CN106943248A - 一种多功能轮椅 - Google Patents

Abstract

一种多功能轮椅，其包括底盘结构、载人平台和倾角调节机构，载人平台设在底盘结构的上面，倾角调节机构设在载人平台的底部；所述载人平台包括：椅座、陀螺仪、控制器和推手，陀螺仪设在椅座的底部，控制器固定在扶手上；所述底盘结构包括：底盘、人力驱动装置、麦克纳姆轮、踏板、防倾翻装置、水平倾角调整箱支架和电池箱，所述人力驱动装置包括：支架、人力驱动轮、转轴、链盘、第一轴承座和轴承；所述倾角调节机构设在椅座的下面，其包括蜗轮组件、蜗杆、第一电机、连接架、第二轴承座、第三轴承座和连接板。本发明可实现椅座自主倾角调平，保证使用者的舒适骑行；在电量不足情况下仍能保持左右方向移动的灵活性，使用者能自行完成相应操控。

Description

一种多功能轮椅

技术领域

本发明涉及一种轮椅，特别是一种多功能轮椅。

背景技术

现在无论是国内还是国际，老龄化的速度都在加快，对老年人的服务和照顾将会成为未来几十年的主要社会问题。同时，由于各种灾害、疾病以及交通事故造成的残疾人士也在逐年增多，他们也存在着不同程度的能力丧失。因此，为其提供性能优越并能广泛应用的代步工具已成为社会广泛关注的热点问题。一款新颖时尚、灵活且高自动化的多功能轮椅，能够帮助他们适应生活，重获生活的信念。

现在的智能轮椅能够满足大多数老年人和残疾人对于智能化的需求，但是对于一些行走不便的人们，尤其在智能轮椅电量不足且身边无人照顾时，往往需要下车推行轮椅，这给他们带来了很大的不便，需要设计一款不用下车即可人力驱动行进的轮椅。

现有轮椅行驶过程中因上下斜坡或因地面突起导致椅座水平倾角发生变化时，导致使用者的不适感。麦克纳姆轮在电动模式下需4个电机同时驱动才能实现目标运动，在电量不足需要推动时，需看护人员推动前行，受路面凸起和装配等问题影响难以保持目标路线行驶，以向前前行为例，4个麦克纳姆轮难以保持同速同向转动。因此，行进方向具有较多的不确定性。针对其作推行用途时的不确定性，尤其是承载病人时，这种不确定性的潜在危险性不言而喻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种款式新颖时尚、灵活好用且安全舒适的的多功能轮椅，这是解决上述问题的一个尝试。同时，行动不便人士通过此发明达到一定的锻炼目的，这利于其身体机能和信心的恢复，让他们享受和正常人同样的驾驶快乐，具有很强的价值。

本发明采用的技术方案如下：

本发明包括底盘结构、载人平台和倾角调节机构，载人平台设在底盘结构的上面，倾角调节机构设在载人平台的底部。

所述载人平台包括：椅座、陀螺仪、控制器和推手，其中带有扶手和靠背的椅座设在底盘结构中心上，陀螺仪设在椅座的底部，实时检测椅座的倾角，控制器上设有按钮和摇杆，该控制器与连杆连接，通过紧固旋钮将连杆固定在一侧的扶手上，通过改变连杆的位置，可实现控制器位置和角度变换，以满足不同使用者的需要；推手设在椅座的背后。

所述底盘结构包括：底盘、人力驱动装置、麦克纳姆轮、踏板、防倾翻装置、水平倾角调整箱支架和电池箱，其中底盘为框架结构，两个结构相同的人力驱动装置对称设在底盘架的两侧，麦克纳姆轮对称布置在底盘的四周，踏板设在底盘的前端，底盘与踏板连接处设置不同高度螺纹孔，用于不同用户的选择安装，防倾翻装置分别设在底盘的前后，电池箱固定在底盘的前侧，电池放置在电池箱内，水平倾角调整箱支架设在底盘的中心，用以固定椅座和倾角调节机构。

