爬楼梯轮子、轮椅、拉杆箱、手推车和童车的制作方法

技术领域

本发明涉及具有爬楼梯功能的人力机具，尤其是涉及一种爬楼梯轮子及采用该轮子而具有爬楼梯功能的轮椅、拉杆箱、手推车和童车。

背景技术：

目前我国的老年人、残疾人和病患者中有大量行动不便者，这些人构成了数量庞大的轮椅需求群体，巨大的需求促进了我国轮椅产业近年较快发展，电动轮椅及人力轮椅大量进入千家万户，提高了生活品质。然而，不论是电动轮椅还是人力轮椅都遇到上楼梯的难题，而现今国内大多数人仍居住在没有电梯的多层楼房内，上下楼靠楼梯，在一定程度上制约了轮椅的推广。为此，相关厂家投入大量人力物力研发具有爬楼梯功能的轮椅，目前有多款具有爬楼梯功能的电动轮椅面世，但价格昂贵；而具有爬楼梯功能的人力轮椅开发却很不理想，方案不少，但较成功的只有星轮结构的爬楼梯轮椅，不过此类轮椅存在很大缺陷，运动不平稳、冲击大，而且费力，所以使用极少，无法推广。与此相同的是拉杆箱、手推车和童车也日益普及到我们的生活中，出门旅游、购物、装卸货物和照顾幼童都离不开这些产品，但都存在不能上下楼梯的缺陷，为使用者带来极大的不便。

技术实现要素：

为了解决上述技术中的不足，本发明的目的是提供一种爬楼梯轮子，使采用该轮子的轮椅、拉杆箱、手推车和童车具有优异的爬楼梯功能，并且运动平稳、冲击小且省力。

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；三维空间中轮盘和轮滑环的各圆面与二维平面视图中轮盘和轮滑环的各圆的两种表述等价。对轮盘和轮滑环而言，其投影是在使用状态下的投影，投影面都是以箱体或车体（架）的侧面所在平面为投影面。

为了解决上述技术问题，本发明的爬楼梯轮子包括轮盘，轮滑环；爬楼梯轮子上的诸圆为同心圆；轮盘为圆盘；轮滑环是由两个对称的圆环形侧板，一个圆环形滑块组成的刚体；圆环形侧板投影为内外两个同心圆；轮滑环的投影与圆环形侧板的投影相同；圆环形滑块也为两个同心圆，其外圆的直径与圆环形侧板的外圆直径相等，其内圆的直径比轮盘的直径略大，这样使圆环形滑块的内圆面与轮盘的圆面相接触的弧段长度较短，从而降低摩擦，并且轮盘的半径大于圆环形侧板的内圆半径，确保轮滑环套在轮盘上，使轮滑环的圆环形侧板受到轮盘约束，起到导向的作用；圆环形滑块的厚度略大于轮盘对应处的厚度；圆环形滑块固连在两个圆环形侧板之间，构成轮滑环刚体，轮滑环的任一径向截面为“U”形，而“U”形的底边为圆环形滑块，两个侧边为两个圆环形侧板，形成一个环形槽；轮滑环套在轮盘之上，部分轮盘位于环形槽内，圆环形滑块的内圆与轮盘圆相适配，轮滑环上两个圆环形侧板的内侧与轮盘的两面相适配。轮滑环与轮盘能相对作顺、逆时针转动，换言之，轮滑环相对轮盘所作的顺时针转动，就是轮盘相对轮滑环的逆时针转动，反之亦然。

作为本发明的爬楼梯轮子的一种改进，爬楼梯轮子的轮滑环是由两个对称的圆环形侧板，至少三个滑轮组成的刚体，保持圆的最低要求；滑轮的宽度略大于轮盘对应处的厚度；每个滑轮均匀地固连在两个圆环形侧板靠其外圆之间，构成轮滑环刚体；所有滑轮的外公切圆的直径与轮盘的直径相等，并且轮盘的半径大于圆环形侧板的内圆半径，而所有滑轮的内公切圆的直径小于或等于圆环形侧板的外圆直径，不影响轮滑环的外边缘为圆的形状；轮滑环套在轮盘之上，滑轮与轮盘圆面相接触，轮滑环上两个圆环形侧板的内侧与轮盘的两面相适配；轮滑环与轮盘能相对作顺、逆时针转动。采用滑轮进一步减小摩擦。

