CN114432052B - 一种具有精密齿轮的电动轮椅 - Google Patents

Abstract

一种具有精密齿轮的电动轮椅，包括座部结构和背部结构。所述座部结构一侧还转动装配有用于调节背部结构倾斜度的控制把手。所述底部结构上还装配有驱动部，所述驱动部包括驱动壳体，所述驱动壳体内装配有调节机构和驱动大轮转动的驱动机构。所述调节机构包括调节部和卡位部，所述调节部包括调节轴，所述调节轴上装配有卡位头。所述卡位部包括卡位块，所述卡位块能和控制把手配合控制调节轴的卡位。所述卡位块下表面设有和卡位头相适应的卡位槽。本申请通过调节机构和驱动机构的啮合传动实现背部结构的调节，无需另置调节电机，整体结构简单，生产成本低，且使用特别设计的复合齿轮进行传动，噪音小。

Description

一种具有精密齿轮的电动轮椅

技术领域

本发明属于电动轮椅车技术领域，具体涉及一种具有精密齿轮的电动轮椅。

背景技术

电动轮椅车作为辅助行动障碍人士及残疾人移动的设备，是残障人士的必备交通工具，其适用范围很广泛，在医院、家庭皆可使用。使用时，残障人士坐在轮椅上，通过电动开关操作来控制轮椅的前进、后退、转向等动作，可以很好的方便残障人士的日常出行。

目前电动轮椅的驱动通过专用的电机装置来实现，该电机装置通常有齿轮电机，履带电机和轮毂电机三种。这些电机装置在实现电机传动的同时，还存在一些需要克服的缺陷，如：履带电机动力偏小，而且时间长了履带会松动。轮毂电机造价最低，质量也轻，但是动力弱，驻坡不能停止，会倒退溜坡，安全性差，优点是功耗低。而齿轮电机动力最强劲并且驻坡可以停止，是较为理想的应用于电动轮椅的电机种类。

但是目前市场上的的齿轮电机驱动的电动轮椅的传动结构复杂，为实现靠背调节功能还特地在背部结构设置调节电机，因此造价高，重量也大，电池负荷大，续航时间短。且由于齿轮电机通过齿轮啮合传动，不可避免的，齿轮会随着使用产生磨损等问题，噪声较大，影响出行。

因此，基于以上现有技术中的一些情况，本申请对现有技术中的电动轮椅进行了进一步的设计和改进。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本申请提供了一种具有精密齿轮的电动轮椅，将主电机与背板调节电机的功能整合在一起，通过一套电机传动系统就能实现坐姿的调节，通过调节机构和驱动机构的啮合传动实现背部结构的调节，无需另置调节电机，整体结构简单，生产成本低，且使用特别设计的复合齿轮进行传动，噪音小。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。

一种具有精密齿轮的电动轮椅，包括座部结构和背部结构，所述背部结构转动装配在座部结构上。所述座部结构下部还装配有底部结构，所述底部结构的一侧装配有大轮，另一侧装配有辅助小轮。所述座部结构一侧还转动装配有用于调节背部结构倾斜度的控制把手。

所述底部结构上还装配有驱动部，所述驱动部包括驱动壳体，所述驱动壳体内装配有调节机构和驱动大轮转动的驱动机构。

所述调节机构包括调节部和卡位部，所述调节部包括调节轴，所述调节轴上装配有卡位头。所述卡位部包括卡位块，所述卡位块能和控制把手配合控制调节轴的卡位。所述卡位块下表面设有若干连续的和卡位头相适应的卡位槽。所述调节轴在调节槽的配合下能够绕减速轴进行圆周运动。当进行调节时，通过控制头控制卡位块抬起，即可让调节轴在一定限度内进行活动以对背部结构进行调节。当调节完毕后，将卡位块放下，卡位头落入卡位槽，调节轴被锁死。所述调节轴两端转动装配有连接杆，所述连接杆另一端固定连接在背部结构上，当调节轴转动时通过连接杆带动背部结构转动。

一种优选的实施方式中，所述驱动壳体上设有供调节轴转动的调节槽，为调节轴提供绕减速轴转动的空间。所述调节槽内滑动装配有滑动件，所述滑动件装配在调节轴上，所述调节轴在调节槽的配合下能够绕减速轴进行圆周运动。当调节背部结构时，调节轴在调节槽内滑动。当调节轴调节至调节槽所允许的最大活动限度时，背部结构处于放平状态。

一种优选的实施方式中，所述控制把手上固定连接有控制头，所述卡位块侧面设有控制槽，所述控制头装配在控制槽内。当需要进行靠背调节时，按下控制把手，控制头转动将卡位块顶起，卡位头脱离卡位槽，调节轴即可绕减速轴进行有限度的圆周运动。

