CN107072858A - 用于电动轮椅的底盘装置以及包含该底盘装置的电动轮椅 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于电动轮椅(35)的底盘装置(1)。所述底盘装置(1)包括:主底盘件(3),其具有限定了主底盘件(3)的第一侧的第一侧板(3a),以及限定了主底盘件(3)的第二侧的第二侧板(3b),所述第二侧与所述第一侧相对,其中第一侧板(3a)以及第二侧板(3b)的每一个具有用于附接弹簧组件(9a,9b,11a,11b)的弹簧附接装置(3g,3h),其中第一侧板(3a)以及第二侧板(3b)的每一个具有用于附接枢转臂(5a,5b,7a,7b)的枢转臂附接装置(3e,3f),其中主底盘件(3)具有大于1200牛米/度的扭转刚度。本文还提出一种包含底盘装置(1)的电动轮椅。
Description
技术领域
本公开通常涉及轮椅。特别地,其涉及底盘装置以及包含该底盘装置的电动轮椅。
背景技术
电动轮椅通常具有座椅系统安装在其上的底盘装置或者框架。底盘装置包括主底盘件,其可以容纳特别是为轮椅的电机供电的电池单元,枢转地联接到主底盘件的枢转臂,车轮安装在该枢转臂上,以及蓄能件,例如弹簧,其与枢转臂一起操作用于控制轮椅的悬挂。
在现有电动轮椅中,主底盘件或者底盘箱通常是由铆接或者焊接在一起的大量金属薄板部件制成。为了保持主底盘件的重量尽可能轻,金属薄板通常非常薄,一般为2-4毫米。
为了能够获得对包含前述类型的主底盘件的轮椅足够的道路掌控能力,弹簧必须相对较硬。主底盘件的缺陷必须因此被补偿。结果,用户感受到的舒适体验相对较低,因为坚硬的弹簧提供较差的减震。除了相对较差的舒适体验,还存在一个风险,主底盘件会由于其设计而被损坏。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目标在于提供一种底盘装置以及电动轮椅,其解决或者至少缓解现有技术的多个问题。
因此,根据本公开的第一方面,提供一种用于电动轮椅的底盘装置,其中底盘装置包括:主底盘件,具有限定主底盘件的第一侧的第一侧板以及限定主底盘件的第二侧的第二侧板,第二侧与第一侧相对,其中第一侧板和第二侧板均具有用于用于附接弹簧组件的弹簧附接装置,其中第一侧板和第二侧板均具有用于附接枢转臂组件的枢转臂附接装置,其中主底盘件具有大于1200牛米/度的扭转刚度;两个第一枢转臂组件,一个第一枢转臂组件枢转地联接到第一侧板的枢转臂附接装置,另一个第一枢转臂组件联接到第二侧板的枢转臂附接装置;以及两个第二枢转臂组件,一个第二枢转臂组件枢转地联接到第一侧板的枢转臂附接装置,另一个第二枢转臂组件枢转地联接到第二侧板的枢转臂附接装置;两个第一弹簧组件,一个第一弹簧组件枢转地联接到第一侧板的弹簧附接装置以及与第一侧板枢转地联接的第一枢转臂组件,并且另一个第一弹簧组件枢转地联接到第二侧板的弹簧附接装置以及与第二侧板枢转地联接的第一枢转臂组件;以及两个第二弹簧组件,一个第二弹簧组件枢转地联接到第一侧板的弹簧附接装置并且联接到通过枢转臂附接装置而与第一侧板枢转地联接的第二枢转臂组件,并且另一个第二弹簧组件枢转地联接到第二侧板的弹簧附接装置并且联接到通过枢转臂附接装置而与第二侧板枢转地联接的第二枢转臂组件,其中两个第一枢转臂组件的每一个具有与第一轮轴交叉的第一点,并且其中主底盘件具有限定了基面的底面,其中枢转地联接到第一枢转臂组件的每个枢转臂附接装置的枢转轴点位于距沿着第一弹簧组件的多个弹簧的中心弹簧压缩轴确定的第一弹簧压缩面达距离C处,其中枢转地联接到第一枢转臂组件的每个枢转臂附接装置的枢转轴点位于距平行于基面法线延伸并且与第一轮轴相交的第一轮轴交叉面达距离A处,并且其中每个距离A和每个距离C之间的比率小于1.3。
