CN101001595B - 双模式轮椅 - Google Patents

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Abstract

一种提供机动室内模式和行走模式的双模式轮椅(300)。轮椅(300)包括安装在前轴(105)上的前轮(104)和安装在后轴(103)上的后轮(102)。前轴(105)和后轴(103)之间的距离定义为轮椅(300)的轴距。轴距可以在为所述轮椅(300)提供机动模式的短轴距和为所述轮椅(300)提供行走模式的长轴距之间变化。轮椅(300)还包括在其上安装至少一个后轮(102)的副架和在其上安装至少一个前轮(104)的座架，使用滑动架将座架可活动地安装到副架上，使轴距在机动模式和行走模式之间改变，其中座架的滑动架附件接近于座架的后部，以及其中当轴距从机动模式变长到行走模式时，滑动架使座架的滑动架附件向前且向下运动。在行走模式时轮椅(300)还提供了较低的重心和斜倚位置，从而提供了改进的稳定性和占据者的安全性。

Description

双模式轮椅
相关申请的交叉参考 
本申请要求2004年8月4日提交的临时专利申请No.2004904400的优先权，在此引入该临时申请的内容作为参考。 
技术领域
本发明涉及轮椅，具体涉及具有机动模式和行走模式的双模式轮椅。 
背景技术
目前已经使用的有各种轮椅，每种类型的轮椅具有适于特定应用的特性。第一种类型的轮椅常被称为室内椅，它的座位配置得使占据者处于竖直就座位置，例如可以使占据者在餐桌旁就餐或在办公桌前工作或使用电脑。用于诸如办公室和家庭等有限的室内环境中的室内椅，它的大小必须能使椅子通过门口、走廊和狭窄的室内空间。因此，这种室内椅的轴距(前轮轴和后轮轴之间的距离)很短，从而提供可以在较小的室内空间中旋转的机动轮椅。然而，在以一定速度使用这种轮椅时，这种短轴距会导致方向不稳定，因而机动轮椅不适于远距离行走。 
第二种类型的轮椅常被称为室外轮椅或行走轮椅，为避免或最小化因以一定速度使用短轴距轮椅而造成的方向不稳定，其轴距应明显长于机动轮椅的轴距。因此，行走轮椅要求较大的旋转印痕，这使得它们不适于用在有限的室内环境中。此外，行走轮椅其座位配置使得占据者处于竖直就座位置，在某种目的时需要这种姿势。一些行走轮椅提供可被设置的座位，在行走时使用者可选择部分斜倚的位置。其他行走轮椅提供了在使用时可以选择或改变的斜倚位置，然而这种椅子在斜倚状态时会升高占据者重心，这样降低了轮椅以一定速度或在不平地面行走时的稳定性。 
这些和其他轮椅仅适用于使用者所进行的一部分活动，许多轮椅使用者拥有一个以上的轮椅，从而使用者在每天遇到的各种情况下可以使用适合的轮椅。因此，轮椅使用者面临着拥有和维护多个轮椅的高成本，使用者也需要经常从一个轮椅转移到另一个轮椅上，并且需要携带那些未使用的轮椅以备用。
在本说明书中，术语“包括(comprise)”或其变体如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”，应被理解成包括所述的元件、整体或步骤或者元件、整体或步骤组，但不排除任何其他的元件、整体或步骤或者元件、整体或步骤组。 
本说明书中所包括的对文献、活动、材料、装置、物品等的讨论仅用于本发明的上下文环境。不被认为是承认任何或所有这些事物构成本申请各权利要求的优先权日之前存在的现有技术基础的一部分或者是本发明相关领域中的常识。 
发明内容
根据第一方面，本发明提供一种双模式轮椅，其包括： 
安装在前轴上的至少一个前轮和安装在后轴上的至少一个后轮，所述前轴和所述后轴之间的距离定义为所述轮椅的轴距； 
其中所述轴距可以在为所述轮椅提供机动模式的短轴距和为所述轮椅提供行走模式的长轴距之间变化。 
根据第二方面，本发明提供一种双模式轮椅，其包括： 