作为本发明的爬楼梯轮子的另一种改进，爬楼梯轮子的轮盘的圆面与轮滑环的圆环形滑块的内圆面之间均匀装有多个圆柱滚珠和滚珠保持架；所有圆柱滚珠的外公切圆直径与轮盘直径相等，并且轮盘的半径大于圆环形侧板的内圆半径，而所有圆柱滚珠的内公切圆的直径与圆环形滑块内圆直径相等；轮滑环套在轮盘之上，圆柱滚珠的外公切圆与轮盘圆相适配，圆柱滚珠与轮盘圆面相接触，圆柱滚珠的内公切圆与圆环形滑块的内圆相适配，圆柱滚珠与圆环形滑块的内圆面相接触；轮滑环上两个圆环形侧板的内侧与轮盘的两面相适配；轮滑环与轮盘能相对作顺、逆时针转动。这是将上述两结构方案相结合，利用圆柱滚珠提高承载能力。

本发明的爬楼梯轮椅，包括轮椅架，车轮，刹车装置，及座靠等部分；轮椅架包括两个相互平行的侧面架，每个侧面架的前后各安装有一个车轮，后车轮与侧面架平行，座靠用柔性的织物绷在轮椅架上形成；爬楼梯轮椅的后车轮采用了上述三项中的任一项爬楼梯轮子，将爬楼梯轮子的轮盘固连在侧面架的后部，轮盘固定不动；爬楼梯轮子的轮滑环的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度。在爬楼梯轮子与楼梯相接触时，轮滑环与楼梯梯步的交点接触位置低于轮滑环的圆心，轮滑环不会在梯步的立面上滚动，而只能以该交点为支撑，并且轮滑环与梯步交点的接触位置在上下楼梯的过程中保持不变，固定在爬楼梯轮椅上的轮盘绕轮滑环的圆心转动，同时整体又绕梯步交点反向转动，其运动合成的结果是斜向上或斜向下运动，从而完成上下楼梯。由于轮滑环上支撑轮盘的接触点到梯步的交点距离，和传统的轮椅轮子的轮轴到梯步的交点距离相比要小很多，因而在爬楼梯时阻力矩也要小很多，所以采用爬楼梯轮子的爬楼梯轮椅上下楼梯很省力。整个运动过程相当于是沿斜面滑动，运动平衡，无冲击。

作为本发明的爬楼梯轮椅的一种改进，爬楼梯轮椅的爬楼梯轮子的轮盘通过轴孔活动安装在侧面架后部的轮轴上，轮盘能绕轮轴转动；在轮盘的轴孔旁边与侧面架之间设置有一离合器，通过离合器的离合使轮盘能转动或被约束而固定不动。在爬楼梯时将离合器合上，使轮盘被约束而不能转动，这时相当于轮盘固定在车架的情况完全一样，具有爬楼梯的功能；而将离合器离开，则轮盘能绕轮轴转动，这可用在直线运动时，使爬楼梯轮子在直线运动中绕轮轴转动，轮盘的磨损均匀，从而多了一种选择。

本发明的爬楼梯手推车，包括手推车本体，两个车轮；手推车本体由车架和支架组成，而车架主要由两根相互平行的主杆，一根拉杆组成；爬楼梯手推车的车轮采用上述三项中的任一项爬楼梯轮子，将爬楼梯轮子的轮盘固连在车架的主杆的支座上，轮盘固定不动；爬楼梯轮子的轮滑环的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度。爬楼梯手推车主要有购物车和搬运装卸车，同理，都具有优异的爬楼梯功能。

本发明的爬楼梯拉杆书包，包括车架，滚轮，拉杆；车架下部是书包支撑座；其特征在于：爬楼梯拉杆书包的滚轮采用了上述三项中的任一项爬楼梯轮子，将爬楼梯轮子的轮盘固连在车架的书包支撑座的侧面上，轮盘固定不动；爬楼梯轮子的轮滑环的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度。

本发明的爬楼梯拉杆箱，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；爬楼梯拉杆箱的滚轮采用了上述三项中的任一项爬楼梯轮子，将爬楼梯轮子的轮盘固连在箱体的侧面上，轮盘固定不动；爬楼梯轮子的轮滑环的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度。

