CN102357049A - 小轮径电动手动轮椅车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小轮径电动手动轮椅车，包括轮椅车车架、车架扶手和轮椅车后轮，所述轮椅车车架底部设有后轮动力驱动装置，还包括布置于轮椅车车架两侧、车架扶手下的后轮手动推行器。后轮手动推行器包括手动摇盘和连接手动摇盘与轮椅车后轮的传动装置，所述传动装置中还包括轮椅车倒车机构；后轮动力驱动装置包括无刷直流电机和行星传动机构，行星传动机构的输出轴通过离合器连接轮椅车后轮。本发明承载能力大，工作平稳，易于操作，便于老年及残障人士使用。

Description

小轮径电动手动轮椅车

(一)技术领域：

本发明涉及轮椅车，特别是一种小轮径电动手动轮椅车。

(二)背景技术：

对于有行走障碍的人、老年人或残疾人都需要使用轮椅车作为代步工具，所述轮椅车分为人力操纵的手动轮椅车和电机驱动的电动轮椅车，其中电动轮椅车因有电机作为动力，省力，易操作，快而稳，已被广泛使用，在非电动状态时，轮椅车操作者可以手摇后置驱动车轮实现手动行进。

所述电动轮椅车类型中，比较普及使用一种小轮径电动轮椅车，该车的后置驱动车轮轮径均在16英寸左右，由电动状态转换为手动功能时，由于驱动轮轮径小，轮椅车使用者的手很难触及到轮毂推圈，使之无法进行手动推行，这给使用者造成极大的不便。

另外，现用的大部份电动轮椅车所采用的动力传动方式均以有刷直流电机与蜗轮减速器输出轴成90°夹角驱动结构，其优点是结构非常简单，但蜗轮减速器属磨擦传动，其传动效率很低，寿命很短，因此制造商不得不采用加大电机功率的手段来解决矛盾，导致一辆普通的电动轮椅车其电机功率高达600W，电动轮椅车的普遍能耗都超标30～40％。

据有关资料显示，我国现在的老年人已经占到全世界的22％，全亚洲的14％，去年年底统计数是1.67亿。，同时残疾人在社会中所占比例也不低，据联合国公布的数字，目前全世界约有6.5亿残疾人，在这样的群体中，仅按电动轮椅车使用比例20％计，其能耗的浪费量不可想像。

(三)发明内容：

针对传统小轮径电动轮椅车的不足之处，本发明的目的是提供了一种手动行进方便、能量消耗低的小轮径电动手动轮椅车。

能够实现上述目的的小轮径电动手动轮椅车，包括轮椅车车架、车架扶手和轮椅车后轮，所述轮椅车车架底部设有后轮动力驱动装置，所不同的是还包括布置于轮椅车车架两侧、车架扶手下的后轮手动推行器。

所述后轮手动推行器包括手动摇盘和连接手动摇盘与轮椅车后轮的传动装置，所述传动装置包括手摇同步轮或手摇链轮、驱动同步轮或驱动链轮和同步带或链条，所述驱动同步轮或驱动链轮与轮椅车后轮的转轴同轴固连，所述手摇同步轮或手摇链轮与手摇转轴同轴固连，所述手摇转轴设于手摇盘架内，所述手摇盘架安装于轮椅车车架上，所述手摇盘架上的手动摇盘通过超越离合器与手摇转轴连接。

小轮径轮椅车电动驱动时，驱动同步轮或驱动链轮通过同步带或链条带动手摇同步轮或手摇链轮转动，手摇转轴同步转动，由于超越离合器的顺向作用，手动摇盘不转动；小轮径轮椅车需要手动推行时，使电机离合器与轮椅车后轮分离，摇动手动摇盘，超越离合器逆向咬合，手动摇盘带动手摇转轴进而转动手摇同步轮或手摇链轮，通过同步带或链条转动驱动同步轮或驱动链轮使小轮径轮椅车前行。

此时的传动装置还不能实现小轮径轮椅车的倒行，为完善小轮径轮椅车运行功能，所述传动装置还需配备轮椅车倒车机构。

所述轮椅车倒车机构的一种结构包括相互配合的棘轮和棘爪，所述棘轮与手摇转轴固连，所述棘爪通过滑移键连接手动摇盘上安装的手动离合挚。小轮径轮椅车前行时，手动离合挚拉出则棘轮和棘爪分离，小轮径轮椅车倒行时，手动离合挚推入压合，棘轮和棘爪咬合，倒转手动摇盘，棘轮转动手摇转轴反转，手摇转轴带动手摇同步轮或手摇链轮反向转动，驱动同步轮或驱动链轮反转使小轮径轮椅车倒行。