由此可以获得的技术效果为更硬的主底盘件。由于主底盘件的更硬的设计,要使用更软的弹簧,以实现用户更舒适的体验。
发明人已经发现,至少对于前轮驱动的轮椅,弹簧附接装置距离每个第一侧板和第二侧板的枢转臂附接装置越远,越能提供更为舒适的悬挂。因此特别有利的是在第一侧板和第二侧板上相应的下边缘附近尽可能低地提供枢转臂附接装置。在第一侧板和第二侧板上尽可能低地放置枢转臂附接装置对于轮椅向上移动,或者爬行例如人行道的边缘更为有利。
由于弹簧无需被设计以补偿现有技术主底盘件的前述缺陷,可以提供对所施加的多个作用力的反应更为敏感的更软的弹簧。结果,可以获得轮椅的增强的动态稳定性。因此更软的弹簧提供更好的机械夹持,保持车轮在地面上,因此增加了用户的信心。另外,由于更软的悬挂,地面摩擦力就不那么重要了。
发明者已经发现距离A和距离C之间的比率应该尽可能小,从而能够提供柔软舒适的悬挂。对于此比率的指导数值差不多接近1。
根据一个实施例,每个距离A和每个距离C之间的比率至多为1.1。
根据一个实施例,两个第二枢转臂组件的每一个具有与轮轴交叉的第二点,并且其中主底盘件具有限定了基面的底面,其中枢转联接到第二枢转臂组件的每个枢转臂附接装置的枢转轴点位于距沿第二弹簧组件的多个弹簧的中心弹簧压缩轴限定的第二弹簧压缩面达距离D处,其中枢转联接到第二枢转臂组件的每个枢转臂附接装置的枢转轴点位于距平行于基面法线延伸并且与第二轮轴交叉的第二轮轴交叉面达距离B处,并且其中每个距离B和每个距离D之间的比率小于1.5。
发明者已经发现距离B和距离D之间的比率应当尽可能小从而能够提供柔软的悬挂。对于此比率的指导数值大约为接近1。
根据一个实施例,第一枢转臂组件为前枢转臂组件以及第二枢转臂组件为后枢转臂组件,并且其中第一弹簧组件为前弹簧组件以及第二弹簧组件为后弹簧组件。
根据一个实施例,每个第二弹簧组件包括具有对应于至多每英寸350磅的刚度的弹簧常数的弹簧。
前弹簧组件的多个弹簧,即前弹簧,根据一个变体可以是比后弹簧组件,即后弹簧更硬一点的弹簧,因为考虑到用户设想的稳定性,不希望由于悬挂导致太多的向前移动/倾斜。另一方面,向后悬挂被认为是垂直运动。前弹簧的刚度通常基于期望的地面间隙选定,而后弹簧的刚度通常基于期望的驱动特性选定。
根据本发明的第二方面,还提供一个包含根据第一方面的底盘装置的电动轮椅。
通常,权利要求中使用的所有术语根据它们在技术领域中通常的含义来解释,除非这里另有清楚的限定。所有对“一个元件,装置,器件,设备等”的参考被开放的解释为元件,装置,器件,设备等的至少一个实例,除非特意指出。
附图说明
本发明概念的特定实施例将采用参考附图的实例的方式进行说明,其中:
附图1为用于电动轮椅的底盘装置实例的立体图;
附图2为附图1的底盘装置的示意性侧视图。
附图3a和3b说明附图1和2中每个底盘装置的不同的距离测量值;并且
附图4为包含底盘装置的电动轮椅的实例的立体图。
具体实施方式
本发明的概念此后将参考附图进行更为全面的描述,其中示出作为例子的实施例。然而发明性的概念将采用很多不同的形式具体实现,并且不应当被构建为对这里提出的多个实施例的限制;反而,采用实例的方式提供这些实施例,从而本公开将会是完整全面的,并且能够全面传达给本领域技术人员发明性概念的范围。相同的附图标记在整个说明书指代相同的元件。
附图1示出了用于电动轮椅的底盘装置1的实例。底盘装置1包括主底盘件3,其具有第一侧板3a和第二侧板3b。第一侧板3a和第二侧板3b形成主底盘件3的侧壁,并且位于主底盘件3的相对两端。
