轻质可折叠式婴儿车.pdf

本发明提供一种婴儿车，该婴儿车包括右侧框架和左侧框架。各框架均具有前支撑部，前支撑部在框架接头处可旋转地连接到后支撑部。各框架的前支撑部都是伸缩管组件。该婴儿车还包括连杆，连杆包括连接在右侧框架和左侧框架之间的至少两个大致刚性部件，刚性部件在右侧能滑动接头和左侧能滑动接头处连接到前支撑部。该接头被收纳在外管的槽中。本发明还提供一种与右侧框架或左侧框架相连的驱动机构。右侧框架和左侧框架的前支撑部和后支撑部可以借助该驱动机构从打开状态移动到收拢状态。

1.  一种婴儿车，包括：
右侧框架和左侧框架，所述右侧框架和所述左侧框架都包括前支撑部，所述前支撑部在框架接头处能旋转地连接到后支撑部，所述右侧框架和所述左侧框架各自的前支撑部是伸缩管组件，所述伸缩管组件包括：
外管，其从所述前支撑部的端部延伸到所述前支撑部的框架接头；
内管组件，其部分地插入所述外管中并从所述外管伸出；以及
槽，其沿着所述外管的至少一部分纵向地延伸；
连杆，其包括至少两个大致刚性部件，所述刚性部件连接在所述右侧框架与所述左侧框架之间，所述刚性部件在右侧能滑动接头和左侧能滑动接头处连接到所述前支撑部，所述右侧能滑动接头和所述左侧能滑动接头被收纳在所述外管的所述槽内；以及
框架驱动机构，其连接到所述右侧框架或所述左侧框架，
其中，所述右侧框架和所述左侧框架的前支撑部和后支撑部能借助所述框架驱动机构从打开状态移动到收拢状态，并且
所述婴儿车从所述打开状态转换到所述收拢状态使得所述能滑动接头沿着所述外管的所述槽向下滑动。

2.  根据权利要求1所述的婴儿车，其中，
所述内管组件包括：
内管，其部分地插入所述外管中并在所述框架接头处从所述外管伸出；
管增强部件，当所述前支撑部处于所述打开状态时，所述管增强部件插入所述外管中并设置在所述能滑动接头下方，所述管增强部件具有与所述外管的所述槽相对应的槽；以及
延伸部件，其在所述内管的插入所述外管中的端部与所述能滑 动接头之间延伸。

3.  根据权利要求2所述的婴儿车，其中，
所述延伸部件构造成：当所述婴儿车从所述打开状态转换到所述收拢状态时，所述延伸部件经由所述管增强部件的槽和所述外管的槽纵向地推压所述能滑动接头，并且
所述延伸部件被收纳在所述管增强部件的槽中。

4.  根据权利要求2所述的婴儿车，其中，
所述管增强部件还包括完整的侧壁，所述侧壁完全地封闭空心部分，所述空心部分纵向地延伸穿过所述管增强部件。

5.  根据权利要求1所述的婴儿车，其中，
所述框架驱动机构包括：缆线驱动器；至少一个卷筒，其受所述缆线驱动器驱动而旋转；以及缆线，其被收纳在所述卷筒上，所述缆线连接到所述内管。

6.  根据权利要求5所述的婴儿车，其中，
所述缆线驱动器能旋转地直接连接到所述卷筒。

7.  根据权利要求5所述的婴儿车，其中，
所述缆线由合成聚合物形成，优选地由超高分子量的聚乙烯形成。

8.  根据权利要求5所述的婴儿车，还包括：
偏置部件，其与所述缆线串连，以消除启用所述框架驱动机构时所述缆线的松弛。

9.  根据权利要求1所述的婴儿车，其中，
所述连杆是剪状连杆，且构造成使得所述刚性部件连接在一个 框架的所述前支撑部与另一个框架的所述后支撑部之间，并且所述剪状连杆的刚性部件在能旋转的中心接头处相连，从而随着所述婴儿车从所述打开状态转换到所述收拢状态，所述刚性部件围绕所述中心接头旋转，由此使得所述刚性部件的端部彼此更加靠近。

10.  根据权利要求1所述的婴儿车，其中，
所述框架驱动机构由电池、发电机、弹簧、压缩空气以及它们的组合来驱动。

11.  根据权利要求1所述的婴儿车，还包括：
启动按钮，其用于启用所述框架驱动机构，
其中，所述启动按钮是紧急安全开关。

12.  根据权利要求1所述的婴儿车，还包括：
屏幕，其向用户显示信息，
其中，所述信息包括气温、电池电量、时间、速度或行程。

13.  根据权利要求1所述的婴儿车，还包括：
平行四边形连杆，其连接在所述右侧框架和所述左侧框架之间，所述平行四边形连杆包括：
能折叠的上部水平部件；
能折叠的下部水平部件，其与所述上部水平部件大致平行；以及
闩锁，所述闩锁在接合时将所述上部水平部件和所述下部水平部件保持在伸展状态，并且在脱离时允许所述上部水平部件和所述下部水平部件折叠。

14.  根据权利要求13所述的婴儿车，还包括：
平行四边形驱动机构，其连接到所述平行四边形连杆，以使所述平行四边形连杆的上部水平部件和下部水平部件从伸展状态转换 到折叠状态。

15.  根据权利要求14所述的婴儿车，其中，
所述平行四边形驱动机构和所述框架驱动机构相连并同步地操作。

16.  根据权利要求1所述的婴儿车，还包括：
储物组件，所述储物组件包括：
储物袋；
固定地附连接到所述右侧框架上的至少一条缆线和固定地附连接到所述左侧框架上的至少一条缆线；以及
柔性接头，其将所述缆线连接到所述储物袋，
其中，所述储物组件构造成：当所述框架从所述打开状态移动到所述收拢状态时，所述储物袋保持展开状态。

17.  一种婴儿车，包括：
右侧框架和左侧框架，所述右侧框架和所述左侧框架都包括前支撑部，所述前支撑部在框架接头处能旋转地连接到后支撑部；
平行四边形连杆，其连接在所述右侧框架与所述左侧框架之间，所述平行四边形连杆包括：
能折叠的上部水平部件；
能折叠的下部水平部件，其与所述上部水平部件大致平行；以及
闩锁，所述闩锁在接合时将所述上部水平部件和所述下部水平部件保持在伸展状态，并且在释放时允许所述上部水平部件和所述下部水平部件移动到折叠状态；以及
驱动机构，其连接到所述框架或所述平行四边形连杆，
其中，所述右侧框架和所述左侧框架的前支撑部和后支撑部能从打开状态移动到收拢状态，
随着所述框架从所述打开状态转换到所述收拢状态，所述平行 四边形连杆的上部水平部件和下部水平部件从所述伸展状态转换到所述折叠状态，并且
所述框架的移动或所述平行四边形连杆的转换利用所述驱动机构来实现。