本发明的爬楼梯童车，包括童车车架，车轮，刹车装置，及座靠和顶蓬等部分；前后各有两个车轮，童车车架包括两个相互平行的侧面架，每个侧面架的前后各安装有一个车轮，后车轮与侧面架平行，座靠和顶蓬用柔性的织物固定在童车车架上形成；爬楼梯童车的后车轮采用了上述三项中的任一项爬楼梯轮子，将爬楼梯轮子的轮盘固连在侧面架的后部支座上，轮盘固定不动；爬楼梯轮子的轮滑环的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度。

本发明的爬楼梯轮子由轮盘上套轮滑环构成，轮滑环与轮盘能相对作顺、逆时针转动。将该爬楼梯轮子设置在轮椅、手推车、拉杆书包、拉杆箱及童车上，使这些机具具有爬楼梯功能。上下楼梯时，爬楼梯轮子上的轮滑环与梯步的水平面和立面的相交线接触，固定在机具上的轮盘将在轮滑环上绕其圆心转动，同时整个机具将以楼梯梯步的交点为支撑反向转动，其运动合成使爬楼梯机具基本作斜向上或斜向下的运动，从而使机具不断上升或下降完成爬楼梯工作，使其具有爬楼梯功能。由于整个运动过程相当于是沿斜面滑动，所以运动平稳，无冲击，而且省力。

因此本发明的爬楼梯轮椅、手推车、拉杆书包、拉杆箱童车具有优异的爬楼梯功能，运动平稳，无冲击，省力且使用方便等特点。

附图说明

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为由圆形轮盘和轮滑环（两个圆环形侧板和一个圆环形滑块）组成的爬楼梯轮子结构的二维和三维示意图。

图2为图1所示爬楼梯轮子的轮滑环三维结构和爬楼梯轮子三维结构的爆炸示意图。

图3为轮盘的四种结构三维示意图，其中：a轮盘为一圆盘，b轮盘为有轴孔的圆盘，c轮盘为圆盘开有一大孔，d轮盘为扇形。

图4为图3所示的四种轮盘结构与轮滑环（两个圆环形侧板和一个圆环形滑块）组成的四种爬楼梯轮子的三维示意图，其中第三图和第四图的外形完全一样，但一个轮盘为圆盘开有一大孔，而一个轮盘为扇形。

