专利名称：活动轮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种活动轮结构改进，特别是涉及一种用于手推车、轮椅、电动轮椅或助行椅等助行设备的前轮或后轮，且具有较小攀爬仰角的活动轮结构。
背景技术：
手推车、轮椅、电动轮椅或助行椅广泛使用于幼童、病患及老人作为辅助的助行设备，在这些助行设备中的共同点是以由后向前推的方式提供动力，且为了转变操作灵活起见，一般而言，其前轮必需是直径较小的型态，但此种设计反而在过门槛或跨过障碍物时受到阻碍，如图37及图39则显示典型的现有轮椅A在跨过障碍物B的情形，在轮椅A的前导向轮A1遭遇障碍物B时，因为前导向轮直径较小之故，因此其前导向轮轴中心A2(如图38所示)与地面很接近，如遇及障碍物的高度超过其轮轴心半径，前导向轮形同被卡死，要使前导向轮A1的底面越过障碍物B的顶面则变得相当困难，通常必需以后轮F为支点，以杠杆方式将轮椅A的前端向上举起，使前轮A1底面接触障碍物B的顶面，才可克服此一难题，但如此一来，则使电动轮椅A在推动上相当费力不便。而遇及障碍物高度略低于其前导向轮轴心半径者，往往需先将轮椅A加速一小段距离，再使前导向轮A1往障碍物B冲撞，以使轮椅A能通过冲力而越过此障碍物B，(其原因在于前导向轮A1前缘与障碍物B的初始接触点，前导向轮A1与地面的接触点，两点相连线再与地面所成的夹角，称之为“攀爬仰角”，此角度越大、即坡度越陡，越不易行进，如图39所示的Z角)，但此种方式所带来的冲力很大，很容易使轮椅的大梁弯折！即使耗费大量的能量强行通过后，也会产生剧烈的震动或摇晃，对于使用者生命安全而言则有极大的威胁，确实为手推车、轮椅、电动轮椅或助行椅等助行工具在使用上所需极待解决的课题。
另外，如考虑在上述现有轮椅A的前轮A1加设以电动辅助动力，或许对跨越障碍物B有所帮助，但相对使轮椅A的改装成本提高及结构设计变得更加复杂，如需在两前轮A1间加设以差速器，以防止轮椅A在转弯时倾倒翻覆，同时，在操作上也变得较为复杂不易。
或如图40所示，使用前轮驱动的方式来改变轮椅车A，通过将前轮A1半径变大的设计，使其方便地越过障碍物，但不变的是，轮椅车A仍需加速，以越过障碍物B、并再拖后导向轮F攀越障物，势必难免双重撞击力的产生，而前轮驱动的轮椅车，其后导向轮F是以拖曳的方式前进，其行进如同一般汽车的“倒车”，操控非常的不易，因此，此种设计不太为消费者所接受。
此外，还有一些设计者提出如图41所示，它是在现有一般后轮驱动的轮椅车A前侧，加装一类似“助攀架”G之物(CURB CLIMBER)，此种设计可使轮椅遇及障碍物时，助攀架G的底端可先触及障碍物B，再当轮椅A继续前进时，助攀架G形同一杠杆，可将轮椅的前端向上抬起，使轮椅车得以越过障碍物，但助攀架G的设置并不实用，其原因是使用者须先学会“瞄准”障碍物，否则助攀架将失去作用，这对借助轮椅代步者而言，相当不实用，也不太为消费者所接受。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种活动轮结构的改进，包括前导轮、若干中继轮与主着地轮相互排列，可以提供手推车、轮椅、电动轮椅或助行椅等助行设备的活动前轮，具有较小的攀爬仰角，而使助行设备能顺利通过门槛或障碍物。
本实用新型的第二目的在于提供一种活动轮结构改进，由于该前导轮的中心高度相对被提高，且活动轮与障碍物顶面间的攀爬仰角变小，可以使主着地轮顺利越过障碍物而不会发生震动或摇晃。