18.  根据权利要求17所述的婴儿车，其中，
所述驱动机构包括：
驱动器；
齿轮，其与所述驱动器啮合并由所述驱动器驱动；以及
锁定部件，其连接到所述齿轮。

19.  根据权利要求18所述的婴儿车，其中，
所述锁定部件与所述平行四边形连杆的上部水平部件或下部水平部件接合，以使所述平行四边形连杆从所述伸展状态转换到所述折叠状态。

20.  根据权利要求18所述的婴儿车，其中，
所述驱动机构包括手动离合器，所述手动离合器构造成使所述驱动器与所述齿轮选择性地啮合或脱离。

21.  根据权利要求20所述的婴儿车，其中，
所述驱动器构造成：在所述驱动器与所述齿轮啮合的过程中，在施加所述驱动器的满载荷力之前，施加小的预载荷压力，以使所述驱动器与所述齿轮对准。

22.  一种婴儿车，包括：
框架，其能从打开状态移动到收拢状态；以及
驱动机构，其连接到所述框架的一部分上，所述驱动机构包括：
缆线驱动器；
卷筒，其能旋转地直接连接到所述缆线驱动器并由所述缆 线驱动器驱动而旋转；
缆线，其由所述卷筒收纳；以及
偏置部件，其与所述缆线串连，以消除启用所述驱动机构时所述缆线的松弛。