图5为轮盘在与轮滑环的圆环形侧板相配的位置设置有四个周向导向滑轮的二维结构示意图。

图6为由轮盘与轮滑环（两个圆环形侧板和多个滑轮）组成的爬楼梯轮子结构的二维和三维示意图。

图7为图6所示爬楼梯轮子的轮滑环三维结构和爬楼梯轮子三维结构的爆炸示意图。

图8为轮滑环（两个圆环形侧板和多个滑轮）与四种轮盘结构相组合而成的四种爬楼梯轮子三维示意图。

图9为由轮盘的圆面与轮滑环的圆环形滑块的内圆面之间均匀装有多个圆柱滚珠和滚珠保持架组成的爬楼梯轮子的三维结构和三维结构的爆炸示意图。

图10 为采用轮盘固定连接在车架上的爬楼梯轮子的爬楼梯轮椅结构示意图。

图11为采用有轴孔的轮盘并活动连接在轮轴上的爬楼梯轮子的爬楼梯轮椅结构示意图。

图12为采用有一大孔或扇形轮盘并固定连接在车架上的爬楼梯轮子的爬楼梯轮椅结构示意图。

图13为采用装有充气轮胎的爬楼梯轮子的爬楼梯轮椅结构示意图。

图14为本发明的爬楼梯轮椅上楼梯示意图之一。

图15为本发明的爬楼梯轮椅上楼梯示意图之二。

图16为本发明的爬楼梯轮椅上楼梯示意图之三。

图17为本发明的爬楼梯轮椅下楼梯示意图之一。

图18为本发明的爬楼梯轮椅下楼梯示意图之二。

图19为本发明的爬楼梯轮椅下楼梯示意图之三。

图20为本发明的爬楼梯手推车的结构示意图。

图21为本发明的爬楼梯拉杆书包的结构示意图。

图22为本发明的爬楼梯拉杆箱的结构示意图。

图23为本发明的爬楼梯童车的结构示意图。

具体实施方式

一、本发明的爬楼梯轮子

1、爬楼梯轮子的轮滑环32由两个圆环形侧板和一个圆环形滑块构成。

图1、图2为本发明的爬楼梯轮子的结构示意，可以看出爬楼梯轮子包括轮盘31，轮滑环32，其原料可以是铝合金，也可以是工程塑料等强度高而质量轻的材料，本发明优选工程塑料；爬楼梯轮子上的诸圆为同心圆；轮盘31为一个圆盘，其厚度根据承载重量不同而有所不同；轮滑环32是由两个对称的圆环形侧板33，和一个圆环形滑块34组成的刚体；圆环形侧板33投影为内外两个同心圆，本发明优选圆环形侧板33的内边缘为圆形，实际上圆环形侧板33的内边缘还可以是其他封闭图形，如椭圆或多边形等，选择圆环形侧板33的内边缘为圆形仅为方便描述而已；圆环形滑块34也为两个同心圆，其外圆的直径与圆环形侧板33的外圆直径相等，其内圆的直径比轮盘31的直径大10mm，使圆环形滑块34的内圆面与轮盘31的圆面相接触的弧段较短，减小相互间的摩擦；并且轮盘31的半径大于圆环形侧板33的内圆半径，本发明优选轮盘31的半径大于圆环形侧板33的内圆半径30mm，从而轮盘31能对轮滑环32导向；圆环形滑块34的厚度比轮盘31对应处的厚度大2mm；圆环形滑块34与两个圆环形侧板33的对应处有螺栓孔，圆环形滑块34固连在两个圆环形侧板33之间，构成轮滑环32刚体，轮滑环32的投影与圆环形侧板33的投影相同；轮滑环32的任一径向截面为“U”形，而“U”形的底边为圆环形滑块34，两个侧边为两个圆环形侧板33，形成一个环形槽；轮滑环32套在轮盘31之上，部分轮盘31位于环形槽内，圆环形滑块34的内圆与轮盘31圆相适配，轮滑环32上两个圆环形侧板33的内侧与轮盘31的两面相适配。

装配爬楼梯轮子时，在一个圆环形侧板33的中央放上轮盘31，再将圆环形滑块34套在轮盘31外面，使圆环形侧板33与圆环形滑块34的外圆对齐，也就是让圆心同心，同时对应的螺栓孔也对齐，然后将另一个圆环形侧板33盖上，每个螺栓穿过一个圆环形侧板33、圆环形滑块34、再一个圆环形侧板33，紧固每个螺栓使圆环形滑块34固连在两个圆环形侧板33之间，构成轮滑环32刚体，并且轮滑环32套在轮盘31之上，轮滑环32与轮盘31能相对作顺、逆时针转动。

图3为不同的轮盘结构示意。圆盘形的轮盘31是基本的结构形式，根据不同的需求还有其他结构形式，通常有四种，即基本的圆形轮盘31（图中a图），圆盘上带轴孔的轮盘31（图中b图），圆盘开有一大孔的轮盘31（图中c图），扇形的轮盘31（图中d图）。其中只有圆盘上带轴孔的轮盘31是可以转动的，而其他结构的轮盘31均是固定不能运动的。c图与d图所示的轮盘31主要满足在工作区间承载负荷，而其他区间不能承载负荷，与a图所示的轮盘31相比较，节约了材料，减轻了重量。另外，为了进一步减轻轮盘31的重量，c图与d图所示的轮盘31还可以采用部分圆环形，减去一个小扇形，即削去尖部。

根据不同结构的轮盘31，与轮滑环32（两个圆环形侧板和一个圆环形滑块构成）组成四种有不同轮盘31结构的爬楼梯轮子，如图4所示。其中圆盘开有一大孔的轮盘31与轮滑环32构成的爬楼梯轮子，和扇形的轮盘31与轮滑环32构成的爬楼梯轮子，在外形上是相同的，因而用同一图形来表达。

