CN105287121B - 电动轮椅的肘动装置 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于为下肢功能障碍的患者，当其手功能有障碍、手指残缺、腕功能障碍、腕部截肢或前臂截肢而肘或上臂肌力较好时，提供一种能够使用肘部控制电动轮椅的附加装置。本发明提供的电动轮椅的肘动装置，固定在电动轮椅的扶手上，与电动轮椅的万向手柄连接，用于使用者通过肘部控制电动轮椅的移动方向。本发明提供的电动轮椅的肘动装置包括：肘接受腔，用于容纳并支撑使用者的肘部；左右传动机构，用于接受主动齿轮传递来的运动，并将其传递给万向手柄；前后传动机构；以及支架用于固定前后传动机构。

Description

电动轮椅的肘动装置

技术领域

本发明涉及一种电动轮椅万向手柄的附加控制装置，尤其涉及一种利用患者肘部残存力量控制电动轮椅万向手柄的力与运动传递装置。

背景技术

据全国第二次残疾人抽样调查数据显示，残疾等级为一、二级的重度残疾人为2457万人，占29.62％；残疾等级为三、四级的中度和轻度残疾人为5839万人，占70.38％；肢体残疾2412万人，占29.07％；多重残疾1352万人，占16.30％。2012年3月，根据第六次全国人口普查我国总人口数，及第二次全国残疾人抽样调查我国残疾人占全国总人口的比例和各类残疾人占残疾人总人数的比例，推算了2010年末我国残疾人总人数及各类、不同等级的残疾人数，全国残疾人总数为8502万人，其中重度残疾2518万人，中度和轻度残疾人5984万人；肢体残疾2472万人，多重残疾1386万人。随着我国工业化和城镇化进程的加快，人口流动频繁，人们工作节奏加快，以及生产安全事故、交通事故和环境污染等因素的影响，都不同程度地增加了残疾的风险。同时，随着我国人口老龄化进入加速发展期，受生理机能衰退、脑血管疾病、骨关节病、痴呆等老年病的影响，发病率和致残几率进一步增高，老年残疾人口数量也呈较快增长态势。当前和今后一个时期，我国残疾人口数量将快速增加，残疾人占总人口比例将持续提高，残疾人工作面临着新的考验。

康复是帮助残疾人恢复和补偿功能，增强生活自理和社会适应能力，平等参与社会生活的基础。作为下肢残疾、偏瘫、截瘫患者及行动不便的老年人的常用代步工具——轮椅，是康复的重要工具，它不仅是肢体伤残者和行动不便人士的代步工具，更是进行身体锻炼和参与社会活动的重要工具。尤其，电动轮椅是在传统手动轮椅的基础上，叠加高性能动力驱动装置、智能操纵装置、电池等部件，改造升级而成，它是现代精密机械、智能数控、工程力学等领域相结合的高新科技产品。如今，电动轮椅已成为行动不便的老年人、残疾人不可缺少的代步工具，适用对象十分广泛。

为了做好残疾人康复工作，需要相应的资金、技术、辅具等多方面的支持，因残疾人数量多、困难程度大，残疾人康复事业发展任重而道远。随着社会进步，残疾人事业发展，残疾人生活质量虽然在逐步提高，但由于发展起点低、基础薄弱，残疾人总体生活水平和质量与全社会平均水平差距仍然较大，残疾人家庭负担沉重，特别是农村残疾人生活水平更低，还有相当数量的人口没有脱贫。城镇残疾人失业率始终较高，未就业残疾人的生活来源一直以家庭供养为主，其中城镇主要依靠家庭其他成员供养的比例始终为40％左右，农村主要依靠家庭其他成员供养的比例始终为70％左右，残疾人家庭负担沉重。如2007～2012年度残疾人家庭人均可支配收入相当于全国居民家庭人均可支配收入的55％左右，与全国平均水平差距明显。残疾人家庭恩格尔系数始终高于全国水平，生活质量相对落后。特别是近年来我国食品价格的较大幅度升高，直接影响到低收入人群的基本生活水平，残疾人的生活水平有所下降。不仅如此，残疾人家庭医疗保健支出及其占家庭消费支出比例均远高于全国平均水平。党的十八大提出了2020年全面建成小康社会，实现国内生产总值和城乡居民人均收入比2010年翻一番的目标。要千方百计促进残疾人就业、提高残疾人社会保障水平、加强残疾人扶贫开发，通过多种渠道努力，加快缩小残疾人家庭人均收入与社会平均水平的差距，同时减少残疾人基本医疗康复等支出。

