CN111685946A - 一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置 - Google Patents

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Abstract

一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，涉及养老设备技术领域，包括转盘，所述转盘的内壁固定连接有均匀分布的电阻，转盘的内壁固定连接有与电阻电性连接的负极板，转盘的内壁固定连接有与负极板相对称的正极板，转盘的内壁固定连接有均匀分布的电磁体。该基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，通过橡胶膜和卡槽的配合使用，当轮椅超过限定速度时，这时活塞块会在离心力作用下移动至外侧，这时活塞块将U型槽内的电流变液挤向内侧，使橡胶膜膨胀，并且使橡胶膜和卡槽贴合，最终使电流变液变为固态，有效增加橡胶膜和卡槽的摩擦力，有效减慢轮椅的速度，从而达到了防止轮椅失速的效果，保证了老年人的安全，增加了轮椅的使用范围。

Description

一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置
技术领域
本发明涉及养老设备技术领域，具体为一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置。
背景技术
普通轮椅一般由可折叠框架、前后车轮、左右护膝和脚踏板、左右可拆卸扶手、把手刹车装置、座椅、靠背有医学影像资料袋、便盆，接尿袋挂钩、电动站立等部分组成，手摇轮椅在普通轮椅基础上，增加手摇装置，电动轮椅在普通轮椅基础上，增加电子助力系统，减轻了使用者的体力消耗，智能轮椅在电动轮椅的基础上，增加了定位移动、站立移动、遥控移动以及相关互联网+辅助生活。
目前的轮椅可以大大方便老年人的生活，为行动不便的老年人提供了方便出行的机会，老年人利用轮椅出行，可以有效节约体力，并且通过轮椅可以增加出门的时间，有助于老年人的身心健康，但是目前的轮椅在使用过程中，经常会发现存在一些问题，比如老年人自己单独使用轮椅行走时，若是遇到下坡的话，轮椅的速度就难以控制，并且老年人的力气较小，这时就会出现轮椅速度失控的情况，导致轮椅速度过快，容易使老年人受伤，从而降低了轮椅的实用性，限制了轮椅的使用范围。
因此，我们提出了一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置来解决以上的问题，通过橡胶膜和卡槽的配合使用，达到了防止轮椅失速的效果，保证了老年人的安全，增加了轮椅的使用范围，通过电磁体和磁块的配合使用，达到了加强防止失速的效果，进一步保证了轮椅的安全性，提高了实用性。
发明内容
本发明为实现技术目的采用如下技术方案：一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，包括转盘，所述转盘的内壁固定连接有均匀分布的电阻，转盘的内壁固定连接有与电阻电性连接的负极板，转盘的内壁固定连接有与负极板相对称的正极板，转盘的内壁固定连接有均匀分布的电磁体，转盘的内壁开设有均匀分布的U型槽，U型槽的内壁且靠近电磁体的外侧固定连接有弹簧，弹簧的外侧固定连接有活塞块，活塞块的内侧内壁固定连接有磁块，活塞块的中部内壁固定连接有电介质板，活塞块的外侧固定连接有导电块，U型槽的内侧的内壁固定连接有与转盘的内壁固定连接的橡胶膜，转盘的中部活动连接有转轴，转轴的外侧开设有均匀分布的卡槽，卡槽的内壁固定连接有摩擦条。
本发明具备以下有益效果：
1、该基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，通过橡胶膜和卡槽的配合使用，当轮椅超过限定速度时，这时活塞块会在离心力作用下移动至外侧，这时活塞块将U型槽内的电流变液挤向内侧，使橡胶膜膨胀，并且使橡胶膜和卡槽贴合，最终使电流变液变为固态，有效增加橡胶膜和卡槽的摩擦力，有效减慢轮椅的速度，从而达到了防止轮椅失速的效果，保证了老年人的安全，增加了轮椅的使用范围。
