CN108697567B - 可调节高度轮椅 - Google Patents

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Abstract

一种动力轮椅包括框架，和臂组件，其包括可枢转地联接于框架的臂。臂组件包括联接于臂的轮。驱动系统联接于臂组件并且构造成驱动驱动轮。臂限制器可枢转地联接于悬架，并且在接合位置联接于臂组件和驱动系统中的一个或更多个。臂限制器构造成限制臂组件在接合位置的移动。

Description

可调节高度轮椅
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年2月27日提交且标题为“Adjustable Height Wheelchair”的美国临时专利申请No. 62/300,828和2016年2月29日提交且标题为“Adjustable HeightWheelchair”的美国临时专利申请No. 62/301,357的权益，它们均通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及一种可调节高度轮椅，并且更具体而言，涉及一种从降低位置升高至升起位置的动力轮椅。
背景技术
轮椅为用于社会的重大部分的重要交通器件，并且向它们协助的人提供了重要程度的独立性。然而，如果要求轮椅横越障碍物(如例如，通常存在于人行道和其它铺砌的表面界面处的路缘，以及门槛)，则可限制该程度的独立性。因此，动力轮椅为越来越多的开发努力的主题，以向残障人士和伤残人士提供独立移动性以协助他们过上积极的生活。
为了帮助攀爬路缘，一些动力轮椅典型地具有一对向前延伸的防倾斜组件，其可旋转地联接于轮椅框架。防倾斜组件的臂可旋转地联接于轮椅框架，使得在轮椅遇到路缘时，防倾斜组件将向上枢转，以由此允许轮椅横越路缘。一些动力轮椅还具有可升高的座椅，其容许乘员在关于与它们一起行走的人的“视线水平”处移动。然而，以升高位置处的座椅操作的轮椅在某些条件之下易受不稳定性的影响，并且防倾斜组件虽然对攀爬障碍物(如路缘)而言为有益的，但是可在轮椅在除了平坦的水平地面上操作时有助于不稳定性。
发明内容
在一个实施例中，存在一种动力轮椅，其包括框架；臂组件，其包括可枢转地联接于框架的臂，臂组件包括联接于臂的轮；悬架，其联接于框架和臂组件；驱动系统，其联接于臂组件并且构造成驱动驱动轮；以及臂限制器，其可枢转地联接于悬架，并且在接合位置联接于臂组件和驱动系统中的一个或更多个，臂限制器构造成限制臂组件在接合位置的移动。在一个实施例中，臂限制器包括闩锁臂，闩锁臂具有凹口，用于在接合位置接合从臂组件和驱动系统中的一个或更多个延伸的捕捉件。在一个实施例中，闩锁臂大体上以问号的形状弯曲。在一个实施例中，臂限制器包括联接在闩锁臂与悬架之间的弹簧，弹簧构造成将闩锁臂朝向接合位置偏置。在一个实施例中，闩锁臂包括自由远侧端部，其构造成与从动力轮椅的提升机构延伸的突出部接合。
在又一实施例中，动力轮椅包括可扩展牵引部件，其联接于臂组件和驱动系统中的一个或多个并且联接于框架。在一个实施例中，可扩展牵引部件构造成将臂组件相对于地面表面向上偏置。在一个实施例中，臂限制器在可扩展牵引部件联接于框架的地方近侧可枢转地联接于悬架。
在又一实施例中，动力轮椅包括提升机构，其由框架支承；以及座椅，其由提升机构支承，提升机构构造成在降低位置与升起位置之间移动座椅。在一个实施例中，提升机构包括突出部，其构造成在降低位置接合臂限制器并在升起位置释放臂限制器，并且允许臂限制器过渡到接合位置。在一个实施例中，悬架包括可枢转地联接于框架的杆和联接在框架与杆之间的压缩弹簧，臂限制器可枢转地联接于杆。在一个实施例中，防止臂限制器过渡到接合位置，这取决于臂组件的位置。在一个实施例中，驱动系统包括电动机和齿轮箱。在一个实施例中，驱动系统刚性地联接于臂组件，并且由臂组件间接地联接于框架。在一个实施例中，臂组件包括捕捉件，并且臂限制器在接合位置联接于捕捉件。在一个实施例中，臂限制器包括传感器，驱动系统构造成在传感器检测到臂限制器处于接合位置时以减小的速度来驱动驱动轮。
在一个实施例中，存在一种动力轮椅，其包括：框架；提升机构，其由框架支承；座椅，其由提升机构支承，提升机构构造成在降低位置与升起位置之间移动座椅；一对驱动轮；至少一个驱动器，其联接于框架，并且构造成将扭矩施加于驱动轮中的至少一个；臂组件，其包括可枢转地联接于框架的臂和联接于臂的轮，臂构造成在动力轮椅在平坦的地面上操作时相对于框架处于第一位置，并且构造成能够从该第一位置旋转，臂组件具有联接于框架的悬架；臂限制器，其构造成在座椅处于升起位置时抑制臂的运动，臂限制器具有第一构造，其中臂能够从第一位置旋转穿过第一旋转范围，和第二构造，其中臂能够从第一位置旋转仅穿过小于第一旋转范围的第二旋转范围，臂限制器联接于悬架并且构造成在第二构造中接合臂组件；以及触发器，其安装至提升机构并且与臂限制器联接，使得在座椅在降低位置与升起位置之间移动时，触发器使臂限制器在第一构造与第二构造之间过渡，其中在臂旋转地不同于相对于框架的第一位置达大于预定量时，防止臂限制器过渡到第二构造中。