安装在前轴上的至少一个前轮和安装在后轴上的至少一个后轮，所述前轴和所述后轴之间的距离定义为所述轮椅的轴距，所述轴距可以在为所述轮椅提供机动模式的短轴距和为所述轮椅提供行走模式的长轴距之间变化，所述轮椅在机动模式时的重心高于所述轮椅在行走模式时的重心；以及 
在其上安装所述至少一个后轮的副架和在其上安装所述至少一个前轮的座架，使用滑动架将所述座架可活动地安装到所述副架上，使轴距在机动模式和行走模式之间改变； 
其中所述座架的滑动架附件接近于所述座架的后部，以及其中当所述轴距从机动模式变长到行走模式时，所述滑动架使所述座架的滑动架 附件向前且向下运动。 
在本发明优选的实施方案中，在短轴距机动模式时，所述轴距可以基本上小于45厘米，更优选可以基本上小于40厘米。在本发明优选的实施方案中，在长轴距行走模式时，所述轴距可以基本上大于55厘米，更优选可以基本上大于60厘米。 
在本发明优选的实施方案中，所述轮椅在行走模式时提供斜倚就座位置，在机动模式时提供竖直就座位置。在这种实施方案中，在行走模式时，所述轮椅优选配置成使占据者的重心距地面距离比机动模式时小。因此，这种实施方案降低了在行走模式时所述轮椅翻倒、或者在制动过程中占据者向前摔出去、或者在拐弯或不平地面上行走过程中占据者从侧边摔出去的可能性。 
本发明优选的实施方案可以在机动模式和行走模式之间的一种或多种中间位置操作所述轮椅，这样可以选择中间设置点，从而逐渐改变斜倚和轴距延伸的程度。 
本发明优选的实施方案还使行走模式时所述座架的后部低于所述座架的前部，从而在行走模式时提供所述轮椅的斜倚就座位置。 
所述座架的滑动架附件沿所述滑动架的运动可以通过电动机致动。例如，电动机可以沿所述滑动架驱动所述滑动架附件。可选择地，所述座架和所述副架之间的活动安装可以通过手动致动，例如使用手动操作的带螺纹绕线机构。 
在可选实施方案中，所述座架可以通过至少一个枢轴臂可活动地安装到所述副架上，所述至少一个枢轴臂在机动模式时竖立而在行走模式时向前延伸，使得在行走模式时所述座架的高度较低。 
所述后轮可以是大直径的驱动轮，使占据者能够抓住所述驱动轮或附置的扶手。所述双模式轮椅可以包括驱动所述驱动轮的电动机。 
所述后轮后部可以设置有至少一个导引轮，以防止所述轮椅向后翻倒。优选设置一个导引轮，其优选基本上位于所述轮椅两侧之间的中央。这种实施方案使所述导引轮与所述后轮后部相距足够距离，以防止所述轮椅向后翻倒，同时保持所述轮椅在小区域内活动的能力。 
所述至少一个导引轮可以是回旋脚轮。 
在包括设置在所述后轮后部的至少一个导引轮的实施方案中，所述轮椅优选是铰接的，以使所有的轮在接触不平地形的地面时都能与地面保持接触。所述副架和所述座架之间的活动安装可以实现这种铰接。 
所述至少一个前轮可以是回旋脚轮。 
根据第三方面，本发明提供一种双模式轮椅架，其包括： 
用于在前轴上安装至少一个前轮的第一架部；以及 
用于在后轴上安装至少一个后轮的第二架部，所述前轴和所述后轴之间的距离定义为所述双模式轮椅架的轴距； 
其中所述第一架部可活动地安装到所述第二架部上，从而可以在为所述轮椅架提供机动模式的短轴距和为所述轮椅架提供行走模式的长轴距之间变化。 
根据第四方面，本发明提供一种双模式轮椅架，其包括： 
用于在前轴上安装至少一个前轮的第一架部；以及 
用于在后轴上安装至少一个后轮的第二架部，所述前轴和所述后轴之间的距离定义为所述双模式轮椅架的轴距； 
其中使用滑动架将所述第一架部可活动地安装到所述第二架部上，从而可以在为所述轮椅架提供机动模式的短轴距和为所述轮椅架提供行走模式的长轴距之间变化，所述轮椅架在机动模式时的重心高于所述轮椅架在行走模式时的重心；以及 
其中所述第一架部的滑动架附件接近于所述第一架部的后部，以及其中当所述轴距从机动模式变长到行走模式时，所述滑动架使所述第一架部的滑动架附件向前且向下运动。 
根据第五方面，本发明提供一种构造双模式轮椅的方法，所述方法包括： 
提供安装在前轴上的至少一个前轮；以及 