轻质可折叠式婴儿车
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年11月9日提交的美国临时专利申请No.61/557,694的优先权，并该美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明整体涉及一种婴儿车，更具体地涉及一种适于在做诸如慢跑等运动的过程中使用的轻质婴儿车。
背景技术
婴儿车也被称为婴儿手推车、婴儿推车或童车，多年以来一直被用于安置和运送婴儿和儿童。早期的婴儿车的部件彼此固定，因而不能折叠以便减小体积。已将婴儿车设计成使得某些部件能够相对于彼此移动，允许婴儿车的某些部件移动，以实现婴儿车在未被使用时的构造更紧凑。然而，目前的婴儿车比较笨重，不允许根据需要移动或折叠以使构造紧凑，而且有时难以使婴儿车在折叠(收拢)状态和可操作(打开)状态之间移动，尤其当照料婴儿或儿童时。最近，已制造出自动地在折叠状态和可操作状态之间转换的婴儿车，例如，在按下按钮之后，婴儿车借助机动化的运动来执行上述动作。
除了努力将婴儿车设计得容易折叠以使构造紧凑并便于运输之外，还努力减小婴儿车的总重量，以便有效地减小推动婴儿车所需的力量。特别期望的是适于在进行健身活动期间使用的轻质婴儿车，例如在慢跑的同时推动婴儿车。另外，特别是对较小的用户而言，轻质婴儿车明显要更容易运送(例如，装入汽车中，搬上楼梯)。减小婴儿车的总重量的工作包括用例如硬质塑料等轻质结构材料代替金属结构材料。另外，已提出了如下所述的新型婴儿车设计：该新型婴儿 车设计采用更少的结构部件，减小了框架材料的长度和宽度，或者用管状空心框架材料来代替结构框架材料。然而，轻质婴儿车通常欠缺更好的功能、结构稳定性和流行的设计，而这正是用户从更大更重的那些婴儿车所能期望具有的特性。
因此，存在对大致由例如硬质塑料等轻质材料形成的轻质慢跑型婴儿车的需求。婴儿车应该有效地具备更重的婴儿车的功能性优点(例如，自动折叠、完全悬挂、可展开式随车存储、诸如昼间工作指示灯、安全传感器等电子安全措施等)。婴儿车还应具有良好的结构稳定性，并且在被用户推动时不应弯曲或枢转。装置的稳定性应能获得用户的信任。本文对至少具有这些特征的轻质婴儿车进行描述。
发明内容
本发明提供一种能够在收拢状态与打开状态之间快速并容易地转换的轻质婴儿车。所述婴儿车包括右侧框架和左侧框架。各框架都包括前支撑部，所述前支撑部在框架接头处能旋转地连接到后支撑部。各框架的所述前支撑部是伸缩管组件，所述伸缩管组件包括：外管，其从所述前支撑部的端部延伸到所述前支撑部的框架接头；内管组件，其部分地插入所述外管中并从所述外管伸出；以及槽，其沿着所述外管的至少一部分纵向地延伸。所述婴儿车还包括：连杆，其包括至少两个大致刚性部件，所述刚性部件连接在所述右侧框架与所述左侧框架之间，所述刚性部件在右侧能滑动接头和左侧能滑动接头处连接到所述前支撑部。所述接头被收纳在所述外管的槽内。本发明还提供一种连接到所述右侧框架和所述左侧框架的驱动机构。所述右侧框架和所述左侧框架的前支撑部和后支撑部可以借助所述驱动机构从打开状态移动到收拢状态。另外，所述婴儿车从所述打开状态转换到所述收拢状态使得所述能滑动接头沿着所述外管的槽向下滑动。
在某些构造中，所述婴儿车的内管组件包括：内管，其部分地插入所述外管中并在所述框架接头处从所述外管伸出；管增强部件，当所述前支撑部处于所述打开状态时，所述管增强部件插入所述外管中并设置在所述能滑动接头下方，所述管增强部件具有与所述外管的 槽相对应的槽；以及延伸部件，其在所述内管的插入所述外管中的端部与所述能滑动接头之间延伸。可选地，所述延伸部件构造成：当所述婴儿车从所述打开状态转换到所述收拢状态时，所述延伸部件经由所述管增强部件的槽和所述外管的槽纵向地推压所述能滑动接头，并且所述延伸部件被收纳在所述管增强部件的槽中。所述管增强部件还包括完整的侧壁，所述侧壁封闭空心部分，所述空心部分纵向地延伸穿过所述管增强部件。
在所述婴儿车的某些其它构造中，所述驱动机构包括：缆线驱动器；卷筒，其由所述缆线驱动器驱动而旋转；以及缆线，其被收纳在所述卷筒上，其中，所述缆线连接到所述内管。所述缆线驱动器可以能旋转地直接连接到所述卷筒。优选地，所述缆线由合成聚合物形成，例如由超高分子量聚乙烯形成。所述婴儿车还可以包括与所述缆线串连的偏置部件，以消除启用所述驱动机构时所述缆线的松弛。所述驱动机构可以由电池、发电机、弹簧、压缩空气以及它们的任意组合来驱动。
在某些构造中，所述婴儿车的连杆是剪状连杆，且构造成使得所述刚性部件连接在一个框架的所述前支撑部与另一个框架的所述后支撑部之间，并且所述剪状连杆的刚性部件在能旋转的中心接头处相连，从而随着所述婴儿车从所述打开状态转换到所述收拢状态，所述刚性部件围绕所述中心接头旋转，由此使得所述刚性部件的端部彼此更加靠近。可选地，所述婴儿车还包括启动按钮，以启用所述驱动机构。所述启动按钮可以是紧急安全开关(dead man switch)。所述婴儿车还可以包括屏幕，以向用户显示信息，其中，所述信息包括气温、电池电量、时间、速度或行程。
在某些构造中，所述婴儿车还包括：平行四边形连杆，其连接在所述右侧框架和所述左侧框架之间；所述四边形连杆包括：能折叠的上部水平部件；能折叠的下部水平部件，其与所述上部水平部件大致平行；以及闩锁，所述闩锁在接合时将所述上部水平部件和所述下部水平部件保持在伸展状态，并且在脱离时允许所述上部水平部件和所述下部水平部件折叠。另外，所述婴儿车还可以包括：平行四边形 驱动机构，其连接到所述平行四边形连杆，以使所述平行四边形连杆的所述上部水平部件和所述下部水平部件从伸展状态转换到折叠状态。
在某些构造中，所述婴儿车上可以固定有储物组件。可选地，所述储物组件包括：储物袋；固定地附接到所述右侧框架上的至少一条缆线和固定地附接到所述左侧框架上的至少一条缆线；以及柔性接头，其将所述缆线连接到所述储物袋。所述储物组件构造成：当所述框架从所述打开状态移动到所述收拢状态时，所述储物袋保持展开状态。
