用于托架或通常在车轮上移动的负载的辅助推力系统的制作方法

1.本发明涉及用于移动负载的辅助推力系统，例如用于移动食物托架或通常具有负载表面的托架，待移动的负载可以布置在该负载表面上。


背景技术：

2.从cn 106428301中已知一种用于矿井托架的辅助牵引装置，其包括安装到矿井托架的至少一个轮子的旋转轴的电机。轮子的旋转轴直接连接到电机轴。优选地，相应的电机应用到托架的一对相对的轮子。一个或多个电机具有足够的动力来移动托架，从而通过启动一个或多个电机，可以使用托架而无需托架操作者的推力介入。由于电机直接施加在车轮轴上，因此移动托架所需的电机扭矩以及电机的功率很高，从而使牵引装置变得昂贵。
3.jp s63215459公开了一种用于输送负载的托架，该托架包括：用于放置待输送的负载的底座、操作者抓握以向托架施加力的抓握件、以及布置在底座和抓握件之间的力传感器。托架还包括一对方向轮和一对驱动轮。方向轮由固定到托架的底座的第一电机驱动，且其连接到转向系统，通过该转向系统可以改变方向轮的运动方向；驱动轮由安装到驱动轮的轴的第二电机驱动。第一电机和第二电机由控制单元控制，该控制单元根据操作者施加在托架上的力的强度和方向来控制驱动第一电机和第二电机以使方向轮转向(如果需要)，并且通过取消操作者施加在抓握件上的力以使托架前进或回退。托架的驱动系统非常复杂且昂贵。
4.cn 205737609u公开了一种用于移动负载的行为的轻型电动车，其包括框架、电机、控制器和电池。电机和电池分别与控制器联接。电机包括左电机和右电机，每个都安装到托架的后轮之一的轴上。
5.控制装置包括启动/停止开关、控制模式选择开关、后退-前进选择开关。
6.用户通过启动/停止开关、控制模式选择开关和后退/前进选择开关来选择托架的运行模式。在检测到控制信号后，微控制器向控制电机驱动的电子单元发送控制信号，使托架能够被启动。
7.启动/停止开关用于传输启动/停用信号，控制模式选择开关用于传输推动/命令控制模式信号，而后退/前进选择开关用于传输前进和后退信号。在激活上述开关后，用户在所有托架移动步骤中得到帮助，但是包括三个开关的电机的控制使托架的操作变得复杂。
8.us 6276219公开了一种输送托架，其包括负载定位部分和托架驱动器的组件所定位的部分。驱动轮由电机驱动，该电机可以是例如由可充电电池供电的电动机。托架还设有可绕轴旋转的转向杆。在转向杆的自由端设有抓握件，抓握件设有操作按钮以使转向杆升高和降低。
9.转向杆还设置有传感器装置，该传感器装置测量操作者拉动或推动托架的力。传感器装置传输输出信号，该输出信号传输到反馈控制单元。反馈控制单元包含与驱动器组件相关的软件。反馈控制单元处理从传感器装置接收到的信号并将其转换成驱动信号，该
驱动信号被发送到电机，从而将力(扭矩)施加到连接到电机的车轮上。反馈控制单元能够通过驱动电机来补偿操作者的力，使得施加到转向杆且由传感器装置测量的力基本上为零或非常小。
10.在紧急情况下，例如在运动方向反转的情况下，可以激活使托架立即停止的制动器。
11.在这种情况下，托架的驱动系统也是复杂且昂贵的。
12.此外，上述文献中公开的托架还具有这样的缺点，即一旦启动连接到托架的车轮的一个或多个电机，如果操作者由于任何原因失去对托架的控制，托架可以自主移动，因此对托架附近的人构成危险。


技术实现要素：

13.本发明的一个目的是提供一种用于轮子上移动的负载的辅助推力系统，其制造简单且便宜。
14.本发明的另一个目的是提供一种辅助推力系统，对于必须移动放置在托架上的负载的操作者来说，该辅助推力系统易于使用且安全。
15.本发明的目的通过根据权利要求1的辅助推力系统来实现。
16.根据本发明，提供了一种易于制造且成本低廉的辅助推力系统，其帮助操作者移动托架上的负载，显着减少操作者移动托架所需的努力。
17.根据本发明的系统使用简单，因为它不需要操作者进行复杂的操作来激活或停用系统。
18.此外，该系统是安全的，因为例如当操作者失去对托架的抓握时，托架无法自主移动，因为系统施加在托架上的推动不足以使托架自主移动(即没有操作者的推动)，而是仅用于减少操作者移动托架所需的努力。