在一个实施例中，触发器构造成在提升机构将座椅从升起位置移动至降低位置时，将臂限制器朝向第一构造推动。在一个实施例中，预定量为大于或等于4度。在一个实施例中，触发器包括从提升机构的侧部侧向地突出的突出部。在一个实施例中，悬架包括具有第一行进范围的第一悬架构件和具有小于第一行进范围的第二行进范围的第二悬架构件，并且其中第二悬架构件构造成在动力轮椅仅在臂限制器处于第二位置时的操作期间，移动穿过第二行进范围。在一个实施例中，第一悬架构件构造成在臂限制器处于第二位置时压缩小于第一行进范围的量。在一个实施例中，第二悬架构件构造成在臂限制器处于第二位置时压缩穿过整个第二行进范围。
在一个实施例中，存在一种动力轮椅，其包括：框架；提升机构，其由框架支承；座椅，其由提升机构支承，提升机构构造成在降低位置与升起位置之间移动座椅；一对驱动轮；至少一个驱动器，其联接于框架，并且构造成将扭矩施加于驱动轮中的至少一个；臂限制器；臂组件，其包括可枢转地联接于框架的臂和联接于臂的轮，臂构造成在动力轮椅在平坦的地面上操作时相对于框架处于第一位置，并且构造成能够从该第一位置旋转，臂组件具有悬架，该悬架构造成取决于臂限制器的构造控制臂组件相对于框架的运动，臂限制器构造成在提升机构处于升起位置时抑制臂的运动，臂限制器具有第一构造，其中臂组件能够从第一位置旋转穿过第一旋转范围，和第二构造，其中臂能够从第一位置旋转仅穿过小于第一旋转范围的第二旋转范围，臂限制器联接于悬架并且构造成在第二构造中接合臂组件；以及触发器，其安装至提升机构并且与臂限制器联接，使得在座椅在降低位置与升起位置之间移动时，触发器使臂限制器在第一构造与第二构造之间过渡，其中在臂旋转地不同于相对于框架的第一位置达大于预定量时，防止臂限制器过渡到第二构造中。
在一个实施例中，悬架包括具有第一行进范围的第一悬架构件和具有第二行进范围的第二悬架构件，其中第一悬架构件能够在臂限制器不处于接合位置时压缩穿过第一行进范围，并且第二悬架构件能够在臂限制器处于接合位置时压缩穿过第二行进范围。在一个实施例中，悬架为悬架器件，用于取决于臂限制器的构造控制臂组件相对于框架的运动。
附图说明
可调节高度轮椅的实施例的以下详细描述将在连同示例性实施例的附图阅读时更好理解。然而，应当理解的是，本发明不限于示出的精确布置和手段。
在附图中：
图1A为示出成处于降低位置的、根据本发明的示例性实施例的可调节高度轮椅的透视图；
图1B为图1A中示出的可调节高度轮椅的正视图；
图1C为图1A中示出的可调节高度轮椅的左侧视图；
图2A为示出成处于局部升高位置的图1A的可调节高度轮椅的透视图；
图2B为图2A中示出的可调节高度轮椅的正视图；
图2C为图2A中示出的可调节高度轮椅的左侧视图；
图3A为示出成处于完全升高位置的图1A的可调节高度轮椅的透视图；
图3B为图3A中示出的可调节高度轮椅的正视图；
图3C为图3A中示出的可调节高度轮椅的左侧视图；
图4A为图1A中示出的可调节高度轮椅的悬架系统的俯视透视图；
图4B为图4A的悬架系统的仰视透视图；
图5A为图4A的悬架系统的侧视图，其示出有处于降低位置的椅子和在大体平坦表面上的轮；
图5B为图4A的悬架系统的侧视图，其示出有处于降低位置的椅子和攀爬的前轮；
图6A为图4A的悬架系统的侧视图，其示出有处于升高位置的椅子和在大体上平坦表面上的轮；
图6B为图4A的悬架系统的侧视图，其示出有处于升高位置的椅子和攀爬的前轮；以及
图7为图1A中示出的可调节高度轮椅的防倾斜臂组件的分解透视图，其中省略了臂限制器和悬架。
具体实施方式
详细地参照附图，其中相似的附图标记始终指示相似的元件，在图1A-7中示出了本发明的示例性实施例的可调节高度轮椅(大体上标记为10)。可调节高度轮椅的各种实施例在下面参照附图中示出的示例性实施例进一步详细地描述。具有提升和悬架机构的动力轮椅的附加实例在美国专利申请公开No.2015/0196441和美国专利No.8,408,343中公开，它们由此通过引用以其整体并入。
参照图1A-3C，可调节高度轮椅10(也被称为轮椅10)可构造成取决于乘员的位置、地面表面特征，和/或一个或更多个轮椅操作参数在安全、稳定的条件下升高就座的乘员和操作轮椅10。轮椅10可构造成在常规降低位置(例如，图1A-1C)与升起或升高位置(例如，图2A-2C示出了局部升高位置，并且图3A-图3C示出了完全升高位置)之间升高椅子或座椅12。提供可调节高度轮椅10可允许乘员在座椅12处于升起位置的情况下操作轮椅10，该升起位置在某些情况下可与连同轮椅10站立或行走的其它人处于会话或眼对眼的高度。在一个实施例中，轮椅10将座椅12升起在其最低状态上方的大于六(6)英寸。在一个实施例中，轮椅10将座椅12升起在其最低状态上方的七(7)英寸。在一个实施例中，轮椅10将座椅12升起在其最低状态上方的八(8)英寸。在一个实施例中，轮椅10将座椅12升起在其最低状态上方的九(9)英寸。在一个实施例中，轮椅10将座椅12升起在其最低状态上方的十(10)英寸。在一个实施例中，轮椅10将座椅12升起大于10英寸。
