CN109646201B - 一种多功能自助式越障轮椅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能自助式越障轮椅。现有轮椅通过履带实现上下台阶,成本高还需要陪同人员的陪护。本发明包括轮椅座体、上坡装置、减速装置和上下台阶装置;上坡装置通过棘轮、棘爪实现轮椅上坡自动防止后退;减速装置利用电流变液材料、加速度传感器和控制模块实现下坡速度过快或者平路上速度过快自动减速;上下台阶装置通过翻转叉轮板实现叉轮升降,并通过伸出按钮、缩回按钮和停止按钮给控制模块指令,实现叉轮转动,从而上下台阶。本发明能够在无需专门陪同人员的陪同下,实现轮椅上坡自动防止后退、速度过快自动减速和上下台阶,提高轮椅安全性和便利性。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域,具体涉及一种多功能自助式越障轮椅。
背景技术
目前,越来越多的残疾人、病人和老年人等需要乘坐轮椅。但是目前大多数的轮椅,需要专门的陪同人员陪同才能使用,这在很大程度上带来了不便。特别是轮椅在上坡时,需要陪同人员推行;在坡道上停驻时为了防止后退,需要主动拉手刹;在下坡或者平路速度过快时,为了减速,目前大多数轮椅使用的也是手刹;此外,目前市场中的中低端轮椅没有上下台阶功能,只能通过电梯或者人力实现,而高端的轮椅是通过履带实现,不仅成本高而且还需要陪同人员的陪护。
发明内容
本发明的目的是根据目前轮椅的不足,提供一种多功能自助式越障轮椅,实现无需专门陪同人员陪同,就能够自主实现轮椅的上坡自动防退,下坡以及平路速度过快自动减速,自助式的上下台阶以及紧急制动的功能。
本发明包括轮椅座体、上坡装置、减速装置和上下台阶装置。轮椅座体后部通过轴承支承有后轮安装轴,后轮安装轴两端固定两个后轮;轮椅座体前部两侧均设有万向轮;所述的上坡装置包括伸缩杆、限位块、不完全齿轮、丝杆、滑块、棘爪和棘轮。两个不完全齿轮与轮椅座体两侧外壁分别构成转动副;两个不完全齿轮底部的有齿部分与两个从动齿轮分别啮合;两个从动齿轮固定在丝杆两端;所述的丝杆通过轴承支承在轮椅座体上;不完全齿轮靠近顶部边沿位置开设有弧形槽,所述弧形槽的两端均开设有限位槽;所述伸缩杆的一端固定在轮椅座体一侧,另一端与限位块固定;伸缩杆穿过与其同一侧的不完全齿轮的弧形槽设置;所述的限位块上固定设有手柄;两块滑块间距设置,且均与丝杆构成螺旋副;两个棘爪尾部与两块滑块分别铰接,且棘爪与铰接的滑块之间通过回复弹簧一连接;两个棘轮间距固定在后轮安装轴上,且该间距等于两个棘爪之间的间距。
所述的减速装置包括锥齿轮传动装置、密封箱、搅拌叶片、加速度传感器、控制模块和电流变液。所述的锥齿轮传动装置包括主动锥齿轮和从动锥齿轮;所述的主动锥齿轮固定在后轮安装轴上,从动锥齿轮固定在传动轴上,并与主动锥齿轮啮合;传动轴通过轴承支承在轮椅座体上;搅拌叶片固定在传动轴上,并置于密封箱内;密封箱内充满电流变液,密封箱固定在轮椅座体底部;控制模块给电流变液施加电压;加速度传感器的信号输出端接控制模块。
所述的上下台阶装置包括电动伸缩杆、叉轮、主动链轮、链条、从动链轮、伸出按钮、缩回按钮和停止按钮。两个主动链轮间距固定在后轮安装轴上,且与固定在后置叉轮轴上的两个从动链轮分别通过一条链条连接;所述的后置叉轮轴通过轴承支承在轮椅座体上,后置叉轮轴两端均固定叉轮;所述的后置叉轮轴位于后轮安装轴的下部。所述电动伸缩杆的一端与轮椅座体铰接,另一端与叉轮板铰接;所述叉轮板的后部与轮椅座体铰接,前部铰接有前置叉轮轴;前置叉轮轴两端均固定叉轮;轮椅座体底面水平状态下,所有叉轮的最低点均高于后轮的最低点;万向轮中心轴线、前置叉轮轴、后轮安装轴和后置叉轮轴由前至后依次排布;所述的伸出按钮、缩回按钮和停止按钮均连接控制模块,电动伸缩杆的控制信号输入端接控制模块。
