专利名称：可手动/自动切换模式的越障装置及小车的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆底盘设计技术领域，具体说是一种可手动/自动切换模式的越障装置及小车，可用于婴儿推车、医用护理车、运输车以及各种手推车。
背景技术：
目前，几乎所有车辆都不能行驶通过大于前轮半径高度的障碍，使得车辆的行驶范围受到很大限制，然而，当必须越过某些障碍时，车辆的舒适性和操纵稳定性将变得很差。例如，现有技术中的婴儿车，想从较平整的柏油路越过路缘石、推上砖块砌成的较颠簸的人行道时，一种方法是花费很大力气地将整车抬起，将整车和车里的婴儿平稳地抬上人行道，这对于大多数妇女和老人来说，是十分吃力的；另一种方法是通过翘起婴儿车的前轮，使前轮超过路缘石的高度，将前轮先推上路缘石，然后抬起后轮，将整车推上人行道。而此时婴儿在车中俯仰较大，存在压迫和勒死婴儿的风险。据检索得知，美国最大的童车品牌之一葛莱公司的婴儿车就曾发生过4起婴儿在手推车中被勒死的事故，另有5起事故中，因婴儿陷入手推车中，导致婴儿被割伤和淤伤，或造成婴儿呼吸困难，葛莱公司为此召回了 200万辆婴儿手推车。此外，由于目前多数手推车不带有减震装置，当推车在不平路面上推进时，所承载的货物、药品将受到很大的冲击，尤为重要的是婴儿推车中婴儿将受到很大颠簸，对婴儿的健康产生不利影响。因此，开发一种可手动/自动切换模式的越障装置，用于改善现有技术的不足，已经成为开发和设计各种手推车、运输车，尤其是婴儿推车的迫切需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可手动/自动切换模式的越障装置及小车，使得车辆可以平稳地越过路缘石等障碍，并可以实现手动/自动切换刚度模式，实现应用该装置的车辆能够在各种路面上平稳舒适地行驶。本发明的上述技术问题通过以下技术方案解决一种可手动/自动切换模式的越障装置，包括用于支撑整车并安装于整车底盘的底架4 ;设置在所述底架4下部的车轮组件I ;旋转安装于所述车轮组件I的转轴支架8 ； 固定安装于所述转轴支架8的支架2 ；还包括转动关节3，所述转动关节3连接于所述底架4和支架2之间；弹性机构上支架5，所述弹性机构上支架5固定安装于所述底架4 ；弹性机构下支架7，所述弹性机构下支架7固定安装于所述转轴支架8 ；弹性机构6，所述弹性机构6安装在所述弹性机构上支架5和弹性机构下支架7之间。所述弹性机构上支架5在底架4上的安装中心到转动关节3的转动中心的距离，等于所述弹性机构下支架7在转轴支架8上的安装中心到转动关节3的转动中心的距离。可选地，所述弹性机构6为圆弧型，且圆弧半径等于所述弹性机构上支架5在底架4上的安装中心到转动关节3的转动中心的距离。可选地，所述弹性机构6可以是弹簧601、阻尼缸602或者其组合。可选地，所述转动关节3内部装有锁止机构301，当不需要使用刚度调节功能时，通过手动地按下该锁止机构301，可是实现转动关节3的锁死，使得整套装置不能变形。该锁止机构301可以采用卡簧式、止动片式以及弹簧插销式等形式。可选地，所述支架2可以是刚性杆、伸缩杆或弹性杆。当支架2为伸缩杆202时，其上安装有弹性元件201，且该弹性元件201的刚度小于弹性机构6的刚度。使得在平整路面和不平路面上行驶时，具有不能的操纵性和舒适性。一种可手动/自动切换模式的越障小车，包括前轮组件A、后轮组件B和整车底盘C，所述的前轮组件A和后轮组件B均由前文所述的可手动/自动切换模式的越障装置组成，且所述的前轮组件A和后轮组件B分别通过底架4安装在所述整车底盘C的下部，整车底盘C保持水平。可选地，前轮组件A可以为单轮或双轮，后轮组件B可以为单轮或双轮。