对于多重残疾中的上下肢功能障碍患者，一般需要选择使用智能轮椅(此处主要指不用人手操作的电动轮椅)作为代步工具。这是因为中枢神经损伤如中风、脑外伤、脑瘫等所造成的肢体瘫痪是世界性难题，其中又以上肢的康复尤为困难——由于手是人们劳动与日常生活不可缺少的器官，结构精细、功能复杂、动作灵巧，功能恢复难度大，因此手功能障碍是脑卒中偏瘫患者的主要问题之一；另一方面，生活中难免磕磕碰碰，相比其它身体部位，手部往往是首当其冲的部位，手外伤临床发生率较高，且手部损伤后不但容易感染，还易造成不同程度的功能障碍，影响日常生活与工作。但作为电动轮椅本身价格就已不便宜，而作为眼控、语音控制、脑电控制、神经控制等高端智能轮椅更是一般家庭所不能承受的。特别是当某些残疾患者在其肘部关节、上臂机能、或者肩关节肌力仍存在且功能较好时，但因其手部功能障碍、前臂截肢、腕部截肢或手指残缺等原因，却并不能使用常规电动轮椅作为代步工具，而如何使该类患者充分利用自身残存功能，来控制使用常规电动轮椅，以节约社会资源，减轻家庭负担，已成为相关技术人员亟待解决的新的研究课题。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于为下肢功能障碍的患者，当其手功能有障碍、手指残缺、腕功能障碍、腕部截肢或前臂截肢而肘或上臂肌力较好时，提供一种能够使用肘部控制电动轮椅的附加装置。

本发明提供了一种电动轮椅的肘动装置，固定在电动轮椅的扶手上，与电动轮椅的万向手柄连接，用于使用者通过肘部控制电动轮椅的移动方向，具有这样的特征，包括：肘接受腔，用于容纳并支撑轮椅使用者的肘部，可在肘部的带动下前后左右移动；左右传动机构，一端与肘接受腔底部连接，另一端与万向手柄连接，用于传递使用者肘部的左右运动，并将其传递给万向手柄；前后传动机构，上端和设置于盒体下端的连接杆连接；以及支架，上端与前后传动机构的下端连接，下端与扶手连接，用于固定前后传动机构。其中，肘接收腔包括：腔体以及与腔体底部连接的调节杆。左右传动机构包括：主动齿轮，一端与调节杆的底端连接，用于传递使用者肘部的左右运动；至少一个被动齿轮，一端与主动齿轮的另一端相啮合，另一端与万向手柄连接，用于接受主动齿轮传递来的运动，并将其传递给万向手柄；转动轴，多个，分别与主动齿轮与被动齿轮一体，用于限定主动齿轮与被动齿轮的位置，并带动主动齿轮与被动齿轮的转动；盒体，用于容纳主动齿轮以及被动齿轮，盒体的内部设置有与转动轴配对的的限位孔；以及扭簧，设置盒体外，固定在任意一个转动轴上，用于在自由状态下带动转动轴的转动，进而使主动齿轮与被动齿轮处于中立位置。前后传动机构包括：筒体，上部开口，用于连接杆穿过；滑块，设置于筒体中，上端与连接杆底端连接；以及压簧，共两个，分别设在滑块的左右两端，两个压簧远离滑块的一端分别与筒体的左、右内侧壁相接触。

在本发明提供的电动轮椅的肘动装置中，还可以具有这样的特征：其中，调节杆包括固定在腔体底部的空管以及上端可伸入空管的伸缩杆，空管的管壁上沿轴向方向设置有多个螺纹孔对，伸缩杆上端为带有贯穿孔的球头结构，球头结构伸入空管内通过螺栓和螺母与相应的螺纹孔对连接，伸缩杆下端与主动齿轮连接，用于带动主动齿轮运动。

