CN113905703A - 运输轮椅电动助力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设计为可拆卸地连接到现有的运输轮椅上的电动助力装置，以提供电力以帮助坐在轮椅上的人的运输，同时可拆卸以允许运输椅折叠起来以便于在汽车或其他车辆中存放。该电动助力装置包括由可充电电池供电的马达，其中马达驱动使一对摩擦轮旋转的内部轴。设置在通过偏心盘与摩擦轮连接的单独轴上的离合器允许摩擦轮与运输轮椅的后轮接合或分离。

Description

运输轮椅电动助力装置
技术领域
本发明总体上涉及轮椅领域，特别地，涉及一种可以附接到运输椅上以向在运输椅中运输人的护理人员提供电动助力的组件。
背景技术
轮椅和类似交通工具是允许受伤或身体状况妨碍他们行走或使个人行走困难和限制的个人行动的关键部分。在这些类型的情况下，人坐在轮椅上，操作员(有时称为护送人员或护理人员)推动轮椅将人运送到所需位置。根据人员被运送到的位置，护送人员通常必须操纵椅子和人员进出电梯、穿过走廊、绕过障碍物、进出房间、上下坡道等。
一个人被限制在运输轮椅上的常见情况是由于年龄和疾病而出现的，在这种情况下，该人无法行走甚至短距离。当受到如此影响时，该人与其他家人一起参与活动的能力就会受到限制；因此，此人只能在护理人员或护送人员的帮助下移动。
当被限制在运输椅上的人和陪同人员之间存在明显的体重差异时，将人和椅子上下坡道或山坡移动对双方来说都会变得困难和危险。
当较小的护理人员试图将较大的人推上山坡时，移动人和椅子可能需要相当大的努力，才能使得椅子不会向后滚到护理人员身上。类似地，当较小的看护人试图将较大的人推下山坡时，这对人来说就变成了危险的情况，因为看护人必须试图扶住人和椅子，以免简单地滑下山坡失控。
此类受影响人员的一种替代方法是购买电动轮椅，该轮椅可以通过通常放置在轮椅扶手上的控制器进行操作。然而，这种轮椅相当昂贵。此外，电动轮椅更容易出现故障或简单地耗尽其电源，并且它们更难用汽车对其进行远距离地点的运输。
美国专利第9,474,665号公开了一种轮椅，其具有椅子、电源装置、脚架和控制装置。椅子有两个扶手架，每个扶手架都有一个连接板。电源装置与连接板可拆卸地连接，并具有保持架、驱动装置和两个后轮。支撑架具有两个支撑板，分别通过多个固定组件与连接板连接。每个固定组件都有一个固定套、一个连杆、一个旋钮和一个弹簧。保持套具有多个邻接肋。连接杆穿设于固持套，并具有一第一端与一第二端选择性地伸入对应的连接板上的其中一个连接孔中。旋钮牢固地安装在连杆的第二端周围，并具有多个啮合槽。
美国专利号9,687,397公开了一种带有快速释放驱动轮的电动轮椅，包括底盘、两个导向轮和两个驱动轮。驱动轮由驱动机构转动，并通过快拆机构与驱动机构相连。拆卸驱动轮时，使用者可按压盖体，使滚珠移出收容槽，回到圆弧形啮合部，使空心轴与驱动轴脱离。然后，继续按压盖可以将驱动轮从驱动机构上分离。组装驱动轮时，使用者可将空心轴压入轴向孔中，使滚珠啮合于接收槽内，从而将驱动轮组装到驱动机构上。驱动轮的装拆不需要扳手等工具，非常方便。
美国专利第9,738,300号公开了一种携带装置，该装置提供自供电、可充电、技术适应性强的运输车辆，例如婴儿车。该设备包括用于高效物品(例如相关婴儿用品)的高效座位和存储容量。由于该设备是自供电的，因此减少了携带至少一件物品的身体压力。此外，该设备使用技术来维持运行的永久动力，并在运输过程中调节和监控设备的推进力。可以在多个方向以不同的速度推动或拉动该装置。该装置包括制动和加速能力。框架部分支撑座椅部分，例如带扣的婴儿座椅，以及存储部分，例如货物网。可充电电源为马达提供动力，该马达转动驱动轴以进行推进。制动器位于车轮处。控制部分提供用于加速和减速的显示器和杆。
然而，本领域缺乏一种能够连接到非电动轮椅上并允许护理人员控制对椅子施加电力以帮助运送人的电动装置。
发明内容
当前公开的发明被设计为与现有的轮椅一起工作以提供电力，以帮助坐在轮椅上的人的运输，同时是可拆卸的以允许运输椅子折叠起来，以便于在汽车或其他车辆中存放。
电动助力设备设计用于连接到现有的运输轮椅。电动助力装置包括由可充电电池供电的马达，其中马达驱动使一对摩擦轮旋转的内部轴。设置在通过偏心盘与摩擦轮连接的单独轴上的离合器允许摩擦轮与运输轮椅的后轮接合或分离。