所述手摇盘架与轮椅车车架的安装方式设为转动升降式以方便调节手动摇盘位置，所述手摇盘架的锁紧件为锁定螺拴，锁定螺拴置于轮椅车车架盘架支撑板的弧形槽内，弧形槽位置设于轮椅车后轮前上方，弧形槽的回转中心为轮椅车后轮圆心。

本发明中所述动力驱动装置包括直流电机和传动机构，所述直流电机固定安装于轮椅车架，直流电机与控制单元连接，控制单元具有电机电流调节模块，根据所接的控制装置的信号，调节电机供电电流，控制电机转速。

电机输出轴连接两级行星齿轮组，减速后的行星齿轮输出轴与轮椅的驱动轮的轮毂连接。电机输出轴上固定输出齿轮，一级星架的内侧面上的三个一级行星齿轮轴上各安装有一个一级行星齿轮，齿环有与一级行星齿轮相配合的内齿、固定安装于传动外壳内，传动外壳与轮椅车架固定连接。三个一级行星齿轮与电机的输出齿轮相啮合、同时与齿环的内齿相啮合；一级星架的外侧面上有中心轴齿轮，二级星架的内侧面上的三个二级行星齿轮轴上各安装有一个二级行星齿轮，三个二级行星齿轮与一级星架的中心轴齿轮相啮合、同时与齿环的内齿相啮合；二级星架的外侧面中心为键轴，即本行星齿轮组的输出轴，与轮椅驱动轮的轮毂连接。

行星齿轮组的输出轴经离合器与轮椅驱动轮的轮毂连接。离合器为轴套，其内环面的键槽与键轴相配合，二者为动配合，离合器的外端面有凸齿，与轮毂内端面上的凹槽相配合，离合器外环面上为环形卡槽，拨叉为倒Y形，其上为拨杆，底端接2个拨爪，拨爪卡在离合器的环形卡槽内，当拨杆摆动，拨叉拨动离合器在键轴上滑动，当离合器外移、其凸齿与轮毂凹槽啮合，电机输出的动力经行星齿轮组减速后带动轮毂转动，拨叉拨动离合器内移、脱离轮毂，轮椅驱动轮与电机分离，可用手动。

拨叉的拨杆上端与转轴相接，转轴为水平、且处于与键轴垂直的面上，可转动地固定于轮椅车架，转轴一端安装有离合手柄，转动离合手柄，转轴同轴转动，其所接的拨叉摆动。

为保证键轴的稳定，键轴轴端经轮毂轴承可转动地安装于轮毂，键轴轴端有限位卡槽，限位卡卡嵌于限位卡槽内，进行轴向限位。键轴上还至少有1个轴承，安装于传动外壳或轮椅车架。

所述直流电机为无刷直流电机。

本发明的优点：

1、本发明小轮径电动轮椅车的手动推行器是在直流电机与轮椅车后轮的离合器处于分离状态下，分别以左、右两轮椅车后轮的轮轴为园心，在两轮轴上各固配一同步轮或者链轮，以同步带或者链条连动至座椅外侧扶手下的左、右两个手动摇盘。左、右两个手动摇盘的手摇盘架可沿轮椅车后轮轴心上下摆动夹角来调整定位角度和水平高度。由于手动摇盘的设置，而角度任意可调，使小轮径电动轮椅车的使用性能得到极大的提高。

2、本发明小轮径电动轮椅车的动力驱动机构采用行星齿轮传动，减速比大，且效率达95％以上，大大高于蜗轮减速器的传动效率，采用本传动系统普通电动轮椅所用电机的功率可减少1/3以上，节能效果明显，且降低了成本；且动力驱动机构体积小，结构简单，利于优化轮椅车整体结构，减轻轮椅车自重；