本实用新型的第三目的在于提供一种活动轮结构改进，可以通过一外壳及一连接杆，使活动轮结构随意加装在现有任何型态的手推车、轮椅、电动轮椅或助行椅等行车轮前轮或后轮横轴，可以节省改装的工时及成本。
本实用新型的目的是这样实现的，即提供一种活动轮，包括一外壳，在内部形成一组合空隙，其顶部至少设有一连接杆，所述连接杆用来连接于一助行设备前方的前轮横轴；前导轮，结合于外壳内部的组合空隙前端部位；主着地轮，结合于外壳内部组合空隙后端部位，以及；若干中继轮，其结合于外壳内，介于前导轮与主着地轮间的部位；其中通过前导轮、中继轮的增设，使主着地轮于接近障碍物时，其攀爬仰角变小，以利于主着地轮跨越障碍物。
本实用新型还提供一种活动轮，包括一外壳，在内部形成有一组合空隙，顶部至少设有一连接杆，所述连接杆用来连接于一助行设备前方的前轮横轴；一前导轮，结合于外壳内部组合空隙的前端部位，并在轮面至少设有一环槽；一主着地轮，结合于外壳内部组合空隙的后端部位，并在轮面至少设有一环槽，以及一皮带，连接于前导轮的环槽与主着地轮的环槽间；通过前导轮的增设，使主着地轮于接近障碍物时，其攀爬仰角变小，使主着地轮顺利跨越障碍物。
本实用新型装置的优点在于，其通过简捷及低成本的活动轮结构，在不太耗费工时及成本的前提下，应用于现有的手推车、轮椅、电动轮椅或助行椅上，可以大幅度节省使用者及制造厂商的花费及工时，同时，通过攀爬仰角及攀爬间隙的设计，可使活动轮整体在攀越不同高度的障碍物操作上，都能顺畅无阻，成为一符合人体工学设计的绝佳创作。
图1为本实用新型第一实施例的立体外观结构图；图2为本实用新型的立体分解结构图；图3为本实用新型的仰视图；图4为一侧视图，其显示前导轮、中继轮及后导轮，与障碍物间所形成的攀爬仰角；图5为另一侧视图，其显示前导轮与障碍物间所形成的另一攀爬仰角；图6为本实用新型的第一实施例应用于电动轮椅型态的助行设备的应用例图；图7为一立体图，其显示本实用新型的活动轮于跨越障碍物的初始状态；图8为一侧视图，其显示图7中的前导轮接触于障碍物顶部的状态；
图9为一侧视图，其显示前导轮跨越障碍物顶部的状态；图10为一侧视图，其显示本实用新型中的中继轮跨越障碍物的状态；图11为一侧视图，其显示后导轮在跨越障碍物后的状态；图12为一立体图，其显示本实用新型的活动轮整体完全跨越障碍物的状态；图13为本实用新型活动轮应用于轮椅型态的助行设备的应用例图；图14为本实用新型活动轮应用于轮椅型态的助行设备的另一应用例图；图15为本实用新型的第四实施例图；图16为图15的立体分解结构图；图17为本实用新型的第四实施例应用于助行设备的应用例图；图18为本实用新型的第五实施例图；图19为图18的仰视图；图20为本实用新型的第五实施例应用于助行设备的应用例图；图21为本实用新型的第六实施例侧视图；图22为本实用新型的第六实施例应用于助行设备的应用例图；图23为本实用新型第七实施例的仰视图；图24为第七实施例的侧视图；图25为本实用新型第八实施例的侧视图；图26为第八实施例的仰视图；图27为本实用新型活动轮的第九实施例图；图28为图27的立体分解结构图；图29为一局部剖放大图，其显示图27中的皮带连接于后导轮的环槽的结构；图30为本实用新型的第九实施例应用于助行设备的应用例图；图31为本实用新型活动轮的第十实施例图；图32为本实用新型活动轮的第十一实施例图；图33为图32的立体分解结构图；图34为一局部剖放大图，其显示图32的链轮皮带连接于后导轮的环槽的结构；图35为本实用新型的第十一实施例应用于助行设备的应用例图；