电动助力装置提供了一个控制器，该控制器可以连接到运输轮椅的后把手，允许护理人员或护送人员在移动运输轮椅时启动马达以提供动力辅助。护理人员或护送人员操作触发器，该触发器与电动助力设备的壳体内的马达接合。为了让护理人员或护送人员在转动时控制运输椅，驱动轴设有差速器。
开关允许护理人员或护送人员在向前和向后驱动方向之间切换。单独的拨盘允许护理人员或护送人员根据坐在运输轮椅上的人的重量来增加或减少马达的相对功率，这是有益的。
壳体可拆卸地连接到运输轮椅框架的后部，从而允许电动助力装置连接到现有的运输轮椅，并被移除，以便运输轮椅可以像通常设计的那样在运输时折叠起来放在车上的轮椅。为便于拆卸，马达与控制器之间的电连接设有可拆卸的电连接器，以便在临时拆卸壳体时无需拆卸控制器。
因此，本发明的主要目的在于提供一种电动助力装置，其可连接至标准运输轮椅以提供动力辅助以运送坐在轮椅上的人。
本发明的另一个目的是提供一种可拆卸的电动助力装置。
本发明的又一目的是提供一种控制器，允许看护者或护送者调节由电动助力装置提供的电动助力。
本发明的其他目的和优点将从以下结合任何附图的描述中变得明显，其中通过说明和示例的方式阐述了本发明的某些实施例。此处包含的任何附图构成本说明书的一部分，包括本发明的示例性实施例，并说明其各种目的和特征。
附图说明
图1是本发明的电动助力装置的壳体实施例的立体图。
图2是图1的电动助力装置的壳体实施例的右侧俯视图。
图3是图1的电动助力装置的壳体的实施例的底部透视图。
图4是图1的电动助力装置的壳体的实施例的电池盒的透视图。
图5是图1的电动助力装置的壳体的实施例的右前透视图。
图6是图1的电动助力装置的实施例的控制器的立体图。
图7是图1的电动助力装置的壳体的实施例与运输轮椅的框架的机械联接以及与控制器的电联接的透视图。
图8是图1的电动助力装置的壳体的实施例的第二机械联接器的透视图。
图9是具有图6的电动助力装置的实施例的控制器的运输轮椅的前透视图。
图10是图1的电动助力装置的实施例的壳体的内部视图，示出了马达、差速器、驱动轴和离合器轴。
图11是图10壳体的前视图。
图12是图1壳体左侧的俯视图。
图13是图1的电动助力装置的实施例的壳体的顶盖的透视图。
图14是图1的电动助力装置的实施例的侧透视图，其中盖板被移除以显示用于操作离合器的偏心盘。
图15是固定在轮椅上的电动助力装置的一个实施例的后视立体图。
图16是图15的实施例的后透视图，示出了从轮椅上拆下电动助力装置。
图17是电动助力装置固定后轮椅的左侧视图。
图18是图17所示实施例的前视图。
图19是图17所示实施例的后视图。
图20是图17所示实施例的俯视图。
图21是后视立体图，示出了电动助力装置及其相关联的手控装置。
图22是沿图21的22-22线截取的局部视图。
图23是沿图21的23-23线截取的局部视图。
图24是表示电动助力装置的安装支架的后视立体图。
图25是沿图24的25-25线截取的局部视图。
图26是拆下的电动助力装置和折叠的轮椅用于存放或运输的后视立体图。
图27是带有电动助力装置的轮椅的俯视图。
图28是沿图27的线29A-29A截取的带有电动助力装置的轮式椅子的右侧视图，两者均部分剖开。
图29是沿图28的29B-29B线截取的局部视图。
图30是电动助力装置的一个实施例的顶部后右透视图。
图31是图30的电动助力装置的后视图。
图32是图30的电动助力装置的俯视图。
图33是图30的电动助力装置的仰视图。
图34是图30的电动助力装置的左侧视图。
图35是图30的电动助力装置的右侧视图。
图36是图30的电动助力装置的右上后透视图。
图37是图30的电动助力装置的右上前透视图，示出了移除的电池组；
图38是图30的电动助力装置的局部分解图。
图39是沿图38的39-39线截取的局部视图。
图40是图30的电动助力装置的局部分解图。
图41是沿图40的41-41线截取的局部视图。
图42是电动助力装置的控制器的立体图。
图43是图42控制器的俯视图。
图44是图42控制器的前视图。
图45是图42控制器的左侧视图。
图46是图42控制器的后视图。
