用于手推车的脚轮和手推车的制作方法

本发明涉及手推车领域，特别涉及用于手推车的脚轮和带有电子设备的手推车。

背景技术：

目前市场上常见的手推车均为采用人工干预的方法进行驻车，其存在着一些安全隐患。以机场、医院、仓库或超市的手推车为例，它们不能够在坡面上根据坡面角度进行自主刹车，特别容易因为操作不慎造成翻车或溜车，具有碰上周围的人或物的风险。再者，现有的手推车在管制区域外仍然能够使用，因此造成遗失或丢弃。

因此，当前特别需要提供一种更为智能、更为安全可靠的手推车。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于手推车的脚轮，包括：

具有用于和外部元件连接的第一转轴的壳体，以使得所述壳体能够相对于外部元件在平面内旋转；

铰接于所述壳体内且一部分由所述壳体伸出的转动轮；

设置于所述壳体内的弹性的摩擦元件；

设置于所述壳体内用于挤压所述摩擦元件以使其形变的挤压元件，所述挤压元件和所述第一转轴连接；

所述挤压元件和所述摩擦元件具有非接触位置、第一接触位置和第二接触位置；

当二者处于非接触位置时，所述摩擦元件凭借自身弹性保持原始状态；

当二者处于第一接触位置时，所述摩擦元件接触所述转动轮，以使所述第一转轴不能旋转，所述转动轮能够滚动；

当二者处于第二接触位置时，所述摩擦元件接触所述转动轮，以使所述第一转轴不能旋转，所述转动轮不能滚动。

本发明提供的手推车脚轮包括摩擦元件和挤压元件，上述两个元件具有非接触位置、第一接触位置和第二接触位置，进而通过上述三个位置为摩擦元件和转动轮之间提供无摩擦力、有较小的第一摩擦力和较大的第二摩擦力三种状态。该手推车脚轮能够根据设定需要产生第一摩擦力和第二摩擦力，以实现先限制转动轮在水平方向的旋转，再限制转动轮在竖直方向的滚动。

在本发明的一些实施方式中，所述第一转轴的一端伸入至所述壳体内；所述挤压元件套设于所述第一转轴位于壳体内的一端上，且能够随着所述第一转轴的转动在竖直方向上直线运动。

在本发明的一些实施方式中，所述摩擦元件包括：

固定地设置于所述壳体内的第二转轴；

能够沿所述第二转轴转动的摩擦片，所述摩擦片具有用于和所述挤压元件接触的第一部分、用于和所述转动轮接触的第二部分以及用于抵靠在所述壳体内壁上的弹性的第三部分；

当所述摩擦元件和所述挤压元件处于所述非接触位置时，所述挤压元件未和所述第一部分接触，所述转动轮未和所述第二部分接触，所述第三部分凭借自身弹性保持原始状态；

当所述摩擦元件和所述挤压元件处于所述第一接触位置或所述第二接触位置时，所述挤压元件和所述第一部分接触，所述转动轮和所述第二部分接触以产生第一或第二摩擦力，所述第三部分产生变形。

在本发明的一些实施方式中，所述第一部分和所述第三部分位于所述第二转轴的上方，所述第二部分位于所述第二转轴的下方。

本发明还提供了一种手推车，包括：

带有双扶手的车体；

设置于所述车体底部的如上任一项所述的脚轮；

设置于所述车体上的地面坡度检测单元；

设置于每一个所述扶手上的握力传感单元；

设置于所述车体上的且和所述地面坡度检测单元、所述握力传感单元以及所述挤压元件电连接或信号连接的控制单元；

当所述地面坡度检测单元获取的坡度值大于预设值，且任一个所述握力传感单元未获取压力信号时，所述控制单元控制所述摩擦元件和所述挤压元件由所述非接触状态进入所述第二接触位置。

通过这一设置方式，可以使得控制单元结合地面坡度检测单元获取的坡度值和握力传感单元未获取或未获取压力信号的状态判断手推车是否存在危险。例如，当手推车处于坡面之上，即使坡度值大于预设值，但是只要两个握力传感单元均获取压力信号时，判定手推车处于安全状态，可以继续推行。当手推车处于坡面之上，坡度值大于预设值，任何一个握力传感单元未获取压力信号时，控制单元判定手推车处于危险状态，挤压元件和摩擦元件立刻进入具有较大摩擦力的第二接触位置，以防止操作不慎导致倾覆或者溜车。

