脚轮组件和包括该脚轮组件的轮椅的制作方法

本公开总体上涉及一种脚轮组件。具体地说，本公开涉及一种具有拖曳距(trail)功能的脚轮组件。

背景技术：

轮椅通常设置有一对非旋转轮，诸如在动力轮椅的情况下的驱动轮。轮椅还可以设置有脚轮，特别是有助于轮椅在任意方向上旋转的旋转脚轮。

已知旋转类型的脚轮会振颤或抖动。当脚轮开始左右振荡时，发生振颤或抖动。在振颤的情况下，通过强制振荡获得左右震荡，而在抖动的情况下通过自激振荡获得左右振荡。这些左右振荡是非常不期望的，因为脚轮的定向方向变得不可控。另外，振荡可能在座椅中引起振动，这会使用户感到不舒服。通常在车轮未与地面完全接触时发生振荡，并且当重新获得完全接触地面时车轮可能已在任何方向上转动。在轮椅速度足够高的情况下，也可能在脚轮没有与地面失去接触的情况下发生振荡。

存在多种减少振颤和抖动的方法。例如，us4,989,920公开了一种脚轮组件，该脚轮组件具有增加临界速度(即，脚轮将开始自振荡的速度)以减少正常操作速度下的抖动的拖曳距功能。根据us4,989,920，拖曳距是在行驶期间脚轮的轴偏移到车轮的竖直枢轴后方的距离。

技术实现要素：

在us4,989,920中以及在所有已知的拖曳距功能的公开中，所提供的拖曳距的定义意味着，当脚轮组件在使用中并且搁置在水平支撑表面上时，旋转轴是竖直的。

为了减少具有脚轮组件和拖曳距功能的车辆的占用面积，本发明的申请人在ep16203120.7中提出了当脚轮组件在使用中并且搁置在水平支撑表面上时旋转轴或主轴相对于竖直平面倾斜，由此在占用面积较小的情况下提供了拖曳距功能。在这种情况下，脚轮围绕倾斜主轴的旋转致使安装有脚轮组件的底盘的竖直位置变化。

本公开的一个目的是提供解决或至少减轻了倾斜主轴的问题的脚轮组件。

因此，根据本公开的第一方面，提供了一种脚轮组件，该脚轮组件包括：脚轮壳体，该脚轮壳体设置有轴向通道；主轴，该主轴被配置为由所述脚轮壳体的所述通道接纳，所述主轴在被安装在所述脚轮壳体中并且所述脚轮组件在使用时搁置在水平支撑上时相对于竖直平面倾斜，所述脚轮壳体和所述主轴被配置为相对于彼此自由旋转；脚轮叉，该脚轮叉具有轮轴，所述轮轴被配置为布置成相对于所述主轴的中心轴线偏移，以提供拖曳距功能；以及高度调节机构，该高度调节机构被配置为基于所述主轴相对于所述脚轮壳体的旋转位置来调节所述主轴相对于所述脚轮壳体的轴向位置。

借助根据主轴与脚轮壳体的相对旋转位置来调节主轴与脚轮壳体的相对位置的高度调节机构，当脚轮围绕由主轴限定的倾斜轴线旋转时，可以避免底盘的竖直位置改变。至此，使用设置有脚轮组件的轮椅、轮床、推车等的用户将享有更舒适的体验。

脚轮组件有益地是用于轮椅的脚轮组件。另选地，脚轮组件可以例如是用于轮床或推车的脚轮组件。

根据一个实施方式，脚轮组件可以包括诸如摆臂这样的臂。

根据一种变型，脚轮壳体可以被配置为固定地且不可移动地安装到臂，其中主轴被配置为相对于脚轮壳体可旋转地布置在脚轮壳体的通道内。在这种情况下，脚轮叉被配置为被安装到主轴。由此，主轴和脚轮叉将能够相对于脚轮壳体共同地旋转。

另选地，主轴可以被配置为固定地且不可移动地安装到臂，其中脚轮壳体被配置为相对于主轴可旋转地布置。在这种情况下，脚轮叉被配置为被安装到脚轮壳体。由此，脚轮壳体和脚轮叉将能够相对于主轴共同地旋转。

高度调节机构可以设置有采取上凸轮表面形式的第一凸轮表面以及径向延伸并且被配置为可相对于上凸轮表面绕主轴的中心轴线旋转的引导突起。引导突起被配置为轴向布置在第一凸轮表面下方并且被配置为与上凸轮表面配合，使得上凸轮表面和引导突起之间的相对旋转致使主轴相对于脚轮壳体轴向位移。根据一种变型，主轴可以相对于上凸轮表面旋转，并且主轴可以设置有引导突起。另选地，主轴可以设置有第一凸轮表面，并且脚轮壳体可以设置有引导突起。