为了更好地对轮滑环32导向，可在轮盘31上与两个圆环形侧板相适配的位置设置周向导向轮40，如图5所示。

2、爬楼梯轮子的轮滑环32由两个圆环形侧板和滑轮35构成。

作为本发明的爬楼梯轮子的一种改进，其结构如图6、图7所示。该爬楼梯轮子的轮滑环32是由两个对称的圆环形侧板33，至少三个滑轮35组成的刚体，三个滑轮35只适合很轻的载荷，一般有六个以上滑轮35，本发明优选8个滑轮35；滑轮35的宽度略大于轮盘31对应处的厚度2mm；两个圆环形侧板33上均布有8个滑轮35的轴孔，每个滑轮35均匀地固连在两个圆环形侧板33靠其外圆之间，构成轮滑环32刚体；所有滑轮35的外公切圆的直径与轮盘31的直径相等，并且轮盘31的半径大于圆环形侧板33的内圆半径，而所有滑轮35的内公切圆的直径小于或等于圆环形侧板33的外圆直径，不改变轮滑环32的圆形外边缘；轮滑环32套在轮盘31之上，滑轮35与轮盘31圆面相接触，轮滑环32上两个圆环形侧板33的内侧与轮盘31的两面相适配。

在装配该爬楼梯轮子时，在一个圆环形侧板33的中央放上轮盘31，再将每个滑轮35放在圆环形侧板33上的各个滑轮轴孔处，并与轮盘31外圆面接触，然后将另一个圆环形侧板33盖上，每根轴穿过一个圆环形侧板33、一个滑轮35、再一个圆环形侧板33，紧固每根轴上的螺母，使每个滑轮35固连在两个圆环形侧板33之间，构成轮滑环32刚体，并且轮滑环32套在轮盘31之上。轮滑环32与轮盘31能相对作顺、逆时针转动。

同样，这种结构的爬楼梯轮子，也因改进的轮滑环32（两个对称的圆环形侧板33，至少三个滑轮35组成）与四种不同轮盘31结构相组合形成四种不同的爬楼梯轮子形式，如图8所示。

3、爬楼梯轮子的轮盘31的圆面与轮滑环32的圆环形滑块34的内圆面之间装有圆柱滚珠36。

作为本发明的爬楼梯轮子的另一种改进，其结构如图9所示。爬楼梯轮子的轮盘31的圆面与轮滑环32的圆环形滑块34的内圆面之间均匀装有多个圆柱滚珠36和滚珠保持架，圆柱滚珠36的材料可以是金属，也可以是工程材料，本发明优选强度高，耐磨损，自润滑且质量轻的工程塑料制造的圆柱滚珠36；所有圆柱滚珠36的外公切圆直径与轮盘31直径相等，并且轮盘31的半径大于圆环形侧板33的内圆半径，而所有圆柱滚珠36的内公切圆的直径与圆环形滑块34内圆直径相等；轮滑环32套在轮盘31之上，圆柱滚珠36的外公切圆与轮盘31圆相适配，圆柱滚珠36与轮盘31圆面相接触，圆柱滚珠36的内公切圆与圆环形滑块34的内圆相适配，圆柱滚珠36与圆环形滑块34的内圆面相接触；轮滑环32上两个圆环形侧板33的内侧与轮盘31的两面相适配。

在装配该爬楼梯轮子时，在一个圆环形侧板33的中央放上轮盘31，再将保持架上填满圆柱滚珠36的滚珠盘套在轮盘31外，圆柱滚珠36与轮盘31的外圆面相接触，又将圆环形滑块34套在填满圆柱滚珠36的滚珠盘外，圆环形滑块34的内圆面与圆柱滚珠36接触，调整圆环形滑块34位置，使圆环形滑块34的外圆与圆环形侧板33的外圆共圆，然后将另一个圆环形侧板33盖上，紧固每个螺栓使圆环形滑块34固连在两个圆环形侧板33之间，构成轮滑环32刚体；这样轮盘31就套在轮滑环32内，当然圆柱滚珠36也套在轮滑环32内，从而组成爬楼梯轮子。轮滑环32与轮盘31能相对作顺、逆时针转动。

显然，只有三种轮盘31结构满足这种爬楼梯轮子的需要，而扇形的轮盘31是不能组成这种爬楼梯轮子的，因为扇形没有封闭的圆，不能支撑圆柱滚珠36。其他三种形式的爬楼梯轮子的外形与本部分的第1部分所述爬楼梯轮子外形完全一样，故省略附图。

