CN102824252A - 可变轴距的车架 - Google Patents

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Abstract

一种可变轴距的车架，本方案属电动轮椅的一个技术领域。现有的电动轮椅有很多种具爬台阶的功能，但是这类电动轮椅的安全性和灵活性并不如人意。这主要是因为这类电动轮椅受体积和灵活性的限制，不能采用较长的轴距，同时这类电动轮椅为了爬台阶的需要一般都没有采用较为灵活的万向轮。为了克服现有爬台阶电动轮椅安全性和灵活性欠佳的不足，本发明采取了一些技术措施：车架分为前车架和后车架，在前车架上装有前轮，在后车架上装有后轮，前车架和后车架铰接在一起，车架驱动装置装在前车架与后车架之间，保持架铰接在后轴上，万向轮支架铰接在保持架上，万向轮驱动装置装在保持架与万向轮支架之间，保持杆分别铰接在保持架和铰接在前车架上。

Description

可变轴距的车架
技术领域
本方案属电动轮椅的一个技术领域。
背景技术
  现有技术的电动轮椅有很多种都具爬台阶甚至是爬楼梯的功能，但是这类电动轮椅的安全性和灵活性很难兼顾，总体来说并不如人意。这主要是因为这类电动轮椅受体积和灵活性的限制，未能采用较长的轴距，同时这类电动轮椅为了爬台阶的需要一般都无法采用较为灵活的万向轮。我们知道当电动轮椅跨越台阶或楼梯时，电动轮椅就会向前或向后大幅度倾斜，使它的重心产生了不利安全方向的偏移。这时由于电动轮椅的整体向前或向后倾斜，使它的前后轴距的垂直投影距离减小，也就是说此时它能获取的有效支撑面积减小。这种情况是雪上加霜，将进一步损害了电动轮椅爬台阶或楼梯时的安全性。还有的是这类电动轮椅通常采用四个较大的车轮或履带作为行走机构，使这类电动轮椅在转弯，特别是在室内小半径或原地转弯时其车轮或履带会与地面产生严重的滑动磨擦。这种磨擦不仅加大了转弯阻力和车轮或履带的磨损，而且还大大增加了电力的消耗。这是此类电动轮椅的灵活性不如使用万向轮的电动轮椅的原因，也是此类电动轮椅不适合室内使用的主要原因。当然，使用万向轮的电动轮椅也有它的不足，例如对路面的适应能力不如上述电动轮椅，更不用说爬台阶了。面对现状，克服现有技术的不足，设计一种既能爬台阶的同时又具较高安全性和灵活性的电动轮椅是本技术方案的主要目标。
发明内容
为了克服现有爬台阶电动轮椅的安全性和灵活性欠佳的不足，本发明采取了两项措施，首先是可变轴距，其二是同时使用大车轮（前轮7、后轮8）和万向轮（9）。通过这两项措施，提高电动轮椅跨越台阶时的安全性和室内行走时的灵活性。它的具体的结构是：车架分为前车架（1）和后车架（2），前车架（1）上装有前轮（7），后车架（2）上装有后轮（8），前车架（1）与后车架（2）铰接在一起，车架驱动装置（6）装在前车架（1）与后车架（2）之间，保持架（3）铰接在后轴（11）上，万向轮支架（4）铰接在保持架（3）上，万向轮驱动装置（5）装在保持架（3）与万向轮支架（4）之间，保持杆（10）分别铰接在保持架（3）和铰接在前车架（1）上。
      本方案的好处是，前后轮的轴距可变，使电动轮椅可在不同的需要时使用不同的轴距。当电动轮椅爬台阶时，万向轮收起脱离地面改由后轮工作。后车架打开，前后轴距增大，电动轮椅的垂直投影面积大大增加。特别是前后轴距的增加，使电动轮椅在爬台阶时可获得更大更有效的支撑，使它此时的安全性得到大幅度的提升。另一方面本方案的后车架上同时装有后轮8和万向轮9，当电动轮椅在室内行走时，万向轮9放下在地面上替代后轮8工作，这样可充分发挥万向轮的灵活性的同时，又兼顾了爬台阶的需要。当电动轮椅在室内行走时车架闭合，轴距缩短，电动轮椅的垂直投影面积减小。万向轮9放下替代后轮8工作，后轮8不与地面产生接触和磨擦，使电动轮椅的灵活性和通过能力因此得到提高，耗电量有所下降。上述所有的这些措施增强了电动轮椅的安全性的同时也加强了它的灵活性，这是本方案的最大好处。
附图说明
图1，可变轴距的车架闭合，侧视图。