2、该基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，通过电磁体和磁块的配合使用，当活塞块移动至最外侧时，这时电介质板将正极板和负极板的相对面积增加至最大，这时电路电压大于电阻的最小通路电压，所以电磁体和导电块均通电，电磁体和磁块之间的磁性斥力有助于活塞块保持在最外侧的位置，保证导电块始终通电，从而达到了加强防止失速的效果，进一步保证了轮椅的安全性，提高了实用性。
进一步，所述转盘的材料为硬质高强度材料且转盘的形状为圆盘状，所述电阻为压敏电阻且电阻的最小通路电压小于通过负极板的最大电路电压。
进一步，所述负极板的尺寸和正极板的尺寸相同且负极板的数量为四个，所述电磁体的数量为四个且电磁体外侧的磁性和磁块内侧的磁性相同。
进一步，所述U型槽的数量为四个且U型槽的尺寸小于转盘的尺寸，所述弹簧为拉伸弹簧且弹簧的直径小于活塞块的直径，所述活塞块的材料为硬质高强度材料且活塞块的形状为圆柱状。
进一步，所述磁块的材料为铷磁铁材料且磁块的尺寸小于活塞块的尺寸，所述电介质板的尺寸小于活塞块的尺寸，所述导电块的材料为铷磁铁材料且导电块的形状为圆柱状。
进一步，所述橡胶膜的材料为软质橡胶材料且橡胶膜的数量为四个，橡胶膜的内侧填充有电流变液，所述转轴的材料为硬质高强度材料且转轴的形状为圆柱状。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明图1中A部的局部放大结构示意图；
图3为本发明橡胶膜膨胀结构示意图；
图4为本发明图3中B部的局部放大结构示意图。
图中：1、转盘；2、电阻；3、负极板；4、正极板；5、电磁体；6、U型槽；7、弹簧；8、活塞块；9、磁块；10、电介质板；11、导电块；12、橡胶膜；13、转轴；14、卡槽；15、摩擦条。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-4，一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，包括转盘1，转盘1起到固定各部件以及产生离心力的作用，转盘1的材料为硬质高强度材料且转盘1的形状为圆盘状，电阻2为压敏电阻且电阻2的最小通路电压小于通过负极板3的最大电路电压，转盘1的内壁固定连接有均匀分布的电阻2，电阻2起到控制导电块11以及电磁体5点路连通状况的作用，转盘1的内壁固定连接有与电阻2电性连接的负极板3，根据C＝εS/d＝εrS/4πkd表达式，可以知道当正极板4和负极板3的相对面积大小可以决定电容的大小，并且电容越大，通过负极板3的电压就越大，负极板3的尺寸和正极板4的尺寸相同且负极板3的数量为四个，电磁体5的数量为四个且电磁体5外侧的磁性和磁块9内侧的磁性相同，转盘1的内壁固定连接有与负极板3相对称的正极板4。
转盘1的内壁固定连接有均匀分布的电磁体5，电磁体5起到磁性传动的作用，转盘1的内壁开设有均匀分布的U型槽6，U型槽6起到储存电流变液以及便于液压传动的作用，U型槽6的数量为四个且U型槽6的尺寸小于转盘1的尺寸，弹簧7为拉伸弹簧且弹簧7的直径小于活塞块8的直径，活塞块8的材料为硬质高强度材料且活塞块8的形状为圆柱状，U型槽6的内壁且靠近电磁体5的外侧固定连接有弹簧7，弹簧7起到将活塞块8收缩至U型槽6内侧的作用，弹簧7的外侧固定连接有活塞块8，活塞块8起到挤压电流变液的作用，活塞块8的内侧内壁固定连接有磁块9，磁块9起到磁性传动的作用，磁块9的材料为铷磁铁材料且磁块9的尺寸小于活塞块8的尺寸。
电介质板10的尺寸小于活塞块8的尺寸，导电块11的材料为铷磁铁材料且导电块11的形状为圆柱状，活塞块8的中部内壁固定连接有电介质板10，电介质板10起到改变电路电压大小的作用，活塞块8的外侧固定连接有导电块11，导电块11起到控制电流变液状态的作用，U型槽6的内侧的内壁固定连接有与转盘1的内壁固定连接的橡胶膜12，橡胶膜12起到增加摩擦力的作用，橡胶膜12的材料为软质橡胶材料且橡胶膜12的数量为四个，橡胶膜12的内侧填充有电流变液，转轴13的材料为硬质高强度材料且转轴13的形状为圆柱状，转盘1的中部活动连接有转轴13，转轴13起到便于转盘1转动的作用，转轴13的外侧开设有均匀分布的卡槽14，卡槽14起到增加摩擦力的作用，降低轮椅的速度，卡槽14的内壁固定连接有摩擦条15，摩擦条15起到增加摩擦力的作用。