二、本发明的爬楼梯轮椅

1、爬楼梯轮子的轮盘31固定连接在车架上。

本发明的爬楼梯轮椅包括轮椅架，车轮，刹车装置，及座靠等部分；轮椅架包括两个相互平行的侧面架，每个侧面架的前后各安装有一个车轮，后车轮与侧面架平行，座靠用柔性的织物绷在轮椅架上形成；爬楼梯轮椅的后车轮采用了爬楼梯轮子，将爬楼梯轮子的轮盘31用螺栓固连在侧面架的后部，轮盘31固定不动；爬楼梯轮子的轮滑环32的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度，本发明优选轮滑环32的圆心高度为200mm（根据建筑规范，一般楼梯的高度不大于175mm，深度不小于260 mm）。如图10所示。对于圆盘开有一大孔的轮盘31和扇形的轮盘31分别与轮滑环32构成的两种爬楼梯轮子而言，其组成的两种形式的爬楼梯轮椅在外形上是一样，如图12所示。这两种爬楼梯轮子在安装到爬楼梯轮椅上时，一定要让轮盘31的扇形实体处在工作区范围，保证对载荷的支撑，同时要满足轮滑环32正反转时的导向需要。

2、爬楼梯轮子的轮盘31活动连接在轮轴上，轮盘31既可转动又能被约束固定。

图11示意本发明的爬楼梯轮椅的一种改进，将爬楼梯轮子的轮盘31的轴孔37活动安装在侧面架后部的轮轴38上，轮盘31能绕轮轴38转动；在轮盘31的轴孔37旁边与侧面架之间设置有一离合器，通过离合器的离合使轮盘31能转动或被约束而固定不动。离合器的结构很多，本发明优选牙嵌离合器，一个半离合器固连在轮盘31上，另一个半离合器活套在侧面架上，该半离合器只能轴向滑动，不能周向转动。当此半离合器拨向固连在轮盘31上的半离合器并啮合时，受离合器周向约束，轮盘31不能转动；当反向拨动此半离合器，则解除啮合，轮盘31不再受周向约束，便能绕轮轴38转动。

图13是在轮滑环32的外边缘装有充气轮胎41，能有效减小抖动，提高乘座的舒适性。所有的爬楼梯轮子的轮滑环32都可装充气轮胎41。

3、本发明的爬楼梯轮椅上下楼梯过程。

爬楼梯轮椅在上下楼时整个车体需绕爬楼梯轮子中心旋转一个角度，使爬楼梯轮椅与水平面的夹角为上下楼梯的角度。在此过程中爬楼梯轮子的轮盘31与车架为同一刚体；对轮盘31通过轴孔37活动安装在侧面架后部的轮轴38上的爬楼梯轮子，需通过啮合离合器来约束轮盘31，使其在此条件下与车架为同一刚体，轮盘31不能绕轮轴38转动。

图14—图16为本发明的爬楼梯轮椅的上楼过程示意。爬楼梯轮椅的把手在前而爬楼梯轮子在后，爬楼梯轮椅倒着走。当本发明的爬楼梯轮椅的爬楼梯轮子的轮滑环32刚好与楼梯梯步相接触，轮滑环32的圆心在此梯步高度之上，该梯步的交点与低于圆心的轮滑环32的一点相接触，此时整个爬楼梯轮椅的支撑为前一个楼梯梯步的水平面，如图14所示；此后在拖动牵引力的作用下，整个爬楼梯轮椅的支撑变为正在被攀爬的该楼梯梯步的交点，该点就是整个爬楼梯轮椅的支撑点，该被支撑点上楼过程中始终保持不变，如图15所示，与其接触的轮滑环32上的对应点是被支撑点，在外力的作用下轮盘31将绕轮滑环32的圆心作逆时针转动，带动爬楼梯轮椅车体绕轮滑环32的圆心逆时针转动，同时由于操作人的高度不变，因而在上楼过程中把手的高度基本不变，所以整个爬楼梯轮椅要绕楼梯梯步的交点作顺时针转动，其运动合成的结果是爬楼梯轮椅车体作斜向上升运动，使爬楼梯轮椅上升，相当于在斜面上滑动，在此过程中，被支撑点在轮滑环32上的相对位置不变；直到爬楼梯轮子刚好与该梯步的水平线相切，或轮滑环32又与上边一个楼梯梯步的交点相接触，爬楼梯轮椅爬上该楼梯梯步，至此完成一个梯步的爬升，如图16所示，如此反复完成整个爬楼梯工作。在实际中可加长爬楼梯轮椅把手，操作更方便。

