TWI730334B - 用於手推車的驅動組件以及使用此驅動組件的手推車 - Google Patents

Abstract

本發明說明了一種用於手推車的驅動組件，其包含有一把手模組、一驅動模組與至少一個充電電池。把手模組設有一啟動開關與一行進開關。驅動模組是電連接把手模組，其包含有一馬達、一離合器、一驅動輪與一輪軸，其中離合器可受控制而使驅動輪結合或不結合輪軸，藉以控制馬達是否能輸出動力至驅動輪以提供輔助動力。通過上述驅動組件的設計，當啟動開關與行進開關同時被啟動時，才能控制驅動模組輸出輔助動力，增進了使用上的安全性。

Description

用於手推車的驅動組件以及使用此驅動組件的手推車

本發明係有關於一種用於手推車，特別是指一種安裝於手推車的驅動組件，可提供手推車輔助動力。

習用的手推車，例如旅館清潔人員所使用的手推車，其通常承載了各式各樣的清潔用具，手推車的整體重量偏重而不易被推動，讓清潔人員需耗費許多力氣推動手推車才能進行清潔工作，造成清潔人員體力上莫大的負擔。

為了改善上述問題，已知美國專利號第US7,779,941B1號發明專利說明了一種手推車裝置102，其包含有一承載架110、一驅動輪114、一馬達116與一電池126，電池126用於提供馬達116動力。手推車裝置102是以一預定方向與一預定速度移動，並且是在一預定時間到達時，離合器128才會和馬達116斷開以使馬達116失效。然而可以看到，上述專利是通過計時器120來決定預設時間，若手推車裝置102在行進當中有突發意外發生，馬達116並不會立即停止轉動，因此使用上比較不安全。此外，手推車裝置102的驅動輪114或動力控制單元108都是特殊設計的，且都是固定在手推車裝置102上，若然有零件故障，往往難以從手推車裝置102上拆卸並進行維修。

又已知美國專利號第US6,000,486號發明專利說明了一種用於醫療的自推進推車，其包含有一驅動輪40與一踏板72，通過操作踏板72，可使驅動輪40於一伸出位置與一收起位置之間移動。可以看到，此一專利需通過使用人 員以人工的方式來選擇是否要伸出或收起驅動輪40，但此一專利同樣缺乏安全機制以停止轉動驅動輪40，同時也有難以拆卸與維修的問題。

本發明之其中一個目的乃在於針對現有技術的各項缺失進行改良，進而提出一種嶄新的用於手推車的驅動組件，其可適用於一般的手推車，並具有容易拆裝的優點。

本發明之另一個目的在於提供一種手推車的驅動組件，其使用上的安全性較佳。

依據以下實施利所提供之一種用於手推車的驅動組件，其包含有一把手模組、一驅動模組與至少一個充電電池。把手模組包含有一本體與二握把，本體的內部設有一第一電路板，第一電路板設有一控制單元。上述二個握把分別連接本體的相對二側，把手模組還具有一啟動開關與一行進開關，啟動開關與行進開關都電連接控制單元。驅動模組是電連接把手模組並可受把手模組控制，其包含有一馬達、一離合器、一驅動輪與一輪軸。馬達連接輪軸，離合器與驅動輪設於輪軸，離合器可被驅動而推動驅動輪，以使驅動輪結合或不結合該輪軸；充電電池電連接把手模組與驅動模組並用以提供把手模組與驅動模組運作的電力；其中，當啟動開關與行進開關同時被啟動時，控制單元通過離合器而控制驅動輪結合輪軸，使得控制單元能依據行進開關而驅動馬達轉動輪軸，進而驅動驅動輪前進或後退；當啟動開關未被啟動時，控制單元通過離合器控制驅動輪不結合輪軸，使得馬達不能通過該輪軸而轉動該驅動輪。

藉此，由於驅動組件的把手模組、驅動模組與充電電池都是呈模組化的設計，因此可容易且快速地拆裝於一般的手推車，增加了驅動組件的適 用範圍，並具有體積緊湊之優勢，驅動模組所提供的輔助動力也能達成省力的功效。若然有零件故障，也能輕易地從一般的手推車上拆卸以進行後續的維修。此外，由於驅動組件在使用上須同時啟動開關與行進開關才能讓馬達輸出動力以驅動驅動輪，若意外發生時，使用者只要放開啟動開關，即可讓馬達輸出的動力失效，有效地增進了使用上的安全性。