根据本发明的另一方面，提供一种婴儿车，包括：右侧框架和左侧框架，所述右侧框架和所述左侧框架都包括前支撑部，所述前支撑部在框架接头处能旋转地连接到后支撑部；平行四边形连杆，其连接在所述右侧框架与所述左侧框架之间，平行四边形连杆包括：能折叠的上部水平部件、与所述上部水平部件大致平行的能折叠的下部水平部件、以及闩锁，所述闩锁在接合时将所述上部水平部件和所述下部水平部件保持在伸展状态并且在脱离时允许所述上部水平部件和所述下部水平部件折叠；以及驱动机构，其连接到所述框架或所述平行四边形连杆。在本发明的所述婴儿车中，所述右侧框架和所述左侧框架的前支撑部和后支撑部可以从打开状态移动到收拢状态，随着所述框架从所述打开状态转换到所述收拢状态，所述平行四边形连杆的所述上部水平部件和所述下部水平部件从所述伸展状态转换到所述折叠状态，并且所述框架的移动或所述平行四边形连杆的转换利用所述驱动机构来实现。
在某些构造中，所述驱动机构包括：驱动器；齿轮，其与所述驱动器啮合并由所述驱动器驱动；以及锁定部件，其连接到所述齿轮。可选地，所述锁定部件与所述平行四边形连杆的上部水平部件或下部水平部件接合，以使所述平行四边形连杆从所述伸展状态转换到所述折叠状态。所述驱动机构包括手动离合器，所述手动离合器构造成使所述驱动器与所述齿轮选择性地啮合或脱离。此外，所述驱动器可以构造成：在所述驱动器与所述齿轮啮合的过程中，在施加所述驱动器 的满载荷力之前，施加小的预载荷压力，以使所述驱动器与所述齿轮对准。
根据本发明的另一方面，提供一种婴儿车，包括：框架，其能从打开状态移动到收拢状态；以及驱动机构，其连接到所述框架的一部分上。所述驱动机构包括：缆线驱动器；卷筒，其能旋转地直接连接到所述缆线驱动器并由所述缆线驱动器驱动旋转；缆线，其由所述卷筒收纳；以及偏置部件，其与所述缆线串连，以消除启用所述驱动机构时所述缆线的松弛。
在考虑了参考附图的以下描述和所附权利要求书(它们均构成本说明书的一部分)之后，本发明的这些和其它特征和特性、结构的相关元件以及部件的组合的操作方法和功能、以及制造的经济性将变得更加显而易见，其中在各个附图中相似的附图标记表示对应的部件。然而，显而易见的是，附图只是出于示例和描述的目的，而不是为了限制本发明。在说明书和权利要求书中，单数形式“一个”、“一”和“所述”包括复数个对象，除非文中清楚地另外指明。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的可折叠式婴儿车处于打开状态时的前向透视图；
图2是图1所示的婴儿车处于打开状态时的正视图；
图3是图1所示的婴儿车处于打开状态时的后视图；
图4是图1所示的婴儿车处于打开状态时的侧视图；
图5是图1所示的婴儿车处于完全收拢状态时的透视图；
图6是图1所示的婴儿车处于完全收拢状态时的正视图；
图7是图1所示的婴儿车处于完全收拢状态时的侧视图；
图8是固定有座椅和储物袋的图1的婴儿车的前向透视图；
图9是附接有座椅和储物袋的图1的婴儿车的后向透视图；
图10是图1中的婴儿车的前支撑部的内管组件的透视图；
图11是图1中的婴儿车的有角部件在内管嵌入外管中时的透视横截面图；
图12是图1中的婴儿车的框架的驱动机构的放大侧视图；
图13是图12中的驱动机构的横截面图；
图14是图1中婴儿车的有角部件的内管的上部的横截面图；
图15是图1中的婴儿车的平行四边形连杆以及该平行四边形连杆的驱动机构的放大后视图；
图16是图1中的婴儿车的可折叠式连杆的驱动机构在水平部件处于伸展状态时的放大横截面图；
图17是图1中的婴儿车的把手、启动按钮和LCD屏幕的俯视图；
图18是图1中的婴儿车的定位在把手杆组件上的LED屏幕的放大图；
图19是示出图1中的婴儿车的启动顺序的框图；以及
图20是示出图1中的婴儿车的折叠顺序的框图。
具体实施方式
在下文中，出于描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“横”、“纵”以及它们的派生词都应该是相对于以附图所示的状态定向的本发明而言的。然而，应该理解的是，本发明可以采用替代的变型例和步骤顺序，除非另有说明。还应该理解的是，附图所示的和以下说明书中描述的具体装置和过程仅是本发明的示例性实施例。因此，不应认为与本文所公开的实施例有关的具体尺寸和其它物理特征是限制性的。
参考图1至图9，婴儿车10包括右侧框架12、左侧框架14以及连接在右侧框架12与左侧框架14之间的连杆(例如，平行四边形连杆16和/或剪状连杆18)。框架12、14和连杆16、18可以由强度足以支撑婴儿车10和乘客的任何适当的材料形成，所述材料包括硬质塑料和金属。在某些实施例中，框架12、14由空心管状部件形成，以减小婴儿车10的重量。
右侧框架12和左侧框架14的外观及构造基本相同。在下文中描述右侧框架12。然而，应该理解的是，左侧框架14被构造成右侧 框架12的镜像。右侧框架12包括前支撑部20，前支撑部20在框架接头24处可旋转地连接到后支撑部22。前支撑部20和后支撑部22可以从打开状态移动到收拢状态。在打开状态，前支撑部20定位成相对于后支撑部22呈约45度角。在收拢状态，前支撑部20和后支撑部22大致平行。然而，这些角度不是限制性的，而是可以在本发明的范围内改变的。在一个示例性实施例中，处于打开状态的婴儿车如图1至图4所示。处于收拢状态的婴儿车如图5至图7所示。
将右侧框架12和左侧框架14连接起来的连杆可以是任何适当的结构部件，包括但不限于平行四边形连杆16和/或剪状连杆18。在一个非限制性实施例中，平行四边形连杆16由可折叠的上部水平部件26和可折叠的下部水平部件28形成，其中，部件26、28连接在右侧框架12和左侧框架14的后支撑部22之间。水平部件26、28都包括通过折叠接头34连接的第一段30和第二段32。平行四边形连杆16还包括与折叠接头34卡合的闩锁36，其中，闩锁36在锁定时将水平部件26、28保持在伸展状态，并且在开锁后允许折叠接头34转换到折叠状态。平行四边形连杆16构造成这样：随着框架12、14从打开状态转换到收拢状态，平行四边形连杆16从伸展状态转换到折叠状态。与用于连接婴儿车的框架结构的其它已知构造相比，包括两个水平部件26、28的平行四边形连杆16的优点更为突出。具体地说，由于部件26、28相对较小，并且由于水平部件26、28与地面之间存在大的空间，所以用户在推动婴儿车10的时候不会踢到或撞到连杆16。另外，由于平行四边形连杆16仅占据后支撑部22的一小部分，所以有足够的空间来悬挂储物装置(例如袋子或挂篮)，这些储物装置远离后支撑部22而不会妨碍连杆16的折叠运动。最后，通常认为包括两个平行的水平部件26、28的连杆16比包括更多的部件和更少的直线的可选连杆设计在视觉上更有吸引力并且更整洁。