轮椅10可为动力轮椅。在一些实施例中，轮椅10可构造成在例如轮椅10在穿越障碍物的过程中，在非水平地面上时，和/或在座椅12升起时，选择性地限制某些操作方面。同样地，轮椅10可在轮椅10攀爬障碍物或者在非水平的地面上时，防止座椅12的升起。作为用语在本文中使用的“障碍物”14可包括地面表面G上的任何相对升起或降低的结构，轮必须上升或下降来跨越该任何相对升起或降低的结构(见图5A-6B)。在座椅处于升高位置时操作轮椅可产生不稳定性，尤其是当在未部署适当的安全特征时攀爬路缘或过渡至下降时。例如，在座椅12处于完全升起位置时，被乘用的轮椅的重心也升高并且/或者向前或向后转移(例如，取决于与椅子相关联的提升机构)。倾斜的风险可关于斜坡增加，并且整体轮椅稳定性可被损害，尤其是在横越或试图横越障碍物时。
轮椅10可在座椅12处于升高位置时构造有补充稳定性特征。与未如此构造的升高高度的轮椅相比，补充稳定性构造可容许轮椅10在椅子升高时以增加的行进速度来操作。增加的行进速度可包括行走、慢跑或奔跑速度。如本文中使用的会话高度是指在乘员升高至地面表面G之上的水平(见图5A-6B)，以与站立或行走在轮椅10旁边的其它人(例如，平均身高的成年男性或女性)更容易交流时。例如，会话高度可使使用者与站立在轮椅10旁边的某人“眼睛水平”。
继续参照图1A-1C，动力轮椅10可包括框架16(见图7)、一对驱动轮18，其联接于框架16并且由至少一个驱动系统20驱动(见图4A)。一对前防倾斜臂组件22可相对于驱动轮18沿向前方向F从框架16延伸。一对后防倾斜臂组件24可沿与向前方向F相反的向后方向R从框架16延伸。如本文中使用的，向前-向后方向F-R可指在轮椅在平坦的水平地面上操作时的水平方向。根据示出的实施例，轮椅10可为中轮驱动的动力轮椅，并且包括分别相对于驱动轮18沿向前方向F和向后方向R设置的前轮26和后轮28。驱动系统20可包括电动机和齿轮箱，它们构造成使驱动轮18绕着驱动轮轴线A1旋转，以使轮椅10沿着表面G前进。前轮26可能够绕着前轮轴线A2旋转，并且后轮28可能够绕着后轮轴线A3旋转。然而，本公开不限于中轮动力轮椅，并且可包括任何数量的轮。
参照图3A-3C，动力轮椅10还可包括安装至框架16的提升机构30，其中座椅12由提升机构30支承。提升机构30可构造成响应于例如乘员施加于输入装置的输入，使座椅12大体上沿着与向前方向F和向后方向R大致上垂直的垂直方向V(见图1A)在降低位置(图1A-1C)与升起位置(图3A-3C)之间移动。提升机构30可包括伸缩支柱机构，如示出的。提升机构30可包括螺旋式致动器。在一个实施例中，提升机构30包括两个或更多个壳体节段(例如，30a,30b,30c)，它们伸缩地联接于彼此，以覆盖致动器。在一个实施例中，壳体节段30a,30b,30c布置成使得顶部节段30c在中间节段30b之上滑动，中间节段30b在底部节段30a之上滑动。壳体节段(例如，30a,30b,30c)可具有非圆形截面形状，以防止椅子12相对于框架16旋转。在一个实施例中，壳体节段(例如，30a,30b,30c)在截面形状上为大体上矩形。在其它实施例中，壳体节段(例如，30a,30b,30c)在截面形状上为大体上三角形或椭圆形。在其它实施例中，壳体节段(例如，30a,30b,30c)在截面形状上为大体上圆形，以允许椅子12相对于框架16旋转。
在其它实施例中，可采用另一种类型的提升机构，如剪式升降机。此外，轮椅10可构造成使座椅12移动到升起位置中，并且使座椅底座和座椅靠背在升起位置相对于彼此倾斜。在实施例中，轮椅10可包括提升和倾斜机构，如标题为“Lift Mechanism And TiltMechanism For A Power Wheelchair”的美国专利申请公开No. 2014/0262566中公开的提升和倾斜机构，该公开通过引用以其整体并入本文中。
提升机构30可包括触发器30d。触发器30d可包括从提升机构30侧向地延伸的块。在一个实施例中，触发器30d从最外的顶部节段30c延伸。在一个实施例中，触发器30d沿大体上垂直于向前方向F和向后方向R(见图1A)的方向从提升机构30的各个侧向侧延伸。触发器30d可构造成接合和释放臂限制器，如下面进一步详细地论述的。
转到图4A和图4B，如以上提到的，轮椅10包括一对前防倾斜臂组件22。为了易于例示，仅一个防倾斜臂组件22在下面示出和描述。一对中的另一防倾斜组件22优选地具有相同的结构，但是定向在轮椅10的相对侧上。防倾斜臂组件22还可在本公开中被称为臂组件22。在一个实施例中，臂组件22可旋转地联接于框架16。例如，臂组件22可包括可旋转地联接于框架16的臂部件32。前轮26还可联接于臂组件(例如，轮26可联接于臂部件32)。臂部件32可包括臂延伸部32a。臂延伸部32a可从臂部件32向下延伸。在一个实施例中，臂延伸部32a为钩形的(见图7)。在一个实施例中，臂延伸部32a刚性地连接于臂部件32。臂延伸部32a可以可枢转地联接于框架16。在一个实施例中，臂组件22可仅经由臂延伸部32a直接地联接于框架16。在一个实施例中，臂延伸部32a绕着轴线A4可枢转地联接于框架16。在一个实施例中，轴线A4与轴线A1(见图1A)大体上平行。臂部件32和臂延伸部32a可由多个构件形成，该多个构件利用紧固件或焊接连接在一起，或者可枢转地附接在一起，而没有限制。在其它实施例中，臂部件32和臂延伸部32a可为整体结构，如铸造或挤压材料。