根据一个实施方式，所述高度调节机构包括引导结构和引导突起，所述引导结构设置有被配置为围绕所述主轴周向延伸的倾斜引导表面，所述引导突起从所述主轴的主体径向延伸，其中所述引导突起和所述倾斜引导表面被配置为在所述主轴旋转时相配合以调节所述主轴在所述脚轮壳体内的轴向位置。

在脚轮组件处于组装状态时，本文中描述的任何倾斜表面即“倾斜引导表面”或“倾斜支撑表面”相对于主轴和脚轮壳体的横截面平面倾斜。

根据一个实施方式，所述引导结构是设置有开口的引导构件，所述开口被配置为接纳所述主轴的端部部分，并且其中所述引导突起是引导销。

根据一个实施方式，所述引导构件被配置为相对于所述脚轮壳体轴向固定。

根据一个实施方式，所述引导构件被配置为与所述脚轮壳体接合，以将所述引导构件相对于所述脚轮壳体抗旋转地锁定。

根据一个实施方式，所述倾斜引导表面的倾斜度随着包括所述脚轮叉的所述轮轴的远端部分相对于所述主轴的所述中心轴线的倾斜定向的变化而变化。

一个实施方式包括支撑构件，所述支撑构件设置有通孔并且被配置为接纳所述主轴并且具有倾斜支撑表面，所述倾斜支撑表面被配置为从所述倾斜引导表面轴向移位地并且与所述倾斜引导表面平行地布置，所述倾斜支撑表面被配置为支撑所述引导突起，所述倾斜引导表面和所述倾斜支撑表面之间形成导轨，其中所述引导突起被配置为布置在所述导轨中，并与所述倾斜引导表面和所述倾斜支撑表面接触。

根据一个实施方式，所述脚轮壳体具有内凸缘表面，所述内凸缘表面被配置为轴向支撑所述支撑构件，以防止所述支撑构件轴向移动。

根据一个实施方式，所述引导突起相对于所述主轴的主体固定布置。

一个实施方式包括摆臂，该摆臂被配置为联接到所述脚轮壳体。

根据一个实施方式，在所述主轴处于第一旋转位置时，所述引导突起被配置为位于所述引导构件的所述倾斜引导表面的最高点处。

根据一个实施方式，在所述主轴处于相对于所述第一旋转位置成180度的第二旋转位置时，所述引导突起被配置为位于所述倾斜引导表面的最低点处。

根据本公开的第二方面，提供了一种轮椅，该轮椅包括：底盘；以及根据第一方面的脚轮组件，该脚轮组件被配置为枢转地联接到所述底盘。

根据一个实施方式，所述轮椅是电动轮椅。

总体上，权利要求书中使用的所有术语将根据它们在技术领域中的普通含义来解释，除非在本文中另外明确定义。除非另有明确说明，否则所有对“一/一个/该元件、设备、组件、装置等”的引用都要被开放地解释为指代该元件、设备、组件、装置等的至少一个实例。

附图说明

现在，将以举例方式参照附图来描述本发明构思的具体实施方式，在附图中：

图1示意性示出了脚轮组件示例的立体图；

图2示出了包括脚轮的图1的脚轮组件的侧视图；

图3示出了图1中的脚轮组件的分解视图；

图4示出了沿着图1中的脚轮组件的线a-a的纵剖图；

图5a示出了处于第一状态的脚轮组件；

图5b描绘了与第一状态相比的处于第二状态的脚轮组件，由此在脚轮组件被安装到轮椅底盘时提供高度补偿；以及

图6示意性示出了设置有图1中的脚轮组件的轮椅的侧视图。

具体实施方式

现在，将在下文中参照附图更充分地描述本发明的构思，在附图中示出了示例性的实施方式。然而，本发明的构思可按许多不同形式来实施并且不应该被理解为限于本文中阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式是为了使得本公开彻底和完全，并且将本发明构思的范围充分传达给本领域的技术人员。在整个说明书中，类似的标号表示类似的元件。

图1示出了用于轮椅的脚轮组件1的示例。脚轮组件1包括脚轮壳体3、被配置为被安装到脚轮壳体3的引导构件5、被配置为由脚轮壳体3接纳(图3中示出)并且被配置为在脚轮壳体3内相对自由旋转的主轴7以及具有用于将脚轮安装到其上的轮轴11的脚轮叉9。