所述万向轮的支架顶部与轮椅座体铰接,该铰接轴竖直设置,且万向轮的支架与轮椅座体之间设有减震弹簧。
所述的限位槽呈椭圆形。
所述限位块与限位槽的形状和尺寸均相同。
所述的控制模块由锂电池供电,并给加速度传感器供电;锂电池和加速度传感器均设置在轮椅座体底部。
还包括紧急刹车装置,所述的紧急刹车装置包括把手和回复弹簧二。所述把手的中部与轮椅座体铰接,底部靠前的一侧与固定在轮椅座体上的支板通过回复弹簧二连接;支板对把手的支点位于把手与轮椅座体的铰接点和把手与回复弹簧二的连接点之间位置;把手的底端靠近后轮设置。轮椅座体两侧各设置一个紧急刹车装置。
本发明具有的有益效果是:
1、本发明能够在无需专门陪同人员的陪同下,通过棘轮、棘爪等机械结构,实现轮椅上坡自动防止后退,提高安全性的功能;
2、本发明能够在无需专门陪同人员的陪同下,利用智能材料和机械结构,实现下坡速度过快或者平路上速度过快自动减速的功能,提高了安全性和便利性;
3、本发明能够在无需专门陪同人员的陪同下,利用叉轮等机械结构实现轮椅的上台阶和下台阶功能;
4、本发明为了增加安全性和便利性,利用万向轮实现轮椅的转弯,利用紧急刹车装置紧急制动。
附图说明
图1是本发明的整体结构立体图;
图2是本发明的后视图;
图3是本发明的后部结构立体图;
图4是本发明的左侧结构立体图;
图5是本发明的右侧结构立体图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种多功能自助式越障轮椅,包括轮椅座体、上坡装置1、减速装置2、上下台阶装置3和紧急刹车装置5。轮椅座体后部通过轴承支承有后轮安装轴,后轮安装轴两端固定两个后轮;轮椅座体前部两侧均设有万向轮4,万向轮的支架顶部与轮椅座体铰接,该铰接轴竖直设置,从而万向轮可改变任意方向转弯,且万向轮的支架与轮椅座体之间设有减震弹簧26。
如图1、2、3所示,上坡装置1包括伸缩杆6、限位块7、不完全齿轮8、丝杆9、滑块10、棘爪11和棘轮12。两个不完全齿轮8与轮椅座体两侧外壁分别构成转动副;两个不完全齿轮8底部的有齿部分与两个从动齿轮分别啮合;两个从动齿轮固定在丝杆9两端;丝杆9通过轴承支承在轮椅座体上;不完全齿轮8靠近顶部边沿位置开设有弧形槽,弧形槽的两端均开设有椭圆形的限位槽;伸缩杆6一端固定在轮椅座体一侧,另一端与限位块7固定;且伸缩杆6穿过同一侧不完全齿轮8的弧形槽设置;限位块7与限位槽的形状和尺寸均相同;限位块7上固定设有手柄;两块滑块10间距设置,且均与丝杆9构成螺旋副;两个棘爪11尾部与两块滑块10分别铰接,且棘爪11与铰接的滑块10之间通过回复弹簧一连接;两个棘轮12间距固定在后轮安装轴上,且该间距等于两个棘爪11之间的间距。
如图1、2和4所示,减速装置2包括锥齿轮传动装置13、密封箱14、搅拌叶片15、锂电池16、加速度传感器17、控制模块和电流变液。锥齿轮传动装置13包括主动锥齿轮和从动锥齿轮;主动锥齿轮固定在后轮安装轴上,从动锥齿轮固定在传动轴上,并与主动锥齿轮啮合;传动轴通过轴承支承在轮椅座体上;搅拌叶片15固定在传动轴上,并置于密封箱14内;密封箱14内充满电流变液,并固定在轮椅座体底部;锂电池16和加速度传感器17均设置在轮椅座体底部;锂电池16给控制模块供电,控制模块给电流变液施加电压并且给加速度传感器17供电;加速度传感器17的信号输出端接控制模块。