在某些实施例中，婴儿车10还包括剪状连杆18。剪状连杆18包括连接在相对的框架的后支撑部22与前支撑部20之间的两个大致刚性的部件38。刚性部件38在能滑动接头40处连接到前支撑部20，能滑动接头40能够沿着前支撑部20的下部上下滑动。能滑动接头 40构造成这样：随着框架12、14从打开状态转换到收拢状态，与此同时能滑动接头40沿着前支撑部20向下滑动。在某些实施例中，刚性部件38在可旋转的中心接头42处连接在一起。随着框架12、14从打开状态转换到收拢状态，刚性部件38一起围绕中心接头42旋转。
婴儿车10还可以包括从框架伸出的附加元件，以便于推动婴儿车。例如，在某些实施例中，把手44从前支撑部20的顶部伸出，用以推动婴儿车。
另外，婴儿车10包括分别与前支撑部20和后支撑部22的下端附接的前轮46和后轮48。在一个实施例中，轮子46、48通过悬挂系统连接到框架12、14，悬挂系统用于缓冲地面的凸凹不平，以便更容易推动婴儿车10并且提高儿童乘客的乘坐舒适性。悬挂系统可以是基于弹簧的悬挂系统或本领域中已知的任何其它适当的系统。
婴儿车10还可以包括支脚(未示出)，支脚可以更好地辅助处于折叠(例如，收拢)状态的婴儿车保持直立。支脚可以在前支撑部20的下部之间延伸，并且还可以容纳例如日行灯(未示出)等附加电子特征。
参考图8，在某些实施例中，前支撑部20的下部可以设置有用于包括儿童座椅50在内的儿童支撑区域的附接机构。儿童支撑区域可以在能滑动接头40与框架接头24之间的位置处锚固到前支撑部20上，以使座椅50不妨碍能滑动接头40的移动。框架12、14上也可以连接有遮蔽件或保护伞(未示出)，以保护儿童不暴露在阳光下。在某些实施例中，遮蔽件(未示出)在框架接头24上方的位置连接到前支撑部20的上部。
参考图8和图9，可以在婴儿车10的后支撑部22附接储物袋70。储物袋能够用于储运用于儿童乘客或用于用户的给养，例如食物、衣物、尿布、玩具等。对于大多数折叠的婴儿车而言，储物袋通常在折叠婴儿车框架的同时折叠起来。在折叠婴儿车之前，重要的是要将所有的物品从储物袋中取出，以避免物品受损。可选的是，可以在折叠婴儿车之前将储物袋移除。当手动收拢婴儿车时，用户通常会注意储物袋中是否仍留有物品，并且在继续折叠婴儿车之前将物品取出或 者将储物袋从婴儿车上移除。在动力折叠婴儿车(例如本发明的婴儿车10)的情况下存在特别的问题，这个问题就是用户可能在没有意识到储物袋中容纳有物品的情况下启动婴儿车10的自动折叠操作。由于折叠过程是自动的，所以在用户意识到储物袋中装有物品之前，储物袋可能坍缩并破坏容纳于储物袋中的物品。因此，在本发明的优选且非限制性的实施例中，储物袋70构造成这样：在婴儿车10在打开状态与收拢状态之间转换的过程中，储物袋70保持为不折叠(即，展开)状态。为了使储物袋70保持展开状态，在一个实施例中，储物袋70还包括与框架12、14固定地相连的缆线72。例如，缆线72可以锚固到框架接头24上。缆线72可以是强度足以支撑储物袋70和容纳于储物袋中的物品的重量的任何类型的带子、织物或材料。缆线72在柔性接头处连接到储物袋70。缆线72和柔性接头构造成这样：如图9所示，当婴儿车10处于打开状态时，缆线72定向成相对于地面呈约45度角。随着婴儿车10转换到收拢状态，缆线72的固定端被聚到一起，从而当婴儿车10处于收拢状态时，缆线72大致是平行的。这样，当婴儿车10在打开状态与收拢状态之间转换时，储物袋70不坍缩。
继续参考图1至图9，在非限制性实施例中，婴儿车10的前支撑部20形成为可伸缩式套管(tube-in-tube)设计，以减小重量并改善整体外观。在婴儿车10的不是可伸缩式套管设计的其它某些实施例中，前支撑部20可以构造成不与外部可伸缩式引导件同轴的管，这在本领域中是公知的。
在套管构造中，前支撑部20包括内管52和空心的外管54。外管54从前支撑部20的端部延伸到框架接头24。在婴儿车10的实施例中，如图1至图9所示，外管54定位在前支撑部20的下部，内管52定位在前支撑部20的上部。然而，应该理解的是，这种结构也可以反过来，也就是将外管54定位在婴儿车10的上部。外管54包括纵向槽56，该纵向槽至少部分地沿着外管54的长度方向延伸。剪状连杆18的能滑动接头40构造成被收纳在纵向槽56中。
通常，具有纵向槽56的管54将缺少刚度，除非在管内设置额 外的增强结构来提供附加的结构稳定性。因此，如果外管54中不包括附加的结构部件，则当用相当大的力推动婴儿车10时，前支撑部20可能弯曲或挠曲，使人觉得婴儿车10不稳定或质量差。然而，因为内管52构造成在婴儿车10转换到收拢状态时更深地插入外管54中，所以难以将额外的结构支撑部插入外管54中。因此，外管54中仅有有限的空间用于包括额外的结构支撑部。
参考图10和图11，为了抵消刚度的缺少，婴儿车10包括内管组件51，内管组件51由内管52、管增强件80和延伸部件82构成，内管52部分地插入外管54中，延伸部件82在内管52的端部与管增强件80之间延伸。内管52在婴儿车处于打开状态时插入外管54中约5至6英寸，并构造成随着婴儿车转换到收拢状态而更深地插入外管54中。管增强件80是设置在外管54中的大致空心的部件；当前支撑部20处于打开状态时，管增强件80位于能滑动接头40下方。管增强件80包括槽84，槽84与外管54的槽56相对应。管增强件80为外管54的下部提供刚性。当婴儿车处于打开状态时，延伸部件82从内管52的端部延伸到能滑动接头40。随着婴儿车10从打开状态转换到收拢状态，延部件82推压能滑动接头40，从而使能滑动接头40经由外管54的槽56和管增强件80的相对应的槽84向下前进。随着延伸部件82向下前进，延伸部件82也被容纳在管增强件80的槽中。
如图11所示，管增强件80还可以包括具有完整侧壁86的部分，该部分限定完全闭合的部分88。槽84与闭合部分88隔开。如上所述，与具有槽的部件相比，完整的管状部件增强了刚度。通过包括完整的闭合部分88，增强了管增强件的刚性。可选地，管增强件80可以包括沿着管的空心内部纵向地延伸的交叉部件(cross member)。该交叉部件有助于提高管增强件80的刚度。然而，包括沿着管增强件80的整个长度延伸的交叉部件将增加额外的重量。
