梯踏板II 24的转动轴25中心高度及弧形线上端点的高度高于拟攀爬梯步的高度；爬楼梯踏板I 22和爬楼梯踏板II 24的弧形均有一部分在箱体背面2的外侧，并且爬楼梯踏板II 24的弧形线上端点在背面2的外侧，相邻两个爬楼梯踏板的转动轴之间的距离大于一个爬楼梯踏板的半径加一个转动轴的半径，爬楼梯踏板作360 度的转动相互不干涉，相邻两个爬楼梯踏板的投影有部分重叠，重叠区域中两弧形线的交点在箱体背面2的外侧，下边的爬楼梯踏板I 22的投影与邻近的滚轮1的投影中，爬楼梯踏板I 22的下边有部分与邻近的滚轮1的一部分重叠，重叠区域靠背面2交点处的滚轮1 轮缘和踏板弧形线的外侧无实体，也就是说此交点在箱体的外侧；下边的爬楼梯踏板I 22 弧形线上的最低点高于邻近的滚轮1轮缘的最低点；这两个相邻的爬楼梯踏板不共面且平行于侧面3,下边爬楼梯踏板I 22转动平面在邻近的滚轮1的转动平面的外侧，两平面平行。采用爬楼梯装置由两个侧面3各有两个爬楼梯踏板组成，使得爬楼梯踏板的几何尺寸减小，上边的爬楼梯踏板II 24与梯步的接触点，与邻近的滚轮1与梯步的接触点在水平方向的投影距离比较小，通常满足小于梯步深度的要求，即便该距离大于梯步深度，也不影响上边的爬楼梯踏板II 24的自动复位。
[0049]图12、图13为上楼梯6示意，上楼梯时拉杆4在前滚轮1在后，拉杆箱刚开始爬楼梯时，爬楼梯踏板II 24的弧形线刚与梯步的交点接触，此时整个拉杆箱箱体的支撑体是滚轮1 ;在外力的进一步拖拉下，箱体的支撑体由滚轮1转移为爬楼梯踏板II 24,支撑点为梯步的交点，被支撑点为爬楼梯踏板II 24与支撑点接触的对应点，爬楼梯踏板II 24绕支撑点作顺时针转动，爬楼梯踏板II 24的转动轴25因转动而上升，同时使拉杆箱箱体随之上行； 由于两个爬楼梯踏板的半径相等地，所以这两个爬楼梯踏板投影的弧形线交点的高度应高于下边爬楼梯踏板I 22的转动轴23中心，当箱体上升至爬楼梯踏板I 22与梯步立面接触时，箱体的支撑体由爬楼梯踏板II 24转移为爬楼梯踏板I 22,支撑体转移后爬楼梯踏板 II 24在自重作用下自动复位，支撑点为梯步的垂直线与爬楼梯踏板I 22弧形的切点，这时爬楼梯踏板I 22将绕转动轴23作顺时针滚动，滚动的距离为此时的爬楼梯踏板I 22转动轴23中心的高度与梯步的交点高度之差，滚动使箱体上行，当上升至爬楼梯踏板I 22的转动轴23中心与梯步的点同高时，爬楼梯踏板I 22停止滚动而绕梯步的交点作顺时针转动， 使箱体进一步上行；继续拖拉拉杆箱，当被支撑点与爬楼梯踏板I 22的投影和滚轮1的投影重叠区交点重合时，支撑体由爬楼梯踏板I 22转移为滚轮1，支撑体转移后爬楼梯踏板 I 22在自重作用下自动复位，但如果爬楼梯踏板I 22和滚轮1重叠区交点高于滚轮1的轮轴中心，则滚轮1将滚动一小段，并且支撑体的转移位置也不在重叠区交点处；滚轮1绕梯步的交点(支撑点)转动，从而使箱体上行，直到滚轮1刚好与梯步水平面相切，整个拉杆箱爬上该楼梯梯步。重复上述过程完成爬楼梯工作。