参照图5A-6B，前轮26联接于臂组件22的远侧端部，并且能够绕着前轮轴线A2旋转。如示出的，前轮26在正常操作期间与地面或表面G接触。前轮26可为脚轮组件的部分。脚轮组件将前轮26可旋转地联接于臂组件22，使得前轮26能够绕着大体上垂直于地面表面G并且垂直于轮轴线A2的轴线旋转。在一些实施例中，前轮26可为防倾斜轮，其在正常操作期间以不包括脚轮的构造从地面或表面G升起或以其它方式与地面或表面G间隔。如本文中使用的用语“防倾斜”轮包括脚轮轮组件(可包括例如前轮26)和能够在正常操作期间升起的防倾斜轮，并且包括在轮椅10的前部和后部的轮。在一些实施例中，可升起的防倾斜轮可具有在轮椅10在平坦的水平地面G上操作时的第一或静止位置。
臂组件22可联接于框架16，并且构造成在遇到障碍物14时使轮26相对于框架16移动。臂组件22可以可枢转地联接框架16，使得臂组件22和轮轴线A2绕着枢转轴线A4枢转。然而，应当认识到的是，臂组件22可联接于框架16，使得臂组件22和轮轴线A2相对于框架16平移。
参照图4A和图4B，臂组件22可联接于驱动系统20。驱动系统20可刚性地联接于臂组件22，并且由例如臂组件22间接地联接于框架16。在一个实施例中，驱动系统20和臂组件22构造成绕着公共轴线A4相对于框架16一起枢转。使驱动系统20和臂组件联接于彼此可允许简化的悬架系统，如下面进一步详细地描述的那些。在一个实施例中，臂组件22在围绕驱动轴线A1的多个点(例如，P1、P2、P3)处联接于驱动系统20。在一个实施例中，臂组件22经由紧固件(如螺栓)在多个点(例如，P1、P2、P3)处联接于驱动系统20。在一个实施例中，系杆34在点中的两个(或至少两个)(例如，P1和P2)之间延伸。因为系杆34可刚性地联接于臂组件22和驱动系统20两者，所以在一些实施例中，系杆34可被认为是臂组件22的部分或驱动系统20的部分。在其它实施例中，驱动系统20可至少起初可移动地连接于臂组件22，以允许驱动系统20在与臂组件22同时移动之前相对于框架16旋转预定量。
参照图7，牵引部件36可联接在臂组件22和驱动系统20中的一个或更多个与框架16之间。例如，牵引部件36可联接在臂组件22与框架16之间，或者牵引部件36可联接在驱动系统20与框架16之间。牵引部件36可包括偏置部件，如拉伸弹簧，或在一些实施例中，压缩弹簧。在一个实施例中，提供牵引部件36，以向下推动驱动轮18，以使驱动轮18维持与地面表面G接触。在一个实施例中，牵引部件36在一个端部处联接于从系杆34延伸的托架34a，并且在另一端部处联接于框架16的延伸臂16a。
参照图4A-4B，轮椅可包括一个或更多个臂限制器46，其构造成选择性地接合臂组件22中的一个或更多个，以便抑制一个或更多个臂组件22与框架16之间的相对运动。在一个实施例中，臂限制器46构造成在轮椅10的操作期间的某些情况下的预限定操作条件的发生时(例如，在轮椅处于升高状态时)自动地接合臂组件中的一个或更多个。臂限制器46可联接于框架16。在一些实施例中，臂限制器46由悬架间接地联接于框架16，如下面论述的。在轮椅10处于升高位置并且重心被升起时，不具有臂限制器46的臂组件22可不提供足够的支承，并且导致椅子的不稳定性或倾斜。防止臂组件22与框架16之间的相对运动可限制轮椅10的某些操作条件，以便提高稳定性和乘员安全性。臂限制器46可在第一或脱离构造与第二或接合构造之间过渡，其中臂组件22的操作移动被限制。此外，臂限制器46的操作可在轮椅横越障碍物14时被限制，抑制，削弱或延迟。例如，如果臂组件22在试图横越障碍物14时被接合，则臂限制器46可不过渡到接合构造中，如下面将进一步论述的。
参照图4A和图4B，轮椅10可包括障碍物悬架38。障碍物悬架38可包括偏置部件，如压缩弹簧40。悬架38可联接于臂限制器46(例如，在障碍物悬架38的一个端部处)和框架16(例如，在障碍物悬架38的另一端部处)，以将臂限制器46联接于框架16。在一个实施例中，悬架38被认为是臂限制器46的部分。例如，悬架38可绕着轴线A5可枢转地联接于框架16。在一个实施例中，障碍物悬架38可包括杆42，其绕着轴线A5可枢转地联接于框架16。在一个实施例中，轴线A5与轴线A4大体上平行。在一个实施例中，轴线A5在轴线A4近侧。在一个实施例中，轴线A5定位在轴线A4与轮26之间。杆42可由紧固件(如螺栓)联接于框架16。紧固件44(如螺栓)可联接于框架16，延伸穿过压缩弹簧40，并且联接于杆42。在一个实施例中，悬架38构造成抵抗臂部件32相对于框架的枢转。例如，悬架38可构造成抵抗轮26的向上移动(沿垂直方向V，见图1A)和/或关于轮26的向上冲击。