本發明還提供了一種手推車，其包含有一車架、複數個轉輪與上述的驅動組件。其中，車架具有一底板，上述多個轉輪是可轉動地設於底板。把手模組可拆卸地設於車架的一側並位於底板上的一預定高度，驅動模組是可拆卸地設於底板，並且驅動模組與該等轉輪是共同地支撐車架。

在本發明的其中一個方面，手推車可為一工具推車或一醫療推車，但本發明並不以此為限。

在另一個方面，啟動開關與行進開關都設於該二握把的其中之一，能方便使用者一邊以手對手推車施力並同時操控手推車的行進。

在另一個方面，把手模組更包含有一急停開關，當急停開關被啟動時，控制單元通過離合器而控制驅動輪不結合輪軸，更加強化了使用上的安全性，也能避免馬達或減速機構的受損。

在另一個方面，本體係呈中空狀，本體的二側分別設有一第一套接部，第一套接部的中央都設有一第一通孔以連通本體內部，各握把都呈管狀並且末端設有一第二套接部，第二套接部的中央設有一第二通孔以連通握把內部，各握把通過第二套接部而套接第一套結部，並且本體、該二第一通孔、該二第二通孔與該二握把的內部均相連通。通過上述本體與握把的結構設計，不 僅能方便使用者將握把安裝於本體上，也能方便於本體與握把的內部進行走線，避免線路雜亂。

在另一個方面，驅動模組還包含有一連接件與一架體，架體是可轉動地連接了連接件，馬達是固接於該架體，離合器設於該架體，驅動輪是可轉動地設於架體，並且驅動輪至少有一部分是凸出於架體之外。通過上述連接件與架體的結構設計，當手推車行經凹凸不平的地面時，驅動模組仍能有效地輸出輔助動力並起到避震的功效。

在另一個方面，驅動模組更包含有至少一彈性件，彈性件的相對二端分別連接連接件與架體。通過設置彈性件，於手推車的行進過程中能讓驅動輪始終都能與地面保持良好接觸，且在路況較差的狀況下能更佳地解決伴隨的抖振問題。

先前技術1

102:手推車裝置

110:承載架

114:驅動輪

116:馬達

120:計時器

126:電池

128:離合器

先前技術2

40:驅動輪

72:踏板

實施例

1:手推車

2:車架

3:底板

4:導引結構

5:轉輪

6:把手電控連接埠

10:驅動組件

20:把手模組

21:本體

211:安裝座

212:外蓋

213:快拆固定板

214:馬達參數控制埠

215:第一套接部

216:第一通孔

217a-217b:開關

217c-217g:指示燈

22:第一電路板

221:控制單元

23A,23B:握把

231:啟動開關

232:行進開關

233:翹板開關

234:急停開關

235:第二套接部

236:第二通孔

30:驅動模組

31:連接件

311:安裝板

312:上部結構

313:間隙

314:樞軸

315:上連接桿

32:架體

321:下連接桿

33:彈性件

34:馬達

341:減速機構

35:離合器

36:驅動輪

37:輪軸

38:止停件

41:第一電池

42:第二電池

G:地面

s1-s5:螺孔

w1,w2:導線

θ1-θ3:角度

有關手推車的驅動組件的詳細構造、特點、組裝或使用方式將於以下的實施例予以說明，然而，應能理解的是，以下將說明的實施例以及圖式僅只作為示例性地說明，其不應用來限制本發明的申請專利範圍，其中：圖1係實施例的手推車的立體圖；圖2與圖3係實施例的把手模組不同角度的立體圖；圖4係實施例的把手模組的分解圖，其隱藏了本體的外蓋；圖5係實施例的驅動模組的立體圖；圖6係實施例的手推車之局部底視圖；圖7係實施例的驅動模組的剖視圖； 圖8與圖9係實施例的驅動模組的行進狀態示意圖；以及圖10係實施例的手推車的後視圖。

以下藉由所列舉之實施例配合圖式，詳細說明本發明的技術內容及特徵，本說明書內容所提及的“上”、“下”、“內”、“外”、“頂”、“底”等方向性形容用語，只是以正常使用方向為基準之例示描述用語，並非作為限制主張範圍之用意。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之一實施例並配合圖式說明如後，其中：如圖1所示，實施例提供了一種手推車1，其結構上包含有一車架2、四個轉輪5與一驅動組件10。其中，車架2是用來承載物品，車架2具有一底板3(見圖6)，底板3設有一導引結構4，導引結構4於本實施例為一滑槽，導引結構4設有若干個螺孔s1。上述四個轉輪5是可轉動地設置於底板3。