图36为本实用新型活动轮的第十二实施例图；图37为现有轮椅结构示意图；图38为现有轮椅前轮跨越障碍物的示意图；图39为一局部侧视放大图，其显示现有轮椅的前导向轮遭遇障碍物的状态；图40为现有前轮传动的轮椅结构示意图；图41为具有助攀架的现有轮椅结构示意图。
具体实施方式
首先请参阅图1～图6所示，其为本实用新型活动轮100的第一实施例，包括有一外壳10，至少一连接座11设在外壳10的顶部，并有一连接杆12设在此连接座11之上，连接杆12供以连接在一助行设备200的前侧、前轮横轴210的两端(如图6所示)，在此实施例中所列举的助行设备200的应用实例是电动轮椅的前导向轮组；若干个孔13成对对应设于外壳10的两侧；一组合空隙14形成于外壳10内部；至少一前导轮20及一主着地轮30，分别通过一支撑螺栓C及螺帽D(或称之为支撑轮轴组)穿锁连接于外壳10前端及后端的孔13中，使前导轮20及主着地轮30分别结合于外壳10内部的组合空隙14前、后端；至少一对的中继轮40通过一支撑螺栓C及螺帽D，穿锁结合于该各前导轮20与主着地轮30间、外壳10的孔13上，使中继轮40介于前导轮20与主着地轮30之间，并且中继轮40的前、后端、局部重叠包夹前导轮20与主着地轮30的端部(如图3所示)，可以有效缩短前导轮20与主着地轮30间的轴距，以适度节省空间。
上述实施例的活动轮100，其中，该前导轮20、中继轮40及主着地轮30三者的直径是由小而大排列，在组合至外壳10内部后，主着地轮30为着地状态、而前导轮20及中继轮40则均不着地。并以该前导轮20与障碍物E的初接触点、及主着地轮30轮底部着地点，两点所连成的连线X、与地面Y之间形成一攀爬仰角α(如图4所示)，此攀爬仰角α的大小可以由调整前导轮20、中继轮40及主着地轮30间的直径大小，或外壳上成对孔位13的高低，作不同的变化。并比较图5所示，再以主着地轮30的轮底着地点、与主着地轮30与障碍物E直接接触点的相连线X，与地面所形成的另一较陡的攀爬仰角Z，两相对照之下，可发现α角比Z角要小，较小较平缓的攀爬角度显然有助于爬越障碍物，本实用新型即利用此特性，尽量降低攀爬角α的角度。
在图6中，其显示本实用新型的活动轮100运用于助行设备200中作为其两个前导向轮的应用实例，但本实用新型中的助行设备200并不仅仅拘限于此种电动轮椅的应用状态，其他如应用在手推车、轮椅及助行椅的等效助行设备，也应该属于本实用新型活动轮所主张的范畴。
请再配合图7～图12所示，分别显示本实用新型的活动轮100在应用于图6所示的助行设备200，在行驶通过一障碍物E的实际操作情形，其中，图7及图8所示，其表示该活动轮100开始跨过障碍物E的状态，由于主着地轮30是与助行设备200的后轮220、设计为同时着地状态，而再如上述图4中所示，由于攀爬仰角α已变小，即前导轮20的轮轴中心位置相对地被提高，因此前导轮20便可以轻易地攀爬至障碍物E的顶部(如图9所示)；紧接着在图9与图10所示，其通过助行设备200其后轮220的电动力推动，可使本实用新型的活动轮100中的前导轮20及中继轮40，持续向前攀爬跨过障碍E的顶部而前进；在图11及图12中，显示了该活动轮100中的主着地轮30也跨越过障碍物E顶部的状态，也就是整个活动轮100都跨过障碍物E的状态。而通过以上图7～图12所示的连续行驶跨越障碍的操作状态实例，可以使助行设备200在跨越障碍物E的行驶操作上，通过轮子的滑动(滚动摩擦)与攀爬角变小的特性，顺利地超越障碍物，而不会产生剧烈震动或摇晃而危及用者安全的问题。
