CN1151113A - 组合轮椅 - Google Patents

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Abstract

一种组合轮椅包括一个手动轮椅(1)和一个分开的驱动装置(2)，前者有两个大驱动轮(3)，至少一个前支承轮(5)和一个轮椅使用者的座椅，后者包括至少一个驱动电动机和所需的蓄电池。手动轮椅和驱动装置设有可相互接合的联接装置，轮椅使用者可以在其坐在座椅上时操纵联接装置，使轮椅与驱动装置联接，从而获得电动轮椅的功能。根据本发明，驱动装置(2)可从后面与轮椅(1)联接，这样在联接之后，使它至少部分地位于手动轮椅(1)的两个大驱动轮之间。组合后的电动轮椅利用驱动装置的支承轮(1)作为后轮，与手动轮椅的驱动轮(3)相随。

Description

组合轮椅
本发明涉及一种组合轮椅，该轮椅包括一台手动轮椅，一个单独的驱动装置和装在手动轮椅和驱动装置上的相互配合的联接装置；手动轮椅有两个大驱动轮，至少一个前支承轮和一个座椅；单独的驱动装置包括至少一个支承轮和至少一个驱动电机及所需的蓄电池；其中，坐在轮椅上的人能亲自操纵联接装置，将轮椅与驱动装置相联，从而使轮椅实现自动运行的功能。
这类组合轮椅有许多优点。例如，轮椅的使用者可以选择当在户外远距离行驶时，自动地驱动轮椅，这样可能更实用一些；或者例如在室内时，可选择手动驱动轮椅，因为在有限的空间内采用手动驱动轮椅更易于操纵自如。轮椅可以分成两个部件的事实也有利于轮椅的运输和贮存。轮椅的乘座者可以亲自控制手动和动力驱动之间的转换的能力还增加了额外的安全因素，这是因为，当出现故障或例如蓄电池的电力不足时，轮椅的乘座者可以将附加的动力装置脱开，并通过用手驱动轻巧的手动轮椅来继续旅行或返回。
美国专利US3,351,148和3,688,857均介绍了靠轮椅使用者的操纵而可以与一驱动装置相联的轮椅。在两种情况下均靠移动驱动装置和手动操作的轮椅上附带的沉重的蓄电池来达到此目的，因此，轮椅的结构必须足以支承驱动装置和蓄电池的全部重量。当设计轮椅时必须对此进行考虑，这就意味着除许多其它因素外，当用作手动轮椅时，该轮椅将是不必要的结实和沉重。此外，在两种情况下，均借助于与轮椅的大轮子上的轮胎共同作用的滚轮驱动轮椅。在雨雪天气或泥泞的路面上可能产生打滑的倾向，并且在雪封的路面上可能无法驱动轮椅。
上述的和其它的已知方案主要涉及需要在轮椅结构中综合考虑的用于手动轮椅的辅助电动机。当轮椅用作手动轮椅时，与单纯的手动轮椅相比，这些综合考虑会产生某些弊端，而与轮椅联接的驱动装置又不能实际替代专门设计的电动户外轮椅。
英国专利BG—A—2,124,985公开了一种组合轮椅，设有一支承轮的单独的驱动装置可以在手动轮椅的前面与组合轮椅联接，作为牵引车。最终组合的总长度使得轮椅难以操纵。这种组合轮椅无法与专门设计的电动轮椅相比，也无法取代电动轮椅。另外，上述轮椅是靠与驱动装置的轮子的轮胎接合而进行驱动。
本发明的主要目的是提供一种如前言中所述的组合轮椅，当它用作传统的手动轮椅时，它可属于和现有的手动轮椅一样好的一类；当它与其驱动装置相联时，又构成一辆户外轮椅，该轮椅可满足对此类轮椅所提出的全部要求。
本发明是基于下述认识而作出的，即借助于一种如下所述的结构实现上述目的，该结构几乎不需要对手动轮椅进行修改，并且采用该结构，转换成电动轮椅时所需的所有主要设施都装设在驱动装置中，在联接之后，该驱动装置通常具有自撑能力，而且对于轮椅的长度无明显的影响。
按照本发明，在本文的第一段中所述的这类组合轮椅的主要特征在于：所采用的驱动装置是从后面与手动轮椅相联接的，因此在联接时，驱动装置至少部分地位于手动轮椅的两个大驱动轮之间；并且组成的电动轮椅利用驱动装置的支承轮作为尾轮与手动轮椅的驱动轮相随。