提供安装在后轴上的至少一个后轮，所述前轴和所述后轴之间的距离定义为所述轮椅的轴距； 
其中所述轴距可以在为所述轮椅提供机动模式的短轴距和为所述轮椅提供行走模式的长轴距之间变化。 
根据第六方面，本发明提供一种构造双模式轮椅的方法，所述方法包括： 
提供安装在前轴上的至少一个前轮；以及 
提供安装在后轴上的至少一个后轮，所述前轴和所述后轴之间的距离定义为所述轮椅的轴距，所述轴距可以在为所述轮椅提供机动模式的短轴距和为所述轮椅提供行走模式的长轴距之间变化，所述轮椅在机动模式时的重心高于所述轮椅在行走模式时的重心；以及 
提供在其上安装所述至少一个后轮的副架和在其上安装所述至少一个前轮的座架，使用滑动架将所述座架可活动地安装到所述副架上，使轴距在机动模式和行走模式之间改变； 
其中所述座架的滑动架附件接近于所述座架的后部，以及其中当所述轴距从机动模式变长到行走模式时，所述滑动架使所述座架的滑动架附件向前且向下运动。 
附图说明
下面参考附图说明本发明的实施例，在附图中： 
图1a～1d表明根据本发明第一实施例的轮椅； 
图2a和图2b表明根据本发明第二实施例的轮椅； 
图3a和图3b表明适用于第一和第二实施例的阻尼支撑装置； 
图4a～4c表明适用于与第一和第二实施例组合使用的轮椅铰接件；以及 
图5表明用于在行走模式和室内模式之间调节第一或第二实施例的轮椅的电动致动机构。 
具体实施方式
图1表明根据本发明第一实施例的双模式轮椅100。轮椅100包括两个后驱动轮102和两个前回旋脚轮104，这两个后驱动轮通过副架110安装在后轴103上，这两个前回旋脚轮通过座架108安装在前轴105上。后轴103和前轴105之间的距离定义为轮椅100的轴距106。座架108通过枢轴臂112可活动地安装到副架110上，该枢轴臂具有连接座架108的枢轴连接件114和连接副架110的枢轴连接件116。座架108的前部通过阻尼支撑装置(图1未示)固定到副架110上。副架110还包括后回旋脚轮118，它位于后驱动轮102后部，并且如图1c和图1d所示，它基本上位于轮椅100两侧之间的中央。在本发明实施例中所设置的后回旋脚轮118用于将驱动轮102的转矩传递到后回旋脚轮118，而不是传递到座架108。因此，回旋脚轮118降低了轮椅100向后翻倒的趋势，尤其是在行走模式时。
图1a显示了机动模式的轮椅100，其中轴距106a较短。在机动模式中，座架108被竖立的枢轴臂112固持在较高处，使得座架108为使用者提供了竖直就座位置，并且当占据轮椅100时其重心相对较高，从而可以使占据者在办公桌前工作、在餐桌旁就餐，等等。图1c是表明轮102、104和118印痕的俯视图，也表明当轮椅100处于机动模式时旋转轮椅100所需的印痕140。如图所示，印痕140由轮102、104和108的相对位置限定，并且当轮椅100处于机动模式时需要较小印痕140。 
图1b表明处于行走模式的轮椅100，其中轴距106b充分变长，从而为轮椅100以一定速度行走时提供方向稳定性。在行走模式时，枢轴臂112向前延伸，这样就可以在行走模式时将座架108后部保持在比机动模式时更低的位置，从而当占据轮椅100时其重心降低，由此提高轮椅100的稳定性。由于座架108基本上是刚性的，所以座架108的前部在行走模式和机动模式时均保持在相似高度，因此，如图1b所示，座架108在行走模式时提供斜倚就座位置。这种斜倚就座位置有利于降低占据者从轮椅100向前摔出去的可能性。此外，通过增大使用者施加到座架108靠背部分的重量百分比，斜倚就座位置增大了摩擦，防止使用者从轮椅100侧边摔出去。图1d是俯视图，表明在行走模式时旋转轮椅100所需的印痕160，印痕160明显大于在机动模式时旋转轮椅100所需的印痕140。当处于行走模式时，这种长轴距106b为轮椅100提供了更大的稳定性。 
通过电动机(图未示)或手动操作的带螺纹绕线机构(图未示)，可以实现枢轴臂112在机动模式和行走模式之间的运动。 