图47是图42的控制器的前视部分分解图。
图48为图4控制器的后视局部分解图。
图49是用于电动助力装置的控制器的实施例的俯视图。
图50是沿图49的A-A线截取的局部视图。
图51是图49的控制器的替代俯视图。
图52是沿图51的B-B线的局部视图。
图53是图42控制器内部的前透视图。
图54是图42控制器内部的后视立体图。
图55是图42所示的电动助力装置的内部部件的后视立体图。
图56是图55的俯视图。
图57是图55的前视图。
图58是图55的左侧视图。
图59是电动助力装置的驱动部件的左后透视图，其中接合杆处于打开位置。
图60是沿图59的C-C线截取的局部视图。
图61是图59的左侧视图。
图62是图59的右侧立体图。
图63是电动助力装置的驱动部件的左后透视图，其中接合杆处于接合位置。
图64是沿图63的D-D线截取的局部视图。
图65是电动助力装置的驱动部件的左侧视图，示出了接合杆的操作。
图66是表示连接机构的电动助力装置的驱动部件的立体图。
图67是处于锁定位置的连接机构的后视图。
图68是沿图67的AA-AA线截取的局部视图。
图69是处于打开位置的连接机构的后视图。
图70是沿图69的AB-AB线的局部视图。
图71是电动助力装置的驱动部件的后视图。
图72a是制动器脱离时沿图71的AC-AC线截取的剖视图。
图72b是制动器接合时沿图71的AC-AC线截取的剖视图。
图73是电动助力装置的驱动部件的仰视图。
图74是沿图73的D-D线截取的局部剖视图的透视图。
图75是沿图74的F-F线截取的局部视图。
图76是电动助力装置的驱动部件的后视立体图。
图77是电动助力装置的驱动部件的局部视图。
图78是具有紧急制动器的电动助力装置的驱动部件的下部立体图。
图79是沿图78的C-C线截取的局部视图。
图80是带有紧急制动的电动助力装置的驱动部件的后视图。
图81是沿图80的A-A线截取的局部剖视图，显示了处于脱开位置的紧急制动器。
图82是沿图80的线A-A截取的局部剖视图，示出了处于接合位置的紧急制动器。
图83是带有紧急制动的电动助力装置的驱动部件的下部立体图。
图84是具有紧急制动的电动助力装置的驱动部件的仰视图。
具体实施方式
图1-14示出了本发明的电动助力装置(10)的壳体(12)的实施例。本电动助力装置(10)被设计成可拆卸地连接到传统的运输轮椅(100)以向在运输轮椅(100)中运送人的护理人员或护送人员提供电力援助。
马达(14)和马达控制板位于马达壳体(15)内。在运行时，马达(14)由位于电池壳体(17)中的可充电电池(16)供电，并驱动内部驱动轴(18)旋转一对摩擦轮(20)，摩擦轮(20)与运输轮椅(100)的轮子(102)摩擦接合，为运输提供电动助力。马达壳体(15)包括可释放的电联接器(46)的一端，该电联接器(46)通过电缆(32)连接到控制器(28)。
为了将电动助力装置(10)连接到运输椅(100)，壳体(12)具有一对连接器(52)，该连接器(52)可拆卸地连接到相应的框架连接器(48)，该连接器连接到运输轮椅(100)的框架(104)。如图所示，在该实施例中，框架联接件(48)包括与壳体联接件(52)中的凹槽(53)接合的“T”形连接突起(49)。为了正确地对齐联接器(52、48)，包括一对定位手柄(40)，使得壳体联接器(52)可以对齐以与框架联接器(48)接合。壳体联接器(52)可设有可调节的延伸部，以允许电动助力装置(10)联接到不同宽度的运输椅(100)。
一旦壳体(12)正确就位并与框架联接器(48)接合，螺钉(或其他紧固件)(56)可以将壳体联接器(52)固定到框架联接器(48)。一旦正确连接，电动助力装置(10)可以使用传统类型开/关的开关(44)打开，并且可以使用电力控制器拨盘(36)调整电力设置。可释放的电耦合器(46)用于连接电缆(30)，使护理人员或护送人员能够使用控制器(28)接合马达。在所示实施例中，控制器(28)连接到运输轮椅(100)的把手(106)并使用触发器(30)操作；然而，本发明考虑了其他常规方法，例如拇指扳机或扭转油门。此外，控制器(28)包括一个开关(34)，该开关将马达从运行改变为正向或反向产生助力。