一种优选的实施方式中，所述驱动机构包括驱动轴和减速轴，所述驱动轴连接驱动电机，驱动轴上还装配有第一复合齿轮。所述第一复合齿轮啮合有第二复合齿轮，所述第二复合齿轮固定在减速轴上，所述减速轴两端连接大轮。所述减速轴上还装配固定有第三复合齿轮，所述第三复合齿轮啮合有第四复合齿轮，所述第四复合齿轮装配固定在调节轴上。调节轴和减速轴、驱动轴之间通过复合齿轮啮合装配连接，使得调节机构能够通过驱动机构得到调节的驱动力，不用另置电机，使得电动轮椅的结构简单化和结构小型化，有利于降低生产成本。

一种优选的实施方式中，所述复合齿轮包括轮体，所述轮体上设有硬齿部和与硬齿部相邻的软齿部。当复合齿轮啮合时，两个复合齿轮的硬齿部和软齿部相互啮合，保证一定程度上的复合齿轮的啮合强度，适用于较低速的传动技术领域。且由于软硬啮合不同于传统刚性齿轮的硬硬啮合结构，所以具有不易磨损、噪声小等优点。

一种优选的实施方式中，所述硬齿部上环设有与轮体一体成型的轮齿，所述软齿部上设有轴向扩展的环槽，所述环槽内装配有软性的齿环，当齿环损坏时方便维护更换。

一种优选的实施方式中，所述齿环内侧面上环设有若干固定凸起，所述环槽内设有对应的固定槽，能够将齿环固定在复合齿轮上，避免齿环滑动而影响传动。

一种优选的实施方式中，所述齿环上环设有与硬齿部轮齿相适应的齿槽，所述齿槽之间由于间隔形成有凸起的软齿，所述齿槽和硬齿啮合，所述软齿和硬齿之间的凹槽啮合，保证复合齿轮之间啮合密切，维持动力传递，降低动力损失。

一种优选的实施方式中，所述固定凸起和齿槽的宽度小于齿环的宽度，能够保证齿环的强度，避免复合齿轮传动时，由于卡顿等因素使得对齿环的撕扯力过大而损坏齿环。

一种优选的实施方式中，所述轮体上绕轴线环设有贯通的导油通槽，所述导油通槽通过固定槽底部，导油通槽中的流道与固定槽内的空间相通。防止润滑油淤积在环槽和齿环之间的间隙中，尤其当润滑油中含有过多杂质时，淤积的润滑油会腐蚀齿环，缩短齿环寿命。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：本申请提供了一种具有精密齿轮的电动轮椅，将主电机与背板调节电机的功能整合在一起，通过一套电机传动系统就能实现坐姿的调节，通过调节机构和驱动机构的啮合传动实现背部结构的调节，无需另置调节电机，整体结构简单，生产成本低，且使用特别设计的复合齿轮进行传动，噪音小。

附图说明

图1为本申请的立体示意图一。

图2为本申请的立体示意图二。

图3为本申请椅体侧面的平面示意图。

图4为驱动部的部分结构示意图。

图5为驱动部内部结构的立体示意图。

图6为图5中A处的局部放大图。

图7为驱动部内部结构的平面示意图。

图8为复合齿轮啮合结构的平面剖视图。

图9为一种复合齿轮的立体示意图。

图10为另一种复合齿轮的立体示意图。

图11为复合齿轮中固定槽处的剖视图。

图12为齿环的立体示意图。

以下为附图中的标记说明：

1-座部结构；11-踏板；12-扶手；

2-背部结构；21-握把；22-连接杆；

3-底部结构；31-大轮；32-辅助小轮；33-控制把手；331-控制头；

4-驱动部；41-驱动壳体；42-调节槽；43-滑动件；

5-驱动机构；51-驱动轴；511-第一复合齿轮；52-减速轴；521-第二复合齿轮；522-第三复合齿轮；53-驱动电机；

6-调节机构；61-调节部；611-调节轴；612-卡位头；613-第四复合齿轮；62-卡位部；621-卡位块；622-控制槽；623-卡位槽；

7-轮体；71-硬齿部；711-轮齿；72-软齿部；721-环槽；722-固定槽；73-齿环；731-固定凸起；732-齿槽；733-软齿；74-导油通槽。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要理解的是，术语：中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、相连、连接等应做广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。

参照图1至图12。

一种具有精密齿轮的电动轮椅，包括座部结构1和背部结构2，所述背部结构2转动装配在座部结构1上。所述座部结构1下部还装配有底部结构3，所述底部结构3的一侧装配有减速轴52，减速轴52的两端装配有大轮31，另一侧装配有辅助小轮32。所述座部结构1的另一端装配有对称分布的踏板11,两侧装配有扶手12。所述背部结构2的上端装配有对称分布的用于方便他人辅助推动轮椅的握把21。