此方案实现了上述目的，在与手动轮椅联接之后，驱动装置将主要地支承其自身的重量，轮椅仅有少量的加载，而且同时也能使轮椅的总长保持较短。
最好，当与驱动装置联接时，驱动装置将驱动力传给手动轮椅的驱动轮轴，这些驱动轮也可作为电动轮椅的驱动轮。
驱动装置可以简便地包括这样一个装置，当手动轮椅与驱动装置联接时，该装置将使轮椅围绕驱动轮轴略微向后地倾斜，这样会使前支承轮抬起，脱离与支承表面的接触。驱动装置将适当地包括至少一个前支承件和如下所述的装置，当驱动装置与手动轮椅联接时，上述装置使支承件摆动，脱离与支承面的接触。在这方面，支承件简便地设有这样一种装置，当抬起支承件时，该装置压靠在手动轮椅的底盘上的一个表面，并由此使轮椅向后倾斜。
根据本发明的一个较佳实施例，联接装置包括一个爪形联接装置，该装置与设有单独的驱动轴的各个驱动轮相邻；这些爪形联接装置中的每一个包括安装在驱动装置上的两个钩形颚板和一致动装置，该致动装置使颚板相互相向地摆动，并且当驱动装置与手动轮椅相联接时，颚板与安装在各自轮轴上的相应座相接合。每个座可以是一个滚子，它可相对于相联的轮轴转动并设有沿周向延伸的凹槽，相应的爪就在该凹槽中接合。
为了将驱动力从电动机传递到轮椅的驱动轮，本发明的构造将包括一个与手动轮椅上相应轮子的单独的驱动轴相联接的离合器盘和一个由电动机驱动并与在驱动装置上的上述第一个离合器盘共同作用的另一个离合片，以及用于使由电动机驱动的离合片轴向移动，使其与联接于轮轴的离合片驱动接合的装置。因此，所提供的轮驱动不受外部条件，例如路面条件等的影响。
本发明的其它特征可从下述的权利要求中显而易见。
现将参照一个具体的实施例和附图对本发明进行详述，附图包括：
图1表示手动轮椅和驱动装置没有连接在一起时的情况，为了使图面清晰和便于表示，省略了手动轮椅的座椅。
图2示出了驱动装置与手动轮椅联接之后的组合轮椅；
图3和图4分别表示驱动装置与轮椅结合前后的联接机构；
图5是表示从驱动装置至手动轮椅的驱动轮的驱动力传递机构的局部剖视图；
图6是部分驱动装置的局部剖开的侧视图；
图7是驱动装置和驱动轴的示意透视图。
图1示出了一辆不带座椅的手动轮椅1和一个可与轮椅1结合的驱动装置2。轮椅1通常包括装有驱动环4的两个大轮子3和两个较小的前支承轮或小脚轮5，借助于上述的驱动轮3可以驱动并操纵轮椅。标号6表示两个支柱，如图2所示，座椅7可以可调地装配在支柱6上。图2所示的结构还包括一块踏脚板8。
轮3分别装在一根单独的轴上，该轴支承在一相关联的装在轮椅的底盘10上的轴颈轴承座9中。由于只需将轮子推在并锁紧在短轴上，这就能使轮子易于拆装。
驱动装置2包括两个后支承轮或小脚轮11和两个可升降的前支腿12。标号13表示一个可以制成任何所需的形状并封闭可用作行李存放空间的空间的盖子，而在行李仓之下是一个箱形部分18，其中除其它东西之外，还存放有必不可少的蓄电池。用于驱动各个轮的电动机装在箱18的下方，下文将对此详述。
另一方面，当使驱动装置2与手动轮椅1联接时，驱动装置2包括形成户外轮椅所需的全部装置，这些装置能满足对此类轮椅所提出的所有要求。因此，盖子13设有尾灯和交通指示灯14以及扶手15，扶手之一设有一控制手柄16，以便操纵由电动机驱动的轮椅，并且，当使驱动装置与轮椅联接时，该盖子还在相应的轮子的上方形成一挡泥板。前灯和前交通指示灯17装在扶手15的前端面上。因此，该手动轮椅无须设置任何此类设施或配备该类功能，从而能使由乘坐轮椅的人驱动的轮椅仅仅根据尽可能地提供最易于操纵的手动轮椅进行设计和制造。
从图3和4中可以清楚地看出，驱动装置在每个轮子的附近设有一个爪形联接装置，该联接装置包括上、下颚板19和20各一块。在图示的实施例中，颚板有弧形的接合表面，以便与可绕相应的轮轴自由转动的滚子21接合，该滚子21包括一条沿周向延伸的凹槽，以便与上述颚板相互作用。上颚板19与图6所示的液压活塞缸装置23的活塞杆22相联，以便使两块颚板相互相向地摆动。