脚轮叉9被配置为固定地连接到主轴7，使得当主轴7相对于脚轮壳体3旋转时，脚轮叉9随主轴7一起共同地旋转。

根据本示例，脚轮壳体3被配置为固定地或不可移动地安装到被配置为连接到轮椅底盘的诸如摆臂这样的臂。

作为以上配置的替代，主轴可以被配置为固定地或不可移动地安装到被配置为连接到轮椅底盘的诸如摆臂这样的臂。在这种情况下，脚轮壳体被配置为相对于固定主轴自由旋转，并且脚轮叉被配置为安装到脚轮壳体，使得当脚轮壳体相对于主轴旋转时，脚轮叉与脚轮壳体一起共同地相对于主轴旋转。

图2示出了包括被安装到脚轮叉9的脚轮13的脚轮组件1的侧视图。轮轴11被配置为相对于主轴7的中心轴线a1偏移地布置。以这种方式，提供了拖曳距功能。主轴7被配置为当脚轮组件1被安装到轮椅底盘并且被布置在水平支撑表面上时相对于竖直平面以倾斜方式布置或者倾斜地布置。在以轮轴11的中心点为中心的x-y坐标系中，如图2中所示，轴线a1与y轴和x轴二者相交。特别地，在y轴与轴线a1之间形成角度α。x轴的正方向表示移动/驱动的方向。与y轴对准的竖直延伸穿过轮轴11的轴线a2与由主轴7限定的轴线a1相交。至此，轴线a2和轴线a1之间的距离在朝向地面支撑8的方向上增加，脚轮组件1在使用时被布置在地面支撑8上。在轴线a1与地面支撑8相交的点4a和轴线a2与地面支撑8相交的点4b处两个轴线a1和轴线a2之间的距离是拖曳距t1，拖曳距t1引起拖曳距功能。该定义比现有技术中给出的定义更为普遍，现有技术的定义表示当图2中示出的两个轴线平行时的特殊情况。拖曳距功能使正常操作速度下的抖动风险降低。

图3示出了示例性的脚轮组件1的分解视图。脚轮组件1包括高度调节机构6，高度调节机构6被配置为基于主轴7相对于脚轮壳体3的旋转位置来调节该主轴相对于脚轮壳体3的轴向位置。高度调节机构6包括引导结构，在本实施方式中，引导结构将以引导构件5来例示。

脚轮组件1还包括轴承17，轴承17被配置为围绕主轴17安装，以有助于脚轮壳体3和主轴7之间的相对旋转。

脚轮壳体3具有轴向通道3a，轴向通道3a被配置为接纳主轴7。

根据该示例，主轴7具有从主轴7的主体径向延伸的引导突起7a。引导突起7a也形成高度调节机构6的一部分。根据本示例，引导突起7a是引导销。

引导构件5被配置为安装到脚轮壳体3，由此封闭脚轮壳体3的上端。引导构件5具有被配置为接纳主轴7的端部部分的开口和围绕该开口周向延伸的倾斜引导表面5a。倾斜引导表面5a相对于脚轮壳体3的横截面平面倾斜。倾斜引导表面5a限定第一凸轮表面。

脚轮组件1还可以包括支撑构件15，支撑构件15设置有通孔并且被配置为由脚轮壳体3接纳。脚轮壳体3被配置为将支撑构件15接纳在轴向通道3a中。支撑构件15具有倾斜支撑表面15a，倾斜支撑表面15a围绕通孔所述周向延伸并且被配置为支撑引导突起7a。倾斜支撑表面15a被配置为从引导构件5的倾斜引导表面5a轴向移位地并且与该倾斜引导表面5a平行地布置。倾斜支撑表面15a限定第二凸轮表面。

主轴7被配置为布置在脚轮壳体3中，使得引导突起7a被布置在形成在倾斜引导表面5a和倾斜支撑表面15a之间的导轨中。引导突起7a被配置为与倾斜引导表面5a和倾斜支撑表面15a相配合。支撑构件15特别是倾斜支撑表面15a确保主轴7保持在脚轮壳体3内。

引导构件5和支撑构件15被配置为相对于脚轮壳体3轴向地且抗旋转地固定。由此，主轴7的旋转将致使引导突起7a沿第一凸轮表面和第二凸轮表面移动，并且该旋转被转换成主轴7相对于脚轮壳体3的线性移位，如以下将更详细说明的。

现在转到图4，示出了沿着剖面线a-a的脚轮组件1的纵剖面。根据图4中示出的示例，脚轮壳体3具有内凸缘表面或内突出部3b。内凸缘表面3b被配置为轴向支撑所述支撑构件15。