应当注意到第一侧板3a和第二侧板3b中的每一个限定了多个连续表面而不具有通孔,不可能用于螺丝和/或螺栓,如图2所示,或者它们可以具有形成多个侧的重要或主要部分的多个通孔,如图1a和1b的实例中所示。后者的设计在主底盘件3可以做的更轻的方面是有利的。
主底盘件3还具有在第一侧板3a和第二侧板3b之间延伸的底部3c。由此底部3c限定了主底盘件3的底面。主底盘件3根据一个变体可以布置为容纳电池单元,例如,其可以安装在底部3c上。
主底盘件3有利地被制作成相对小。从后面到背部的尺寸例如可以制成为将要由主底盘件3容纳的电池单元的相应尺寸的大约两倍大。
第一侧板3a包括两个枢转臂附接装置3e和3f,以及两个弹簧附接装置3g和3h。第二侧板3b还可以包括相应的两个枢转臂附接装置和两个弹簧附接装置;这些在附图1a中并没有采用附图标记标示。
每个枢转臂附接装置3e,3f可以包括延伸进入第一侧板3a或第二侧板3b中的开口。可替换的,每个枢转臂附接装置3e,3f可以包括例如轴颈,螺栓或枢轴,每个均确定枢转臂组件的枢转轴线。
每个弹簧附接装置3g,3h可以包括延伸通过第一侧板3a或第二侧板3b的开口。可替换的,每个弹簧附接装置3g,3h可以包括例如轴颈,螺栓或枢轴,每个均确定弹簧组件的枢转轴线。
在第一侧板3a和第二侧板3b的每一个上,枢转臂附接装置3e和3f位于这些侧板3a,3b的下部上。弹簧附接装置3g,3f位于第一侧板3a和第二侧板3b的上部上。这里使用的“下”和“上”的方位相对于当车轮被组装到其上时底盘装置1以其期望的方位放置在平坦地面上的水平面来限定。
根据一个变型的枢转臂附接装置3e和3f分别放置在尽可能靠近第一侧板3a和第二侧板3b的下边缘,而不会危及主底盘件3的鲁棒性。类似的,根据一个变型,弹簧附接装置3g和3h分别放置在尽可能靠近第一侧板3a和第二侧板3b的上边缘,而不会危及主底盘件3的鲁棒性。
根据一个变型,主底盘件3具有大于1200牛米/度的扭转刚度。扭转刚度采用将制造主底盘件的材料选择,材料的厚度以及主底盘件尺寸的结合获得。
在这种情况下,扭转刚度作为围绕纵轴,即垂直于轮椅轮轴的轴线的扭矩测得。扭转刚度在采用一种或者其他方式传送力的多个点或者区域处是最重要的。
根据一个变型,最后完整轮椅的底盘装置1的总扭转刚度至少为1800牛米/度,更优选地大于2000牛米/度,甚至更优选地大于2200牛米/度。
根据一个变型,当与电动轮椅组装的时候,主底盘件贡献了底盘装置至少50%的扭转刚度。还有很多附接到主底盘件的影响底盘装置的扭转刚度的其他构件。作为一个实例,电池单元可以形成侧板之间的短侧边,这些短侧边影响总扭转刚度。当将座椅框架或者座椅提升装置安装到底盘装置的时候,抵靠在主底盘件上的附接装置形成主底盘件的顶板,影响总的扭转刚度。
根据一个变型,第一侧板3a和第二侧板3b的每一个围绕枢转臂附接装置3e和3f以及弹簧附接装置3g,3h具有至少7毫米的板厚度。这在附图1中由区域6示意性表示出。因此,在枢转臂附接装置3e,3f和/或弹簧附接装置3g,3h为延伸贯穿第一侧板3a或者第二侧板3b的通孔的情况下,侧板3a,3b具有至少为7毫米的厚度。换句话说,每个通孔从侧板3a,3b的一侧到其相对的另一侧延伸至少7mm。当枢转臂附接装置3e,3f和/或弹簧附接装置3g,3h为轴颈,螺栓或枢轴,每个均确定相应的枢转轴线,轴颈,螺栓或枢轴为7mm厚的侧板3a,3b提供额外的厚度。
根据一个变型,围绕或环绕枢转臂附接装置3e,3f和弹簧附接装置3g,3h的第一侧板3a和第二侧板3b的厚度为至少8毫米。
根据一个变型,主底盘件3由单片金属制成,例如钢,或其他高张力材料。单片金属由此根据一个实施例具有至少为7毫米的厚度。