附图说明
19.本发明的其他特征和优点将由以下参照附图的描述得出，其中：
20.图1是根据本发明的辅助推力系统所应用的食物托架的透视图；
21.图2是图1中托架的透视底视图；
22.图3是图2的放大细节；
23.图4是图1的具有根据本发明的辅助推力系统托架的第一驱动轮的正视图；
24.图5是图4的第一驱动轮的分解图，伴有根据本发明的辅助推力系统；
25.图6是图4的第一驱动轮的部分分解透视图，伴有根据本发明的辅助推力系统；
26.图7是图4的第一驱动轮的部分分解正视图，伴有根据本发明的辅助推力系统；
27.图8是类似于图7的视图，沿图7的线a-a部分剖开；
28.图9是图1的托架的第二驱动轮的正视图，伴有根据本发明的辅助推力系统；
29.图10是图9的第二驱动轮的分解图，伴有根据本发明的辅助推力系统；
30.图11是图9的第二驱动轮的部分分解透视图，伴有根据本发明的辅助推力系统；
31.图12是图9的第二驱动轮的部分分解正视图，伴有根据本发明的辅助推力系统；
32.图13是类似于图12的视图，沿图12的线b-b部分剖开；
33.图14和15示出了应用于与图1类似的托架的一种方案的根据本发明的辅助推力系统；
34.图16至20示出了使操作者能够启动和停止根据本发明的辅助推力系统的命令系统。
具体实施方式
35.在图1至3中，作为非限制性的示例，示出了根据本发明的设置有辅助推力系统的食物托架1。
36.托架1包括用于使托架1在运动过程中能够改变方向的第一方向轮2和第二方向轮3。
37.第一方向轮2安装到与托架1的底座6连接的第一支撑件4，从而能够围绕垂直于底座6的第一旋转轴线7旋转。
38.第二方向轮3安装到与托架1的底座6连接的第二支撑件5，从而能够围绕垂直于底座6的第二旋转轴线8旋转。
39.托架1还包括第一驱动轮9和第二驱动轮10，第一驱动轮9安装到固定装配于托架1的底座6的第三支撑件11，并且第二驱动轮10安装到同样固定装配于底座6的第四支撑件12。
40.参考图4至图8，现在公开了应用于第一驱动轮9的根据本发明的辅助推力系统。
41.辅助推力系统包括第一齿轮电机单元13、15，第一齿轮电机单元设计为用于驱动第一驱动轮9，并由第一电机13和第一齿轮减速器单元15构成。第一齿轮电机单元13、15通过多个螺钉30固定到第三支撑件11。
42.第一齿轮电机单元13、15通过第一磁耦合装置将运动传递到第一驱动轮9，这将在下文公开。
43.第一齿轮减速器单元15具有第一输出轴17，第一输出轴17通过第一对轴承18和19支撑在第三支撑件11上。
44.由导电金属材料(例如铝)制成的第一盘22和同样由导电金属材料(例如铝)制成的第二盘23通过相应的第一键20、21楔紧(key)于第一输出轴17。在第一输出轴17上，在第一盘22和第二盘23之间，第一驱动轮9通过第二对轴承28、29布置，以在第一输出轴17上自由旋转。
45.第一盘22伴有间隙地插入在第一驱动轮9中取得的第一座45(图8)中，从而能够相对于第一驱动轮9旋转。
46.第二盘23伴有间隙地插入在第一驱动轮9中取得的、与第一座45位置相对的第二座24中，从而能够相对于第一驱动轮9旋转。
47.第一驱动轮9设置有多个第一壳体27，面向第一盘22的第一组永磁体25插入第一壳体27中，并且面向第二盘23的第二组永磁体26插入第一壳体27中。
48.第一盘22、第二盘23、第一组永磁体25和第二组永磁体26构成第一磁耦合装置，用于将运动从第一齿轮电机单元13、15传递到第一驱动轮9。
49.当驱动第一电机13时，第一电机13使第一齿轮减速器单元15的输出轴17旋转，这使得第一盘22和第二盘23在第一组永磁体25和第二组永磁体26产生的磁场中旋转。
50.第一盘22和第二盘23在上述磁场内的旋转决定了第一盘22和第二盘23中形成的涡电流。由涡电流产生的磁场与第一组永磁体25和第二组永磁体26的磁场相互作用，使第一驱动轮9旋转并在托架上生成推力，该推力减小了操作者移动托架所需的推力。