提供离合器(22)，以将摩擦轮(20)与运输轮椅(100)的轮(102)接合和分离。离合器(22)连接到内部离合器轴(24)。在离合器轴(24)的每一端是偏心盘(26)，其作用是使摩擦轮(20)与轮(102)接合或分离。偏心盘(26)由盖板(58)保护免受外部影响，盖板(58)可以拆下以进行维护。
为了使马达(14)在驱动轴(18)上产生旋转力，包括一对齿轮(50)以将来自马达(14)的旋转运动转换为驱动轴(18)的旋转运动。此外，驱动轴(18)设有差速器(38)以允许运输椅(100)更容易地转动，而在转动时动力不会均匀地施加到每个轮子(102)上。
由于摩擦轮(20)会随着时间的推移而磨损，因此只需很少的工作即可轻松更换。壳体(12)还设有提手(42)，以便一旦从运输椅(100)上拆下就可以容易地携带。
在更优选的实施例中，为马达(14)供电的可充电电池(16)是TSA批准的电池，使得该装置被允许在飞机上使用。
图15-77示出了本发明的电动助力装置(200)的另一个实施例，其设计成可拆卸地连接到运输轮椅(102)上。电动助力装置(200)包括具有把手(204)的壳体(202)，以允许其更容易地附接到运输轮椅(102)和从运输轮椅(102)分离。电动助力装置(200)通过支架(206、208)附接到运输轮椅(102)，这允许电动助力装置(200)与运输轮椅的框架(104)牢固地接合并机械联接到运输轮椅(102)的轮子(106、108)。
在图15-75公开的实施例中，电动助力装置(200)通过与其壳体(202)内的齿轮装置(210)对应的车轮内侧上的齿轮装置(110)机械耦合到车轮(106、108)。轮传动装置(110)联接到轮(106、108)，且其包括壳体(112)。
控制器(220)可以作为把手之一附接到运输轮椅(100)上，允许用户控制由电动助力设备(200)提供的辅助量，以及设备(200)是否提供向前或向后的帮助。控制器(220)可以通过电缆连接电耦合到电动助力设备(200)，或者它可以无线连接。控制器(220)包括壳体(222)，具有开口(224)以在椅子框架(104)的把手部分上滑动。在壳体(222)内，控制器(220)包括带有触发器(226)的电位计(225)，控制由电动助力装置(200)提供给运输轮椅(102)的辅助量。控制器(220)还包括按钮(228)，允许控制器(220)指示电动助力装置(200)是在正向还是反向提供辅助。
控制器(220)可以包括一系列4个LED灯(230)。灯(230)可用于指示电池电量。或者，灯(230)可用于指示由电动助力装置(200)提供的电动助力水平。
在壳体(202)内，电动助力装置的驱动部件容纳在包括两个端板(242)的框架(240)内。由可拆卸和可充电电池(214)供电，并由控制板(216)控制，马达(238)驱动两部分内部驱动轴(244)，驱动器的两个部分之间具有差速器(246)轴(244)。驱动轴(244)的部分的远端联接到驱动齿轮(210)，该驱动齿轮对应于用于动力辅助的轮齿轮(110)。为了接合驱动齿轮(210)，接合杆(212)从第一位置移动到第二位置。
接合杆(212)联接到在每一端具有偏心盘(250)的接合轴(248)。偏心盘(250)的旋转移动连接到驱动轴(244)和接合轴(248)的接合板(252)。当接合板(252)被偏心盘(250)移动时，它会围绕位于驱动轴(244)周围的轴承(254)旋转并操作以将驱动齿轮(210)降低到可操作位置以驱动相应的轮传动装置(110)。
齿轮传动装置(210)由斜轴(253)连接，斜轴从接合板(252)穿过端板(242)和框架联轴器(256)。接合板(252)的旋转改变了斜轴的角度，使得齿轮传动装置(210)降低到位，如图59-65更清楚地显示。
当将电动助力装置(200)附接到支架(206、208)时，框架联接件(256)下降到支架(206、208)的U形部分中。框架联接件(256)包括对应于支架(206、208)的U形部分的竖直部分的槽口(258)。当将电动助力装置(200)降低到支架(206、208)中时，端板(242)的外表面与支架(206、208)的内表面对齐。电动助力装置(200)然后通过销(260)锁定到位，销(260)锁定到支架上的孔(207)中。