在一个实施例中，臂限制器46构造成限制臂组件22在接合位置相对于框架的移动。接合位置可包括一构造，其中臂限制器46可联接于悬架38并且联接于臂组件22和驱动系统20中的一个或更多个。在一个实施例中，臂限制器46构造成在接合位置接合系杆34。在一个实施例中，臂限制器46构造成在接合位置接合从系杆34延伸的捕捉件34b。臂限制器46可以可枢转地联接于障碍物悬架38。在一个实施例中，臂限制器46绕着轴线A6可枢转地联接于障碍物悬架38。在一个实施例中，轴线A6大体上平行于轴线A4。在一个实施例中，臂限制器46在牵引部件36联接于框架16的地方近侧联接于障碍物悬架38。
臂限制器46可呈闩锁臂46的形式。臂限制器46可具有第一凹口46a，其构造成在接合位置接合从系杆34延伸的捕捉件34b。臂限制器46可包括第二凹口46b，其构造成在脱离位置接合从系杆34延伸的捕捉件34b。臂限制器46可大体上呈问号的形状弯曲。在一个实施例中，臂限制器46偏置成朝向障碍物悬架38枢转到例如减小障碍物悬架38的行进范围的位置中，如本文中描述的。在一个实施例中，偏置部件(如拉伸弹簧48)联接在臂限制器46与悬架38之间。弹簧48构造成将臂限制器46朝向接合位置偏置。臂限制器46可确定形状成使得第一凹口46a和第二凹口46b在弹簧48与臂限制器46之间的凹穴内。臂限制器46可具有远侧端部46c，其构造成与提升机构的触发器30d接合。在一个实施例中，闩锁臂46的远侧端部46c为自由端部。远侧端部46c可确定形状成与轴线A4大体上平行。
参照图5A和图5B，臂限制器46示出成处于脱离位置。在如图5A中示出的水平地面G上，在座椅处于降低位置的情况下，触发器30d可接合臂限制器46(例如，在臂限制器46的远侧端部处)，并且使臂限制器46与捕捉件34b间隔。在轮26遇到如图5B中示出的障碍物14时，臂组件22相对于框架16枢转角度β1，直到捕捉件34b接合臂限制器的第二凹口46b，使臂限制器46相对于悬架38枢转。臂组件22可相对于框架(例如，绕着轴线A4)枢转，直到悬架38的弹簧40(见图4B)被完全压缩。在其它实施例中，臂组件22的竖直枢转极限由牵引部件36的极限指定。如图5B中示出的，防止臂限制器46过渡到接合位置，这取决于臂组件22的位置。
参照图6A和图6B，臂限制器46示出成处于接合位置。在如图6A中示出的水平地面G上，在座椅处于升高位置的情况下，触发器30d可从臂限制器46的远侧端部脱离，使得偏置部件48使臂限制器46相对于臂组件22枢转，直到臂限制器46的第一凹口46a与捕捉件34b接合。在轮26遇到如图5B中示出的障碍物14时，臂组件22相对于框架16枢转角度β2，直到悬架38的弹簧40被完全压缩。在一个实施例中，使座椅12降低使触发器30d接合臂限制器46的远侧端部，将臂限制器46从捕捉件34b释放。在一个实施例中，轮椅10包括传感器50，用于检测臂限制器46何时处于接合位置。传感器50可为接触传感器、电磁传感器，和/或接近度传感器。传感器50可定位在捕捉件34b上或近侧。在一个实施例中，臂限制器46包括在第一凹口46a近侧的传感器50。此类传感器50可向控制器指示臂限制器46处于接合位置。在一个实施例中，控制器接收来自传感器50的信号(该信号指示臂限制器46处于接合位置)，并且响应于信号生成控制信号，该控制信号实施轮椅10的选择的期望操作并且选择轮椅10的期望操作，如下面进一步详细地论述的。
参照图5A-6B，轮椅10可具有不同的操作模式，如标准模式和一个或更多个升高的运动模式。在一些实施例中，控制系统包括构造成以不同的操作模式来操作轮椅10的控制器、与控制器电子通信的输入装置，以及与控制器电子通信的一个或更多个传感器。控制器可响应于来自输入装置和传感器中的一个或更多个的输入，以便使轮椅10至少以如下模式来操作：(i)标准模式，其在座椅12处于降低位置时，使得轮椅10能够根据标准驱动参数(即，对于升高的座椅操作而言不被限制的常规参数)沿着表面G移动，和(ii)一个或更多个升高的运动模式，由此座椅12处于升起位置，并且驱动参数在某种程度上被限制。升高的运动模式可包括A)第一或正常的升高的运动模式，其中轮椅能够根据第一组有限的驱动参数来操作，和B)第二升高的运动模式(有时被称为升高抑制模式)，由此轮椅10能够根据第二组有限的驱动参数来操作，该第二组有限的驱动参数具有典型地小于第一组有限的驱动参数的上限的极限。如本文中使用的短语“驱动参数”(无论是处于标准模式还是升高模式)可包括轮椅10的速度(英里/小时)、加速度以及减速度。在一些实施例中，驱动参数包括方向分量，如前进速度、倒退速度，和转弯速度、前进加速度、前进减速度、倒退加速度，以及倒退减速度。为了简洁和易于例示，下面的标准模式和升高模式参照轮椅10的速度来描述。然而，应当认识到的是，下面关于速度论述的范围和极限适用于其它驱动参数，如以上描述的转弯速度、加速度以及减速度。
在一个实施例中，标准模式可为在座椅12处于降低位置，使得轮椅能够以典型的轮椅速度沿着表面G移动时。第一升高的运动模式可为在轮椅10能够以第一速度范围(高达最大的升起座椅驱动速度，其小于典型的轮椅速度)移动时。第二升高的运动模式(或升高抑制模式)为在轮椅10能够以第二升高的模式速度范围(高达最大的升起抑制驱动速度，其小于第一速度范围的上限)移动时。