所述人力驱动装置包括：支架、人力驱动轮、转轴、链盘、第一轴承座和轴承，其中支架对称地固定在底盘架的两侧，两个第一轴承座分别固定在支架两个竖板的上端，转轴与两端第一轴承座内的轴承固定，人力驱动轮和两个链盘平行设在转轴上，链盘通过轴承紧固在转轴上，实现链盘的轴向定位，并保证其可与转轴的相对转动，在上述两个链盘上分别设有两个对称的通孔；在人力驱动轮和链盘之间的转轴上设有磁性柱块，该磁性柱块可拆卸；在人力驱动轮外侧的轮毂中心设有磁性圆柱块，在该磁性圆柱块的两侧的轮毂上对称地设有两根同步杆，所述磁性圆柱块与所述转轴上的磁性柱块具有相异的磁性，所述同步杆和上述链盘上的两个通孔平行布置，需要时可插入链盘通孔，实现两链盘同向运动；在上述麦克纳姆轮的外侧设有与其固连的法兰盘，4部第二电机对称固定在底盘的底部，每部第二电机的输出轴均连接各个法兰盘的内侧，并通过销钉紧固，4个麦克纳姆轮配合使用；所述法兰盘上设有链轮，设在同一侧前后的2个法兰盘的链轮的轴向布置稍有差异，分别与转轴上两个链盘共面，偏靠外侧的前侧链轮通过链条与转轴上靠外侧的链盘连接，偏靠内侧的后侧链轮通过另一个链条与转轴上靠内侧的链盘连接，保证它们不至干涉彼此运动。

所述倾角调节机构设在椅座的下面，其包括蜗轮组件、蜗杆、第一电机、连接架、第二轴承座、第三轴承座和连接板，其中两个第二轴承座对称地固定在所述水平倾角调整箱支架顶部横梁的上端，两个第三轴承座对称地固定在上述水平倾角调整箱支相对一面架顶部横梁的下面，与第二轴承座垂直相交；蜗轮组件包括调节轴筒、扇形蜗轮、键和蜗轮轴，扇形蜗轮通过蜗轮轴与第二轴承座连接，调节轴筒设在扇形蜗轮两侧的蜗轮轴上，两个连接架分别设在调节轴筒外侧的蜗轮轴上，连接架的上端与椅座固连，与连接架连接的蜗轮轴上设有键槽，键槽内设有键，扇形蜗轮和连接架的径向定位通过键实现；蜗轮轴上的扇形蜗轮、轴承和连接架的轴向定位通过调节轴筒实现；扇形蜗轮形状类似扇形，一方面有效地降低了连接架的高度，实现了载人平台高度的降低，降低了轮椅的重心，便于使用者乘坐，另一方面，在一定程度上减小了整个轮椅的质量，增强了所述多功能轮椅的稳定性与灵活性；蜗杆的两端分别与设在第三轴承座内的轴承连接，该蜗杆的一端与第一电机的输出轴连接，该第一电机固定在与水平倾角调整箱支架固连的连接板上。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

可实现椅座自主倾角调平，保证使用者的舒适骑行；将手动功能创新性地与麦克纳姆轮结合，实现所述多功能轮椅单侧前后两轮在手动模式下保持同向转动，在保证所述多功能轮椅在电量充足时具有包括前后左右方向移动、左右转动及其组合运动的灵活运动能力的同时，在电量不足情况下仍保持了所述多功能轮椅除左右方向移动的较为灵活的能力，且不需要看护人员或使用者下来推动前行，使用者在所述多功能轮椅椅座上即可完成相应操控，并达到一定的锻炼目的。

附图说明

图1为本发明的立体示意简图；

图2为本发明人力驱动装置的示意图；

图3为本发明椅座和倾角调节机构结构示意图；

图4为本发明控制器的示意图；

图5为本发明底盘结构示意图；

图6为本发明倾角调节机构示意图。

图中：1、人力驱动轮，1A、同步杆，1B、磁性圆柱块，1C、塑料轮盘，2、第一轴承座，3、麦克纳姆轮，4、法兰盘，5、第一轴承，6、支架，7、链条，8、调整箱外壳，9、防倾翻装置，10、踏板，11、底盘，11A、水平倾角调整箱支架，11B、紧固螺栓，11C、电池箱，11D、铝质底盘架，11E、紧固螺母，12、电池，13、椅座，14、控制器，15、连杆，16、扶手，16A、杆套，17、链盘，18、靠背，19、推手，20、转轴，21、磁性柱块，22、紧固旋钮，23、陀螺仪，24、连接架，25、蜗轮组件，25A、调节轴筒，25B、扇形蜗轮，25C、键，25D、蜗轮轴，26、第三轴承座，27、蜗杆，28、第一电机，29、第二轴承座，30、第二电机，31、沉头螺钉，32、连接板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。

在图1～图6所示的多功能轮椅示意图中，带有靠背18的座椅设在底盘结构的中心，扶手16与推手19为一体式设计，通过紧固螺栓和紧固螺母固定在椅座上，且扶手上焊有杆套16A，陀螺仪23设在椅座的底部，实时检测椅座13的倾角，控制器14上设有按钮和摇杆，所述控制器与连杆15连接，通过紧固旋钮22将连杆固定在一侧的扶手上，通过改变连杆的位置，可实现控制器位置和角度变换，以满足不同使用者的需要。