如图1、3和5所示,上下台阶装置3包括电动伸缩杆18、叉轮19、主动链轮、链条20、从动链轮、伸出按钮21、缩回按钮22和停止按钮23。两个主动链轮间距固定在后轮安装轴上,且与固定在后置叉轮轴上的两个从动链轮分别通过一条链条20连接;后置叉轮轴通过轴承支承在轮椅座体上,后置叉轮轴两端均固定叉轮19;后置叉轮轴位于后轮安装轴的后部,并位于后轮安装轴的下部。电动伸缩杆18一端与轮椅座体铰接,另一端与叉轮板铰接;叉轮板后部与轮椅座体铰接,前部铰接有前置叉轮轴;前置叉轮轴两端均固定叉轮19;轮椅座体底面水平状态下,叉轮19的最低点高于后轮的最低点;万向轮4中心轴线、前置叉轮轴、后轮安装轴和后置叉轮轴由前至后依次排布;伸出按钮21、缩回按钮22和停止按钮23均连接控制模块,电动伸缩杆18的控制信号输入端接控制模块。
如图4所示,紧急刹车装置5包括把手24和回复弹簧二25。把手24中部与轮椅座体铰接,底部靠前的一侧与固定在轮椅座体上的支板通过回复弹簧二25连接;支板对把手24的支点位于把手与轮椅座体的铰接点和把手与回复弹簧二的连接点之间位置;把手24的底端靠近后轮设置。轮椅座体两侧各设置一个紧急刹车装置5。
该多功能自助式越障轮椅的使用方法如下:
平地行驶情况下,棘轮12与棘爪11不在同一竖直面;需要上坡时,为了防止轮椅出现倒退现象,需要棘轮12与棘爪11在同一竖直面上,此时棘轮12的齿槽正好与棘爪11对齐,后轮只能前进不能后退。使棘轮12与棘爪11在同一竖直面上的具体操作如下:通过手柄向外拉限位块7,使得限位块7从不完全齿轮8弧形槽一端的限位槽中抽出,然后转动不完全齿轮8,不完全齿轮8与丝杆9上的从动齿轮啮合,从而带动丝杆9转动,使丝杆9上的滑块10移动,此时棘爪11也发生移动,直到限位块7处于不完全齿轮8弧形槽另一端的限位槽内,防止不完全齿轮8继续发生转动;其中,若不完全齿轮8转动过程中弧形槽的限位槽无法对到限位块7,则往前或往后稍微转动一下后轮,就可使得棘轮12的齿槽正好与棘爪11对齐。当上坡结束后,再次通过手柄向外拉限位块7,并反向转动不完全齿轮8,使得限位块7处于上坡前的那个限位槽内,防止不完全齿轮8继续发生转动,此时棘轮12与棘爪11不在同一竖直面。
下坡时,控制模块根据加速度传感器17传来的速度信号,给密封箱14中的电流变液施加电压,速度越大施加的电压也就越大,而电流变液的黏度随着电压的增加而增加,从而使得电流变液中搅拌叶片15的转动速度变慢,由于搅拌叶片15固定在传动轴上,传动轴转速变慢;传动轴经从动锥齿轮和主动锥齿轮的传动,使后轮安装轴和后轮发生减速,从而达到主动降速的功能。
需要上台阶时,使轮椅座体后部面对台阶,按下伸出按钮21,控制模块控制电动伸缩杆伸出,使得叉轮板前部向下翻转,当前置叉轮轴上的叉轮19触碰地面后,万向轮4悬空,电动伸缩杆继续推动轮椅座体后部向下翻转,直到后置叉轮轴上的叉轮19触碰地面时,按下停止按钮23,电动伸缩杆停止运动;然后往后转动后轮,虽然此时的后轮悬空,但是后轮安装轴上的主动链轮通过链条20使得后置叉轮轴上的从动链轮和叉轮19发生转动,从而带动前置叉轮轴上的叉轮19转动;前置叉轮轴和后置叉轮轴上的叉轮19都上台阶后,按下缩回按钮22,电动伸缩杆缩回,使得前置叉轮轴和后置叉轮轴上的叉轮19复位,后轮和万向轮4重新触碰地面。
需要下台阶时,使轮椅座体前部面对台阶,按下伸出按钮21,控制模块控制电动伸缩杆伸出,使得叉轮板前部向下翻转,当前置叉轮轴上的叉轮19触碰地面后,万向轮4悬空,电动伸缩杆继续推动轮椅座体后部向下翻转,直到后置叉轮轴上的叉轮19触碰地面时,按下停止按钮23,电动伸缩杆停止运动;然后往前转动后轮,通过叉轮完成下台阶;前置叉轮轴和后置叉轮轴上的叉轮19都下台阶后,接着按下缩回按钮22,电动伸缩杆缩回,使得前置叉轮轴和后置叉轮轴上的叉轮19复位,后轮和万向轮4重新触碰地面。
需要紧急刹车时,转动把手24顶部,使得把手24底部与后轮接触,从而紧急制动。回复弹簧二25使得把手24在正常行驶中不会与后轮接触。紧急刹车结束后,松开把手24,回复弹簧二25使得把手24复位。
Claims (6)