在本发明提供的电动轮椅的肘动装置中，还可以具有这样的特征：其中，腔体还设置有绑带。

在本发明提供的电动轮椅的肘动装置中，还可以具有这样的特征：其中，伸缩杆为折弯件，用于当肘动装置安装于扶手左右两侧时，使腔体保持竖直状态。

在本发明提供的电动轮椅的肘动装置中，还可以具有这样的特征：其中，主动齿轮与被动齿轮中心距相同，传动比大小不同。

在本发明提供的电动轮椅的肘动装置中，还可以具有这样的特征：其中，连接杆与滑块为一体成型。

在本发明提供的电动轮椅的肘动装置中，还可以具有这样的特征：其中，主动齿轮和被动齿轮为一个。

发明的作用和效果

本发明所涉及的电动轮椅的肘动装置因为采用人体肘部的前后及左右运动操纵控制电动轮椅万向手柄的360°摆动，以实现控制电动轮椅的前后移动及左右转弯运动，所以本发明提供的肘动装置适合手功能障碍、腕部功能障碍、手指残缺、腕部截肢、前臂截肢等残障人员在其上臂或肩肘关节肌能较好的情况下控制使用电动轮椅，扩大了电动轮椅的适用范围。而且，本发明是在现有电动轮椅上的一种附加装置，结构相对简单，通用性强，成本低廉、拆装便捷，相比眼控、语音控制等高端智能轮椅更加经济实惠、不受环境光线、湿度及噪声影响，更加可靠。此外，本发明无其他精细零件，零件替换方便，降低维修的费用。

附图说明

图1是本发明的实施例一的结构示意图；

图2是本发明的实施例一的爆炸图；

图3是本发明的实施例一的肘接受腔的爆炸图；

图4是本实施例一的肘接受腔的伸缩杆的另一实施方式；

图5是本发明的实施例一的左右传动机构的爆炸图；

图6是本发明的实施例一的前后传动机构的爆炸图；

图7是本发明的实施例一的左右传动机构与前后传动机构的剖视图；

图8是本发明的实施例二的结构示意图；

图9是本发明的实施例二的左右传动机构的爆炸图；

图10是本发明的实施例二的左右传动机构中的一体式下连杆-滑块；

以及

图11是本发明的实施例一固定在电动轮椅上的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的电动轮椅的肘动装置作具体阐述。

实施例一

图1是本实施例一的电动轮椅的肘动装置100的结构示意图；图2是本实施例一电动轮椅的肘动装置100的爆炸图。

如图1和图2所示，本实施例中电动轮椅的肘动装置100固定在电动轮椅的扶手上，与电动轮椅的万向手柄连接，用于使用者通过肘部控制电动轮椅的移动方向。电动轮椅的肘动装置100包括肘接受腔1、左右传动机构2、前后传动机构3以及支架4。

支架4上端与前后传动机构3的下端连接，下端与扶手连接，用于固定前后传动机构。支架4包括连接片41及固定钮42，连接片41把前后传动机构3固定连接到电动轮椅扶手上；固定钮42压紧连接片41与电动轮椅扶手。

图3是本实施例一的肘接受腔1的爆炸图。

如图3所示，肘接受腔1包括腔体11以及与腔体底部连接的调节杆12，用于容纳并支撑使用者的肘部。调节杆12包括固定在腔体底部的空管121以及上端可伸入空管的伸缩杆122。空管121的管壁上沿轴向方向设置有多个螺纹孔对，伸缩杆122上端为带有贯穿孔的球头结构，球头结构伸入空管121内通过螺栓和螺母与相应的螺纹孔对连接。伸缩杆122可在空管121内单轴转动(螺栓中心线通过球心)。伸缩杆122下端与主动齿轮21连接。当人体肘部向外推时，带动调节杆12向外摆动，摆动中心为主动齿22的柄部中心线。腔体11的外形呈锐角腔，内部形状曲线符合人体肘部人机工程学的要求，内部尺寸可略小于肘关节尺寸以紧固定肘部关节，腔体11开口处还可设有自粘带，以更好的固定人体肘部。

图4是本实施例一的肘接受腔1的伸缩杆123的另一实施方式。

如图4所示，肘接受腔1的伸缩杆123还可以为折弯件，折弯方向为左右折弯，当本实施例提供的肘动装置与电动轮椅不可升降扶手固定时，可把本实施例提供的肘动装置固定在扶手外侧，而折弯设计能使其上所固连的腔体11正好处于人体自然坐姿时的肘部下方(扶手正上方)，符合肘部内外/左右位置的人机工程学要求；伸缩杆123可在远离肘接受腔的一端设有空管，伸缩杆123可在空管内通过螺栓调节上下位置，使腔体的上下高度符合人体坐姿时肘部的高低要求。