驅動組件10包含有一把手模組20、一驅動模組30與二個充電電池(分別為第一電池41與第二電池42)。

請接著參考圖1至圖4。把手模組20是可拆卸地裝設於車架2的一側並位於底板3上的一預定高度，讓一般使用者能輕鬆地握持把手模組20並操控手推車1。把手模組20包含有一本體21、設於本體21內部的一第一電路板22以及二握把23A,23B。其中，如圖2與圖4所示，本體21在結構上係呈中空狀，其包含有一安裝座211、設於安裝座211上方的一外蓋212以及一快拆固定板213。安裝座211內設有上述第一電路板22並且底部設有一馬達參數控制埠214(如圖3所示)，第一電路板22上設有一控制單元221，於本實施例中控制單元221為一微處理器。馬 達參數控制埠214電連接第一電路板22。如圖2所示，外蓋212上設有多個開關217a,217b(包括總開關217a與檔次顯示開關217b)與指示燈217c-217f(包括升檔指示燈217c、降檔指示燈217d、第一電池電量顯示燈217e、第二電池電量顯示燈217f與驅動輪異常顯示燈217g)，其皆電連接第一電路板22的控制單元221並可受控制單元221控制，並用以操控手推車1或顯示手推車1當下的檔速與電池電量等重要資訊。請回到圖1與圖2，快拆固定板213是呈長條板狀，快拆固定板213連接安裝座211並且其相對二側都設有若干個螺孔s2，方便使用者可以通過螺絲鎖附的方式而將把手模組20裝設於車架2上。握把23A,23B是分別連接於本體21的安裝座211的左右二側，於本實施例中，握把23A,23B是呈管狀並用以供使用者推動並操控手推車1。其中，握把23A設有一啟動開關231與一行進開關232(見圖4)，握把23B設有一翹板開關233與一急停開關234，啟動開關231用來控制後續將說明的離合器35，行進開關232用來控制手推車1輔助動力的方向，啟動開關231、行進開關232、翹板開關233與急停開關234都電連接控制單元221。翹板開關233用來控制驅動模組30的檔速，急停開關234是用來快速地控制後續將說明的驅動模組30的離合器35以達到安全的目的，此一部分將於後續的段落做說明。

為了方便於把手模組20內部走線，避免線路雜亂並方便拆卸與維修，本實施例中於安裝座211的左右二側還分別設有一第一套接部215(圖4僅繪示其中一個第一套接部215，另一個第一套接部215則可依此類推)，並且每個握把23A,23B的末端都設一第二套接部235，使得握把23A,23B可通過其第二套接部235而可拆卸地套接於安裝座211的第一套接部215。第一套接部215的中央設有一第一通孔216，第一通孔216連通安裝座211的內部，此外第一套接部215上還設有若干個螺孔s3。第二套接部235同樣若干個螺孔s4，其對應於第一套接部215的螺孔 s3，使握把23A,23B可通過螺絲鎖付的方式而與安裝座211結合為一體。第二套接部235的中央設有一第二通孔236以連通握把23A,23B內部，使得本體21、第一通孔216、第二通孔236與握把23A,23B的內部都能相連通，方便走線。

請參考圖1、圖5、圖7與圖10。驅動模組30是以有線的方式而電連接把手模組20並可受把手模組20控制。如圖10所示，把手模組20是經由導線w1而電連接至車架2的一個把手電控連接埠6，之後再經由車架2內部的導線w2而電連接至驅動模組30。驅動模組30在結構上包含有一連接件31、一架體32、二彈性件33、一馬達34、一離合器35、一驅動輪36與一輪軸37。連接件31包含有一安裝板311與一上部結構312，安裝板311連接於上部結構312的上側，安裝板311上設有若干個螺孔s5，並且安裝板311與上部結構312二者之間形成有間隙313，讓使用者可以滑動的方式將安裝板311嵌合於導引結構4內(見圖6)，並通過螺絲鎖付的方式使驅動模組30與車架2結合為一體，達成快速組裝與便於維修的功效。上部結構312還設有間隔設置的一樞軸314與一上連接桿315，並且上部結構312的內部設有一第二電路板(圖未繪示)，第二電路板上設有一驅動電路與一繼電器(圖未繪示)，其可受控制單元221的控制而驅動離合器35或驅動馬達34轉動。