请再参阅图13所示，其显示本实用新型的活动轮100应用于轮椅型态助行设备200’的第二实施例，其中，表示在不必花费大量改装工时及成本的状态下，直接以本实用新型的活动轮100，通过一夹具锁合于现有轮椅的两个前轮支撑架上，使行驶操作及跨过障碍物E的操作上，是完全相同于上所述图7～图12显示的操作状态，可以使轮椅形态的助行设备200’，或其后方的助推者(当为手推状态时)，可以轻易地推动助行设备200’跨过障碍物E。
其次请再参阅图14所示，其显示本实用新型的活动轮100应用于前轮传动的轮椅型态助行设备200’的第三实施例，也可直接将本实用新型的活动轮100，通过一夹具锁合于现有轮椅的两个后轮支撑架上，其行驶操作及跨过障碍物E的操作上，也完全相同于上所述图7～图12显示的操作状态，可以使轮椅形态的助行设备200’，或其后方的助推者(当为手推状态时)，可以轻易地推动助行设备200’跨过障碍物E。
请再配合图15、图16及图17所示，其为本实用新型活动轮100的第四实施例，其中，与图1～图6所示第一实施例的差异处是在外壳10增加二对孔13，而中继轮40数量相对增加成五个，成为五个中继轮40的形态，也就是在于靠近前导轮20与主着地轮30处各设有一对中继轮40，而另一中继轮40则介于此两对中继轮40之间，相同地，如此可采用改变上述攀爬仰角α的大小，此种设计除减小其攀爬仰角α外，还有，由于其前导轮20被相对再提高，因此可以使用在更陡状态下的障碍物E的跨越操作，例如门槛，在另一方面也可以增加助行设备200在行驶操作上的稳定度。
另外，请再配合图18、图19及图20所示，其为本实用新型活动轮100的第五实施例，其中，如图1～图6所示的第一实施例的差异处是在外壳10上减少一对孔13，即将中继轮40移除，只保留前导轮20与主着地轮30的形态，但较不同的是前导轮20采用成对设计，参如图19所示，是以前导轮20后端缘包夹主着地轮30前缘的方式来设计，同样地，如此也可以使上述攀爬仰角α变小，可使用在陡坡较小的障碍物E的跨越操作，也可以增加助行设备200在行驶操作上的稳定度。
而配合图21、图22所示，其为本实用新型活动轮100的第六实施例，其中，与图1～图6所示第一实施例的差异处在于，中继轮40不再成对，而成为单个中继轮40的形态，为在前导轮20与主着地轮30处中间，插设有一中继轮40，使前导轮20、中继轮40及主着地轮30为依序排列状，而不再是中继轮40的前、后端、局部重叠包夹前导轮20与主着地轮30端部的形态，此形式的设计也可以使攀爬仰角α变小，其操作使用方式，都同于第一实施例的所述。
另如图23、图24所示，其为本实用新型活动轮100的第七实施例，其中，与图1～图6所示第一实施例的差异处是中继轮40为单个，前导轮20与主着地轮30则为成对，并且中继轮40的前、后端，被成对前导轮20与主着地轮30的端部所局部重叠包夹。图25及图26所示，则为本实用新型的第八实施例，与前述第七实施例不同之处是，本实施例未有中继轮40的设置，并且其前导轮20为单个，此两种设计也都可以达成令攀爬仰角变小的功效，使用在陡坡障碍物的跨越操作，同样可增加助行设备200在行驶操作上的稳定性。