图5是本实施例一的左右传动机构2的爆炸图。

如图5所示，左右传动机构2包括容纳主被动齿轮的盒体21、主动齿轮22、与主动齿轮相啮合的被动齿轮22、连接杆24以及球外套25。盒体21包括盒盖211和盒座212，盒体21的内部设置有与主被动齿轮配对的用于限定主动齿轮22以及被动齿轮23位置的限位轴213，盒体底部设置有连接杆24，用于与前后传动机构3中的滑块33连接。盒盖211覆盖着主动齿轮22及被动齿轮23，防止齿轮转动夹伤人。主动齿轮22及被动齿轮23安装在限位轴213上做啮合运动，主被动齿轮可以根据需要采用传动比大小不同，但中心距相同的啮合齿轮。为了保证主被动齿轮22、23的摆角不受限制，在盒体21的两端设置有开口槽214，开口槽214的大小可根据实际要求设置。主动齿轮22一端与调节杆12的底端连接，用于传递使用者肘部的左右运动。被动齿轮23一端与主动齿轮22的另一端相啮合，另一端与万向手柄5连接，用于接受主动齿轮2传递来的运动，并将其传递给万向手柄5。本实施例中主动齿轮和被动齿轮均为一个，也可根据需要设置多个被动齿轮进行传动。本实施例中被动齿轮23通过球外套25与万向手柄5连接，被动齿轮23亦可直接固定在万向手柄5。

球外套25连接在被动齿轮23的前端，球外套25套接在万向手柄5上，球外套25可为开口型结构，球外套的前端含有环形圈251，环形圈251的内孔为球面孔，球面孔尺寸略大于万向手柄5；当球外套25套接在万向手柄5上时，可通过旋紧固定螺钉252，使得环形圈251开口压紧接触，防止球外套25与手柄固连球5脱开，但同时球面孔尺寸略大于万向手柄5，两者之间可相对滑动。

图6是本实施例一的前后传动机构3的爆炸图。

如图6所示，前后传动机构3包括上部开口的筒体31、两个压簧32以及滑块33。筒体31容纳压簧32和滑块33。滑块33设置于筒体31中，滑块33上端与上部开口相对应的位置处通过连接杆24与盒体的底端连接；压簧32共两个，分别设在滑块33的左右两端，两个压簧32远离滑块33的一端分别与筒体的左、右内侧壁相接触。压簧32用于使滑块33在自然状态下处于筒体的中间位置。筒体31包含筒盖311和筒身312。筒盖311和筒身312可拆卸连接，可通过内外螺纹连接。

当肘部前后平动时，通过前后传动机构3及左右传动机构2的传动，可驱使左右变比传动机构2及滑块33一起运动，从而推动球外套25做前后平动，最终推动电动轮椅万向手柄做前后摆动，控制电动轮椅的前后移动。

图7是本实施例一的左右传动机构2与前后传动机构3的剖视图。

如图7所示，前后传动机构3及左右变比传动机构2传递肘部运动，最终得以操控电动轮椅的万向手柄做前后左右摆动，以驱动电动轮椅前后运动及左右转弯，两个运动可独立进行，也可叠加在一起，叠加在一起时使得电动轮椅万向手柄做万向摆动，即360°的摆动，以实现控制电动轮椅行驶的目的。

实施例二

在本实施例二中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。

图8是本实施例二200的结构示意图；图9是本实施例二的左右传动机构6的爆炸图；图10是本实施例二200的左右传动机构中的一体式下连杆-滑块65。

如图8～图10所示，实施例二200的结构与实施例一100的结构类似。左右传动机构6包括主动齿轮62、至少一个被动齿轮63、容纳主被动齿轮的盒体61、设置在盒体内与主被动齿轮一体的转动轴613以及扭簧64。盒体61包括盒盖611和盒座612，盒盖611和盒座612上设有安装转动轴613的定位孔。扭簧64设置盒体外，固定在任意一个转动轴613上，用于在自由状态下带动转动轴613的转动，进而使主动齿轮62与被动齿轮63处于中立位置。扭簧还设置有保护盖642，用于防止扭簧误伤。转动轴613既用于限定主被动齿轮的位置，又可在扭簧64的作用下转动，进而带动主被动齿轮的转动。盒座612底部的连接杆65与前后传动机构7的滑块一体成型。左右传动机构6能传递肘部运动到电动轮椅的万向手柄5上，使万向手柄做左右摆动。当肘部不用力时，已发生弹性形变的扭簧64复位，进而带动球外套66复位，使得电动轮椅的万向手柄回到左右的中间初始位置。