该小车从柏油路Dl越过路缘石进而驶上人行道D2的运动过程为一、前轮组件A中的前轮胎碰触到路缘石侧壁，受到向后的推力，该推力大于转动关节3和弹性机构6的合力矩时，转动关节3向后旋转，前轮提升一定高度后驶上人行道D2，此时后轮组件B没有变形，因而小车的整车底盘C仍处于水平姿态；二、继续推动小车前进，当后轮组件B中的后轮胎碰触到路缘石侧壁时，同样受到向后的推力，同理，后轮组件B中的转动关节3向后旋转，后轮提升一定高度后驶上人行道D2 ；此时，由于前轮组件A和后轮组件B均处于变形状态，小车的整车底盘C仍处于水平姿态。另外，由于弹性机构6的弹性和减震作用，小车在颠簸的人行道D2上仍然具有很好的舒适性。该小车从人行道D2越过路缘石进而到柏油路Dl行驶的运动过程为一、前轮组件A中的前轮胎越过路缘石侧壁，路面D对前轮胎的作用力消失，由于弹性机构6的回复力的作用，转动关节3向前旋转，支架2逐渐展开，使得前轮胎碰触到柏油路D1，此时后轮组件B的弹性机构6仍处于被压缩的状态，因而小车的整车底盘C仍处于水平姿态；二、继续推动小车前进，当后轮组件B中的后轮越过路缘石侧壁，同样受到弹性机构6的回复力的作用，同理，后轮组件B中的转动关节3向前旋转，使得后轮胎碰触到柏油路Dl ；此时，由于前轮组件A和后轮组件B均处于回复状态，小车的整车底盘C仍处于水平姿态。另外，由于此时前后车轮靠支架2支撑，支架2没有减震装置或者仅有刚度较大的弹性元件201，，使得小车在平整的柏油路Dl上行驶时具有很好的操纵性。经过观察很容易发现，城区道路多为较平整的柏油路Dl和砖块砌成的较颠簸的人行道D2组成，而其过渡为路缘石。当家长推着婴儿推车在小区街道、公园甬道以及一般市内道路上推进时，多数情况为从柏油路Dl推上人行道D2行驶、再从人行道D2推下到柏油路Dl上行驶，是个不断往复进行的过程，而应用本发明，可以很好地完成这样的工况，极其具有针对性。而当路况不是上述的不断往复时，可以手动地按下锁止机构301，实现转动关节3的锁死，使得整套装置不能变形，从而适应其他路面情况。本发明的优点和有益效果在于；可以实现手动和自动切换悬架的刚度，从而适应不同的路面。本发明的可手动/自动切换模式的越障小车可以作为婴儿推车、医用护理车、运输车以及各种手推车，能够实现平稳地从平整的柏油路越过路缘石、驶上较颠簸的人行道；或者从人行道越过路缘石、驶下柏油路面。而且可以手动或自动切换悬架的刚度，以保证在平整路面上行驶时刚度较大，具有更好的操纵性；在不平路面上行驶时刚度较小，具有更好的舒适性和平稳性。从而保证了推车中的婴儿(作为婴儿推车时)的安全舒适、货物(作为运输车时)免受磕碰和损伤。可见，本发明可以用于多种车辆，结构简单，制造成本不高，且性能优良，具有很好的市场前景。
图1为本发明的可手动/自动切换模式的越障装置的整体示意图。图2为本发明中的支架为伸缩杆，支架安装有弹性元件的实施例。图3为本发明中的锁止机构301的示意图。图4为本发明中的弹性机构的两种不同的实施例，其中，图4a为弹性机构为弹簧601的实施例；图4b为弹性机构为弹簧601和阻尼缸602时组合的实施例。图5为本发明的可手动/自动切换模式的越障小车的整体示意图。图6为本发明的可手动/自动切换模式的越障小车驶上路缘石的实施例，其中，图6a为小车前轮组件碰触到路缘石的时刻；图6b为小车前轮组件受力后绕转动关节向后旋转，并驶上路缘石的时刻；图6c为小车后轮组件碰触到路缘石，受力后绕转动关节向后旋转，并驶上路缘石的时刻；图6d为小车整体驶上路缘石后，整车处于悬架刚度较小时的行驶状态。图7为本发明的可手动/自动切换模式的越障小车驶下路缘石的实施例，其中，图7a为小车前轮组件脱离路缘石，在弹性机构的回复力作用下，绕转动关节向前旋转的时刻；图7b为小车前轮组件驶下路缘石的时刻；图7c为小车后轮组件脱离路缘石，在弹性机构的回复力作用下，绕转动关节向前旋转的时刻；图7d为小车整体驶下路缘石后，整车处于悬架刚度较大时的行驶状态。图中