在这种构造中，应该理解的是，当婴儿车10处于打开状态时，外管54有效地分成三段。第一段是外管54的位于前轮46与能滑动接头40之间的部分。管增强件80设置在第一段中，并有助于提高外 管54的这一段的刚度。第二段是外管54的从能滑动接头40到内管52的插入端的部分。由于外管54的第二段中的仅有的附加结构是延伸部件82，所以外管54的这一段缺少刚度。然而，已发现外管54的其它区段的刚度足以确保婴儿车10的适当功能，即便这个中间段缺少刚度也如此。第三段对应内管52与外管54之间的重叠的5至6英寸。在该区段中，内管52为外管54提供额外的刚度。
可选地，外管54的槽56可以被制造成仅沿着外管54的位于能滑动接头40与外管54的下端之间的部分(即，外管54的包括管增强件80的部分)延伸。这样，由于不包括槽56，所以可以确保外管54的第二段的刚度。然而，加工仅部分地沿着外管54的长度延伸的槽比加工沿着外管54的整个长度延伸的槽56成本更高。
在内管组件51的非限制性实施例中，能滑动接头40包括闩，此闩起到外管54的锁定结构的作用。闩插入外管54的槽56中。剪状连杆18的刚性部件38与闩相连，从而形成能滑动接头40。在这种构造中，能滑动接头40可以相对于闩沿着水平轴线和竖直轴线二者自由旋转。当婴儿车10处于打开状态时，闩为外管54提供额外的刚度，从而有利于防止另一管的中间段在使用期间弯曲或扭转。随着婴儿车10转换到收拢状态，在刚性部件38一起围绕中心接头42旋转的同时，闩沿着槽56向下滑动。因此，能滑动接头40必须自由旋转，以同时适应闩的下移和刚性部件38的水平旋转。
再次参考图1至图9，婴儿车10还包括一个以上的驱动系统(例如，电动机、液压系统或手动操作机械系统)，以使婴儿车10在打开状态与收拢状态之间转换。在一个非限制性实施例中，婴儿车包括两个驱动子系统，即，使得框架12、14在打开状态与收拢状态之间转换的系统以及用于锁定和折叠平行四边形连杆16的系统。
用于框架的驱动系统由与前支撑部20相连的驱动机构58构成。驱动机构58将内管52插入外管54中和/或将内管52从外管54抽出，由此使右侧框架12和/或左侧框架14在打开状态与收拢状态之间切换。参考图13，驱动机构58包括缆线驱动器112，缆线驱动器112与第一卷筒114及第二卷筒116相连。应该理解的是，卷筒114、116 可以是独立的结构或者是一体地形成的。第一缆线118和第二缆线120连接到卷筒114、116。第一缆线118和第二缆线120设置在前支撑部20的空心部中，并沿着前支撑部20的长度从框架接头24向前支撑部20的上端沿纵向延伸。卷筒114、116构造成这样：当第一卷筒114绕满时，第二卷筒116绕空。因此，当婴儿车10从打开状态转换到收拢状态时，一个卷筒旋转以释放缆线，同时另一个卷筒将缆线向内卷绕起来。这样，驱动机构58拉起内管52，以实现向收拢状态的转换。当婴儿车10向打开状态转换时，处理过程是相反的，也就是说，在收拢婴儿车时收纳缆线的卷筒在打开婴儿车时将缆线释放，反之亦然。
在一个优选的非限制性实施例中，缆线驱动器112直接连接到第一卷筒114和第二卷筒116，从而缆线驱动器112的一圈旋转引起卷筒114、116的一圈旋转。在这种构造中，要求卷筒114、116的直径较小，从而在缆线驱动器112的每圈旋转中仅使少量的缆线被抽出或释放。因此，还必须使用小规格缆线，以配合在窄小的卷筒上。已确定的是，由合成聚合物(例如超高分子量的聚乙烯(UHMWPE))形成的缆线形成机械强度高并且非常细的缆线。将缆线驱动器112直接连接到心轴减少了部件的数量，由此减小了驱动机构58的重量。可选地，缆线驱动器112可以通过齿轮箱(未示出)连接到卷筒114、116。齿轮箱允许卷筒114、116更慢地旋转，因而允许使用更大直径的卷筒和缆线。然而，为驱动机构58增加齿轮箱使得系统的总重量增大。
参考图14，本发明的发明人认识到：对于具有窄小卷筒114、116的驱动机构58而言，心轴的每圈旋转所卷绕或释放的缆线量的差异基本上取决于卷筒是满载还是空载而不同。因此，在本发明的缆线驱动系统中，在由收拢状态向打开状态转换的起始阶段，一个卷筒是空的，而另一个卷筒是满的，由一个卷筒卷绕的缆线量显著地不同于另一个卷筒所释放的缆线量。所卷绕和释放的缆线量之间的差异意味着，当启用驱动机构时，一个卷筒将会过度松弛。这种过度松弛会导致缆线在卷筒的过程中发生缠结。为了抵消所释放的缆线量的这种 差异，驱动系统还包括第一偏置部件122和第二偏置部件124，第一偏置部件122和第二偏置部件124与第一缆线118和第二缆线120串连并锚固在前支撑部20的上部。弹簧122、124消除了缆线118、120的过度松弛。在一个非限制性实施例中，当婴儿车10打开和收拢时，弹簧118、120处于伸长状态。然而，在转换的过程中，当启用驱动机构58时，偏置部件122、124朝着前支撑部20的上部纵向地压缩，从而消除了缆线118、120中的任何松弛。
在婴儿车10和驱动机构58的上述实施例中，婴儿车10包括与前支撑部20相连的仅一个驱动机构58。只要婴儿车10的刚度足够使一个前支撑部20的移动引起相对的前支撑部20的相应的平行移动，即可采用单个驱动机构。可选地，婴儿车10可以包括分别与前支撑部20相连的驱动机构58。在这种情况下，驱动机构58可以构造成在右侧框架12和左侧框架14同步移动(例如打开或收拢)的同时进行操作。
参考图15至图16，婴儿车10还可以包括与平行四边形连杆16相连的驱动机构60，以使平行四边形连杆16的水平部件26、28从伸展状态(当婴儿车10处于打开状态时)向折叠状态(当婴儿车10处于收拢时)转换。驱动机构60还应该起到闩锁或锁定部件的作用，以将平行四边形连杆16保持在打开状态。在优选的非限制性实施例中，用电动机驱动驱动机构60；然而，在本发明的范围内，也可以采用本领域中已知的其它驱动机构(机械式、液压式等)。
具体地参考图16，在一个非限制性实施例中，驱动机构60包括与可旋转的齿轮214相连的螺杆驱动器212。齿轮214的旋转驱动锁定支撑元件216，锁定支撑元件216连接在齿轮214与下部水平部件28的折叠接头34之间。当平行四边形连杆16处于打开(例如，伸展)状态时，锁定支撑元件216是用于防止水平部件26、28折叠的闩锁。更具体地说，在打开状态下，锁定支撑元件216与齿轮214的轴线大致呈奇异(singular)状态(即，对准)，从而有效地抵抗施加到水平部件26、28上的任何向上和向下的力。然而，驱动机构60构造成使得齿轮214和锁定支撑元件216恰好停在奇异(即，对 准)位置附近(例如，约10度之内)。齿轮214在奇异位置附近停止旋转确保了齿轮214不会意外地旋转过奇异位置。由于不能向后驱动驱动机构60，所以如果齿轮214意外地转过了奇异位置，则需要重复进行收拢状态和打开状态之间的转换，以将水平部件26锁定到位。可以确定的是，将锁定支撑元件216保持在大致奇异位置(奇异位置的10度范围内)足以抵抗折叠力，并将平行四边形连杆16有效地保持和锁定在打开状态。
