CN112690961B - 一种用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于轮椅的仿生坐‑躺转换运动机构装置，涉及康复医疗器械技术领域，包括轮椅靠背模块、轮椅坐垫模块、轮椅背部折叠模块、支架模块和轮椅底盘模块；所述轮椅靠背模块位于所述轮椅坐垫模块的上方，所述轮椅坐垫模块位于所述支架模块的上方，所述轮椅背部折叠模块连接所述轮椅靠背模块与所述轮椅坐垫模块；所述支架模块连接所述轮椅坐垫模块与所述轮椅底盘模块。通过本发明的实施，在轮椅进行姿态变换的过程中，可以拟合用户背部旋转中心和轮椅靠背模块的旋转中心，使得姿态变换过程中，用户的背部不会产生滑移，提高用户的使用舒适度，使患者获得更佳的使用体验，满足患者的日常生活需求。

Description

一种用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置
技术领域
本发明涉及康复医疗器械领域，尤其涉及一种用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置。
背景技术
随着中国进入老龄社会，对各种医疗器械的需求也在与日俱增。根据中国残疾人联合会调查数据显示，预计2020年我国残疾人数将突破1亿，其中肢体残疾患者占30％。未来对轮椅的需求，还将不断增长。轮椅是装有轮子可以帮助替代行走的椅子，分为电动和手动折叠轮椅，轮椅用于伤员、病员、残疾人居家康复、周转运输、就诊、外出活动的重要移动工具，轮椅它不仅满足肢体伤残者和行动不便人士的代步，更重要的是方便家属移动和照顾病员，使病员借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。市面上的轮椅多为普通手动轮椅，仅仅提供代步功能；其余的一些电动轮椅，虽能完成自主运动的功能，但是在功能上还有缺陷，用户在使用过程中常常感到不舒服。同时现有技术中有些轮椅虽然在使用者疲累的时候可以变换姿态趟下，但是在姿态变换过程中，用户的背部会产生滑移，降低了用户的使用舒适度，
因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，使得轮椅的椅背在变换过程中不会与用户背部产生滑移，提高用户的使用舒适度。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：如何在轮椅变换姿态时，实现用户的背部与轮椅的背部相对静止，不产生滑移。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，包括轮椅靠背模块、轮椅坐垫模块、轮椅背部折叠模块、支架模块和轮椅底盘模块；所述轮椅靠背模块位于所述轮椅坐垫模块的上方，所述轮椅坐垫模块位于所述支架模块的上方，所述轮椅背部折叠模块连接所述轮椅靠背模块与所述轮椅坐垫模块；所述支架模块连接所述轮椅坐垫模块与所述轮椅底盘模块。
进一步地，所述轮椅靠背模块包括头枕、头枕背板、头枕支撑管件、头枕连接管件、背垫、背垫连接钣金件；所述头枕与所述头枕背板通过螺钉固接，所述头枕背板与所述头枕支撑管件焊接固定；所述背垫与所述背垫连接钣金件通过螺钉固接；所述背垫连接钣金件与所述头枕连接管件焊接固定。
进一步地，所述头枕支撑管件的高度相对于所述头枕连接管件的位置可调。
进一步地，所述头枕连接管件顶端一侧开设有通孔，所述头枕支撑管件侧边开设有若干个通孔；所述头枕支撑管件置于所述头枕连接管件内部，所述头枕支撑管件和所述头枕连接管件通过螺钉固接。
进一步地，所述轮椅坐垫模块包括坐垫、坐垫连接钣金件；所述坐垫通过螺钉与所述坐垫连接钣金件固接。