图2表明根据本发明第二实施例的轮椅200。轮椅200包括后驱动轮202，该后驱动轮通过副架210安装在后轴203上。轮椅200还包括前回旋脚轮204和后导引回旋脚轮218，该前回旋脚轮通过座架208安装在前轴205上，该后导引回旋脚轮218安装在副架210上。座架208的滑动架附件212可活动地安装到副架210的滑动架214上。滑动架214呈一定角度，当轴距206从图2a的机动模式(206a)变长到图2b的行走模式(206b)时，座架208的滑动架附件212可以向前且向下运动。此外，座架208的前部通过阻尼支撑装置(图2未示)固定到副架210上。 
通过电动机(图未示)或手动操作的带螺纹绕线机构(图未示)，可以实现滑动架附件212在机动模式和行走模式之间的运动。 
图3a表明其中座架308的前部通过适合的阻尼支撑装置320固定到副架310上的轮椅300。这种结构可以应用到图1和图2所示的任一实施例中。如图3所示，对于图3a的机动模式和图3c的行走模式而言，座架308的前部相对于地面保持大致相同的距离。图3b表明在中间设置点时滑动架的位置，这种位置为座位提供一定范围的倾斜并为座架提供一定范围的延伸，这对于驾驶者是优选的。使用阻尼支撑装置320为轮椅300提供一些铰接，从而可以在道牙石上和不平地面上行走。 
图4a～4c表明铰接的轮椅架以及这种轮椅架能够使所有的轮即使在不平地形上也都有能接触地面的能力。因此，在凸表面(图4a)或凹表面(图4b)上保持稳定性，并可以保持驱动轮的牵引。此外，允许在行走模式中将驱动轮的转矩传递到后回旋脚轮，而不是传递到前架，从而降低了向后翻倒的趋势。因此，主要是前后运动被传递到座架，而很少或没有转矩从驱动轮传递到座架。此外，如图4c所示，当本发明的轮椅越过道牙石时，由于这种铰接架的原因，座位倾斜最小。这种铰接件可以与图1的轮椅或图2的轮椅组合使用。 
图5表明用于在室内(机动)模式和行走模式之间改变轮椅的电动致动机构500。机构500包括电动机510和向传动蜗杆514传递驱动力的呈90度的传动齿轮512。传动蜗杆514使座架(图未示)的滑动架附件520沿副架(图未示)的滑轨522运动，从而实现轮椅从室内(机动)模式转变为行走模式。图中还示出了安装在滑动架附件520上的座架的枢轴524。随着沿滑轨522驱动滑动架附件520和枢轴524，座架可以绕枢轴524枢转，从而实现座位在行走模式中的低的、稳定斜倚位置和在室内(机动)模式中 的高的、竖直就座位置之间的转变。枢轴524还使得轮椅架的铰接件允许在保持所有轮接触地面的同时在不平地形上行走。 
本领域所属技术人员应该理解，在不脱离本发明广义的精神或范围内，可以对本发明做出多种修改和/或变化，如具体实施方案所示那样。因此，本发明的实施方案应被认为是说明性的而不是限制性的。 

Claims (29)

1.一种双模式轮椅，其包括：
安装在前轴上的至少一个前轮和安装在后轴上的至少一个后轮，所述前轴和所述后轴之间的距离定义为所述轮椅的轴距，所述轴距可以在为所述轮椅提供机动模式的短轴距和为所述轮椅提供行走模式的长轴距之间变化，所述轮椅在机动模式时的重心高于所述轮椅在行走模式时的重心；以及
在其上安装所述至少一个后轮的副架和在其上安装所述至少一个前轮的座架，使用滑动架将所述座架可活动地安装到所述副架上，使轴距在机动模式和行走模式之间改变；
其中所述座架的滑动架附件接近于所述座架的后部，以及其中当所述轴距从机动模式变长到行走模式时，所述滑动架使所述座架的滑动架附件向前且向下运动。
2.如权利要求1所述的双模式轮椅，其中在短轴距机动模式时，所述轴距小于45厘米。
3.如权利要求2所述的双模式轮椅，其中在短轴距机动模式时，所述轴距小于40厘米。
4.如权利要求1所述的双模式轮椅，其中在长轴距行走模式时，所述轴距大于55厘米。
5.如权利要求4所述的双模式轮椅，其中在长轴距行走模式时，所述轴距大于60厘米。