底盘11为框架结构，两个结构相同的人力驱动装置对称设在底盘架的两侧，麦克纳姆轮3对称布置在底盘的四周，踏板10设在底盘的前端中央，底盘与踏板连接处设置不同高度螺纹孔，使用者可根据根据个人情况差异，调整踏板的高度，保证使用者舒适的踩踏感受；4个防倾翻装置9分别设在底盘的前后两侧，可有效防止所述多功能轮椅在上下坡角度过大可能引起的倾翻意外；电池箱11C固定在底盘的前侧，电池12放置在电池箱内，水平倾角调整箱支架11A设在底盘的中心，用以固定椅座和倾角调节机构，水平倾角调整箱支架外设有调整箱外壳8。

支架6对称地固定在底盘框架的两侧，两个第一轴承座2分别固定在水平倾角调整箱支架11A两个竖板的上端，转轴20与两端第一轴承座内的第一轴承5连接，人力驱动轮1和两个链盘17平行设在转轴上，链盘通过轴承紧固在转轴上，实现链盘的轴向定位，并保证其可与转轴的相对转动，转轴上的两个链盘上分别设有两个对称的通孔；人力驱动轮为塑料轮盘1C，在人力驱动轮和链盘之间的转轴上设有磁性柱块21，该磁性柱块可拆卸；在人力驱动轮外侧的轮毂中心设有磁性圆柱块1B，在该磁性圆柱块的两侧的轮毂上对称地设有两根同步杆1A，所述磁性圆柱块与所述转轴上的磁性柱块具有相异的磁性，所述同步杆和转轴的链盘上的两个通孔平行布置，需要时可插入链盘的通孔，实现两链盘同向运动；在上述麦克纳姆轮3的外侧设有与其固连的法兰盘4，4部第二电机30对称固定在底盘的底部，每部第二电机30的输出轴均连接着各个法兰盘的内侧，并通过销钉紧固，4个麦克纳姆轮配合使用；所述法兰盘上设有链轮，设在同一侧前后的2个法兰盘的链轮的轴向布置稍有差异，分别与转轴上两个链盘共面，偏靠外侧的前侧链轮通过链条7与转轴上靠外侧的链盘连接，偏靠内侧的后侧链轮通过另一个链条与转轴上靠内侧的链盘连接，保证它们不至干涉彼此运动。

两个第二轴承座29对称地固定在所述水平倾角调整箱支架11A顶部横梁的上端，两个第三轴承座26对称地固定在上述水平倾角调整箱支架相对一面架顶部横梁的下面，与第二轴承座垂直相交；蜗轮组件25包括调节轴筒25A、扇形蜗轮25B、键25C和蜗轮轴25D，扇形蜗轮通过蜗轮轴与第二轴承座连接，调节轴筒设在扇形蜗轮两侧的蜗轮轴上，两个连接架24分别设在调节轴筒外侧的蜗轮轴上，连接架的上端与椅座13固连，与连接架连接的蜗轮轴上设有键槽，键槽内设有键，扇形蜗轮和连接架的径向定位通过键实现；蜗轮轴上的扇形蜗轮、轴承和连接架的轴向定位通过调节轴筒实现；扇形蜗轮形状类似扇形，一方面有效地降低了连接架的高度，实现了载人平台高度的降低，降低了轮椅的重心，便于使用者乘坐，另一方面，在一定程度上减小了整个轮椅的质量，增强了所述多功能轮椅的稳定性与灵活性；蜗杆27的两端分别与设在第三轴承座内的轴承连接，蜗杆的一端与第一电机28的输出轴连接，该第一电机28固定连接板32上，该连接板通过沉头螺钉31固定在水平倾角调整箱支架上。

使用时，电动模式下，推扭控制器14的摇杆，第二电机30将转动传递给麦克纳姆轮3，4个麦克纳姆轮组件配合使用，底盘11具有3个自由度，完成前进、后退、平移、转向及其组合的灵活行进。

电动模式下，人力驱动轮靠人力驱动轮1上的磁性圆柱块1B和转轴20上的磁性柱块21之间的磁力固定在所述多功能轮椅里侧，麦克纳姆轮3转动带动链盘17转动，彼此不互相影响。

当多功能轮椅行驶过程中上下斜坡或因地面突起导致椅座13水平倾角发生变化时，陀螺仪23将测得的椅座倾角数据实时反馈给处理器，再通过处理器控制第一电机28调整椅座姿态，第一电机带动蜗杆27转动，再将动力传递给扇形蜗轮25A，再通过键25C将运动传递给涡轮轴25D，再经由键将转动传递给连接架24，再传递给椅座，实现椅座倾角调节，实现座椅水平，保证使用者的舒适骑行。

在电池电量不足时或驾驶者需要锻炼以及其他需要的情况下，可关闭电源，启用人力推行模式，推手19可用于看护人员或用户自身的推行前进，此时，倾角调节机构依靠蜗轮蜗杆的自锁功能保持椅座13当前倾角不变。