51.参考图9至图13，公开了应用于第二驱动轮10的根据本发明的辅助推力系统，其与应用于第一驱动轮9的辅助推力系统基本相同。
52.应用于第二驱动轮10的辅助推力系统包括第二齿轮电机单元14、16，该第二齿轮电机单元设计成用于驱动第二驱动轮10，并且由第二电机14和第二齿轮减速器单元16构成。第二齿轮电机单元14、16通过多个螺钉42固定到第四支撑件12。
53.第二齿轮电机单元14、16通过第二磁耦合装置将运动传递到第二驱动轮10，该第二磁耦合装置与之前关于第一驱动轮9所公开的基本相同。
54.第二齿轮减速器单元16具有第二输出轴31，第二输出轴31通过第三对轴承38和39支撑在第四支撑件12上。
55.由导电金属材料(例如铝)制成的第三盘32和同样由导电金属材料(例如铝)制成的第四盘33通过相应的第二键40、41楔紧于第二输出轴31。在第二输出轴31上且在第三盘32和第四盘33之间，第二驱动轮10通过第四对轴承43、44布置，以在第二输出轴31上自由旋转。
56.第三盘32伴有间隙地插入在第二驱动轮10中取得的第三座46中，从而能够相对于第一驱动轮10旋转。
57.第四盘33伴有间隙地插入在第二驱动轮10中取得的、与第三座46位置相对的第四座34中，从而能够相对于第二驱动轮10旋转。
58.第二驱动轮10设置有多个第二壳体37，面向第三盘32的第三组永磁体35和面向第四盘33的第四组永磁体36插入第二壳体37中。
59.第三盘32、第四盘33、第三组永磁体35和第四组永磁体36构成第二磁耦合装置，用于将运动从第二齿轮电机单元14、16传递到第二驱动轮10。
60.当驱动第二电机14时，第二齿轮减速器单元16使第二输出轴31旋转，这使第三盘32和第四盘33在第三组永磁体35和第四组永磁体36产生的磁场中旋转。
61.第三盘32和第四盘33在上述磁场内的旋转决定了第三盘32和第四盘33中形成的涡电流。由涡电流产生的磁场与第三组永磁体35和第四组永磁体36的磁场相互作用，使第二驱动轮10旋转并在托架上产生推力，该推力减小了操作者移动托架所需的推力。
62.在图14和15中，仅作为非限制性示例，示出了根据本发明的辅助推力系统的变体，其应用于食物托架1。
63.在托架1中，在这个方案中，第一驱动轮9和第二驱动轮10安装成在轴47的相对端处自由旋转。轴47通过第一支撑件11和第二支撑件12支撑在托架1的底座6上。
64.根据本发明的辅助推力系统包括单个齿轮电机单元48、49，该齿轮电机单元由第三电动机48和第三齿轮减速器单元49构成，第三电动机单元48由托架1提供的电池供电，第三齿轮减速器单元49的输出轴(例如通过接头)连接到轴47。运动通过相应的磁耦合装置传递到驱动轮9和10，这些磁耦合装置与所公开的磁耦合装置相同(参考图1至13所示的根据本发明的推力系统的方案)。因此关于应用于驱动轮9和10的辅助推力系统的结构细节和操作，参见图1至13所示的与本发明的方案有关的辅助推力系统的描述。
65.在图16至20中，示出了控制系统，该控制系统使操作者能够启动和停止根据本发明的辅助推力系统，还能够选择第一电动机13和第二电动机14的旋转方向或第三电动机48的旋转方向。
66.控制系统包括把手51，在托架1的前壁52处，把手51固定到托架1的框架55，控制面板50可以安装在前壁52上，例如在托架用于分配热餐或冷藏食物的情况下。
67.把手51包括抓握件56，垂直于抓握件56布置的第一板57和第二板58固定到抓握件56的端部。
68.第一板57设置有第一座67，第一座67可以与固定到框架55的第一支撑件53联接，第二板58设置有第二座68，第二座68可以与固定到框架55的第二支撑件54联接。第一支撑件53和第二支撑件54用于使把手51固定到托架1的框架55。通过第一销59和第二销61实现该固定，第一销59插入第一板57的孔66和第一支撑件的相应孔60中，第二销61插入第二板58的相应孔和第二支撑件54的相应孔中(图中不可见)。
69.在第一支撑件53上，固定有常开的第一开关(例如微型开关)62和第二开关(例如微型开关)63，它们分别用于命令沿第一旋转方向和沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向的第一电动机13和第二电动机14的启动、或第三电动机48的启动。