[0050]图14、图15为下楼示意。拉杆箱下楼梯6开始时，过滚轮1的轮轴中心的垂直平面与该梯步的立面重合，支撑点为梯步的交点；在外力的作用下滚轮1绕支撑点作逆时针转动，滚轮1的轮轴因转动而下降，使箱体也随之下行，当滚轮1上的被支撑点与爬楼梯踏板 I 22的投影和滚轮1的投影重叠区交点重合时，支撑体由滚轮1转移为爬楼梯踏板I 22 ; 爬楼梯踏板I 22绕支撑点作逆时针转动，其转动轴23因转动而下降，使箱体下行；当转动轴23的中心与梯步水平面同高度，而上边的爬楼梯踏板II 24的弧形线又未与梯步接触时， 爬楼梯踏板I 22将在梯步的立面上逆时针滚动一小段直到爬楼梯踏板II 24的弧形线与梯步接触，使箱体继续下行，这时支撑体由爬楼梯踏板I 22转移为爬楼梯踏板II 24;在支撑体转移后，爬楼梯踏板I 22在自重的作用下自动复位，而爬楼梯踏板II 24绕支撑点作逆时针转动，其上的转动轴25因转动而下降，使箱体进一步下行，直到滚轮1与下一个梯步的水平面相接触，滚轮1再次成为支撑体后爬楼梯踏板II 24在自重作用下自动复位，至此拉杆箱下行了一个梯步。如此反复完成整个下楼梯6工作。下楼时由于爬楼梯踏板有一小段滚动，这可能会带来轻微的冲击，尽管这种冲击较之于现有爬楼梯装置要小得多，但仍有可改进之处。
[0051]图16—图19作为对爬楼梯装置由两个侧面(3)各有两个或两个以上爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱一种改进的实施例，上边的爬楼梯踏板II 24的半径大于相邻下边的爬楼梯踏板I 22的半径，并且爬楼梯踏板I 22位于爬楼梯踏板II 24的内侧，两个爬楼梯踏板转动轴之间的距离大于下边爬楼梯踏板I 22的半径加上边爬楼梯踏板II 24的转动25 的半径，两个爬楼梯踏板作360度转动时相互间不干涉；拉杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，相邻两个爬楼梯踏板的投影有部分重叠，其重叠区靠背面2处的两弧形线的交点的高度低于下边爬楼梯踏板I 22的转动轴23中心的高度；爬楼梯踏板I 22的投影与滚轮1的投影有部分重叠，其重叠区域中的滚轮1的轮缘和爬楼梯踏板I 22弧形线之间靠背面2处的交点高度低于滚轮1轮轴中心的高度，改进后的拉杆箱上下楼时，箱体的支撑体在两个爬楼梯踏板之间和爬楼梯踏板I 22与滚轮1之间转移更平顺，均无滚动，从而克服了因滚动而产生的轻微冲击，使本发明拉杆箱上下楼时几乎无冲击，运行更平稳。
[0052]对于爬楼梯装置由两个侧面3各只有一个爬楼梯踏板20组成的拉杆箱而言，在不使用时，将爬楼梯踏板20旋转至弧形向上，整个爬楼梯踏板20位于侧面3区域内，并用销固定，把爬楼梯踏板20直接收藏在拉杆箱的侧面3上，如图6所示。同理，对于爬楼梯装置由两个侧面3各有两个或两个以上爬楼梯踏板组成的拉杆箱，在不使用时，将每个爬楼梯踏板旋转至侧面3区域内，并用销固定，把各个爬楼梯踏板直接收藏在拉杆箱的侧面3 上。