架體32是通過上述樞軸314而可轉動地連接連接件31，驅動模組30在行經崎嶇不平的地面G時，架體32連同驅動輪36向下轉動的最大角度θ1(如圖8)，並且向上轉動的最大角度θ3(如圖9)的總和是介於-5度角至+25度角，從圖8可看到，驅動輪36的外周圓的切線方向與地面的夾角為θ2，上述夾角θ2剛好等於向下轉動的最大角度θ1，上述夾角θ2的大小和地面G的坑洞的深度有關，並且驅動模組30的最大極限轉動角度的範圍(亦即θ2+θ3)是介於-5度角至+25度角之間。請回到圖5，架體32設有一下連接桿321與一止停件38，上述二個彈性件 33的二端分別連接上連接桿315與下連接桿321，藉以提供彈力拉動架體32。止停件38是接近於連接件31，止停件38也可對驅動模組30的最大極限轉動角度的範圍進行限制。通過彈性件33，可輔助性地讓手推車1在行進過程中轉輪5及驅動輪模組30都能始終與地面G保持良好接觸，並在地面G路況較差的情況下(如圖8與圖9)緩解手推車1抖振的問題並保持手推車1穩定性。須說明的是，上連接桿315與下連接桿321都可對應地設置二個限位凹槽(圖未繪示)，使彈性件33的二端都能固定於限位凹槽，如此更能有效地限制彈性件33的位置，使彈性件33的作動能更佳地平順。

需說明的是，為了讓驅動模組30的彈性件33仍有效發揮作用，進而讓驅動模組30的驅動輪36始終能與地面G保持良好接觸，驅動模組30的配置方向必須是傾斜地向後延伸(亦即朝相反於手堆車1的行進方向延伸，見圖1)。

馬達34是固接於架體32的外側，馬達34電連接第二電路板並且馬達34具有一減速機構341，輪軸37是可轉動地設於架體32內(見圖7)，減速機構341連接輪軸37，使得馬達34被驅動時，輪軸37能轉動。驅動輪36是設於輪軸37，並且驅動輪36與離合器35是同軸地設置。驅動輪36可被離合器35推動而使驅動輪36結合或不結合(脫離)輪軸37。驅動輪36至少有一部分是凸出於架體32之外，驅動輪36是大約位於底板3的中央(如圖1)，驅動輪36與上述四個轉輪5共同地支撐車架2。

離合器35的具體作動方式說明如下：於本實施例中離合器35為一電磁型離合器35，離合器35電連接繼電器，通過繼電器的訊號導通與否來作動離合器35。當繼電器導通時，離合器35產生磁力推動驅動輪36，使驅動輪36結合輪軸37(如圖7所示)，讓馬達34能通過輪軸37而轉動驅動輪36，藉以使驅動輪36前進 或後退；當繼電器不導通時，離合器35所產生的磁力消失，將反向推動驅動輪36而使驅動輪36不結合輪軸37，使得馬達34不能通過輪軸37而轉動驅動輪36，讓驅動輪36呈現一空轉狀態。因此，使用者在推動手推車1時，驅動輪36的轉動不會反向地轉動減速機構341與馬達34，進而產生反向的阻力，可達到省力的功效。

第一電池41設於把手模組20安裝座211內(如圖4)，第一電池41電性連接第一電路板22，並用以提供把手模組20運作的電力。第二電池42設於底板3的底部(如圖6)，其電性連接第二電路板，並用以提供驅動模組30運作的電力。

以下將說明驅動組件10的操作方式。請參考圖1至圖7，當使用者想要使用驅動模組30所提供的輔助動力時，使用者首先須啟動啟動開關231，控制單元221將控制離合器35，使離合器35推動驅動輪36並讓驅動輪36與輪軸37相結合。之後，使用者可按壓行進開關232，控制單元221將依據行進開關232的位置而對應地驅動馬達34轉動，由於此時驅動輪36已經和輪軸37相結合，馬達34便能通過輪軸37而控制驅動輪36前進或後退。當使用者欲停止使用輔助動力時，使用者只需放開把手上的啟動開關231，離合器35就會反向推動驅動輪36而使驅動輪36不結合輪軸37，馬達34輸出的動力便不會傳遞至驅動輪36。此時驅動輪36將呈空轉狀態，驅動模組30不輸出輔助動力，讓使用者能輕易地拉住並停止手推車1。另外，在遇到緊急狀況時，使用者也能啟動急停開關234，使離合器35反向推動驅動輪36而使驅動輪36不結合輪軸37，並且關閉馬達34，使驅動模組30能馬上停止輸出輔助動力，避免危險發生。