请再参阅图27至图30所示，其为本实用新型活动轮100的第九实施例，其中，与图1～图6所示的第一实施例相比，则是省略了中继轮组40，且在前导轮20及主着地轮30的轮面上至少设有一环槽21及31(如图28及图29所示)，一皮带50则紧绕于前导轮20的环槽21与主着地轮30的环槽31之间(如图28所示)，通过皮带50缠绕于前导轮20与主着地轮30间，使两轮形成连动状态，而形成如同上述第一实施例中，攀爬仰角α变小的效果，也可以让前导轮20轻易跨过障碍物E顶部，同时，通过皮带50的连动还可增加主着地轮30跨过障碍物E的稳定性，并同样达到相同的功效。
请再配合图31所示，其为本实用新型活动轮100的第十实施例，其中，与第九实施列差异之处，是在外壳10内部上、下分别结合以若干支撑轮70，该支撑轮70除可让皮带50在其上作滑移外，还可使皮带50不致因触及障碍物而凹陷，即可增加皮带50的张力，使助行设备200在行驶或跨越障碍物E时，也兼具有防滑、防凹陷的功效。
另请再参阅图32至图35所示，其为本实用新型的第十一实施例，与第九实施例相比较，其相异之处在于，以一链轮皮带60紧绕在前导轮20与主着地轮30间，该链轮皮带60内面具有若干凸齿61，可以增加链轮皮带60本身与前导轮20的环槽21、及主着地轮30的环槽31间(如图32所示)的抓力及连动效果，对于助行设备200在攀爬越过障碍物E的速度及稳定性上则有较佳的提高作用。
请再配合图36所示，其为本实用新型活动轮100的第十二实施例，与上述的第九实施例相比较，在外壳10内部上、下分别结合以若干支撑轮70，且该支撑轮70的轮面上至少设有一环槽71，供链轮皮带60的凸齿61来嵌合，通过该链轮皮带60紧绕于前导轮20的环槽21、支撑轮70的环槽71及主着地轮30的环槽31间，可让链轮皮带60得到更多的支撑点，也使链轮皮带60也不致因触及障碍物而凹陷，还增加链轮皮带60的张力，使助行设备200跨越障碍物E时，具有较佳的传动速度、稳定性及保有防滑的效果。
综上所述，本实用新型所提供的活动轮结构改进，包括一外壳、前导轮、主着地轮及若干的中继轮，在外壳顶部至少设有一连接杆，以连接到手推车、轮椅、电动轮椅或助行椅等助行设备的前轮或后轮横轴上；至少一前导轮与主着地轮分别装设于外壳内部的前、后端，以及，至少一个中继轮结合在外壳内，且介于前导轮与主着地轮之间的位置上。前导轮与障碍物的接触点及主着地轮接地点，两者相连接而与地面间所形成的攀爬仰角，会因前导轮及中继轮的设置而变小，通过攀爬仰角的变小，可使活动轮在过门槛或跨过障碍物时，可顺利的攀爬越过门槛或障碍物。
权利要求1.一种活动轮，其特征在于，包括一外壳，在内部形成一组合空隙，其顶部至少设有一连接杆，所述连接杆用来连接于一助行设备前方的前轮横轴；前导轮，结合于外壳内部的组合空隙前端部位；主着地轮，结合于外壳内部组合空隙后端部位，以及；若干中继轮，其结合于外壳内，介于前导轮与主着地轮间的部位；其中通过前导轮、中继轮的增设，使主着地轮于接近障碍物时，其攀爬仰角变小，以利于主着地轮跨越障碍物。
2.如权利要求1所述的活动轮，其特征在于，所述外壳的顶部设有一连接座，连接杆设于连接座上。
3.如权利要求1所述的活动轮，其特征在于，所述外壳两侧设有若干个孔；以及，前导轮、中继轮与主着地轮都分别通过支撑横轴来穿锁于所述孔中，而结合于外壳内。