进一步地，所述轮椅背部折叠模块包括折叠杆件一、折叠杆件二、折叠杆件三、折叠杆件四、折叠杆件五、折叠杆件六、折叠杆件七、折叠杆件八、方管、电动推杆支撑件、电动推杆、圆管和电动推杆连接件；所述折叠杆件一与所述背垫连接钣金件通过螺栓固接；所述折叠杆件二与所述折叠杆件三通过焊接固定；所述折叠杆件二、折叠杆件三、折叠杆件四、折叠杆件五、折叠杆件六、折叠杆件七通过螺栓铰接形成六杆机构；所述折叠杆件七与所述折叠杆件八通过焊接固定；所述折叠杆件八与所述坐垫连接钣金件通过螺栓固接；所述电动推杆支撑件焊接在所述方管底面中间处，所述的折叠杆件三为异形杆件，中部开有折叠杆件三通孔；所述圆管两端穿过所述折叠杆件三通孔，并与所述折叠杆件三焊接固定；两个所述电动推杆连接件焊接在所述圆管中间；所述电动推杆的顶端通孔结构与所述电动推杆底座的底端通孔结构分别与电动推杆支撑件通孔结构和电动推杆连接件通孔结构通过螺栓固接。
进一步地，所述背垫连接钣金件两侧底端开有若干个通孔，所述折叠杆件一对应位置也开设有若干个通孔，所述折叠杆件一与所述背垫连接钣金件通过螺栓固接。
进一步地，所述六杆机构为两个平行四边形机构，相互耦合运动。
进一步地，所述支架模块包括支撑杆件一、支撑杆件二、连杆一、连杆二、连杆三、橡胶垫、支撑杆件三、支撑杆件四；所述连杆一、连杆二、连杆三上端分别通过螺栓与所述支撑杆件一的内部铰接；所述连杆一、连杆二、连杆三的下端分别通过螺栓与所述支撑杆件二外部铰接；所述橡胶垫通过螺栓与所述支撑杆件三固接；所述橡胶垫与所述支撑杆件二接触；所述支撑杆件四的顶端与所述连杆二通过螺栓铰接，所述支撑杆件四的底端与所述底盘模块固接。
进一步地，所述轮椅靠背模块与所述轮椅坐垫模块的夹角变化范围为93°-180°。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益技术效果：
本发明提供的一种用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，轮椅靠背模块与轮椅坐垫模块通过轮椅背部折叠模块相连而不是直接相连，而是通过轮椅背部折叠模块连接，轮椅背部折叠模块可以拟合轮椅背部旋转轴心与用户背部旋转中心，使得轮椅在姿态变换过程中，用户背部与轮椅椅背间不会发生滑移，提高用户的使用体验和舒适度。本发明的轮椅背部折叠机构由两个相同的平行四边形机构组成六杆机构，电动推杆位于座椅下方，自锁力为1000N，使得轮椅靠背折叠机构在实现轴心拟合功能的时候可以提供足够的支撑强度，同时也极大简化了靠背折叠机构的结构与体积。本发明轮椅背部折叠机构采用模块化设计，方便装配与更换；轮椅头枕以及背垫的高度可调节，可以满足不同体格用户的需求，使得轮椅在姿态变换的时候更灵活，椅背与坐垫的角度运动范围达到93°-180°，符合人体背部运动范围，满足用户需求。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的轮椅的侧视图；
图2是本发明的轮椅靠背模块结构示意图；
图3是本发明的轮椅坐垫模块结构示意图；
图4是本发明的轮椅背部折叠模块结构示意图；
图5是本发明的电动推杆结构示意图；
图6是本发明的支架模块结构示意图；
图7是本发明的轮椅背部姿态变换示意图；
其中，1-轮椅靠背模块、2-轮椅坐垫模块、3-轮椅背部折叠模块、4-支架模块、5-轮椅底盘模块、6-头枕、7-头枕背板、8-头枕支撑管件、9-头枕连接管件、10-背垫、11-背垫连接钣金件、12-坐垫、13-坐垫连接钣金件、14-折叠杆件一、15-折叠杆件二、16-折叠杆件三、16-1-折叠杆件三通孔、17-折叠杆件四、18-折叠杆件五、19-折叠杆件六、20-折叠杆件七、21-折叠杆件八、22-方管、23-电动推杆支撑件、23-1-电动推杆支撑件通孔、24-电动推杆、24-1-电动推杆底座、24-2-电动推杆、24-3-底端通孔结构、24-4-顶端通孔结构、25-圆管、26-电动推杆连接件、26-1-电动推杆连接件通孔、27-支撑杆件一、28-支撑杆件二、29-连杆一、30-连杆二、31-连杆三、32-橡胶垫、33-支撑杆件三、34-支撑杆件四。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1所示，用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，包括轮椅靠背模块1、轮椅坐垫模块2、轮椅背部折叠模块3、支架模块4、轮椅底盘模块5。