1.一种多功能自助式越障轮椅,包括轮椅座体、上坡装置、减速装置和上下台阶装置;轮椅座体后部通过轴承支承有后轮安装轴,后轮安装轴两端固定两个后轮;轮椅座体前部两侧均设有万向轮;其特征在于:所述的上坡装置包括伸缩杆、限位块、不完全齿轮、丝杆、滑块、棘爪和棘轮;两个不完全齿轮与轮椅座体两侧外壁分别构成转动副;两个不完全齿轮底部的有齿部分与两个从动齿轮分别啮合;两个从动齿轮固定在丝杆两端;所述的丝杆通过轴承支承在轮椅座体上;不完全齿轮靠近顶部边沿位置开设有弧形槽,所述弧形槽的两端均开设有限位槽;所述伸缩杆的一端固定在轮椅座体一侧,另一端与限位块固定;伸缩杆穿过与其同一侧的不完全齿轮的弧形槽设置;所述的限位块上固定设有手柄;两块滑块间距设置,且均与丝杆构成螺旋副,丝杆转动使丝杆上的滑块移动;两个棘爪尾部与两块滑块分别铰接,且棘爪与铰接的滑块之间通过回复弹簧一连接;两个棘轮间距固定在后轮安装轴上,且该间距等于两个棘爪之间的间距;
所述的减速装置包括锥齿轮传动装置、密封箱、搅拌叶片、加速度传感器、控制模块和电流变液;所述的锥齿轮传动装置包括主动锥齿轮和从动锥齿轮;所述的主动锥齿轮固定在后轮安装轴上,从动锥齿轮固定在传动轴上,并与主动锥齿轮啮合;传动轴通过轴承支承在轮椅座体上;搅拌叶片固定在传动轴上,并置于密封箱内;密封箱内充满电流变液,密封箱固定在轮椅座体底部;控制模块给电流变液施加电压;加速度传感器的信号输出端接控制模块;
所述的上下台阶装置包括电动伸缩杆、叉轮、主动链轮、链条、从动链轮、伸出按钮、缩回按钮和停止按钮;两个主动链轮间距固定在后轮安装轴上,且与固定在后置叉轮轴上的两个从动链轮分别通过一条链条连接;所述的后置叉轮轴通过轴承支承在轮椅座体上,后置叉轮轴两端均固定叉轮;所述的后置叉轮轴位于后轮安装轴的下部;所述电动伸缩杆的一端与轮椅座体铰接,另一端与叉轮板铰接;所述叉轮板的后部与轮椅座体铰接,前部铰接有前置叉轮轴;前置叉轮轴两端均固定叉轮;轮椅座体底面水平状态下,所有叉轮的最低点均高于后轮的最低点;万向轮中心轴线、前置叉轮轴、后轮安装轴和后置叉轮轴由前至后依次排布;所述的伸出按钮、缩回按钮和停止按钮均连接控制模块,电动伸缩杆的控制信号输入端接控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种多功能自助式越障轮椅,其特征在于:所述万向轮的支架顶部与轮椅座体铰接,该铰接轴竖直设置,且万向轮的支架与轮椅座体之间设有减震弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种多功能自助式越障轮椅,其特征在于:所述的限位槽呈椭圆形。
4.根据权利要求1所述的一种多功能自助式越障轮椅,其特征在于:所述限位块与限位槽的形状和尺寸均相同。
5.根据权利要求1所述的一种多功能自助式越障轮椅,其特征在于:所述的控制模块由锂电池供电,并给加速度传感器供电;锂电池和加速度传感器均设置在轮椅座体底部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种多功能自助式越障轮椅,其特征在于:还包括紧急刹车装置,所述的紧急刹车装置包括把手和回复弹簧二;所述把手的中部与轮椅座体铰接,底部靠前的一侧与固定在轮椅座体上的支板通过回复弹簧二连接;支板对把手的支点位于把手与轮椅座体的铰接点和把手与回复弹簧二的连接点之间位置;把手的底端靠近后轮设置;轮椅座体两侧各设置一个紧急刹车装置。
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Date | Code | Title | Description |
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