3、本发明小轮径电动轮椅车承载能力大，工作平稳，易于操作，便于残障人士使用。

(四)附图说明：

图1是本发明一种实施方式的结构示意图。

图2是图1实施方式中后轮手动推行器的结构示意图。

图3是图2的局部结构示意图。

图4是图2中传动装置的零件分解图。

图5是图1实施方式中手摇盘架与盘架支撑板的安装连接示意图。

图6是图1实施方式中动力驱动装置的立体结构示意图。

图7为图6中动力驱动装置与轮毂连接面的示意图。

图8为图7中的A-A剖视图。

图9为图6中动力驱动装置与轮椅车后轮连接的示意图。

图10为图9中的B-B剖视图。

图11为图6中动力驱动装置的各部件分解装配示意图。

图号标识：1、轮椅车车架；2、手动摇盘；3、轮椅车后轮；4、手摇同步轮或手摇链轮；5、驱动同步轮或驱动链轮；6、同步带或链条；7、手摇转轴；8、手摇盘架；9、弧形槽；10、超越离合器；11、棘轮；12、棘爪；13、滑移键；14、手动离合挚；15、盘架支撑板；16、张紧机构；17、直流电机；18、行星传动机构；19、键轴；20、键轴轴承；21、拨叉；22、二级星架；23、二级行星齿轮；24、齿环；25、一级星架；26、一级行星齿轮；27、转轴；28、离合手柄；29、传动外壳；30、离合器；31、轮毂；32、轮毂轴承；33、限位卡。

(五)具体实施方式：

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：

本发明小轮径电动手动推行器包括轮椅车车架1、安装于轮椅车车架1上的车架扶手和支撑轮椅车车架1的轮椅车后轮3、设于轮椅车车架1底部的后轮动力驱动装置和设于轮椅车车架1两侧、车架扶手下的后轮手动推行器，如图1所示。

如图6、图7、图9所示，所述后轮动力驱动装置包括直流电机17和行星传动机构18，所述直流电机17为无刷直流电机，固定安装于轮椅车车架1底部，直流电机17与控制单元连接，控制单元具有调节电机供电电流，控制电机转速的电机电流调节模块。

电机输出轴连接两级行星齿轮组，减速后的行星齿轮输出轴与轮椅车后轮3的轮毂31连接。如图8、图10、图11所示，电机输出轴上固定输出齿轮，一级星架25的内侧面上的三个一级行星齿轮轴上各安装有一个一级行星齿轮26，齿环24有与一级行星齿轮26相配合的内齿、固定安装于传动外壳29内，传动外壳29与轮椅车车架1固定连接。三个一级行星齿轮26与电机的输出齿轮相啮合、同时与齿环24的内齿相啮合；一级星架25的外侧面上有中心轴齿轮，二级星架22的内侧面上的三个二级行星齿轮轴上各安装有一个二级行星齿轮23，三个二级行星齿轮23与一级星架25的中心轴齿轮相啮合、同时与齿环24的内齿相啮合；二级星架的22外侧面中心为键轴19，即本行星齿轮组的输出轴。

所述轮椅车后轮3为驱动轮，行星齿轮组的键轴19经离合器30与轮椅车后轮3的轮毂31连接。离合器30为轴套，其内环面的键槽与键轴19相配合，二者为动配合，离合器30的外端面有凸齿，与轮毂31内端面上的凹槽相配合，离合器30外环面上为环形卡槽，拨叉21为倒Y形，其上为拨杆，底端接2个拨爪，拨爪卡在离合器30的环形卡槽内，当拨叉21摆动，其拨爪拨动离合器30在键轴19上滑动，当离合器30外移、其凸齿与轮毂31凹槽啮合，电机输出的动力经行星齿轮组减速后带动轮毂31转动，拨叉21拨动离合器30内移、脱离轮毂31，轮椅车后轮3与电机分离，可用手动。

所述拨叉21的拨杆上端与转轴27相接，转轴27为水平、且处于与键轴19垂直的面上，可转动地固定于轮椅车车架1，转轴27一端安装有离合手柄28，转动离合手柄28，转轴27同轴转动，其所接的拨叉21摆动。

键轴19轴端经轮毂轴承32安装于轮毂31。在轮毂轴承32外侧，键轴19轴端有限位卡槽，限位卡33卡嵌于限位卡槽内。键轴19中部经2个键轴轴承20安装于传动外壳29。