6.如权利要求1所述的双模式轮椅，其中所述轮椅在行走模式时提供斜倚就座位置，在机动模式时提供竖直就座位置。
7.如权利要求1所述的双模式轮椅，还在机动模式和行走模式之间的至少一个中间位置操作所述轮椅。
8.如权利要求1所述的双模式轮椅，其中在行走模式时所述座架的后部低于所述座架的前部，从而在行走模式时提供所述轮椅的斜倚就座位置。
9.如权利要求1所述的双模式轮椅，其中所述座架沿所述滑动架的运动通过电动机致动。
10.如权利要求1所述的双模式轮椅，其中所述座架沿所述滑动架的运动通过手动致动。
11.如权利要求1所述的双模式轮椅，其中所述后轮是大直径的驱动轮。
12.如权利要求11所述的双模式轮椅，包括驱动所述驱动轮的电动机。
13.如权利要求1所述的双模式轮椅，还包括设置在所述后轮后部的至少一个导引轮。
14.如权利要求1所述的双模式轮椅，包括一个导引轮，以及其中所述导引轮位于所述轮椅两侧之间的中央。
15.如权利要求13或14所述的双模式轮椅，其中所述导引轮是回旋脚轮。
16.如权利要求1所述的双模式轮椅，其中所述轮椅是铰接的。
17.一种双模式轮椅架，其包括：
用于在前轴上安装至少一个前轮的第一架部；以及
用于在后轴上安装至少一个后轮的第二架部，所述前轴和所述后轴之间的距离定义为所述双模式轮椅架的轴距；
其中使用滑动架将所述第一架部可活动地安装到所述第二架部上，从而可以在为所述轮椅架提供机动模式的短轴距和为所述轮椅架提供行走模式的长轴距之间变化，所述轮椅架在机动模式时的重心高于所述轮椅架在行走模式时的重心；以及
其中所述第一架部的滑动架附件接近于所述第一架部的后部，以及其中当所述轴距从机动模式变长到行走模式时，所述滑动架使所述第一架部的滑动架附件向前且向下运动。
18.如权利要求17所述的双模式轮椅架，其中在短轴距机动模式时，所述轴距小于45厘米。
19.如权利要求18所述的双模式轮椅架，其中在短轴距机动模式时，所述轴距小于40厘米。
20.如权利要求17所述的双模式轮椅架，其中在长轴距行走模式时，所述轴距大于55厘米。
21.如权利要求20所述的双模式轮椅架，其中在长轴距行走模式时，所述轴距大于60厘米。
22.如权利要求17所述的双模式轮椅架，其中所述轮椅架在行走模式时提供斜倚就座位置，在机动模式时提供竖直就座位置。
23.如权利要求17所述的双模式轮椅架，还在机动模式和行走模式之间的至少一个中间位置操作所述轮椅架。
24.如权利要求17所述的双模式轮椅架，其中在行走模式时所述第一架部的后部低于所述第一架部的前部，从而在行走模式时提供所述轮椅架的斜倚就座位置。
25.如权利要求17所述的双模式轮椅架，其中所述第一架部沿所述滑动架的运动通过电动机致动。
26.如权利要求17所述的双模式轮椅架，其中所述第一架部沿所述滑动架的运动通过手动致动。
27.如权利要求17所述的双模式轮椅架，其中所述第二架部还包括设置在所述至少一个后轮后部的至少一个导引轮。
28.如权利要求27所述的双模式轮椅架，其中所述轮椅架是铰接的。
29.一种构造双模式轮椅的方法，所述方法包括：
提供安装在前轴上的至少一个前轮；以及
提供安装在后轴上的至少一个后轮，所述前轴和所述后轴之间的距离定义为所述轮椅的轴距，所述轴距可以在为所述轮椅提供机动模式的短轴距和为所述轮椅提供行走模式的长轴距之间变化，所述轮椅在机动模式时的重心高于所述轮椅在行走模式时的重心；以及
提供在其上安装所述至少一个后轮的副架和在其上安装所述至少一个前轮的座架，使用滑动架将所述座架可活动地安装到所述副架上，使轴距在机动模式和行走模式之间改变；
其中所述座架的滑动架附件接近于所述座架的后部，以及其中当所述轴距从机动模式变长到行走模式时，所述滑动架使所述座架的滑动架附件向前且向下运动。
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