工作原理：轮椅正常行驶过程中，各部件如图1所示，此时活塞块8在弹簧7的作用下收缩至U型槽6的内侧，这时电介质板10将正极板4和负极板3的相对面积减小至最小，导致通过负极板3的电路电压小于电阻2的最小通路电压，所以电阻2处于断路状态，并且电磁体5和导电块11均处于断电状态，所以此时橡胶膜12内的电流变液处于液态，并且橡胶膜12也处于收缩状态，此时转盘1可绕着转轴13自由转动；
当轮椅超过限定速度时，如图3所示，此时活塞块8会在离心力的作用下移动至U型槽6的外侧，活塞块8将电流变液向外侧挤压，使橡胶膜12膨胀，并且与卡槽14贴合，橡胶膜12和摩擦条15相互摩擦，有效减缓转盘1的转动，并且这时电介质板10将正极板4和负极板3的相对面积增加至最大，通过负极板3的电路电压大于电阻2的最小通路电压，所以此时电磁体5和导电块11均处于通电状态，电磁体5和磁块9之间的相互排斥作用力可以使活塞块8有效保持位于U型槽6的外侧，并且导电块11使电流变液通电后变为固态，加强橡胶膜12和卡槽14的贴合，增加两者之间的摩擦力，有效防止轮椅超速行驶，增加了轮椅的实用性，提高了轮椅的安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，包括转盘(1)，其特征在于：所述转盘(1)的内壁固定连接有均匀分布的电阻(2)，转盘(1)的内壁固定连接有与电阻(2)电性连接的负极板(3)，转盘(1)的内壁固定连接有与负极板(3)相对称的正极板(4)，转盘(1)的内壁固定连接有均匀分布的电磁体(5)，转盘(1)的内壁开设有均匀分布的U型槽(6)，U型槽(6)的内壁且靠近电磁体(5)的外侧固定连接有弹簧(7)，弹簧(7)的外侧固定连接有活塞块(8)，活塞块(8)的内侧内壁固定连接有磁块(9)，活塞块(8)的中部内壁固定连接有电介质板(10)，活塞块(8)的外侧固定连接有导电块(11)，U型槽(6)的内侧的内壁固定连接有与转盘(1)的内壁固定连接的橡胶膜(12)，转盘(1)的中部活动连接有转轴(13)，转轴(13)的外侧开设有均匀分布的卡槽(14)，卡槽(14)的内壁固定连接有摩擦条(15)。
2.根据权利要求1所述的一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，其特征在于：所述转盘(1)的材料为硬质高强度材料且转盘(1)的形状为圆盘状。
3.根据权利要求1所述的一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，其特征在于：所述电阻(2)为压敏电阻且电阻(2)的最小通路电压小于通过负极板(3)的最大电路电压。
4.根据权利要求1所述的一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，其特征在于：所述负极板(3)的尺寸和正极板(4)的尺寸相同且负极板(3)的数量为四个。
5.根据权利要求1所述的一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，其特征在于：所述电磁体(5)的数量为四个且电磁体(5)外侧的磁性和磁块(9)内侧的磁性相同。
6.根据权利要求1所述的一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，其特征在于：所述U型槽(6)的数量为四个且U型槽(6)的尺寸小于转盘(1)的尺寸，所述弹簧(7)为拉伸弹簧且弹簧(7)的直径小于活塞块(8)的直径，所述活塞块(8)的材料为硬质高强度材料且活塞块(8)的形状为圆柱状。
7.根据权利要求1所述的一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，其特征在于：所述磁块(9)的材料为铷磁铁材料且磁块(9)的尺寸小于活塞块(8)的尺寸，所述电介质板(10)的尺寸小于活塞块(8)的尺寸，所述导电块(11)的材料为铷磁铁材料且导电块(11)的形状为圆柱状。
8.根据权利要求1所述的一种基于离心力的电流变液式轮椅用限速装置，其特征在于：所述橡胶膜(12)的材料为软质橡胶材料且橡胶膜(12)的数量为四个，橡胶膜(12)的内侧填充有电流变液，所述转轴(13)的材料为硬质高强度材料且转轴(13)的形状为圆柱状。
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