例如,主底盘件3由弯板形成,或者通过模制的方式形成。可替换的,主底盘装置3由焊接或者铆接的若干片金属或其他高张力材料制成。
底盘装置1包括两个第一枢转臂组件5a和5b,以及两个第二枢转臂组件7a和7b。每个第一枢转臂组件5a和5b枢转附接到相应的枢转臂附接装置3e。每个第二枢转臂组件7a和7b枢转附接到相应的枢转臂附接装置3f。
根据一个变型,每个第一枢转臂组件5a和5b为前枢转臂组件,并且每个第二枢转臂组件7a和7b为后枢转臂组件。后枢转臂组件7a,7b根据一个变型为小脚轮枢转臂组件,并且前枢转臂组件5a,5b根据一个变型为驱动轮枢转臂组件。其他变型当然也是可能的,如同对于本领域人员是显而易见的。
底盘装置1包括两个第一弹簧组件9a,9b,每个包含相应的弹簧,以及两个第二弹簧组件11a,11b,每个包含相应的弹簧。第一弹簧组件9a,9b以及第二弹簧组件11a,11b还包括用于将它们枢转地连接到主底盘件3的机构,特别地分别是第一侧板3a和第二侧板3b。第一弹簧组件9a,9b和第二弹簧组件11a,11b包括用于将它们分别枢转地连接到枢转臂组件5a,5b和7a,7b的机构。第一弹簧组件9a,9b枢转地联接到相应的弹簧附接装置3g。第二弹簧组件11a,11b枢转地联接到相应的弹簧附接装置3h。每个第一弹簧组件9a,9b枢转地联接到相应的第一枢转臂组件5a,5b。每个第二弹簧组件11a,11b枢转地联接到相应的第二枢转臂组件7a,7b。为此,第一枢转臂组件5a,5b通过相应的枢转臂附接装置3e枢转地联接到第一侧板3a和第二侧板3b中的相应的一个。另外,第二枢转臂组件7a,7b通过相应的枢转臂附接装置3f枢转地联接到第一侧板3a和第二侧板3b中的相应的一个。第一弹簧组件9a和第二弹簧组件9b还进一步通过相应的弹簧附接装置3g或3h被枢转地联接到第一侧板3a和第二侧板3b中的相应的一个。
第一弹簧组件9a,9b和第二弹簧组件11a,11b优选如此布置,使得当底盘装置1(组装有车轮)放置在水平面上的时候,每个弹簧的压缩轴线是水平的或基本上是水平的。因此,根据一个实施例,每个压缩轴线基本上平行于基面23,如图3a和3b所示,由底部3c的底面限定。根据一个变型压缩轴线相对于水平面微微倾斜例如10-15度。
根据一个变型,第一弹簧组件9a和9b的弹簧具有与低于400磅每平方英寸(psi)的刚度对应的弹簧常数,优选低于380psi,甚至更优选的低于360psi。根据一个变型,第一弹簧组件9a和9b的弹簧具有与等于或低于350psi的刚度对应的弹簧常数。
第二弹簧组件11a和11b的弹簧具有与低于400磅每平方英寸(psi)的刚度对应的弹簧常数,优选低于380psi,甚至更优选的低于360psi。根据一个变型,第二弹簧组件11a和11b的弹簧具有与等于或低于350psi的刚度对应的弹簧常数。
根据一个变型,第一弹簧组件9a,9b的弹簧的刚度高于第二弹簧组件11a,11b的弹簧的刚度。
根据一个变型,第一弹簧组件9a,9b的弹簧和第二弹簧组件11a,11b的弹簧具有低于5Hz的谐振频率,优选小于4Hz,例如3Hz。根据一个变型,谐振频率至多为2Hz,优选为1Hz。
附图2示出附图1中底盘装置的示意性侧视图。通常,可以看到枢转臂附接装置3e和3f位于第一侧板3a的下部中,并且弹簧附接装置3g和3h位于第一侧板3b的上部中。这同样适用于第二侧板3b。轮子13安装至第一枢转臂组件5a,并且轮子15安装至第二枢转臂组件7a。轮子13围绕延伸通过每个第一枢转臂组件5a,5b的第一轮轴线17可旋转,并且轮子15围绕延伸通过每个第二枢转臂组件7a,7b的第二轮轴线19旋转。