1、车轮组件2、支架201、伸缩杆202、弹性元件3、转动关节4、底架5、弹性机构上支架6、弹性机构601、弹簧602、阻尼缸7、弹性机构下支架8、转轴支架A、前轮组件B、后轮组件C、整车底盘D、路面D1、柏油路D2、人行道
具体实施例方式下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容和工作过程。如图1所示，本发明的可手动/自动切换模式的越障装置的整体示意图，包括用于支撑整车并安装于整车底盘的底架4 ;设置在所述底架4下部的车轮组件I ;旋转安装于所述车轮组件I的转轴支架8 ;固定安装于所述转轴支架8的支架2。还包括转动关节3，所述转动关节3连接于所述底架4和支架2之间；弹性机构上支架5，所述弹性机构上支架5固定安装于所述底架4 ;弹性机构下支架7，所述弹性机构下支架7固定安装于所述转轴支架8 ;弹性机构6，所述弹性机构6安装在所述弹性机构上支架5和弹性机构下支架7之间。所述弹性机构上支架5在底架4上的安装中心到转动关节3的转动中心的距离，等于所述弹性机构下支架7在转轴支架8上的安装中心到转动关节3的转动中心的距离。可选地，所述弹性机构6为圆弧型，且圆弧半径等于所述弹性机构上支架5在底架4上的安装中心到转动关节3的转动中心的距离，使得转动关节3绕转动中心转动时，弹性机构6可以得到充分的压缩。如图4a所示，所述弹性机构6仅由弹簧601组成时，使得整套装置结构简单，制作成本较低，并且易于实现；如图4b所示，所述弹性机构6是弹簧601和阻尼缸602的组合时，不仅可以利用弹簧601实现减震功能，还可以利用阻尼缸602控制不希望发生的弹簧运动，将动能转换为热能，缓解路面带来的冲击，迅速吸收颠簸时产生的震动，使车辆恢复到正常行驶状态。如图3所示，所述转动关节3内部装有锁止机构301，当不需要使用刚度调节功能时，通过手动地按下该锁止机构301，可以实现转动关节3的锁死，使得整套装置不能变形，该锁止机构301可以采用卡簧式、止动片式以及弹簧插销式等形式。所述支架2可以是刚性杆、伸缩杆或弹性杆。如图2所示，当支架2为伸缩杆202时，其上安装有弹性元件201，且该弹性元件201的刚度小于弹性机构6的刚度。使得在平整路面和不平路面上行驶时，车辆具有不同的操纵稳定性和舒适性。图5为本发明的可手动/自动切换模式的越障小车，包括前轮组件A、后轮组件B和整车底盘C，所述的前轮组件A和后轮组件B均由前文所述的可手动/自动切换模式的越障装置组成，且所述的前轮组件A和后轮组件B分别通过底架4安装在所述整车底盘C的下部，整车底盘C保持水平。可选地，前轮组件A可以为单轮或双轮，后轮组件B可以为单轮或双轮。图6a 图6d为该小车从柏油路Dl越过路缘石进而驶上人行道D2的运动过程一、前轮组件A中的前轮胎碰触到路缘石侧壁，受到向后的推力，该推力大于转动关节3和弹性机构6的合力矩时，转动关节3向后旋转，前轮提升一定高度后驶上人行道D2，此时后轮组件B没有变形，因而小车的整车底盘C仍处于水平姿态；
二、继续推动小车前进，当后轮组件B中的后轮胎碰触到路缘石侧壁时，同样受到向后的推力，同理，后轮组件B中的转动关节3向后旋转，后轮提升一定高度后驶上人行道D2 ；此时，由于前轮组件A和后轮组件B均处于变形状态，小车的整车底盘C仍处于水平姿态。另外，由于弹性机构6的弹性和减震作用，小车在颠簸的人行道D2上仍然具有很好的舒适性。图7a 图7d为该小车从人行道D2越过路缘石进而到柏油路Dl行驶的运动过程一、前轮组件A中的前轮胎越过路缘石侧壁，路面D对前轮胎的作用力消失，由于弹性机构6的回复力的作用，转动关节3向前旋转，支架2逐渐展开，使得前轮胎碰触到柏油路D1，此时后轮组件B的弹性机构6仍处于被压缩的状态，因而小车的整车底盘C仍处于水平姿态；二、继续推动小车前进，当后轮组件B中的后轮越过路缘石侧壁，同样受到弹性机构6的回复力的作用，同理，后轮组件B中的转动关节3向前旋转，使得后轮胎碰触到柏油路Dl ；此时，由于前轮组件A和后轮组件B均处于回复状态，小车的整车底盘C仍处于水平姿态。另外，由于此时前后车轮靠支架2支撑，支架2没有减震装置或者仅有刚度较大的弹性元件201，，使得小车在平整的柏油路Dl上行驶时具有很好的操纵性。值得注意的是，上述具体实施例是用来做举例的。本领域普通技术人员可以认识到许多修改、变化和改型。这些修改、变化和改型都在本申请的宗旨和范围内，并落入权利要求书的保护范围内。