如上所述，引导构件5被配置为相对于脚轮壳体3抗旋转地固定。根据示例，引导构件15被配置为例如借助诸如螺钉或螺栓这样的一个或更多个紧固件与脚轮壳体3接合。此外，根据本示例，支撑构件15具有轴向延伸突起15b，并且内凸缘表面3b设置有凹槽3c，凹槽3c在轴向方向上延伸并且被配置为接纳支撑构件15的轴向延伸突起15b。轴向延伸突起15b和凹槽3c被设计成使得支撑构件15与脚轮壳体3之间的相对旋转得以防止。

在图4中示出的安装状态下，主轴7和支撑构件15被布置在脚轮壳体3中，并且脚轮叉9被安装到主轴7。此外，引导构件5被安装到脚轮壳体3。主轴7的引导突起7a在分别由倾斜引导表面5a和倾斜支撑表面15a限定的第一凸轮表面和第二凸轮表面之间径向延伸。如在图4中可以看到的，在第一凸轮表面和第二凸轮表面之间形成的导轨相对于横截面平面形成坡度或倾斜。

参照图5a和图5b，将更详细地描述脚轮组件1的操作。已去除脚轮壳体3，以暴露其中容纳的部件(即，高度调节机构6)，以更好地例示高度调节功能。

应当理解，尽管未示出，但是连接到轮椅底盘的臂(例如，摆臂)可以连接到脚轮壳体3。借助高度调节机构6，所述臂在脚轮叉9绕中心轴a1旋转时将保持其竖直位置。

在图5a中，脚轮叉9和脚轮13处于第一旋转位置。在这种情况下，主轴7相对于脚轮壳体3也处于第一旋转位置。主轴7被定向成使得引导突起7a位于倾斜引导表面5a的最高点，即顶部。

在图5b中，脚轮叉9和脚轮13已相对于图5a中示出的情形旋转，并且此时处于第二旋转位置，该第二旋转位置相对于第一旋转位置成180度。在这种情况下，随脚轮叉9和脚轮13共同地旋转的主轴7也处于第二旋转位置。因为脚轮壳体3以及分别由倾斜引导表面5a和倾斜支撑表面15a限定的第一凸轮表面和第二凸轮表面由于脚轮壳体3附接至所述臂而保持固定，所以主轴7的旋转致使主轴7相对于脚轮壳体3轴向移位。引导突起7a将特别地沿着由两个凸轮表面形成的导轨从倾斜引导表面5a的最高位置滑动到倾斜引导表面5a的最低点，即，滑动到底部处。以这种方式，脚轮13的旋转将不会引起臂进而底盘的任何竖直位置变化。

可以基于脚轮组件1的拖曳距t的尺寸来设计导轨相对于中心轴线a1的倾斜度。

根据上述实施方式，具有倾斜引导表面的引导结构以单独的引导构件为例进行了说明。应该理解，所述引导结构可以另选地由脚轮壳体的内表面结构形成。在这种变型中，可以丢弃引导构件。为此，脚轮壳体可以具有内表面，该内表面设置有在脚轮壳体内在周向方向上延伸的肩部并且相对于主轴的中心轴线倾斜。另选地，所述引导突起可以与脚轮壳体形成一体，朝向主轴径向向内延伸，并且主轴可以设置有被配置为与脚轮壳体的引导突起相配合的倾斜引导表面。

此外，如前所述，脚轮壳体可以被配置为固定地附接到诸如摆臂这样的臂，并且脚轮叉可以被配置为附接到被配置为在脚轮壳体内自由旋转的主轴。另选地，该主轴可以被配置为固定地附接到所述臂，并且脚轮叉可以被配置为附接到脚轮壳体，该脚轮壳体进而可以被配置为相对于主轴和将与主轴连接的臂自由地旋转。

图6示出了轮椅19的示例。轮椅19可以例如是电动轮椅。轮椅19包括底盘21、驱动轮23和脚轮组件1，每个脚轮组件都包括相应的臂25，例如摆臂。每个脚轮组件1都连接到相应的臂25。

在电动轮椅的情况下，轮椅19可以是前轮驱动型轮椅、中轮驱动型轮椅、后轮驱动型或任何其他类型的驱动配置中的任一种。

以上，已经参照几个示例主要描述了本发明的构思。然而，如本领域的技术人员容易理解的，除了上述实施方式之外的其他实施方式在所附权利要求书限定的本发明的构思的范围内是同等可能的。