[0053]作为对收藏方式的一种改进，用螺栓27替代爬楼梯踏板的转动轴21，螺栓27头部有一便于手握的柄，并且拉杆箱的侧面3原用于安装转动轴21的轴孔改为与螺栓27相适配的螺孔。上下楼使用时，用螺栓27在一分钟内快速将爬楼梯踏板20连接在箱体的侧面3上，不使用时，在一分钟内快速将螺栓27卸下，取下爬楼梯踏板20 —并放入设于背面 2或正面的袋中，这种收藏方式不改变现有拉杆箱的形状和尺寸，如图6所示。同样对于爬楼梯装置由两个侧面3各有两个或两个以上爬楼梯踏板组成的拉杆箱而言，用螺栓27替代爬楼梯踏板的转动轴，用于替代爬楼梯踏板II 24的转动轴25的螺栓27的长度，比替代爬楼梯踏板I 22的转动轴23的螺栓27长一个踏板的厚度，螺栓27头部有一便于手握的柄， 并且拉杆箱的侧面3原用于安装两个转动轴的轴孔改为与螺栓27相适配的螺孔。使用时， 用螺栓27快速将各个爬楼梯踏板连接在箱体的侧面3上，不使用时，快速将螺栓27卸下， 取下爬楼梯踏板一并放入设于背面2或正面的袋中。这种收藏方式不改变现有拉杆箱的现有形状和尺寸。这种改进还可减小两个爬楼梯踏板转动轴之间的距离，只需保证工作时互不干涉即可。
[0054]对本发明的另一种改进是用两个矩形的连接板28将每一个侧面3上的数个爬楼梯踏板夹在中央连接为一个整体，本发明优选每一个侧面3上各有2个爬楼梯踏板，用两个连接板28将2个爬楼梯踏板夹在中央连接为一个整体，并保持相邻爬楼梯踏板之间的相对关系，形成爬楼梯踏板阵列29,如图20所示，两个爬楼梯踏板之间的投影重叠区域的交点在连接板28的外边，上边和下边的爬楼梯踏板转动轴处均通过轴套30与连接板28相连接，连接板28在轴套30对应位置有同轴通孔，箱体的侧面3靠背面2 —边有两个螺孔，两孔的距离与爬楼梯踏板阵列29上的两个通孔距离相等，爬楼梯踏板阵列29连接到侧面3上， 拉杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，两个爬楼梯踏板的投影重叠区域的弧形线交点在背面2所在平面的外侧，下边一个爬楼梯踏板的投影与滚轮1的投影有部分重叠，重叠区域中靠背面2的交点在箱体外，如图20所示。使用时，用螺栓快速将爬楼梯踏板阵列29 连接到侧面3上，不使用时，快速卸下螺栓，取下爬楼梯踏板阵列29 —并放入设于背面2或正面的袋中，实现快速固取爬楼梯踏板阵列29。
[0055]上面列举了本发明拉杆箱的爬楼梯装置优选由两个侧面3各有一个及两个爬楼梯踏板组成的实施例，而爬楼梯装置由两个侧面3各有两个以上爬楼梯踏板组成的实施例与优选方案相类似，不再赘述。
[0056]作为对上述一和二部分中的本发明拉杆箱的爬楼梯装置的改进，采用爬楼梯滚轮 31替代爬楼梯踏板，爬楼梯滚轮31为圆形轮，其半径与被替代的爬楼梯踏板扇形半径相等，并且相关关系保持不变，即仅采用同半径圆形的爬楼梯滚轮31替代扇形的爬楼梯踏板而已。工作原理与爬楼梯踏板组成的本发明拉杆箱相同，只是无爬楼梯踏板的复位问题。 图21为爬楼梯滚轮组成的本发明拉杆箱结构示意图，示意了每个侧面有一个爬楼梯滚轮、 两个爬楼梯滚轮和由两个爬楼梯滚轮构成的爬楼梯滚轮阵列等三种情况。
[0057]本发明既适用于平面型滚轮的拉杆箱爬楼梯，也适用于滚轮为万向轮的拉杆箱爬楼梯，其原理相同，如图22所示。
[0058]本发明采用的爬楼梯装置不仅适用于拉杆箱爬楼梯，还适用于装卸车(如购物车) 及轮椅等器具爬楼梯。
[0059]本文已对本发明拉杆箱作了充分描述，在不背离本文提出的发明精神和范围情况下，可对本发明作一些修改和改进，这对一个具有普通技术水平的人来说是显而易见的，但均落入本发明保护范围。