在标准模式中，轮椅10可以以传统轮椅的典型的标准或降低座椅的驱动速度范围(如从0.0mph到大约10.0mph)移动。因此，应当认识到的是，完全降低座椅的驱动速度可具有上限，其在从实际最小值(或在静止时的0mph)到例如10.0mph(如指示的)的常规范围内的任何地方。此外，应当认识到的是，在轮椅10以标准模式操作时，轮椅10可构造成按需要以任何速度移动，并且不限于在实际最小值和10.0mph之间的速度。动力轮椅10将典型地在轮椅10横越障碍物14(如路缘)时，处于标准模式(即，其中座椅处于完全降低位置)。用语“标准模式”包括不具有由控制器的速度限制(与座椅位置相关)的模式。
在处于升高的运动模式时，轮椅10可构造成以具有极限的速度移动，该极限小于标准模式驱动速度上限。在升高的运动模式中，轮椅10优选地能够以步行速度(或者可能更快)移动，同时座椅12处于升起位置，使得乘员处于与在动力轮椅旁边行走的人会话的高度。在示例性实施例中，在处于正常升高运动模式时，第一速度范围从实际最小值到5.0mph，优选从实际最小值到3.75mph。即，轮椅10可构造成以不大于5.0mph，优选不大于3.75mph的最大升起座椅驱动速度移动。在一个实施例中，轮椅10构造成以不大于3.5的最大升起座椅驱动速度移动。应当认识到的是，升起座椅驱动速度可具有从实际最小值的第一速度范围到5.0mph的任何地方的上限。此外，在轮椅10以正常升高运动模式操作时，可存在其中上限可设定为高于5.0mph的情况。如本文中使用的用语“实际最小”速度意味着范围的下限根据熟悉轮椅结构和功能的人所理解的参数来选择，并且可在某些条件之下接近零mph。
在其中轮椅10以升高运动模式操作并且不满足至少一个安全标准的情况下，控制器可使轮椅10以除了第一正常升高运动模式之外的某种模式操作。例如，控制器可使轮椅10以第二升高运动模式或升高抑制模式操作，至少直到满足所有安全标准。例如，在一些实施例中，如果座椅12处于升起位置并且不满足安全标准中的一个，则控制器可允许轮椅10在第二升高抑制速度范围(高达减小的最大升起抑制速度，其小于最大升起座椅驱动速度)内移动。最大升起抑制驱动速度可为不大于3.0mph，优选不大于1.5mph的速度。在一个实施例中，最大升起抑制驱动速度可为不大于1.25mph的速度。然而，应当认识到的是，升起抑制驱动速度可按需要具有任何上限，只要其小于第一正常速度范围的上限。
轮椅的最大速度可在臂限制器中的一个或更多个在升高位置不接合时减小。在一个实施例中，最大标准或降低座椅的驱动速度为近似10mph，在两个臂限制器接合的情况下的最大升高运动模式速度为近似3.5mph，并且在一个或更多个臂限制器不接合的情况下的最大升高运动模式速度为近似1.25 mph。
因此，为了轮椅10以升高的运动模式操作，应当满足某一安全标准，如将在下面进一步论述的。一个或更多个传感器可检测指示轮椅10何时处于以升高运动模式安全操作的位置的信息。那些传感器可包括接触传感器、电磁传感器，和/或接近度传感器。如果传感器检测到指示使轮椅10以升高运动模式操作为不安全的状态，则控制器可以以某种其它模式，如升高抑制模式或标准模式操作轮椅10(即，通过要求座椅12处于最低位置)。在某些情况下，例如，轮椅10将不以升高运动模式操作，即，如果座椅12起初处于降低位置并且轮椅10攀登障碍物或者沿着斜坡下降，则座椅12将不移动到升起位置中。
臂组件22可具有各种不同的运动范围，这取决于轮椅10的状态。如本文中使用的旋转范围是指臂组件22至不同于第一位置的位置(例如，图5A中示出的位置)的旋转。在臂组件22处于第一位置，使得轮椅10在平坦的水平地面G上操作时，第一固定基准线L与枢转轴线A4和前轮轴线A2相交。线L在第一位置限定了从地面表面G的角度α。在一个实施例中，角度α为近似5度。在其它实施例中，角度α可为近似4度、3度、2度或1度。参照图5B，臂组件22可在脱离位置具有相对于框架16的第一运动范围，使得基准线L能够相对于地面表面G移动高达角度β1。在一个实施例中，角度β1为近似15度。在其它实施例中，角度β1可为近似14度、13度、12度、11度、10度或9度。参照图6B，臂组件22可在接合位置具有相对于框架16的第二运动范围，使得基准线L能够相对于地面表面G移动高达角度β2，角度β2小于角度β1。在一个实施例中，角度β2为近似10度。在其它实施例中，角度β2可为近似14度、13度、12度、11度、10度、9度、8度、7度或6度。在一个实施例中，角度β2为角度β1的近似2/3弧度。在一个实施例中，角度β2为角度β1的小于近似2/3弧度。在一个实施例中，角度β2为角度β1的值的近似2/3。在一个实施例中，前轮26的底部在接合位置提升离地面G不大于近似1.5英寸。在一个实施例中，前轮26的底部在接合位置提升离地面G不大于近似1.25英寸。在一个实施例中，前轮26的底部在接合位置提升离地面G不大于近似1英寸。在一个实施例中，前轮26的底部在接合位置提升离地面G不大于近似0.75英寸。