为了获得更好、更软的悬挂,轮轴和弹簧附接装置以及枢转臂附接装置之间的距离A、B、C和D之间的特定比率应当满足。因此,根据底盘装置1的一个变型,比率A/C应当尽可能小,优选小于1.4,甚至优选小于1.3,或者1.2,1.1或者1。B/D之间的比率应当尽可能小,优选小于1.5,甚至更优选的小于1.3,或1.2,1.1或1。距离A、B、C和D的限定将会参考附图3a和3b更详细地说明。
附图3a示意性示出如图2所示的第一轮轴线17和枢转臂附接装置3e的中心点或枢转轴点21。另外,附图2的第一弹簧组件9a在附图3a中示意性地示出。由如图1所示底部3c限定的基面23也被示出。
当如图2所示的安装有轮子13和15的底盘装置1被放置在水平面的时候,认为底部3c具有允许基面被限定为平行于水平面的平面的部分。在底部被采用不允许限定该平面的方式被构建的情况下,术语“基面”应当被“水平面”所替代,并且底盘装置1应当被放置在水平地面上,从而获得与如下的距离A-D相同的限定。
第一弹簧压缩面25沿着第一弹簧组件9a和9b的弹簧的中心弹簧压缩轴限定。为此,第一弹簧组件9a和9b的每个的第一弹簧压缩轴位于第一弹簧压缩面25内。
对于由第一侧板3a和第二侧板3b限定的两个侧面中的每一个,距离C限定为从相应的枢转轴点21到第一弹簧压缩面25的距离。
对于由第一侧板3a和第二侧板3b限定的两个侧面中的每一个,距离A限定为从枢转轴点21到第一轮轴交叉面27的距离,该交叉面平行于基面23的法线延伸,并且与第一轮轴17交叉。
应当注意到仅仅在附图3a中示出了基面23,第一弹簧压缩面25和第一轮轴交叉面27的截面。
附图3b示意性示出了如图2所示的第二轮轴19和枢转臂附接装置3f的中心点或枢转轴点29。另外,附图2中的第二弹簧组件11a示意性在图3b中所示。由附图1中所示底部3c限定的基面23也被示出。第二弹簧压缩面31沿着第二弹簧组件11a和11b的弹簧的中心弹簧压缩轴被限定。为此,第二弹簧组件11a和11b的每个的第二弹簧压缩轴在第二弹簧压缩面31内。
对于由第一侧板3a和第二侧板3b限定的两个侧面中的每一个,距离D限定为从相应的枢转轴点29到第二弹簧压缩面31的距离。
对于由第一侧板3a和第二侧板3b限定的两个侧面中的每一个,距离B限定为从枢转轴点29到第二轮轴交叉面33的距离,该交叉面平行于基面23的法线延伸,并且与第二轮轴19交叉。
应当注意到仅仅在附图3b中示出了基面23,第二弹簧压缩面31和第二轮轴交叉面33的截面。
附图4示出电动轮椅35的实例。尽管所示的轮椅35为前轮驱动类型,应当理解轮椅可以替换为例如中轮驱动型、后轮驱动型、四轮驱动型或六轮驱动型。电动轮椅35包括底盘装置1,轮子13和15以及安装到底盘装置1的座椅组件37。
发明性构思已经在上文参考几个实例主要进行说明。然而,正如本领域技术人员容易知晓的,其他有别于上述公开的实施例在发明性概念的范围内是同样可能,如同由附加权利要求限定的。
Claims (6)
1.一种用于电动轮椅(35)的底盘装置(1),其中所述底盘装置(1)包括:
主底盘件(3),所述主底盘件具有限定了所述主底盘件(3)的第一侧的第一侧板(3a)以及限定了所述主底盘件(3)的第二侧的第二侧板(3b),所述第二侧与所述第一侧相对,
其中所述第一侧板(3a)和所述第二侧板(3b)均具有用于附接弹簧(9a,9b,11a,11b)的弹簧附接装置(3g,3h),
其中所述第一侧板(3a)和所述第二侧板(3b)均具有用于附接枢转臂组件(5a,5b,7a,7b)的枢转臂附接装置(3e,3f),
其中所述主底盘件(3)具有大于1200牛米/度的扭转刚度;