【主权项】
1.一种拉杆箱，包括箱体，滚轮(1 )，拉杆(4);箱体有两个相互平行的侧面(3)，一个背 面(2)和一个与之平行的正面，一个底面和一个与之平行的顶面，所述箱体由箱和箱盖组 成，箱和箱盖在一个侧面(3)有部分相连，其余部分由拉链(5)开合；其特征在于:所述拉杆 箱设置有爬楼梯装置，该装置主要由爬楼梯踏板组成，所述爬楼梯踏板呈扇形，小端有一轴 孔，转动轴穿过该轴孔将所述爬楼梯踏板活动连接在箱体的侧面(3)上，爬楼梯踏板能绕转 动轴转动且转动平面与侧面(3)平行，每个侧面(3)上至少有一个爬楼梯踏板，两个所述侧 面(3)上的爬楼梯踏板对称；所述拉杆箱的爬楼梯装置由两个侧面(3)各只有一个爬楼梯踏板组成；该爬楼梯踏 板(20)的转动轴(21)的安装位置高于滚轮(1)的轮轴安装位置，所述拉杆箱与水平面的 夹角为上下楼梯的角度时，所述爬楼梯踏板(20)的弧形线端点的高度高于拟攀爬最高梯步 的高度，爬楼梯踏板(20)与梯步的接触点，与邻近的滚轮(1)与梯步的接触点在水平方向 的投影距离小于梯步的深度，所述爬楼梯踏板(20)位于邻近滚轮(1)的外侧，其转动平面 与邻近的滚轮(1)的转动平面平行，并且其扇形弧形线的一部分在箱体背面(2)的外侧，爬 楼梯踏板(20)的扇形弧形线上的最低点高于邻近滚轮(1)轮缘的最低点，所述爬楼梯踏板 (20)的投影与邻近的滚轮(1)的投影有部分重叠，其重叠区域在靠背面(2)交点处的滚轮 缘和踏板弧形线的外侧无实体；所述拉杆箱的爬楼梯装置由两个侧面(3)各有两个或两个以上爬楼梯踏板组成；最下 边一个爬楼梯踏板I (22)的转动轴(23)的安装位置高于滚轮(1)的轮轴安装位置，所述拉 杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，最上边一个爬楼梯踏板II (24)的弧形线端点的 高度高于拟攀爬最高梯步的高度，相邻两个爬楼梯踏板不共面且平行，最下边爬楼梯踏板 I (22 )位于邻近滚轮(1)的外侧，其转动平面与邻近的滚轮(1)的转动平面平行，相邻两个 爬楼梯踏板的转动轴之间的距离大于一个爬楼梯踏板的半径加一个转动轴的半径，所述爬 楼梯踏板转动相互不干涉，所述每个爬楼梯踏板的弧形线均有一部分在箱体背面(2)的外 侦牝相邻两个爬楼梯踏板的投影有部分重叠，重叠区域中两弧形线的交点在箱体背面(2)的 外侧，所述最下边的爬楼梯踏板I (22)的投影与邻近的滚轮(1)的投影有一部分重叠，重 叠区域靠背面(2)交点处的滚轮轮缘和踏板弧形线的外侧无实体，最下边的爬楼梯踏板I (22)的扇形弧形线上的最低点高于邻近滚轮(1)轮缘的最低点。2.根据权利要求1所述拉杆箱，其特征在于:所述爬楼梯踏板的扇形的圆心角小于180 度，扇形的一边装有配重(26 )，在自由状态下，扇形的另一边上扬。3.