臂限制器46可在轮椅10以标准运动模式操作时(即，在座椅12处于降低位置时)脱离。在控制器接收来自输入装置的输入，以在升高运动模式下操作轮椅10时，控制器可使臂限制器过渡到第二或接合构造中。然而，如果不满足某些条件，则可抑制臂限制器46以免移动到接合位置中。例如，臂限制器46可能够仅在前轮26和驱动轮18在平坦的水平地面G(或大致上平坦的水平地面)上时，移动到接合位置中。如果前轮26在相对于驱动轮18和地面表面G升起的表面上，使得臂组件22竖直地枢转(如图5B中示出的)，则物理上阻挡臂限制器46以免移动到接合位置中(例如，捕捉件34b已经经过第一凹口46a)。如果前轮26接着返回至地面平面G，则偏置或拉伸弹簧48可使臂限制器46移动至接合位置。如果提升机构30在前轮26相对于地面平面G在升起的表面上时降低，则触发器30d可使臂限制器46绕着其轴线A6旋转，并且允许臂22旋转超出升起的角度极限，而不引起过度的应力或对轮椅10的构件的损坏。
在一个实施例中，轮椅10包括悬架器件，用于取决于臂限制器46的构造(例如，取决于臂限制器是否处于接合位置或不处于接合位置)控制臂组件22相对于框架16的运动。在一个实施例中，悬架器件包括第一悬架构件(如牵引部件36)和/或第二悬架构件(如障碍物悬架38(例如图4A中示出的))。在一个实施例中，第一悬架构件具有第一行进范围，并且第二悬架构件具有小于第一行进范围的第二行进范围。悬架可构造成使得第一行进范围仅在臂限制器不处于接合位置时实现(例如，在第一悬架构件被完全压缩时)。悬架器件还可构造成使得第二行进范围仅在臂限制器处于接合位置时实现(例如，在第二悬架构件被完全压缩时)。在一个实施例中，臂限制器22、第二悬架构件(例如，障碍物悬架38)以及第一悬架构件(例如，牵引部件36)在公共轴线(例如，例如在图4A中示出的轴线A6)处联接(例如，均可旋转地联接)于轮椅10。
在一个实施例中，可调节高度轮椅10包括一个或更多个计算机(例如，控制器)，其具有一个或更多个处理器和存储器(例如，一个或更多个非易失性存储装置)。在一些实施例中，存储器或存储器的计算机可读存储介质储存用于处理器的程序、模块以及数据结构或它们的子集，以控制和运行本文中公开的各种系统和方法。在一个实施例中，非暂时性计算机可读存储介质具有储存在其上的计算机可执行指令，其在由处理器执行时，执行本文中公开的方法中的一种或更多种。
本领域技术人员将认识到的是，可对上面示出和描述的示例性实施例作出改变，而不脱离其广泛的发明构思。因此，理解的是，本发明不限于示出和描述的示例性实施例，而是旨在覆盖如由权利要求限定的本发明的精神和范围内的改型。例如，示例性实施例的特定特征可或可不为要求权利的本发明的部分，并且可组合公开的实施例的各种特征。除非在本文中具体地阐述，否则用语“一”、“一个”和“该”不限于一个元件，而是相反地，应当解读为意味着“至少一个”。
将理解的是，本发明的附图和描述中的至少一些简化成集中于与清楚理解本发明相关的元件，同时为了清楚起见，排除了本领域技术人员将认识的其它元件，还可包括本发明的部分。然而，因为此类元件在本领域中为公知的，并且因为它们不一定便于本发明的更好理解，所以此类元件的描述不提供在本文中。
此外，就本发明的方法不依赖于本文中阐释的步骤的特定顺序来说，步骤的特定顺序不应当被解释为对权利要求的限制。针对本发明的方法的任何权利要求不应当限于它们的步骤以书写的顺序的执行，并且本领域技术人员可容易地认识到的是，步骤可变化并且仍然保持在本发明的精神和范围内。

Claims (25)

1.一种动力轮椅，其包括：
框架；
臂组件，其包括可枢转地联接于所述框架的臂，所述臂组件包括联接于所述臂的轮；
悬架，其联接于所述框架和所述臂组件；
驱动系统，其联接于所述臂组件并且构造成驱动驱动轮；以及
臂限制器，其可枢转地联接于所述悬架，并且在接合位置联接于所述臂组件和所述驱动系统中的一个或更多个，所述臂限制器构造成限制所述臂组件在所述接合位置的移动，
其中，所述悬架包括可枢转地联接于所述框架的杆和联接在所述框架与所述杆之间的压缩弹簧，所述臂限制器可枢转地联接于所述杆。
2.根据权利要求1所述的动力轮椅，其特征在于，所述臂限制器包括闩锁臂，所述闩锁臂具有凹口，用于在所述接合位置接合从所述臂组件和所述驱动系统中的所述一个或更多个延伸的捕捉件。
3.根据权利要求2所述的动力轮椅，其特征在于，所述闩锁臂大体上以问号的形状弯曲。
4.根据权利要求3所述的动力轮椅，其特征在于，所述臂限制器包括联接在所述闩锁臂与所述悬架之间的弹簧，所述弹簧构造成将所述闩锁臂朝向所述接合位置偏置。
5.根据权利要求4所述的动力轮椅，其特征在于，所述闩锁臂包括自由远侧端部，其构造成与从所述动力轮椅的提升机构延伸的突出部接合。
6.根据权利要求1所述的动力轮椅，其特征在于，所述动力轮椅还包括可扩展牵引部件，其联接于所述臂组件和所述驱动系统中的一个或更多个并且联接于所述框架。
7.根据权利要求6所述的动力轮椅，其特征在于，所述可扩展牵引部件构造成将所述臂组件相对于地面表面向上偏置。
8.根据权利要求6所述的动力轮椅，其特征在于，所述臂限制器在所述可扩展牵引部件联接于所述框架的地方近侧可枢转地联接于所述悬架。
9.根据权利要求1所述的动力轮椅，其特征在于，所述动力轮椅还包括：
提升机构，其由所述框架支承；以及
座椅，其由所述提升机构支承，所述提升机构构造成在降低位置与升起位置之间移动所述座椅。