4.如权利要求1所述的活动轮，其特征在于，所述中继轮为成对设置，且其前、后局部，分别包夹于前导轮及主着地轮的局部间。
5.如权利要求1所述的活动轮，其特征在于，所述外壳内靠近前导轮与主着地轮处分别设有一对中继轮，以及，在此两对中继轮之间再结合一中继轮于外壳内部。
6.如权利要求4所述的活动轮，其特征在于，所述前导轮为成对的设计，且无中继轮的设置，所述成对前导轮的后端部并包夹主着地轮的前缘。
7.如权利要求1所述的活动轮，其特征在于，所述前导轮、中继轮及主着地轮为依序排列的设计。
8.如权利要求1所述的活动轮，其特征在于，所述前导轮与主着地轮为成对的，而中继轮为单个的设置，并且中继轮的前、后局部分别被包夹于前导轮及主着地轮的局部间。
9.如权利要求8所述的活动轮，其特征在于，所述前导轮为单个，主着地轮为成对的设计，且无中继轮的设置。
10.如权利要求1所述的活动轮，其特征在于，所述活动轮结构可连接于前轮驱动助行设备的后轮横轴上。
11.如权利要求1所述的活动轮，其特征在于，所述助行设备可为轮椅，电动轮椅，手推车或一般的助行器。
12.一种活动轮，其特征在于，包括一外壳，在内部形成有一组合空隙，顶部至少设有一连接杆，所述连接杆用来连接于一助行设备前方的前轮横轴；一前导轮，结合于外壳内部组合空隙的前端部位，并在轮面至少设有一环槽；一主着地轮，结合于外壳内部组合空隙的后端部位，并在轮面至少设有一环槽，以及一皮带，连接于前导轮的环槽与主着地轮的环槽间；通过前导轮的增设，使主着地轮于接近障碍物时，其攀爬仰角变小，使主着地轮顺利跨越障碍物。
13.如权利要求12所述的活动轮，其特征在于，外壳的顶面设有一连接座，连接杆设于连接座上。
14.如权利要求12所述的活动轮，其特征在于，在外壳内介于前导轮与主着地轮间的上、下端，设有若干个支撑轮，供皮带在其上滑移，并增加皮带的张力，防止皮带的凹陷。
15.如权利要求12或14所述的活动轮，其特征在于，所述皮带为链轮皮带。
16.如权利要求15所述的活动轮，其特征在于，所述链轮皮带内面具有若干齿。
17.如权利要求15所述的活动轮，其特征在于，在外壳内介于前导轮与主着地轮间的上、下端，设有若干个支撑轮，支撑轮上并具有环槽，以供链轮皮带在其上嵌合，并增加链轮皮带的张力，以防止链轮皮带的凹陷。
18.如权利要求12所述的活动轮，其特征在于，所述活动轮连接于前轮驱动助行设备的后轮横轴上。
19.如权利要求12所述的活动轮，其特征在于，所述助行设备为轮椅、电动轮椅、手推车或一般的助行器。
专利摘要本实用新型提供一种活动轮结构的改进，该活动轮包括一外壳，在内部形成一组合空隙，其顶部至少设有一连接杆，所述连接杆用来连接于一助行设备前方的前轮横轴；前导轮，结合于外壳内部的组合空隙前端部位；主着地轮，结合于外壳内部组合空隙后端部位，以及；若干中继轮，其结合于外壳内，介于前导轮与主着地轮间的部位；其中通过前导轮、中继轮的增设，使主着地轮于接近障碍物时，其攀爬仰角变小，以利于主着地轮跨越障碍物。其为一可供手推车、轮椅、电动轮椅或助行椅等助行设备越过门槛或跨越障碍的活动轮结构。
文档编号B60B33/00GK2527467SQ0220143
公开日2002年12月25日 申请日期2002年1月14日 优先权日2002年1月14日
发明者伍必翔 申请人:必翔实业股份有限公司