所述后轮手动推行器包括设于手摇盘架8上的手动摇盘2和连接手动摇盘2与轮椅车后轮3的传动装置，手摇盘架8位于于轮椅车座椅外侧扶手下、用锁定螺拴安装于轮椅车车架1两侧的盘架支撑板15(盘架支撑板15与轮椅车车架1连接)上，所述盘架支撑板15上开设有位于轮椅车后轮3前上方的两条弧形槽9，两条弧形槽9的圆心为轮椅车后轮3的轮轴中心，锁定螺拴置于弧形槽9内，手摇盘架8以转动升降的方式调节到合适的操作位置后，拧紧锁定螺拴锁紧手摇盘架8于盘架支撑板15上，如图1、图2、图5所示。

所述传动装置包括手摇转轴7、手摇同步轮或手摇链轮4、驱动同步轮或驱动链轮5、同步带或链条6、超越离合器10和倒车机构，手摇转轴7于手摇盘架8上端内部通过轴位安装，手摇同步轮或手摇链轮4与手摇转轴7同轴固连，驱动同步轮或驱动链轮5与轮椅车后轮3轮轴同轴固连，同步带或链条6连接手摇同步轮或手摇链轮4与驱动同步轮或驱动链轮5，手摇盘架8上安装有调节同步带或链条6松紧程度的张紧机构16，手摇转轴7伸出手摇盘架8的轴端(与轮椅车后轮3同处一侧)通过超越离合器10安装上手动摇盘2，如图2、图3、图4所示。

所述倒车机构包括棘轮11、棘爪12、滑移键13和手动离合挚14，棘轮11于手摇同步轮或手摇链轮4与超越离合器10之间同轴固连于手摇转轴7上，棘爪12设于棘轮11下方，滑移键13间隙配合于手动摇盘2上开设的横槽内并纵贯手动摇盘2，手动摇盘2内侧的滑移键13端头固连棘爪12，棘爪12的爪头位置对应于棘轮11的棘齿，手动摇盘2外侧的滑移键13端头固连手动离合挚14，设置好滑移键13的推移量，手动离合挚14拉出时棘轮11与棘爪12分离，手动离合挚14推入压合后，棘轮11与棘爪12咬合，如图2、图4所示。

所述后轮手动推行器使用前需操纵离合器30分离直流电机17与轮椅车后轮3，使轮椅车后轮3处于自由运动状态。

1、小轮径电动轮椅车手动前行：

手动离合挚14拉出使倒车机构脱离，双手同步向前转动手动摇盘2，传动装置同步驱动轮椅车后轮3向前转动，小轮径电动轮椅车前行；一侧手动摇盘2慢速转动，另一侧手动摇盘2快速转动，小轮径电动轮椅车在前行状态下向慢速手动摇盘2一侧转弯；一侧手动摇盘2不动，另一侧手动摇盘2转动，小轮径电动轮椅车在原地向不动手动摇盘2一侧转动。

2、小轮径电动轮椅车手动倒行：

手动离合挚14压合使倒车机构咬合，双手同步向后反向转动手动摇盘2，传动装置同步驱动轮椅车后轮3向后转动，小轮径电动轮椅车倒行；一侧手动摇盘2慢速转动，另一侧手动摇盘2快速转动，小轮径电动轮椅车在倒行状态下向慢速手动摇盘2一侧转弯；一侧手动摇盘2不动，另一侧手动摇盘2转动，小轮径电动轮椅车在原地向不动手动摇盘2一侧倒转。

倒车机构咬合时，倒车和前行可随时任意变换，即双向正反摇行。

Claims (10)

1.小轮径电动手动轮椅车，包括轮椅车车架(1)、车架扶手和轮椅车后轮(3)，所述轮椅车车架(1)底部设有后轮动力驱动装置，其特征在于：还包括布置于轮椅车车架(1)两侧、车架扶手下的后轮手动推行器。

2.根据权利要求1所述的小轮径电动手动轮椅车，其特征在于：所述后轮手动推行器包括手动摇盘(2)和连接手动摇盘(2)与轮椅车后轮(3)的传动装置，所述传动装置包括手摇同步轮或手摇链轮(4)、驱动同步轮或驱动链轮(5)和同步带或链条(6)，所述驱动同步轮或驱动链轮(5)与轮椅车后轮(3)的转轴同轴固连，手摇同步轮或手摇链轮(4)与手摇转轴(7)同轴固连，所述手摇转轴(7)设于手摇盘架(8)内部，所述手摇盘架(8)安装于轮椅车车架(1)上，所述手摇盘架(8)上的手动摇盘(2)通过超越离合器(10)与手摇转轴(7)连接。