权利要求
1.一种可手动/自动切换模式的越障装置，包括用于支撑整车并安装于整车底盘的底架(4);设置在所述底架(4)下部的车轮组件(I);旋转安装于所述车轮组件(I)的转轴支架(8);固定安装于所述转轴支架(8)的支架(2)； 其特征在于 还包括转动关节(3 )，所述转动关节(3 )连接于所述底架(4 )和支架(2 )之间； 弹性机构上支架(5)，所述弹性机构上支架(5)固定安装于所述底架(4)； 弹性机构下支架(7)，所述弹性机构下支架(7)固定安装于所述转轴支架(8)； 弹性机构(6)，所述弹性机构(6)安装在所述弹性机构上支架(5)和弹性机构下支架(7)之间； 所述弹性机构上支架(5)在底架(4)上的安装中心到转动关节(3)的转动中心的距离，等于所述弹性机构下支架(7)在转轴支架(8)上的安装中心到转动关节(3)的转动中心的距离。
2.按权利要求1所述的可手动/自动切换模式的越障装置，其特征在于所述弹性机构(6)为圆弧型，且圆弧半径等于所述弹性机构上支架(5)在底架(4)上的安装中心到转动关节(3)的转动中心的距离。
3.按权利要求1所述的可手动/自动切换模式的越障装置，其特征在于所述弹性机构(6)可以是弹簧(601)、阻尼缸(602)或者其组合。
4.按权利要求1所述的可手动/自动切换模式的越障装置，其特征在于所述转动关节(3)内部装有锁止机构(301)，该锁止机构(301)采用卡簧式、止动片式或弹簧插销式。
5.按权利要求1所述的可手动/自动切换模式的越障装置，其特征在于所述支架(2)可以是刚性杆、伸缩杆或弹性杆。
6.按权利要求5所述的可手动/自动切换模式的越障装置，其特征在于所述支架(2)为伸缩杆(202)时，其上安装有弹性元件(201)，且该弹性元件(201)的刚度小于弹性机构(6)的刚度。
7.一种可手动/自动切换模式的越障小车，包括前轮组件(A)、后轮组件(B)和整车底盘(C)，其特征在于所述的前轮组件(A)和后轮组件(B)均由权利要求1所述的可手动/自动切换模式的越障装置组成，且所述的前轮组件(A)和后轮组件(B)分别通过底架(4)安装在所述整车底盘(C)的下部，整车底盘(C)保持水平。
8.按权利要求7所述的可手动/自动切换模式的越障小车，其特征在于前轮组件(A)可以为单轮或双轮，后轮组件(B)可以为单轮或双轮。
全文摘要
本发明公开了一种可手动/自动切换模式的越障装置，包括底架、车轮组件、转轴支架、支架、转动关节、弹性机构上支架、弹性机构下支架、弹性机构，其中弹性机构可以为圆弧型，转动关节内部装有锁止机构。通过本发明的可手动/自动切换模式的越障装置，可以实现手动和自动切换悬架的刚度，从而适应不同的路面。本发明的可手动/自动切换模式的越障小车可以作为婴儿推车、医用护理车、运输车以及各种手推车，能够实现平稳地从柏油路等平整路面越过路缘石、驶上人行道等不平路面；或者从人行道越过路缘石、驶下柏油路面。本发明可以用于多种车辆，结构简单，制造成本不高，且性能优良，具有很好的市场前景。
文档编号B62B5/02GK102991557SQ20121049240
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者郭孔辉, 张玉新, 李学飞, 吴建飞, 陈超 申请人:吉林大学