图17—图19为本发明的爬楼梯轮椅的下楼过程示意，在此过程中，爬楼梯轮椅的爬楼梯轮子在前而把手在后，爬楼梯轮椅正向前行。图17所示推动爬楼梯轮椅下楼的开始状态，爬楼梯轮子的过轮轴的垂直平面刚好与楼梯梯步的立面重合，爬楼梯轮椅的支撑点为该梯步的交点，而爬楼梯轮子的轮滑环32上与之对应的点为被支撑点，该被支撑点在下楼过程中始终保持不变，在推力和重力的作用下轮盘31将绕轮滑环32的圆心作顺时针转动，使爬楼梯轮椅车体绕轮滑环32的圆心顺时针转动，同时由于手把的高度在此过程中几乎不变，整个爬楼梯轮椅要绕楼梯梯步的交点（支撑点）作逆时针转动，其运动的合成使爬楼梯轮椅车体作斜向下行运动，如图18所示；直到爬楼梯轮子下降到与下一个梯步的平面接触，如图19所示。至此爬楼梯轮椅下完该楼梯梯步，完成一个梯步的下降。如此反复完成整个下楼过程。

三、本发明的爬楼梯手推车

本发明的爬楼梯手推车包括手推车本体，两个车轮；手推车本体由车架和支架组成，而车架主要由两根相互平行的主杆39，一根拉杆组成；爬楼梯手推车的车轮采用了爬楼梯轮子，将爬楼梯轮子的轮盘31固连在车架的主杆39的支座上，轮盘31固定不动；爬楼梯轮子的轮滑环32的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度，本发明优选轮滑环32的圆心高度为180mm。当然，采用的爬楼梯轮子形式也可以与爬楼梯轮椅一样，轮盘31可以转动，但考虑成本等因素，本发明优选轮盘31为扇形并不能转动，这样结构简单，重量轻。上下楼梯的原理与爬楼梯轮椅同理。如图20所示。

四、本发明的爬楼梯拉杆书包

本发明的爬楼梯拉杆书包包括车架，滚轮，拉杆；车架下部是书包支撑座；爬楼梯拉杆书包的滚轮采用了爬楼梯轮子，将爬楼梯轮子的轮盘31固连在车架的书包支撑座的侧面上，轮盘31固定不动；爬楼梯轮子的轮滑环32的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度，本发明优选轮滑环32的圆心高度为160mm。由于爬楼梯拉杆书包一般是小学生使用，负荷很轻，所以轮滑环32的圆心高度可以设为130mm左右，一方面小学校的楼梯梯步高度较低，同时负荷很轻，即使高度低一点，提垃一下爬楼梯拉杆书包对小学生也很轻松。上下楼梯的原理与爬楼梯轮椅同理。如图21所示。

五、本发明的爬楼梯拉杆箱

本发明的爬楼梯拉杆箱包括箱体，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；爬楼梯拉杆箱的滚轮采用了爬楼梯轮子，爬楼梯轮子的轮盘31固连在箱体的侧面上，轮盘31固定不动；爬楼梯轮子的轮滑环32的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度，本发明优选轮滑环32的圆心高度为180mm。上下楼梯的原理与爬楼梯轮椅同理。如图22所示。

六、本发明的爬楼梯童车

本发明的爬楼梯童车包括童车车架，车轮，刹车装置，及座靠和顶蓬等部分；前后各有两个车轮，童车车架包括两个相互平行的侧面架，每个侧面架的前后各安装有一个车轮，后车轮与侧面架平行，座靠和顶蓬用柔性的织物固定在童车车架上形成；爬楼梯童车的后车轮采用了爬楼梯轮子，爬楼梯轮子的轮盘31固连在侧面架的后部支座上，轮盘31固定不动；爬楼梯轮子的轮滑环32的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度，本发明优选轮滑环32的圆心高度为180mm。上下楼梯的原理与爬楼梯轮椅同理。如图23所示。

本文已对本发明作了充分描述，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。