特别地，所述座部结构1一侧还转动装配有用于调节背部结构2倾斜度的控制把手33，所述控制把手33上固定连接有控制头331。所述底部结构3上还装配有驱动部4，所述驱动部4包括驱动壳体41，所述驱动壳体41内装配有调节机构6和驱动大轮31转动的驱动机构5。一般地，所述驱动部4内还设有电子差速转向、电子调速器等常用辅助件，由于非本申请重点，因此未在附图中标出。

所述调节机构6包括调节部61和卡位部62，所述调节部61包括调节轴611，所述调节轴611上通过轴承活动装配有卡位头612。本实施例中，所述卡位头612外缘分布有周向阵列卡位凸起，使得卡位头612截面为花瓣状。所述卡位部62包括卡位块621，所述卡位块621侧面设有控制槽622，所述控制头331装配在控制槽622内。所述卡位块621下表面设有若干连续的和卡位头612相适应的卡位槽623，所述调节轴611在调节槽42的配合下能够绕减速轴52进行圆周运动。当进行调节时，通过控制头331控制卡位块621抬起，即可让调节轴611在一定限度内进行活动以对背部结构2进行调节。当调节完毕后，将卡位块621放下，卡位头612落入卡位槽623，调节轴611被锁死。所述调节轴611两端通过轴承转动装配有连接杆22，所述连接杆22另一端固定连接在背部结构2上，当调节轴611转动时通过连接杆22带动背部结构2转动。

特别的，所述驱动壳体41上设有供调节轴611转动的调节槽42，为调节轴611提供绕他轴转动的空间，当调节背部结构2时，调节轴611在调节槽42内滑动。当调节轴611调节至调节槽42所允许的最大活动限度时，背部结构2处于放平状态。所述调节槽42内滑动装配有滑动件43，所述滑动件43活动装配在调节轴611上，所述调节轴611在调节槽42的配合下能够绕减速轴52进行圆周运动，有利于调节结构转动的顺畅性，且能避免部件在转动过程中因卡顿、硬性碰撞等原因而损坏。

所述驱动机构5包括驱动轴51和减速轴52，所述驱动轴51连接驱动电机53，驱动轴51上还装配有第一复合齿轮511。所述第一复合齿轮511啮合有第二复合齿轮521，所述第二复合齿轮521固定在减速轴52上，所述减速轴52两端连接大轮31。所述减速轴52上还装配固定有第三复合齿轮522，所述第三复合齿轮522啮合有第四复合齿轮613，所述第四复合齿轮613装配固定在调节轴611上。调节轴611和减速轴52、驱动轴51之间通过复合齿轮啮合装配连接，使得调节机构6能够通过驱动机构5得到调节的驱动力，不用另置电机，使得电动轮椅的结构简单化和结构小型化，有利于降低生产成本。

特别的，参考图8至图12，本申请中所述的复合齿轮包括轮体7，所述轮体7上设有硬齿部71和与硬齿部71相邻的软齿部72。当复合齿轮啮合时，两个复合齿轮的硬齿部71和软齿部72相互啮合，保证一定程度上的复合齿轮的啮合强度，适用于较低速的传动技术领域。且由于软硬啮合不同于传统刚性齿轮的硬硬啮合结构，所以具有不易磨损、噪声小等优点。所述硬齿部71上环设有与轮体7一体成型的轮齿711，所述软齿部72上设有轴向扩展的环槽721，所述环槽721内装配有软性的齿环73，当齿环73损坏时方便维护更换。所述齿环73优选地考虑为橡胶材质。

具体的，所述齿环73内侧面上环设有若干固定凸起731，所述环槽721内设有对应的固定槽722，能够将齿环73固定在复合齿轮上，避免齿环73滑动而影响传动。所述齿环73上环设有与硬齿部71轮齿711相适应的齿槽732，所述齿槽732之间由于间隔形成有凸起的软齿733，所述齿槽732和硬齿啮合，所述软齿733和硬齿之间的凹槽啮合，保证复合齿轮之间啮合密切，维持动力传递，降低动力损失。

本申请中，所述固定凸起731和齿槽732的宽度小于齿环73的宽度，能够保证齿环73的强度，避免复合齿轮传动时，由于卡顿等因素使得对齿环73的撕扯力过大而损坏齿环73。所述轮体7上绕轴线环设有贯通的导油通槽74，所述导油通槽74通过固定槽722底部，导油通槽74中的流道与固定槽722内的空间相通。防止润滑油淤积在环槽721和齿环73之间的间隙中，尤其当润滑油中含有过多杂质时，淤积的润滑油会腐蚀齿环73，缩短齿环73寿命。