如图2所示，轮椅靠背模块1包括头枕6、头枕背板7、头枕支撑管件8、头枕连接管件9、背垫10、背垫连接钣金件11；头枕背板7上开有两个螺孔并与头枕6与通过螺钉固接；头枕背板7下端开有凹槽，与头枕支撑管件8上端焊接固定；背垫10与背垫连接钣金件11通过螺钉固接；头枕连接管件9顶端与背垫连接钣金件11顶端对齐并焊接固定；头枕连接管件9顶端开有一个通孔，头枕支撑管件8底端开有五个通孔；头枕支撑管件8的尺寸小于头枕连接管件9的尺寸，头枕支撑管件8位于头枕连接管件9中，两者通过螺钉固接；通过选择头枕支撑管件8上的不同通孔与头枕连接管件9连接，可以调节头枕高度，满足用户需求。
如图3所示，轮椅坐垫模块2包括坐垫12、坐垫连接钣金件13；坐垫12通过螺钉与坐垫连接钣金件13固接。
如图4所示，轮椅背部折叠模块3包括折叠杆件一14、折叠杆件二15、折叠杆件三16、折叠杆件四17、折叠杆件五18、折叠杆件六19、折叠杆件七20、折叠杆件八21、方管22、电动推杆支撑件23、电动推杆24、圆管25、电动推杆连接件26；折叠杆件一14侧面开有七个通孔，背垫连接钣金件11侧面开有七个通孔；折叠杆件一14侧面与背垫连接钣金件11侧面通过螺栓固接，通过选择不同的通孔进行配合，可以调节轮椅靠背模块1的高度，满足用户需求；折叠杆件二15与折叠杆件三16通过焊接固定，两者之间的夹角为70°；折叠杆件二15、折叠杆件三16、折叠杆件四17、折叠杆件五18、折叠杆件六19、折叠杆件七20互相通过螺栓铰接形成六杆机构，该六杆机构由两个相同的平行四边形机构组成，使得运动的时候更稳定；折叠杆件七20与折叠杆件八21通过焊接固定，两者之间的夹角为70°；折叠杆件八21与坐垫连接钣金件13通过螺栓固接；
如图5所示，方管22两端与左右两个支撑杆件一27通过焊接固定；电动推杆支撑件23焊接在方管22底面中间处；圆管25两端穿过折叠杆件三通孔16-1，与折叠杆件三16焊接固定；两个电动推杆连接件26焊接在圆管25中间；电动推杆24-2的顶端通孔结构24-4与电动推杆底座24-1的底端通孔结构24-3分别与23-1和电动推杆连接件通孔结构26-1通过螺栓固接。
如图6所示，支架模块4包括支撑杆件一27、支撑杆件二28、连杆一29、连杆二30、连杆三31、橡胶垫32、支撑杆件三33、支撑杆件四34；连杆一29、连杆二30、连杆三31上端分别通过螺栓与支撑杆件一27内部铰接；连杆一29、连杆二30、连杆三31下端分别通过螺栓与支撑杆件二28外部铰接；橡胶垫32通过螺栓与支撑杆件三固接；橡胶垫32与支撑杆件二28接触；支撑杆件四34顶端与连杆二30通过螺栓铰接，底端与底盘模块5固接。
如图7所示，轮椅背部姿态变换过程中，过折叠杆件二15与折叠杆件七20作中心线L1、L2交于A点，A点即为轮椅靠背模块1的旋转中心；图7分别展现了轮椅靠背模块1在姿态变换时的三种状态，分别为初始状态、中间状态与结束状态；在轮椅的姿态变换中，A点的位置始终不变，且固定于坐垫12上方，通过调节折叠杆件一14与折叠杆件八21的位置，可以将A点与用户的背部旋转轴心拟合，使得轮椅在姿态变换的过程中，用户的背部与轮椅靠背之间没有滑移。
使用时，当电动推杆24处于行程最大处时，轮椅靠背模块1处于竖直状态，此时轮椅背部折叠模块3打开，轮椅背垫10与轮椅坐垫12之间的夹角为93°，该状态为轮椅的初始状态，用户此时为坐姿；当轮椅进行姿态变换时，电动推杆24逐渐运动至行程最小处，此时轮椅靠背模块1处于水平状态，轮椅背部折叠模块3折叠，轮椅背垫10与轮椅坐垫12之间的夹角为180°，该状态为轮椅的最终变换状态，用户此时为躺姿。