针对人力模式，对于行走不便人士，使用者自身下车推行轮椅对其是较大的负担，本发明可实现身体不离开轮椅即可切换成手动模式：关闭电源，将所述人力驱动轮1推向所述多功能轮椅外侧，人力驱动轮上的同步杆1A穿过链盘17的同步孔，并靠磁性圆柱块1B和磁性柱块21之间的磁力吸附人力驱动轮，转动一侧人力驱动轮即可实现单侧前/后两麦克纳姆轮的同向转动，人手同向同速驱动两侧人力驱动轮，即可完成前行/后退方向的移动；人手反向同速驱动人力驱动轮，即可完成转动；同理，可完成其组合的灵活运动。

电动模式下，法兰盘4上的链轮转动带动转轴20上的链盘17各自转动，彼此不互相影响。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种多功能轮椅，其特征在于：它包括底盘结构、载人平台和倾角调节机构，载人平台设在底盘结构的上面，倾角调节机构设在载人平台的底部；

所述载人平台包括：椅座、陀螺仪、控制器和推手，其中带有扶手和靠背的椅座设在底盘结构中心上，陀螺仪设在椅座的底部，控制器上设有按钮和摇杆，该控制器与连杆连接，通过紧固旋钮将连杆固定在一侧的扶手上，推手设在椅座的背后；

所述底盘结构包括：底盘、人力驱动装置、麦克纳姆轮、踏板、防倾翻装置、水平倾角调整箱支架和电池箱，其中底盘为框架结构，两个结构相同的人力驱动装置对称设在底盘架的两侧，麦克纳姆轮对称布置在底盘的四周，踏板设在底盘的前端，底盘与踏板连接处设置不同高度螺纹孔，用于不同用户的选择安装，防倾翻装置分别设在底盘的前后，电池箱固定在底盘的前侧，电池放置在电池箱内，水平倾角调整箱支架设在底盘的中心，用以固定椅座和倾角调节机构；

所述人力驱动装置包括：支架、人力驱动轮、转轴、链盘、第一轴承座和轴承，其中支架对称地固定在底盘架的两侧，两个第一轴承座分别固定在支架两个竖板的上端，转轴与两端第一轴承座内的轴承固定，人力驱动轮和两个链盘平行设在转轴上，链盘通过轴承紧固在转轴上，实现链盘的轴向定位，并保证其可与转轴的相对转动，在上述两个链盘上分别设有两个对称的通孔；在人力驱动轮和链盘之间的转轴上设有磁性柱块，该磁性柱块可拆卸；在人力驱动轮外侧的轮毂中心设有磁性圆柱块，在该磁性圆柱块的两侧的轮毂上对称地设有两根同步杆，所述磁性圆柱块与所述转轴上的磁性柱块具有相异的磁性，所述同步杆和上述链盘上的两个通孔平行布置，需要时可插入链盘通孔，实现两链盘同向运动；在上述麦克纳姆轮的外侧设有与其固连的法兰盘，4部第二电机对称固定在底盘的底部，每部第二电机的输出轴均连接各个法兰盘的内侧，并通过销钉紧固，4个麦克纳姆轮配合使用；所述法兰盘上设有链轮，设在同一侧前后的2个法兰盘的链轮的轴向布置稍有差异，分别与转轴上两个链盘共面，偏靠外侧的前侧链轮通过链条与转轴上靠外侧的链盘连接，偏靠内侧的后侧链轮通过另一个链条与转轴上靠内侧的链盘连接，保证它们不至干涉彼此运动；

所述倾角调节机构设在椅座的下面，其包括蜗轮组件、蜗杆、第一电机、连接架、第二轴承座、第三轴承座和连接板，其中两个第二轴承座对称地固定在所述水平倾角调整箱支架顶部横梁的上端，两个第三轴承座对称地固定在上述水平倾角调整箱支相对一面架顶部横梁的下面，与第二轴承座垂直相交；蜗轮组件包括调节轴筒、扇形蜗轮、键和蜗轮轴，扇形蜗轮通过蜗轮轴与第二轴承座连接，调节轴筒设在扇形蜗轮两侧的蜗轮轴上，两个连接架分别设在调节轴筒外侧的蜗轮轴上，连接架的上端与椅座固连，与连接架连接的蜗轮轴上设有键槽，键槽内设有键，扇形蜗轮和连接架的径向定位通过键实现；蜗轮轴上的扇形蜗轮、轴承和连接架的轴向定位通过调节轴筒实现；蜗杆的两端分别与设在第三轴承座内的轴承连接，该蜗杆的一端与第一电机的输出轴连接，该第一电机固定在与水平倾角调整箱支架固连的连接板上。