在本发明的一些实施方式中，所述手推车包括：

用于获取手推车位置信息，并向所述控制单元发送位置数据的位置检测单元；

当所述位置检测单元获取的位置数据超出允许范围时，所述控制单元控制所述挤压元件和所述摩擦元件在所述非接触位置和所述第二接触位置多次变换；

当所述位置检测单元获取的位置数据超出允许范围，且该状态持续时间超出预设时间，所述控制单元控制所述挤压元件和所述摩擦元件保持在所述第二接触位置。

这样设置可以防止手推车被推车管制范围而造成丢失或损坏，但是并非只要超出管制范围就立刻进入“刹紧”状态(保持在第二接触位置)，而是先采取不断“点刹”(在非接触位置和第二接触位置来回变换)的方式提醒操作者。此时操作者有一定的时间将手推车推行至管制区域内，若操作者仍然采取正确的应对措施，则手推车立刻进入“刹紧”状态。

在本发明的一些实施方式中，所述的手推车包括：

设置于所述车体或所述脚轮上的用于驱动所述第一转轴转动的驱动单元，当所述摩擦元件和所述挤压元件处于所述第一接触位置时，所述驱动单元的电流输出开始增大；当所述摩擦元件和所述挤压元件处于所述第二接触位置时，所述驱动单元的电流输出达到最大值；

设置于所述车体上的电流检测单元，当所述摩擦元件和所述挤压元件处于所述第二接触位置时，所述控制单元切断对于所述驱动单元的供电。

在本发明的一些实施方式中，当所述摩擦元件和所述挤压元件由所述非接触位置进入所述第二接触位置时，所述摩擦元件和所述挤压元件先在所述第一接触位置保持一定时间。

本领域技术人员应当能够理解，摩擦元件和挤压元件先要进入第一接触位置以限制第一转轴的转动(即此时转动轮不能够在水平方向旋转，仅能够在竖直方向滚动)，再进入到第二接触位置以限制第一转轴的旋转和转动轮的滚动，进入完全的“刹紧”状态。

附图说明

图1为本发明一实施方式的用于手推车的脚轮的爆炸图；

图2为本发明一实施方式的用于手推车的脚轮的内部结构图；

图3为本发明一实施方式的用于手推车的脚轮的摩擦元件的结构示意图；

图4为本发明一实施方式提供的手推车的示意图。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明作进一步详细的说明。虽然附图中显示了公开示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻的理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1和图2所示，本发明一实施方式提供了一种用于手推车的脚轮，其主要包括具有第一转轴11的壳体1、转动轮2、弹性的摩擦元件3和挤压元件4。

具体而言，壳体1呈半封闭结构，壳体1能够通过第一转轴11相对于外部元件在平面内旋转。转动轮2的轮心铰接于壳体1内，一部分伸出壳体1之外，转动轮2可以相对于壳体1转动。摩擦元件3设置于壳体1内临近转动轮2的位置。挤压元件4同样设置于壳体1内，且和第一转轴11连接，挤压元件4用于压迫摩擦元件3产生形变。挤压元件4和摩擦元件3具有非接触位置、第一接触位置和第二接触位置，当二者处于非接触位置时，摩擦元件3凭借自身弹性保持原始状态；当二者处于第一接触位置时，摩擦元件3接触转动轮2，以使第一转轴11不能旋转，转动轮2能够滚动；当二者处于第二接触位置时，摩擦元件3接触转动轮2，以使第一转轴11不能旋转，转动轮不能滚动。

在本发明的一些实施方式中，第一转轴11的一端伸入至壳体1内；挤压元件4套设于第一转轴11位于壳体1内的一端上，且能够随着第一转轴11的转动在竖直方向上直线运动，类似于螺钉和螺母的关系。并且第一转轴11的转动，挤压元件4和摩擦元件3先进入第一接触位置，随着第一转轴11的转动的继续转动，挤压元件4和摩擦元件3进入第二接触位置。