与现有技术相比，本发明将轮椅靠背模块与轮椅坐垫模块分开，利用轮椅背部折叠模块将其连接在一起；使得轮椅在进行姿态变换的过程中，通过轮椅背部折叠模块的打开与关闭，实现轮椅坐姿与躺姿的转换；同时轮椅背部折叠模块为一个由两个相同平行四边形机构组成的六杆机构；通过对六杆机构的杆长和位置的设计，使其将轮椅靠背模块的旋转轴心与用户背部的旋转轴心拟合在一起；当轮椅在进行姿态变化的过程中时，轮椅的靠背模块与用户的背部之间不会产生相对滑移，提高用户的使用舒适度，使患者获得更佳的使用体验，满足患者的日常生活需求。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，其特征在于，包括轮椅靠背模块、轮椅坐垫模块、轮椅背部折叠模块、支架模块和轮椅底盘模块；所述轮椅靠背模块位于所述轮椅坐垫模块的上方，所述轮椅坐垫模块位于所述支架模块的上方，所述轮椅背部折叠模块连接所述轮椅靠背模块与所述轮椅坐垫模块；所述支架模块连接所述轮椅坐垫模块与所述轮椅底盘模块；
所述轮椅靠背模块包括头枕、头枕背板、头枕支撑管件、头枕连接管件、背垫、背垫连接钣金件；所述头枕与所述头枕背板通过螺钉固接，所述头枕背板与所述头枕支撑管件焊接固定；所述背垫与所述背垫连接钣金件通过螺钉固接；所述背垫连接钣金件与所述头枕连接管件焊接固定；
所述轮椅背部折叠模块包括折叠杆件一、折叠杆件二、折叠杆件三、折叠杆件四、折叠杆件五、折叠杆件六、折叠杆件七、折叠杆件八、方管、电动推杆支撑件、电动推杆、圆管和电动推杆连接件；所述折叠杆件一与所述背垫连接钣金件通过螺栓固接；所述折叠杆件二与所述折叠杆件三通过焊接固定；所述折叠杆件二、折叠杆件三、折叠杆件四、折叠杆件五、折叠杆件六、折叠杆件七通过螺栓铰接形成六杆机构，所述六杆机构为两个平行四边形机构，相互耦合运动；所述折叠杆件七与所述折叠杆件八通过焊接固定；所述折叠杆件八与所述坐垫连接钣金件通过螺栓固接；所述电动推杆支撑件焊接在所述方管底面中间处，所述的折叠杆件三为异形杆件，中部开有折叠杆件三通孔；所述圆管两端穿过所述折叠杆件三通孔，并与所述折叠杆件三焊接固定；两个所述电动推杆连接件焊接在所述圆管中间；所述电动推杆的顶端通孔结构与所述电动推杆底座的底端通孔结构分别与电动推杆支撑件通孔结构和电动推杆连接件通孔结构通过螺栓固接；
所述轮椅靠背模块在姿态变换过程中，所述折叠杆件二、所述折叠杆件七的中心线相交于一点，该点为所述轮椅靠背模块的旋转中心且位置保持不变。
2.如权利要求1所述的用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，其特征在于，所述头枕支撑管件的高度相对于所述头枕连接管件的位置可调。
3.如权利要求2所述的用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，其特征在于，所述头枕连接管件顶端一侧开设有通孔，所述头枕支撑管件侧边开设有若干个通孔；所述头枕支撑管件置于所述头枕连接管件内部，所述头枕支撑管件和所述头枕连接管件通过螺钉固接。
4.如权利要求1所述的用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，其特征在于，所述轮椅坐垫模块包括坐垫、坐垫连接钣金件；所述坐垫通过螺钉与所述坐垫连接钣金件固接。
5.如权利要求1所述的用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，其特征在于，所述背垫连接钣金件两侧底端开有若干个通孔，所述折叠杆件一对应位置也开设有若干个通孔，所述折叠杆件一与所述背垫连接钣金件通过螺栓固接。
6.如权利要求1所述的用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，其特征在于，所述支架模块包括支撑杆件一、支撑杆件二、连杆一、连杆二、连杆三、橡胶垫、支撑杆件三、支撑杆件四；所述连杆一、连杆二、连杆三上端分别通过螺栓与所述支撑杆件一的内部铰接；所述连杆一、连杆二、连杆三的下端分别通过螺栓与所述支撑杆件二外部铰接；所述橡胶垫通过螺栓与所述支撑杆件三固接；所述橡胶垫与所述支撑杆件二接触；所述支撑杆件四的顶端与所述连杆二通过螺栓铰接，所述支撑杆件四的底端与所述底盘模块固接。
7.如权利要求1所述的用于轮椅的仿生坐-躺转换运动机构装置，其特征在于，所述轮椅靠背模块与所述轮椅坐垫模块的夹角变化范围为93°-180°。
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