图2，可变轴距的车架打开，侧视图。
图3，可变轴距的车架打开，前俯视图。
图4，可变轴距的车架打开，后俯视图。
图中：1前车架、2后车架、3保持架、4万向轮支架、5万向轮驱动装置、6车架驱动装置、7前轮、8后轮、9万向轮、10保持杆、11后轴。
具体实施方式
     本方案的车架使用了车架驱动装置6，万向轮使用了万向轮驱动装置5。这些装置是用于车架的打开、闭合和万向轮的升降之用。可以完成这些任务的驱动装置很多，例如螺杆式驱动装置、液压式驱动装置、气压式驱动装置、蜗杆蜗轮式驱动装置等。在动力方面还可以使用电动或手动等。本例的车架驱动装置6和万向轮驱动装置5使用了现有产品中，一种叫推杆电机的螺杆式驱动装置，该装置主要由电机、变速齿轮、螺杆和内螺纹套筒等组成。电机通过齿轮带动螺杆转动，螺杆通过螺纹驱动内螺纹套筒直线运动。从而推动后车架或万向轮的运动，实现要求的功能。
       1．为了实现可变轴距，本方案把车架分为前车架1和后车架2，并将它们铰接在一起，后车架2可围绕架铰摆动打开和闭合。前车架1和后车架2之间装有车架驱动装置6。车架驱动装置6可驱动后车架2前后摆动打开和闭合。装在前车架1上的前轮7与装在后车架2上的后轮8的轴距，随着后车架2的摆动打开和闭合而改变如图1和图2所示。
     后车架2上同时装有后轮8和万向轮9，万向轮9通过万向轮支架4铰接在保技架3上，保持架铰接在后轴11上。为了使后轮8和万向轮9两者有序地参与工作，本方案在万向轮支架4与保持架3之间安装万向轮驱动装置5，万向轮驱动装置5通过万向轮支架4驱动万向轮9升降，控制万向轮的工作与否。由于万向轮9、万向轮支架4和保持架3同时装在后车架2上，当后车架2摆动时，万向轮9和万向轮支架4等也会跟随摆动。因此它的姿态也会跟着改变。为修正这种状况，本方案把万向轮支架4铰接在保持架3上，保持架3铰接在后轴11上，保持杆10分别铰接在保持架3和前车架1上如图3和图4所示。这样的结构相当于后车架2、保持架3、保持杆10和前车架1，四者组成了一个平行四边形。根据平行四边形的性质无论它们的角度如何变化，它们的四条边始终保持平行。这样不论后车架2如何摆动，保持架3和万向支架4始终保持原有的水平姿态不变。
        本方案的工作原理是当电动轮椅工作在室内行走时，后车架2在车架驱动装置6的驱动下闭合，前后轮的轴距最短。万向轮9和万向轮支架4在万向轮驱动装置5的驱动下下降到地面，并将后车架2顶起，使后轮7脱离地面。这时由万向轮承担后轮的工作。这样电动轮椅的灵活性就得到了充分的保障。
     当使用者遇到台阶时，先通过车架驱动装置6驱动后车架2打开，使电动轮椅的前后轮轴距加大，跟着可通过万向轮驱动装置5驱动万向轮支架4和万向轮9向上，脱离地面退出工作。这时电动轮椅就可工作在四轮驱动的爬台阶状态。由于轴距的加大使它的安全性得到了大大的加强。 
2．在例1的基础上，只要把螺杆式车架驱动装置6和万向轮驱动装置5，替换成由油缸、油泵、油阀等组成的液压式驱动装置可实现同样的功能。油泵通油阀驱动油缸，油缸通过活塞和连杆驱动后车架或万向轮运动，同样可以实现后车架的打开或闭合和万向轮的升降运动及本方案的一切性能。

Claims (1)

1.一种可变轴距的车架，主要包括前车架（1）、后车架（2）、车架驱动装置（6）、保持架（3）、万向轮支架（4）、万向轮驱动装置（5），其特征在于，车架分为前车架（1）和后车架（2），前车架（1）上装有前轮（7），后车架（2）上装有后轮（8），前车架（1）与后车架（2）铰接在一起，车架驱动装置（6）装在前车架（1）与后车架（2）之间，保持架（3）铰接在后轴（11）上，万向轮支架（4）铰接在保持架（3）上，万向轮驱动装置（5）装在保持架（3）与万向轮支架（4）之间，保持杆（10）分别铰接在保持架（3）和铰接在前车架（1）上。
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