继续参考图16，在一个非限制性实施例中，驱动机构60还包括手动超驰离合器，以将驱动机构60从自动折叠构造转换到手动折叠构造。该手动超驰离合器包括与可旋转的凸轮222相连的杆220。在啮合(即，自动)构造中，杆220将凸轮222定向，以便在螺杆驱动器212上施加向下的力，以保持螺杆驱动器212与齿轮214之间的接触。也连接到凸轮222的弹簧224提供额外的向下的力，以保持螺杆驱动器212与齿轮214之间的接触。当杆220释放(即，转换到手动状态)时，凸轮222旋转，从而使螺杆驱动器212脱离齿轮214。当螺杆驱动器212脱离齿轮214时，用户能够向水平部件26、28施加向下的力，从而手动地折叠婴儿车10。
螺杆驱动器212构造成与齿轮214啮合或脱离的潜在问题是使螺杆驱动器212的螺纹226与齿轮214的齿228对准。当齿轮214与螺杆驱动器212之间发生接触时，如果螺纹226和齿228未对准，则存在如下可能性：螺纹226将按压在轮齿228的上部，而未能进入齿轮214中，由此导致齿228和/或螺纹226被破坏。在优选实施例中，驱动机构60通过最初施加小的预载荷，并且慢慢地旋转螺杆驱动器212，直到轮齿228和螺杆驱动器212的螺纹226卡合并对准为止，来防止破坏齿228和齿轮214。一旦齿轮214和螺纹226正确地对准，螺杆驱动器212和齿轮214之间被施加附加压力，并且螺杆驱动器212的转速提高。然而，在确定螺纹226和齿轮214对准之前，不向齿轮214和螺杆驱动器212施加这种附加力。在某些实施例中，驱动机构60还包括传感器(未示出)，以判断螺纹驱动器212和齿轮214的齿228是否正确地对准。如果传感器判断出已正确地对准， 则不必施加小的预载荷来对准齿轮214。如果传感器判断出齿轮214未对准，则施加小的预载荷。在可选实施例中，驱动机构60不包括对准传感器。在这种情况下，每次齿轮214接触螺杆驱动器212时都施加预载荷压力，无论它们是否已对准。
驱动机构60还可以包括可视指示器(未示出)，例如显示器、开关或发光按钮，以将驱动系统所处的状态告知用户。例如，可视指示器可以指示如下三个可能的阶段：自动，在该阶段中，齿轮214和螺杆驱动器212啮合并锁定在一起，从而能够施加全部动力来打开或收拢婴儿车10；手动，在该阶段中，齿轮214和螺杆驱动器212未啮合，从而允许用户手动地打开或收拢婴儿车10；或者，自动但脱离，在该阶段中，齿轮214没有适当地对准，将施加小的压力来对准齿轮214。可选地，杆220的位置可足以将离合器是处于自动状态还是手动状态告知用户。
本发明的发明人还认识到如下可能性：用户可能在驱动机构处于自动状态并且齿轮214与螺杆驱动器212啮合的情况下试图强迫婴儿车10收拢。这种强迫动作有可能使齿轮214折断并损坏驱动机构60。为了抵消这种强迫动作，在一个优选实施例中，驱动机构60构造成自动地从啮合状态转换到脱离状态。具体地说，当用户向水平部件26、28施加大致向下的力时，凸轮222将旋转，以使螺杆驱动器212脱离齿轮214。
参考图13和图15，驱动机构58、60还包括位于框架驱动机构58与平行四边形驱动机构60之间的同步连接部，以确保在平行四边形驱动机构60处于手动(即，脱离)状态时框架驱动机构58不啮合。在一个非限制实施例中，连接部230包括可旋转的凸轮232，凸轮232与平行四边形驱动机构60相连，平行四边形驱动机构60通过缆线230与框架驱动系统58的相应的可旋转的凸轮126相连。当平行四边形驱动机构60从啮合状态转换到脱离(即，手动)状态时，凸轮232旋转，从而使得通过缆线230连接的框架驱动机构58的相应的凸轮126旋转。框架驱动机构58的凸轮126的旋转使得缆线驱动器112脱离卷筒114、116，由此防止旋转。当平行四边形驱动机构60 转换到自动状态时，框架驱动机构58的凸轮126旋转，以恢复卷筒114、116与缆线驱动器112之间的连接，以允许前支撑部20的折叠移动。
除了包括上述驱动机构58、60之外，在本发明的范围内，婴儿车10可以包括许多其它的电气系统。例如，婴儿车10可以包括前灯、日行灯以及用户界面系统。在本发明的范围内，提供从简单界面到完整界面的范围内的多种用户界面选项，以提供与婴儿车10及周围的环境有关的信息。参考图17至图18，在一个实施例中，用户界面显示在LCD可视显示器62上，可视显示器62设置在婴儿车10的把手44的端部。根据本发明的可视界面62的示例性示意图如图18所示。可视界面62显示来自婴儿车10上的多个传感器的信息，包括速度、所乘坐的婴儿、打开或收拢、温度、已走过的总路程、时间以及对用户而言重要的其它有关信息。
在一个非限制性实施例中，婴儿车10的电子系统由车载电池供电，在推动婴儿车的同时车载电池被充电。在某些实施例中，容纳在婴儿车轮46、48中的发电机执行充电，发电机与电路相结合以用于将婴儿车10所产生的电能传输回电池中。2012年6月5日公布的美国专利No.8,193,650公开了一种用于电动折叠婴儿车的示例性发电机，该美国专利的全部内容以引用的方式并入本文。可选地，婴儿车也可以利用例如墙壁适配器等AC适配器来充电。
在一个非限制性实施例中，上述电子装置(例如，驱动机构、传感器、前灯、可视显示器和里程表)由一个以上的微控制器控制。尽管可以用单个微控制器来执行所有的控制，但由于成本的优势，有时使用多个微控制器是有利的。例如，使用一个以上的微控制器来控制和监控与电动折叠和打开相关的多个电子器件。在一个优选实施例中，利用多个微控制器端口来控制驱动机构，进而控制电动机驱动电子装置。在一个实施例中，电动机驱动电子装置由H桥式电路构成，以使电动机能够双向运转并能够通过脉冲宽度调制(PWM)以多种速度运转。微控制器可以采用多个附加的端口，以监控多个传感器；这些传感器提供与框架的位置、闩锁的位置、以及婴儿车10上是否 乘坐有婴儿有关的信息。其余的微控制器端口用作婴儿车10的用户界面，用户界面为用户与婴儿车10交流以及婴儿车10与用户交流信息提供手段。