本实施例中，所述第一复合齿轮511和第三复合齿轮522的齿体结构为中间设一圈软齿部72，两侧相邻地分布一圈硬齿部71。所述第二复合齿轮521和第四复合齿轮613的齿体结构为中间设一圈硬齿部71，两侧相邻地分布一圈软齿部72。两者的齿体结构互补，软齿部72和硬齿部71相互啮合，由于设置的软硬齿部71相邻的结构为3层，可以保证复合齿轮的强度，避免了单层结构强度低的弊病。

与现有技术相比，本申请提供了一种具有精密齿轮的电动轮椅，将主电机与背板调节电机的功能整合在一起，通过一套电机传动系统就能实现坐姿的调节，通过调节机构6和驱动机构5的啮合传动实现背部结构2的调节，无需另置调节电机，整体结构简单，生产成本低，且使用特别设计的复合齿轮进行传动，噪音小。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有精密齿轮的电动轮椅，其特征在于，

包括座部结构（1）和背部结构（2），所述背部结构（2）转动装配在座部结构（1）上；所述座部结构（1）下部还装配有底部结构（3），所述底部结构（3）的一侧装配有大轮（31），另一侧装配有辅助小轮（32）；所述座部结构（1）一侧还转动装配有用于调节背部结构（2）倾斜度的控制把手（33）；

所述底部结构（3）上还装配有驱动部（4），所述驱动部（4）包括驱动壳体（41），所述驱动壳体（41）内装配有调节机构（6）和驱动大轮（31）转动的驱动机构（5）；

所述调节机构（6）包括调节部（61）和卡位部（62），所述调节部（61）包括调节轴（611），所述调节轴（611）上装配有卡位头（612）；所述卡位部（62）包括卡位块（621），所述卡位块（621）能和控制把手（33）配合控制调节轴（611）的卡位；所述卡位块（621）下表面设有若干连续的和卡位头（612）相适应的卡位槽（623）；所述调节轴（611）两端转动装配有连接杆（22），所述连接杆（22）另一端固定连接在背部结构（2）上；

所述驱动机构（5）包括驱动轴（51）和减速轴（52），所述驱动轴（51）连接驱动电机（53），驱动轴（51）上还装配有第一复合齿轮（511）；所述第一复合齿轮（511）啮合有第二复合齿轮（521），所述第二复合齿轮（521）固定在减速轴（52）上，所述减速轴（52）两端连接大轮（31）；所述减速轴（52）上还装配固定有第三复合齿轮（522），所述第三复合齿轮（522）啮合有第四复合齿轮（613），所述第四复合齿轮（613）装配固定在调节轴（611）上。

2.根据权利要求1所述的一种具有精密齿轮的电动轮椅，其特征在于，所述驱动壳体（41）上设有供调节轴（611）转动的调节槽（42）；所述调节槽（42）内滑动装配有滑动件（43），所述滑动件（43）装配在调节轴（611）上；当调节轴（611）调节至调节槽（42）所允许的最大活动限度时，背部结构（2）处于放平状态。

3.根据权利要求2所述的一种具有精密齿轮的电动轮椅，其特征在于，所述控制把手（33）上固定连接有控制头（331）；所述卡位块（621）侧面设有控制槽（622），所述控制头（331）装配在控制槽（622）内。

4.根据权利要求1所述的一种具有精密齿轮的电动轮椅，其特征在于，所述复合齿轮包括轮体（7），所述轮体（7）上设有硬齿部（71）和与硬齿部（71）相邻的软齿部（72）。

5.根据权利要求4所述的一种具有精密齿轮的电动轮椅，其特征在于，所述硬齿部（71）上环设有与轮体（7）一体成型的轮齿（711），所述软齿部（72）上设有轴向扩展的环槽（721），所述环槽（721）内装配有软性的齿环（73）。

6.根据权利要求5所述的一种具有精密齿轮的电动轮椅，其特征在于，所述齿环（73）内侧面上环设有若干固定凸起（731），所述环槽（721）内设有对应的固定槽（722）。

7.根据权利要求6所述的一种具有精密齿轮的电动轮椅，其特征在于，所述齿环（73）上环设有与硬齿部（71）轮齿（711）相适应的齿槽（732），所述齿槽（732）之间由于间隔形成有凸起的软齿（733）。

8.根据权利要求7所述的一种具有精密齿轮的电动轮椅，其特征在于，所述固定凸起（731）和齿槽（732）的宽度小于齿环（73）的宽度。

9.根据权利要求6所述的一种具有精密齿轮的电动轮椅，其特征在于，所述轮体（7）上绕轴线环设有贯通的导油通槽（74），所述导油通槽（74）通过固定槽（722）底部，导油通槽（74）中的流道与固定槽（722）内的空间相通。