3.根据权利要求2所述的小轮径电动手动轮椅车，其特征在于：所述传动装置还包括有轮椅车倒车机构，所述轮椅车倒车机构包括相互配合的棘轮(11)和棘爪(12)，所述棘轮(11)与手摇转轴(7)同轴固连，所述棘爪(12)通过滑移键(13)连接手动摇盘(9)上安装的手动离合挚(14)。

4.根据权利要求3所述的小轮径电动手动轮椅车，其特征在于：所述手摇盘架(8)用锁定螺拴安装在轮椅车车架(1)侧面的盘架支撑板(15)上，所述锁定螺拴置于盘架支撑板(15)上的弧形槽(9)内，所述弧形槽(9)位于轮椅车后轮(3)前上方，弧形槽(9)的圆心为轮椅车后轮(3)圆心。

5.根据权利要求2～4中任意一项所述的小轮径电动手动轮椅车，其特征在于：所述所述手摇盘架(8)用锁定螺拴安装在轮椅车车架(1)侧面的盘架支撑板(15)上，所述锁定螺拴置于盘架支撑板(15)上的弧形槽(9)内，所述弧形槽(9)位于轮椅车后轮(3)前上方，弧形槽(9)的圆心为轮椅车后轮(3)圆心。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的小轮径电动手动轮椅车，其特征在于：所述后轮动力驱动装置包括直流电机(17)和行星传动机构(18)，所述直流电机(17)固定安装于轮椅车车架(1)，直流电机(17)与控制单元连接，控制单元具有调节电机供电电流、控制电机转速的电机电流调节模块，电机输出轴连接两级行星齿轮组，减速后的行星齿轮输出轴与轮椅车后轮(3)的轮毂(31)连接；电机输出轴上固定输出齿轮，一级星架(25)的内侧面上的三个一级行星齿轮轴上各安装有一个一级行星齿轮(26)，齿环(24)有与一级行星齿轮(26)相配合的内齿、固定安装于传动外壳(29)内，三个一级行星齿轮(26)与电机的输出齿轮相啮合、同时与齿环(24)的内齿相啮合；一级星架(25)的外侧面上有中心轴齿轮，二级星架(22)的内侧面上的三个二级行星齿轮轴上各安装有一个二级行星齿轮(23)，三个二级行星齿轮(23)与一级星架(25)的中心轴齿轮相啮合、同时与齿环(24)的内齿相啮合；二级星架的(22)外侧面中心为键轴(19)，即本行星齿轮组的输出轴。

7.根据权利要求6所述的小轮径电动手动轮椅车，其特征在于：所述行星齿轮组的键轴(19)经离合器(30)与轮椅车后轮(3)的轮毂(31)连接；离合器(30)为轴套，其内环面的键槽与键轴(19)相配合，二者为动配合，离合器(30)的外端面有凸齿，与轮毂(31)内端面上的凹槽相配合；离合器(30)外环面上为环形卡槽，拨叉(21)为倒Y形，其上为拨杆，底端接2个拨爪，拨爪卡在离合器(30)的环形卡槽内，当拨叉(21)摆动，其拨爪拨动离合器(30)在键轴(19)上滑动，当离合器(30)外移、其凸齿与轮毂(31)凹槽啮合，电机输出的动力经行星齿轮组减速后带动轮毂(31)转动，拨叉(21)拨动离合器(30)内移、脱离轮毂(31)，轮椅车后轮(3)与直流电机(17)分离。

8.根据权利要求7所述的小轮径电动手动轮椅车，其特征在于：所述拨叉(21)的拨杆上端与转轴(27)相接，转轴(27)为水平、且处于与键轴(19)垂直的面上，转轴(27)可转动地固定于轮椅车车架(1)，转轴(27)一端安装有离合手柄(28)。

9.根据权利要求6所述的小轮径电动手动轮椅车，其特征在于：所述键轴(19)轴端经轮毂轴承(32)安装于轮毂(31)，键轴(19)中部经至少1个键轴轴承(20)安装于传动外壳(29)，所述键轴(19)在轮毂轴承(32)外侧的轴端有限位卡槽，限位卡(33)卡嵌于限位卡槽内。

10.根据权利要求6所述的小轮径电动手动轮椅车，其特征在于：所述直流电机(17)为无刷直流电机。

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