根据权利要求1所述拉杆箱，其特征在于:所述爬楼梯装置由两个侧面(3)各只有 一个爬楼梯踏板(20)组成；拉杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，所述爬楼梯踏 板(20)的转动轴(21)中心的高度及爬楼梯踏板20的弧形线的上端点的高度高于拟攀爬 最高梯步的高度，部分爬楼梯踏板(20)的弧形线且弧形线的上端点位于背面(2)平面的外 侦h所述爬楼梯踏板(20)的投影与邻近的滚轮(1)的投影有部分重叠，其重叠区域靠背面 (3)的滚轮轮缘和踏板弧形线之间的交点高度低于滚轮(1)轮轴中心的高度。4.根据权利要求1所述拉杆箱，其特征在于:所述爬楼梯装置由两个侧面(3)各有两个 或两个以上爬楼梯踏板组成，上边的爬楼梯踏板的扇形半径大于相邻下边的爬楼梯踏板的 扇形半径，上边的爬楼梯踏板位于相邻下边的爬楼梯踏板的外侧；拉杆箱与水平面的夹角 为上下楼梯的角度时，相邻两个爬楼梯踏板的转动轴之间的距离大于下边的爬楼梯踏板的扇形半径加上边的爬楼梯踏板的转动轴半径，相邻两个爬楼梯踏板的投影有部分重叠，其 重叠区靠背面(2)两弧形线的交点高度低于下边一个爬楼梯踏板的转动轴中心的高度；最 下边一个爬楼梯踏板I (22)的投影与滚轮(1)的投影有部分重叠，其重叠区域中的滚轮轮 缘和踏板弧形线之间靠背面(2)的交点高度低于滚轮(1)轮轴中心的高度。5.根据权利要求1所述拉杆箱，其特征在于:所述爬楼梯装置不使用时，将所述爬楼梯 踏板旋转至弧形向上，整个爬楼梯踏板位于所述侧面(3)区域内，并用销固定。6.根据权利要求1所述拉杆箱，其特征在于:用螺栓(27)替代爬楼梯踏板的转动轴，所 述螺栓(27)头部有一便于手握的柄，使用时，用螺栓(27)快速将爬楼梯踏板连接在箱体的 侧面(3)上，不使用时，快速将螺栓(27)卸下，取下爬楼梯踏板一并放入设于背面(2)或正 面的袋中。7.根据权利要求4所述拉杆箱，其特征在于:所述爬楼梯装置由两个侧面(3)各有两 个或两个以上爬楼梯踏板组成，用两个矩形的连接板(28)将每一个侧面(3)上的数个爬楼 梯踏板夹在中央连接为一个整体，并保持相邻爬楼梯踏板之间的相对关系，形成爬楼梯踏 板阵列(29)，各个爬楼梯踏板的投影之间的重叠区域的交点在连接板(28)的外边，最上边 和最下边的爬楼梯踏板转动轴处均通过轴套(30)与连接板(28)相连接，连接板(28)在轴 套(30 )对应位置有同轴通孔，箱体的侧面(3 )靠背面(2 ) —边有两个螺孔，两螺孔的距离与 爬楼梯踏板阵列(29)上的两个通孔距离相等，将爬楼梯踏板阵列(29)连接到侧面(3)上， 拉杆箱与水平面的夹角为上下楼梯的角度时，相邻两个爬楼梯踏板的投影重叠区域的弧形 线交点均在背面(2)所在平面的外侧，最下边一个爬楼梯踏板的投影与滚轮(1)的投影有 部分重叠，重叠区域中靠背面(2)的交点在箱体外；使用时，用螺栓快速将爬楼梯踏板阵列 (29)连接到侧面(3)上，不使用时，快速卸下螺栓，取下爬楼梯踏板阵列(29) —并放入设于 背面(2)或正面的袋中。8.根据权利要求1、3、4、6、7中任一项所述拉杆箱，其特征在于:所述爬楼梯踏板由爬 楼梯滚轮替代，所述爬楼梯滚轮为圆形轮。
【文档编号】A45C5/04GK105982411SQ201510081523
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月15日
【发明人】杨祖成
【申请人】杨祖成