图11是本实施例一固定在电动轮椅上的示意图。

如图11所示，本实施例一与电动轮椅可升降扶手、轮椅控制器的万向手柄组合一起，构成了可用人体肘部运动控制电动轮椅万向手柄做前后左右360°摆动运动的一种电动轮椅肘动控制装置。

实施例的作用与效果

本实施例所涉及的电动轮椅的肘动装置因为采用人体肘部的前后及左右运动操纵控制电动轮椅万向手柄的360°摆动，以实现控制电动轮椅的前后移动及左右转弯运动，所以实施例提供的肘动装置适合手功能障碍、腕部功能障碍、手指残缺、腕部截肢、前臂截肢等残障人员在其上臂或肩肘关节肌能较好的情况下控制使用电动轮椅，扩大了电动轮椅的适用范围。而且，本实施例是在现有电动轮椅上的一种附加装置，结构相对简单，通用性强，成本低廉、拆装便捷，相比眼控、语音控制等高端智能轮椅更加经济实惠、不受环境光线、湿度及噪声影响，更加可靠。此外，本实施例无其他精细零件，零件替换方便，降低维修的费用。

以上实施例仅为本发明构思下的基本说明，不对本发明进行限制。而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动轮椅的肘动装置，固定在电动轮椅的扶手上，与电动轮椅的万向手柄连接，用于使用者通过肘部控制电动轮椅的移动方向，其特征在于，包括：

肘接受腔，用于容纳并支撑轮椅使用者的肘部，可在肘部的带动下前后左右移动；

左右传动机构，一端与所述肘接受腔底部连接，另一端与所述万向手柄连接，用于传递所述使用者肘部的左右运动，并将其传递给所述万向手柄；

前后传动机构，上端和设置于盒体下端的连接杆连接；以及

支架，上端与所述前后传动机构的下端连接，下端与所述扶手连接，用于固定所述前后传动机构，

其中，所述肘接受腔包括：

腔体以及与所述腔体底部连接的调节杆，

所述左右传动机构包括：

主动齿轮，一端与所述调节杆的底端连接，用于传递所述使用者肘部的左右运动；

至少一个被动齿轮，一端与所述主动齿轮的另一端相啮合，另一端与所述万向手柄连接，用于接受所述主动齿轮传递来的运动，并将其传递给所述万向手柄；

转动轴，多个，分别与所述主动齿轮与所述被动齿轮一体，用于限定所述主动齿轮与所述被动齿轮的位置，并带动所述主动齿轮与所述被动齿轮的转动；

盒体，用于容纳所述主动齿轮以及所述被动齿轮，所述盒体的内部设置有与所述转动轴配对的的限位孔；以及

扭簧，设置盒体外，固定在所述任意一个转动轴上，用于在自由状态下带动所述转动轴的转动，进而使所述主动齿轮与所述被动齿轮处于中立位置，

所述前后传动机构包括：

筒体，上部开口，用于所述连接杆穿过；

滑块，设置于所述筒体中，上端与所述连接杆底端连接；以及压簧，共两个，分别设在所述滑块的左右两端，两个压簧远离所述滑块的一端分别与所述筒体的左、右内侧壁相接触。

2.根据权利要求1所述的电动轮椅的肘动装置，其特征在于：

其中，所述调节杆包括固定在所述腔体底部的空管以及上端可伸入所述空管的伸缩杆，

所述空管的管壁上沿轴向方向设置有多个螺纹孔对，所述伸缩杆上端为带有贯穿孔的球头结构，所述球头结构伸入所述空管内通过螺栓和螺母与相应的所述螺纹孔对连接，

所述伸缩杆下端与所述主动齿轮连接，用于带动所述主动齿轮运动。

3.根据权利要求1所述的电动轮椅的肘动装置，其特征在于：

其中，所述腔体还设置有自粘带。

4.根据权利要求2所述的电动轮椅的肘动装置，其特征在于：

其中，所述伸缩杆为折弯件，用于当所述肘动装置安装于所述扶手左右两侧时，使所述腔体保持竖直状态。

5.根据权利要求1所述的电动轮椅的肘动装置，其特征在于：

其中，所述主动齿轮与所述被动齿轮中心距相同，传动比大小不同。

6.根据权利要求1所述的电动轮椅的肘动装置，其特征在于：

其中，所述连接杆与所述滑块为一体成型。

7.根据权利要求1所述的电动轮椅的肘动装置，其特征在于：

其中，所述主动齿轮和所述被动齿轮分别为一个。