两个第一枢转臂组件(5a,5b),其中一个第一枢转臂组件枢转地联接至所述第一侧板(3a)的枢转臂附接装置(3e),而另一个第一枢转臂组件联接至所述第二侧板(3b)的枢转臂附接装置(3e),
两个第二枢转臂组件(7a,7b),其中一个第二枢转臂组件枢转地联接至所述第一侧板(3a)处的枢转臂附接装置(3f),而另一个第二枢转臂组件枢转地联接至所述第二侧板(3b)的枢转臂附接装置(3f),
两个第一弹簧组件(9a,9b),其中一个第一弹簧组件枢转地联接至所述第一侧板(3a)的弹簧附接装置(3g)并且枢转地联接至与所述第一侧板(3a)枢转地联接的第一枢转臂组件(5a),而另一个第一弹簧组件枢转地联接至所述第二侧板(3b)的弹簧附接装置(3g)并且枢转地联接至与所述第二侧板(3b)枢转地联接的第一枢转臂组件(5b);以及
两个第二弹簧组件(11a,11b),其中一个第二弹簧组件枢转地联接至所述第一侧板(3a)的弹簧附接装置(3h)并且枢转地联接至经由枢转臂附接装置(3f)枢转地联接至所述第一侧板(3a)的第二枢转臂组件(7a),而另一个第二弹簧组件枢转地联接至所述第二侧板(3b)的弹簧附接装置(3h)并且枢转地联接至经由枢转臂附接装置(3f)枢转地联接至所述第二侧板(3b)的第二枢转臂组件(7b);
其中所述两个第一枢转臂组件(5a,5b)中每一个第一枢转臂组件具有与第一轮轴(17)交叉的第一点(18a),并且其中所述主底盘件(3)具有限定了基面(23)的底面,
其中枢转地联接至第一枢转臂组件(5a,5b)的每个枢转臂附接装置(3e)的枢转轴点(21)位于距沿着所述第一弹簧组件(9a,9b)的弹簧的中心弹簧压缩轴限定的第一弹簧压缩面(25)达距离C处,
其中枢转地联接至第一枢转臂组件(5a,5b)的每个枢转臂附接装置(3e)的枢转轴点(21)位于距平行于所述基面(23)的法线延伸并且与第一轮轴(17)相交的第一轮轴交叉面(27)达距离A处,
其中每个距离A和每个距离C之间的比率小于1.3。
2.根据权利要求1所述的底盘装置(1),其中每个距离A和每个距离C之间的比率至多为1.1。
3.根据权利要求1或2所述的底盘装置(1),其中所述两个第二枢转臂组件(7a,7b)中的每一个第二枢转臂组件具有与第二轮轴(19)交叉的第二点(18b),并且其中所述主底盘件(3)具有限定了基面(23)的底面,
其中枢转地联接至第二枢转臂组件(7a,7b)的每个枢转臂附接装置(3f)的枢转轴点(29)位于距沿第二弹簧组件(11a,11b)的弹簧的中心弹簧压缩轴限定的第二弹簧压缩面(31)达距离D处,
其中枢转地联接至第二枢转臂组件(7a,7b)的每个枢转臂附接装置(3f)的枢转轴点(29)位于距平行于所述基面(23)的法线延伸并且与第二轮轴(19)交叉的第二轮轴交叉面(33)达距离B处,并且
其中每个距离B和每个距离D之间的比率小于1.5。
4.根据前述权利要求中任一项所述的底盘装置(1),其中所述第一枢转臂组件(5a,5b)为前枢转臂组件,并且所述第二枢转臂组件(7a,7b)为后枢转臂组件,并且其中所述第一弹簧组件(9a,9b)为前弹簧组件,并且所述第二弹簧组件(11a,11b)为后弹簧组件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的底盘装置(1),其中每个第二弹簧组件(11a,11b)包括具有对应于至多为每英寸350磅的刚度的弹簧常数的弹簧。
6.一种电动轮椅(35),所述电动轮椅包括如权利要求1至5中任一项所述的底盘装置(1)。
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