当电源辅助装置(200)被手柄(204)抓住时，单元的重量导致内部手柄杆(262)移动，缩回销(260)并允许单元从支架(206、208)上脱离。销(260)在倾斜槽(264)中联接到手柄杆(262)。弹簧(266)将销(260)偏压到伸出位置，然而，当手柄杆(262)垂直向上移动时，倾斜槽(264)导致销从端板(242)向内拉动，释放来自支架(206、208)的电动助力装置(200)。
如图71-77所示，电动助力装置(200)可包括制动器(278)，其抓住差速器(236)的齿轮以防止驱动轴(244)旋转。或者，如图78-84所示，电动助力装置(200)可包括紧急制动器(280)。在公开的实施例中，紧急制动器(280)包括可枢转地连接该装置的杆(282)。采用一对螺线管致动器(284)，使得每个致动器(284)的推杆(286)迫使杆(282)进入操作位置(如图81所示)或锁定位置(如图82所示)。在锁定位置，杆阻挡马达(238)的齿轮，从而防止驱动轴(244)转动，从而防止轮子(106、108)移动。
在另一实施例中，电动助力装置可配备有电动制动马达，其可用于辅助对电池再充电以延长两次充电之间的寿命。
本说明书中提及的所有专利和出版物均表明本发明所属领域的技术人员的水平。所有专利和出版物均以引用的方式并入本文，其程度就好像每个单独的出版物被具体地和单独地指示为以引用方式并入一样。
应当理解，虽然图示了本发明的某种形式，但并不限于这里描述和示出的特定形式或布置。对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明范围的情况下可以进行各种改变，并且本发明不应被认为限于说明书和本文包括的任何附图/附图中所示和描述的内容。
本领域技术人员将容易理解，本发明很好地适用于实现目标并获得所提及的目的和优点以及其中固有的那些目的和优点。在此描述的实施例、方法、过程和技术目前代表优选实施例，意图是示例性的，而不意图作为对范围的限制。本领域技术人员将想到其中的变化和其他用途，它们包含在本发明的精神内并且由所附权利要求的范围限定。尽管已经结合特定的优选实施例描述了本发明，但是应当理解，所要求保护的本发明不应被过度地限制于这些特定的实施例。实际上，对本领域技术人员来说显而易见的用于实施本发明的所述模式的各种修改都意图在所附权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种用于连接到运输轮椅的可拆卸电动助力装置，所述装置包括：
可拆卸地固定到轮椅的壳体；
一种马达，包括与所述壳体一起定位的马达控制板；
所述马达包括一对齿轮，其构造和布置成转换由所述马达产生的旋转运动；
可充电电池电，其耦合到所述马达和所述马达控制板；
一对摩擦轮，其通过驱动轴可旋转地连接到所述马达；
差速器，其与所述驱动轴可操作地相关联，用于使所述摩擦轮旋转；
其中，所述摩擦轮用于转动所述运输轮椅上的轮子，以使其移动。
2.根据权利要求1所述的可拆卸电动助力装置，其中所述壳体通过T形连接突起连接到所述运输框架的框架上，所述连接突起与壳体中的凹槽接合，并具有一对定位手柄，以将所述壳体对准所述框架。
3.根据权利要求1所述的可拆卸电动助力装置，其中所述定位手柄包括可调节的延伸部，以将所述壳体连接到运输不同宽度的轮椅。
4.根据权利要求1所述的可拆卸电动助力设备，其中所述控制板包括用于调整电力设置的电力控制器拨盘。
5.根据权利要求1所述的可拆卸电动助力装置，其中所述控制板允许所述驱动轴正向或反向旋转。
6.根据权利要求1所述的可拆卸电动助力装置，其中所述驱动轴包括构造和布置成接合所述摩擦轮的离合器，所述离合器连接到内部离合器轴，所述内部离合器轴在所述离合器轴的每一端具有偏心盘。
7.根据权利要求1所述的可拆卸的电动助力装置，包括接合板，以改变轴的角度以允许齿轮传动装置移动到接合位置。
8.根据权利要求1所述的可拆卸电动助力装置，包括紧急制动器，所述紧急制动器具有枢转地连接所述壳体的杆，所述紧急制动器联接到一对螺线管致动器，以迫使所述杆进入操作位置，其中所述杆阻止所述马达的齿轮移动。
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