10.根据权利要求9所述的动力轮椅，其特征在于，所述提升机构包括突出部，其构造成在所述降低位置接合所述臂限制器并在所述升起位置释放所述臂限制器，并且允许所述臂限制器过渡到所述接合位置。
11.根据权利要求1所述的动力轮椅，其特征在于，取决于所述臂组件的位置，防止所述臂限制器过渡到所述接合位置。
12.根据权利要求1所述的动力轮椅，其特征在于，所述驱动系统包括电动机和齿轮箱。
13.根据权利要求1所述的动力轮椅，其特征在于，所述驱动系统刚性地联接于所述臂组件，并且由所述臂组件间接地联接于所述框架。
14.根据权利要求1所述的动力轮椅，其特征在于，所述臂组件包括捕捉件，并且所述臂限制器在所述接合位置联接于所述捕捉件。
15.根据权利要求1所述的动力轮椅，其特征在于，所述臂限制器包括传感器，所述驱动系统构造成在所述传感器检测到所述臂限制器处于所述接合位置时以减小的速度驱动所述驱动轮。
16.一种动力轮椅，其包括：
框架；
提升机构，其由所述框架支承；
座椅，其由所述提升机构支承，所述提升机构构造成在降低位置与升起位置之间移动所述座椅；
一对驱动轮；
至少一个驱动器，其联接于所述框架，并且构造成将扭矩施加于所述驱动轮中的至少一个；
臂组件，其包括可枢转地联接于所述框架的臂和联接于所述臂的轮，所述臂构造成在所述动力轮椅在平坦的地面上操作时相对于所述框架处于第一位置，并且构造成能够从该第一位置旋转，所述臂组件具有联接于所述框架的悬架；
臂限制器，其构造成在所述座椅处于所述升起位置时抑制所述臂的运动，所述臂限制器具有第一构造，其中所述臂能够从所述第一位置旋转穿过第一旋转范围，和第二构造，其中所述臂能够从所述第一位置旋转仅穿过小于所述第一旋转范围的第二旋转范围，所述臂限制器联接于所述悬架并且构造成在所述第二构造中接合所述臂组件；以及
触发器，其安装至所述提升机构并且与所述臂限制器联接，使得在所述座椅在所述降低位置与所述升起位置之间移动时，所述触发器使所述臂限制器在所述第一构造与所述第二构造之间过渡，
其中在所述臂旋转地不同于相对于所述框架的所述第一位置达大于预定量时，防止所述臂限制器过渡到所述第二构造中。
17.根据权利要求16所述的动力轮椅，其特征在于，所述触发器构造成在所述提升机构将所述座椅从所述升起位置移动至所述降低位置时，将所述臂限制器朝向所述第一构造推动。
18.根据权利要求16所述的动力轮椅，其特征在于，所述预定量为大于或等于4度。
19.根据权利要求16所述的动力轮椅，其特征在于，所述触发器包括从所述提升机构的侧部侧向地突出的突出部。
20.根据权利要求16所述的动力轮椅，其特征在于，所述悬架包括具有第一行进范围的第一悬架构件和具有小于所述第一行进范围的第二行进范围的第二悬架构件，并且其中所述第二悬架构件构造成在所述动力轮椅仅在所述臂限制器处于第二位置时的操作期间，移动穿过所述第二行进范围。
21.根据权利要求20所述的动力轮椅，其特征在于，所述第一悬架构件构造成在所述臂限制器处于所述第二位置时压缩小于所述第一行进范围的量。
22.根据权利要求20所述的动力轮椅，其特征在于，所述第二悬架构件构造成在所述臂限制器处于所述第二位置时压缩穿过整个第二行进范围。
23.一种动力轮椅，其包括：
框架；
提升机构，其由所述框架支承；
座椅，其由所述提升机构支承，所述提升机构构造成在降低位置与升起位置之间移动所述座椅；
一对驱动轮；
至少一个驱动器，其联接于所述框架，并且构造成将扭矩施加于所述驱动轮中的至少一个；
臂限制器；
臂组件，其包括可枢转地联接于所述框架的臂和联接于所述臂的轮，所述臂构造成在所述动力轮椅在平坦的地面上操作时相对于所述框架处于第一位置，并且构造成能够从该第一位置旋转，所述臂组件具有悬架，所述悬架构造成取决于臂限制器的构造控制所述臂组件相对于所述框架的运动；
所述臂限制器构造成在所述提升机构处于所述升起位置时抑制所述臂的运动，所述臂限制器具有第一构造，其中所述臂组件能够从所述第一位置旋转穿过第一旋转范围，和第二构造，其中所述臂能够从所述第一位置旋转仅穿过小于所述第一旋转范围的第二旋转范围，所述臂限制器联接于所述悬架并且构造成在所述第二构造中接合所述臂组件；以及
触发器，其安装至所述提升机构并且与所述臂限制器联接，使得在所述座椅在所述降低位置与所述升起位置之间移动时，所述触发器使所述臂限制器在所述第一构造与所述第二构造之间过渡，
其中在所述臂旋转地不同于相对于所述框架的所述第一位置达大于预定量时，防止所述臂限制器过渡到所述第二构造中。
24.根据权利要求23所述的动力轮椅，其特征在于，所述悬架包括具有第一行进范围的第一悬架构件和具有第二行进范围的第二悬架构件，其中所述第一悬架构件能够在所述臂限制器不处于所述接合位置时压缩穿过所述第一行进范围，并且所述第二悬架构件能够在所述臂限制器处于所述接合位置时压缩穿过所述第二行进范围。
25.根据权利要求23所述的动力轮椅，其特征在于，所述悬架为悬架器件，用于取决于臂限制器的构造控制所述臂组件相对于所述框架的运动。
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