因此可看到，經由上述驅動組件10的設計，使用者須同時啟動把手模組20上的啟動開關231與行進開關232，才能讓驅動模組30輸出輔助動力，如此便能增加使用上的安全性。另外，本實施例還使用了啟動開關231與急停開關 234來做到雙層防護，更能增進使用上的安全性。再者，本實施例的驅動組件10的把手模組20與驅動模組30都是模組化的設計，因此能廣泛地且輕易地應用於各式各樣的手推車1。以上，皆為本實施例之驅動組件10之特點所在。

最後，必須再次說明的是，本發明於前述實施例中所揭露結構與操作方法僅為舉例說明，並非用來限制本發明的專利範圍，舉凡未超脫本發明精神所作的簡易結構潤飾或變化，或與其他等效元件的更替，仍應屬於本發明申請專利範圍涵蓋的範疇。

1:手推車

2:車架

5:轉輪

10:驅動組件

20:把手模組

30:驅動模組

Claims (10)

1. 一種用於手推車的驅動組件，包含有：一把手模組，包含有一本體與二握把，該本體內部設有一第一電路板，該第一電路板設有一控制單元，該二握把分別連接該本體的相對二側，該把手模組還具有一啟動開關與一行進開關，該啟動開關與該行進開關都電連接該控制單元；一驅動模組，電連接該把手模組並可受該把手模組控制，該驅動模組包含有一馬達、一離合器、一驅動輪與一輪軸，該馬達連接該輪軸，該離合器與該驅動輪設於該輪軸，該離合器可被驅動而推動該驅動輪，以使該驅動輪結合或不結合該輪軸；至少一充電電池，電連接該把手模組與該驅動模組以提供該把手模組與該驅動模組運作的電力；其中，當該啟動開關與該行進開關同時被啟動時，該控制單元通過該離合器而控制該驅動輪結合該輪軸，使得該控制單元能依據該行進開關而驅動該馬達轉動該輪軸，進而驅動該驅動輪前進或後退；當該啟動開關未被啟動時，該控制單元通過該離合器控制該驅動輪不結合該輪軸，使得該馬達不能通過該輪軸而轉動該驅動輪。
2. 如請求項1所述的用於手推車的驅動組件，其中該啟動開關與該行進開關都設於該二握把的其中之一。
3. 如請求項1所述的用於手推車的驅動組件，其中該把手模組更包含有一急停開關，當該急停開關被啟動時，該控制單元通過該離合器而控制該驅動輪不結合該輪軸並關閉該驅動模組的該馬達。
4. 如請求項1所述的用於手推車的驅動組件，其中該至少一充電電池的數量為二並且為一第一電池與一第二電池，該第一電池設於該本體內並提供該把手模組運作之電力，該第二電池提供該驅動模組該驅動模組運作之電力。
5. 如請求項1所述的用於手推車的驅動組件，其中該本體係呈中空狀，該本體的二側分別設有一第一套接部，該第一套接部的中央設有一第一通孔以連通該本體內部，各該握把都呈管狀並且末端設有一第二套接部，該第二套接部的中央設有一第二通孔以連通該握把內部，各該握把通過該第二套接部而套接該第一套接部，並且該本體、該二第一通孔、該二第二通孔與該二握把的內部均相連通。
6. 如請求項1所述的用於手推車的驅動組件，其中該驅動模組還包含有一連接件與一架體，該架體是可轉動地連接該連接件，該馬達是固接於該架體，該離合器設於該輪軸，該驅動輪是可轉動地設於該架體，並且該驅動輪至少有一部分是凸出於該架體之外。
7. 如請求項6所述的用於手推車的驅動組件，其中該驅動模組更包含有至少一彈性件，該至少一彈性件的相對二端分別連接該連接件與該架體。
8. 一種手推車，包含有：一車架，具有一底板；複數個轉輪，可轉動地設於該底板；一如請求項1所述的驅動組件，其中，該把手模組是可拆卸地設於該車架的一側並位於該底板上的一預定高度，該驅動模組是可拆卸地設於該底板，該驅動模組與該等轉輪共同支撐該車架。
9. 如請求項8所述的手推車，其中該底板設有一導引結構，該驅動模組還包含有一連接件與一架體，該驅動模組是通過該連接件而可拆卸地嵌合於該底板的該導引機構，該架體是可轉動地連接該連接件，該馬達是固接於該架體，該離合器設於該架體，該驅動輪是可轉動地設該架體，並且該驅動輪至少有一部分是凸出於該架體之外。
10. 如請求項9所述的手推車，其中該導引結構為一滑槽。

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