70.在第一座67中，设置第一倾斜平面69和第二倾斜平面70，第一倾斜平面69设计成与第一微型开关62相互作用，并且第二倾斜平面70设计成与第二微型开关63相互作用。在第二座68中设置类似的倾斜平面(在图中不可见)。
71.第一弹簧62和第二弹簧63进一步安装到第一支撑件53，而第三弹簧和第四弹簧(在图中不可见)安装到第二支撑件54。所述弹簧通过设置在第一座67和第二座68中的倾斜平面保持压缩，以在操作者停止对把手51施加力时，使把手56返回到中性位置(图16中可见)，如下面将进行说明。
72.当操作者必须操作托架1时，操作者通过作用于把手51来启动第三电动机48或第一电动机13和第二电动机14。如果操作者沿图20中箭头f4的方向，从图16所示的中性位置开始，在把手51上对托架的壁52施加推力，则把手51将沿第一旋转方向f2围绕销59和61旋转，使得第二倾斜平面70压在第二开关63上，从而使第二开关63转向闭合位置以启动第一电动机13和第二电动机14、或第三电动机48(顺着例如与托架1的前进运动一致的旋转方向)。另一方面，如果操作者沿图20中箭头f3的方向，在把手51上施加牵引力以远离托架的壁52，则把手51围绕销59和61沿与第一旋转方向f2相反的第二旋转方向f1旋转，使得第一倾斜平面69压在第一开关62上，从而使第一开关62转向闭合位置以启动第一电动机13和第二电动机14或第三电动机48(顺着例如与托架1的后退运动一致的旋转方向)。只要操作者继续在把手51上施加推力或牵引力，第一电动机13和第二电动机14、或第三电动机48就会保持运行。
73.如果操作者停止在把手51上施加推力或牵引力，则如前所述的第一弹簧64、第二弹簧65、第三弹簧和第四弹簧使把手51返回到中性位置，把手51在该中性位置不与微型开关62、63相互作用，微型开关62、63因此返回至打开位置，导致第一电动机13和第二电动机14或第三电动机48停止。这具有显着的优点，即完全消除了托架可能在不受操作者控制的情况下自主移动的风险，从而确保了根据本发明的辅助推力系统在使用中的最大安全性。
74.替代地，可以通过在人机工程学上适合操作者的位置(取决于托架1的形状和结
构，以使操作者能够方便地访问所述控制按钮)处布置控制按钮，以执行第一电动机13和第二电动机14或第三电动机48的启动和停止及其旋转方向的选择。
75.应该注意的是，在图18中，微型开关62和63、第一弹簧64和第二弹簧65示出为在第一座67内部，即它们在把手51安装到支撑件53、54时所处的位置。
76.由于铝盘22、23；32、33和永磁体25、26；35、36之间的磁耦合，驱动轮9、10上产生扭矩，这有利于操作者推动托架。
77.为了使托架制动，操作者只要使第一电动机13和第二电动机14或第三电动机48的旋转方向反转就足够了。
78.应该注意的是，第三电动机48或第一电动机13和第二电动机14的尺寸设计成提供不足以独立移动托架的驱动扭矩，但有助于操作者推动。此外，此功能使托架的操作更简单、更安全，因为它有助于消除托架在没有操作者推动的情况下能够自主移动的风险。有利地，驱动轮的运动通过磁耦合传递，因此不使用任何易磨损的机械元件。
79.此外，当辅助推力系统关闭时，驱动轮可以自由旋转而没有任何系统产生的摩擦。这具有显着的优点，即当供应辅助推力系统的能量源耗尽时，无论如何都可以容易地移动托架，而无需借助上述现有技术文件中公开的系统中必须存在的机械释放装置。
80.此外，根据本发明的系统不需要差速器(differential)u，其通常在机动系统中使用并且对于修改曲线上的驱动轮的旋转速度是必需的。在根据本发明的辅助推力系统中，由于第三电动机48或第一电动机13和第二电动机14与托架的驱动轮9、10之间的磁耦合，一个驱动轮与另一个驱动轮之间的速度自动变化。
81.本发明已参照食物托架进行了公开，但必须理解，根据本发明的辅助推力系统可用于任何类型的用于移动负载的托架。