参照图3所示，在本发明的一些实施方式中，摩擦元件3包括固定地设置于壳体1内的第二转轴31、能够沿第二转轴31转动的摩擦片32。摩擦片32具有用于和挤压元件4接触第一部分321、用于和转动轮2接触的第二部分322、以及用于抵靠在壳体1内壁上的弹性的第三部分323。当摩擦元件3和挤压元件4处于非接触位置时，挤压元件4未和第一部分321接触，转动轮2未和第二部分322接触，第三部分323凭借自身弹性保持原始状态。当摩擦元件3和挤压元件4处于第一接触位置或第二接触位置时，挤压元件4和第一部分321接触，转动轮2和第二部分322接触以产生第一或第二摩擦力，第三部分323产生变形。

更进一步地，第一部分321和第三部分323位于第一转轴31的上方，第二部分322位于第一转轴31的下方，因此三者实际上组成了如图3所示的杠杆机构。

继续参照图1和图2，在本发明的一些实施方式中，该脚轮还包括一个用于和外部连接的固定板5。壳体1和固定板5通过第一转轴11枢转连接，以使得壳体1能够相对于固定板5在平面内360°旋转，第一转轴51的一端延伸至壳体1内，挤压元件4和第二转轴51的该端相关联，第二转轴51的转动能够使得挤压元件4竖向运动。

参照图4所示，本发明还提供了一种手推车6，该手推车采用了上述的任何一种脚轮。此外还具有由车体61延伸出的双扶手62、设置于车体61上的地面坡度检测单元、设置于每一个扶手62上的握力传感单元、设置于车体61上的且和地面坡度检测单元、握力传感单元以及挤压元件4电连接或信号连接的控制单元。由于地面坡度检测单元、握力传感单元、控制单元的安装位置可以是车体的任意部位，只需要考虑实现它们各自的功能即可，因此均为在附图中标出。

当地面坡度检测单元获取的坡度值大于预设值，且任一个或者两个握力传感单元未获取压力信号时，控制单元控制挤压元件4和摩擦元件3由非接触位置进入第二接触位置。举例来说，预设坡度值为3度，握力传感单元感应到操作者的手握压力时输出“是”，未感应到时输出“否”，当地面坡度检测单元获取的坡度值大于3度，且有任何一个握力传感单元输出“否”时，控制单元判定手推车可能处于危险状态，并且控制挤压元件4和摩擦元件3由非接触位置进入第二接触位置(摩擦元件3和转动轮2之间产生大摩擦力)，以阻止手推车继续运动。

在本发明的一些实施方式中，手推车6还包括用于获取手推车位置信息并向控制单元发送位置数据的位置检测单元。当位置检测单元获取的位置数据超出允许范围时，控制单元控制挤压元件4和摩擦元件3在非接触位置和第二接触位置多次变换，即控制单元控制摩擦元件3和转动轮2之间以“点刹”提醒操作者已经超出了管制区域。当位置检测单元获取的位置数据超出允许范围，且该状态持续时间超出预设时间，控制单元控制挤压元件4和摩擦元件3进入且保持在第二接触位置，以阻止手推车继续运动。

在本发明的一些实施方式中，手推车6还包括设置于车体61或脚轮上的用于驱动第二转轴51转动的驱动单元以及设置于车体61上的电流检测单元。当摩擦元件3和挤压元件4处于第一接触位置时，驱动单元的电流输出开始增大；当摩擦元件3和挤压元件4处于所述第二接触位置时，驱动单元的电流输出达到最大值；当摩擦元件3和挤压元件4处于所述第二接触位置时，控制单元切断对于驱动单元的供电。

在本发明的一些实施方式中，当摩擦元件3和挤压元件4由非接触位置进入第二接触位置时，摩擦元件3和挤压元件4先在第一接触位置保持一定时间。

本领域技术人员应当能够理解，摩擦元件3和挤压元件4先要进入第一接触位置以限制第一转轴51的转动(即此时转动轮2不能够在水平方向旋转，仅能够在竖直方向滚动)，再进入到第二接触位置以限制第一转轴51的旋转和转动轮2的滚动，进入完全的“刹紧”状态。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性的。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。