在某些构造中，婴儿车10的多种电子器件由软件系统控制，该软件系统负责使电子系统以安全有效的方式来操作机械系统。电子系统中包括的传感器传回微控制器的反馈，微控制器包括用于处理传感器数据并确定适当动作的软件。该软件具有三个主要部分。
第一部分处理用户界面；在用户界面上，与用户交流与婴儿车的机械系统及电子系统的状况有关的信息，并且用户能够与婴儿车10交互，例如要求婴儿车10折叠或打开。第二部分处理对婴儿车10的状况和条件的监控。软件会解释从传感器接收到的多种信号并判断：婴儿车10是否处于可用状态(例如，在机械上或结构上是否可靠)，婴儿车10是否被占用、婴儿车10是否损坏等。第三部分处理婴儿车在折叠和打开过程中的动作。在折叠和打开过程中，软件必须监控多个安全协议来保护婴儿、用户和机构。
在一个实施例中，用于控制折叠和打开的软件包括由启动开关64控制的启动顺序。启动顺序可以包括：从能够检测婴儿车10的内部存在的物体的一个以上的物体传感器获得信息，并且当物体传感器检测到婴儿车10的内部存在物体时，中断和/或防止婴儿车10沿着趋于坍缩状态的方向移动。一个或多个物体传感器可以是任何已知类型的传感器，例如机械重量传感器、接近传感器、动作传感器、光束传感器、或者能够检测出婴儿车10的内部存在的物体的任何其他装置。一个或多个传感器可以是：电子传感器，其可以发出电子激励的信号，以防止或中断向电动机供电；和/或机械传感器，其可以触发物理锁定或制动，以防止婴儿车10进一步坍缩或完全坍缩的动作。传感器还可以用于检测与婴儿车10相连的模块化的附加装置的存在，以便在检测到相连的附加装置时，防止婴儿车10移动到坍缩状态，由此防止对附加装置的潜在破坏。
在优选实施例中，启动开关64是设置在婴儿车10的把手44上的紧急安全开关。在整个打开或收拢移动过程中，必须启用(即，按 下)紧急安全开关。释放该紧急安全开关将暂停婴儿车10的折叠或打开移动。第二次按下紧急安全开关将继续移动。安全开关还可以包括扭转元件66，以在启动打开或收拢动作之前将启动启动顺序。
参考图19，图19示出婴儿车10的启动顺序的非限制性实施例。如该示例性启动顺序所示，在大多数情况下，婴儿车10控制单元是空闲的。操作扭转元件66或转盘来启动控制单元，从而将控制单元从空闲状态基本上唤醒。启动开关64可以包括指示器，例如声或光，以表明控制单元已从空闲状态转变为启动状态。在启动之后，用户通过按压启动开关来开始启动(打开或收拢婴儿车10)。在某些实施例中，控制单元仅在有限的时间内保持启动状态，此后，控制单元将“暂停”。此时，控制单元可以包括用于将启动暂停并且控制单元返回到空闲状态的信息告知用户的装置。当操作(即，按下)启动单元64时，控制单元构造成从设置在婴儿车10上的多个安全传感器接收并评估安全数据。有关的安全数据包括：是否存在儿童、离合器是否处于手动状态、以及电源的电池水平。婴儿车10还可以监控外部条件，例如婴儿车是否连接到外部电源——在这情况下可以防止折叠或打开。在某些实施例中，婴儿车可以例如通过在可视显示器62上描述条件来警告用户不安全的条件。如果传感器指示婴儿车10可以安全地折叠或打开，则开始或恢复折叠移动。持续折叠，直到折叠完成或者直到启动开关64释放以暂停折叠过程为止。当暂停折叠时，控制单元保持启动，直到按下启动按钮以恢复折叠或者直到控制单元暂停并返回到空闲状态为止。
软件还包括与用于确定框架位置的传感器相结合的框架折叠顺序。在框架上的选定位置使用状态传感器，以发送表示婴儿车10的一个或多个部件或元件的位置的信号。状态传感器可以用于多种目的，例如，将信号发送到显示器以便向用户提供与婴儿车10的当前状态或展开或坍缩情况有关的视觉和/或听觉指示；和/或，如果一个或多个状态传感器没有如婴儿车10在适当的展开和/或坍缩的过程中所应该地那样操作，则提供中断信号(或者无信号)。可以采用一种或多种已知类型的传感器，例如，位于任意一个或多个框架部件枢 转点的旋转编码器；和/或作为婴儿车10的可选元件而启用的限制或接触开关，其中，在婴儿车10展开和/或坍缩的过程中，所述限制或接触开关移动到适当的位置或不适当的位置。例如，状态传感器可以安装在婴儿车10上的如下位置：提供婴儿车10已移动至完全展开状态、完全坍缩状态或介于这两种状态之间的任意状态的指示；和/或，状态传感器可以安装在用于检测闩锁接合或未接合的位置。状态传感器可以和电子计时控制器相结合地操作，从而如果在预定的时间段内未使用状态传感器，则发送不实现停止对电动机供电的信号。
参考图20，在一个优选的非限制性实施例中，在接收到有关是否启动了控制单元、是否启用手动闩锁超驰、以及是否插入了墙壁充电器中的信息之后，开始框架折叠过程。在折叠的过程中，必须启动单元控制器。然而，当离合器处于手动位置时并且当婴儿车插入墙壁充电器中时，防止折叠。当通过按下启动按钮来启动折叠时，控制单元从多个框架传感器接收信息，这些信息包括：平行四边形连杆16的状况(锁定或未锁定)、滑动接头40的位置(上位置或下位置)、或者伸缩式的套管是伸长的还是收缩的。来自框架传感器的信息用于判断婴儿车10是处于打开状态还是收拢状态。基于这些信息，启动婴儿车10打开或婴儿车10收拢的功能。在启动期间，控制单元持续地监控框架传感器，以确定打开或收拢在什么时候完成。如果完成了折叠或打开，则通知用户操作已成功。否则，警告用户发生折叠错误。应该注意的是，如与启动顺序有关的内容中所描述的，用户可以通过释放紧急安全开关来暂停折叠。通过按下紧急安全开关来恢复折叠，由此继续折叠或打开动作。如果控制单元使暂停保持一段时间，则折叠暂停，并且控制单元返回到空闲状态或停止折叠状态，直到用户通过启动启动开关来重新启动系统为止。
尽管出于示例的目的详细描述了可折叠式婴儿车10，但本领域的技术人员会理解到，在本说明书的教导启示下，可以为婴儿车的细节设计多种变型和替代方案。因此，以上公开的具体方案仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围；本发明的范围由所附权利要求书及其等同内容来限定。此外，尽管出于示例的目的并基于目前被认为 是最实用和优选的实施例对本发明进行了详细描述，但应该理解的是，这些细节只是出于示例的目的，本发明并不限于所公开的实施例；相反地，本发明意图涵盖落入权利要求书的精神和范围内的变型例和等同方案。例如，应该理解的是，本发明期望任意实施例的一个或多个特征能够最大程度地与任意其它实施例的一个或多个特征相结合。