手动轮椅1通过乘椅人将轮椅倒退到停放的驱动装置上，打开联接爪的颚板19和20，从而能使轮轴上的联接滚子21进入颚板之间而与驱动装置2相联接。当手动轮椅已被操纵到图3所示的使滚子21位于颚板19和20之间的位置时，轮椅的乘座人就可以通过操纵一手动液压泵或通过使电动泵致动而致动液压活塞缸装置23，随之，如图4所示，使颚板围绕滚子21闭合。其结果是，在轮椅和驱动装置之间形成稳定的联接，由此，轮3的每个轮轴将与一安装在壳体24上的驱动轴对中，该驱动轴由驱动装置2中的一个相应的电动机驱动。
在壳体24中，在各个驱动轴的端部上装有一块离合片，借助于各自的液压活塞缸装置可使该离合片在一定程度上穿过壳体24上的孔25沿轴向向外移动，以便如图3所示，与装在相应的轮轴端部上的对应的离合片26共同作用。在下文中将参照图5对此详述。在该实施例中，离合片26上有许多凹槽27，这些凹槽用于容放在驱动装置的对应离合片34上设置的对应的柱销28。
液压系统一般设有一压力控制阀，当由于颚板19和20围绕联接滚子21完全闭合而使压力已经升高到一给定值时，压力控制阀将液压力转送给使电动离合片轴向位移从而与轮椅的离合片26驱动接合的那些活塞缸或装置。
当离合片已经相互驱动接合时，如图6和7所示，使液压力转换至装于驱动装置的相应一侧的相应液压活塞缸装置49，每个上述的装置49将抬起一条支腿12。每条支腿12的上端装有一个滚轮29或相应的装置，当支腿12升起时，使该装置压靠在手动轮椅的底盘10的背面上，以便使底盘围绕驱动轮3的轴略向后倾斜。这可以借助于可围绕轮轴自由旋转的连接滚子21实现。如图2所示，该倾斜移动使轮椅的前支承轮5向上翘起，与支承面脱离接触。
此刻轮椅准备用作一个普通的电动轮椅，该电动轮椅除了利用驱动轮3之外，还利用了驱动装置2的后支承轮11。由于驱动装置的电动机是靠装在扶手15上的控制手柄16控制的，在两大部件之间无须有电联接。当驱动在其各自的轴上的轮3时，不管路面状况和气候条件如何，都可以令人相当满意地驱动轮椅。
如图5所示，用标号30和31标注的驱动装置的两个驱动轴经带传动装置32和33由各自的相关联的电动机驱动。轴30和31通过可使相应的轴轴向移动的花键联轴器与带传动装置32和33联接。如上所述，轴30和31中的每一个驱动设有上述柱销28的各自的离合片34和35，以便与装在轮轴36上的离合片26的相应的凹槽27相接合。
为了能使轮3调至所需的外倾角，使每个离合片34和35经一单独的球轴颈37和导向弹簧38与各自的驱动轴30和31相联。轴30和31在其内端与在同一液压缸41中的相应的活塞39和40相联，液压油经一根管42送至上述公共的液压缸。
由此，活塞39和40彼此相互同步地按相反方向移动，驱动各自的主轴联轴器。但是，为了图示起见，图5示出了处于未致动状态的活塞39和处于致动状态的活塞40。因此，与活塞39联接的离合片34未移入与轮椅上对应的离合片26驱动接合的状态。另一方面，另一轴31已移到使其离合片35与轮椅上对应的离合片26驱动接合的状态，这样使离合片35上的柱销28插入离合片26上的凹槽27。轴31和离合片35进行该轴向位移的同时压缩复位弹簧43。
因此，图5的右侧示出了借助于包括颚板19和20以及带槽的滚子21的爪形联轴器，在使上述装置与轮椅联接之后，而在使轮3的联轴器致动之前，驱动装置所处的状态；图5的左侧则示出了使主轴联轴器致动之后的状态。
图6表示安装在驱动装置下方的驱动电动机44和45之一是如何驱动驱动装置2的一块离合片34的。在这种情况下，借助于用以实现所要求的传动的若干个大、小皮带轮47，48和皮带46进行传动。另一离合片35借助于安装在另一侧的皮带轮由另一台电动机，按相应的方式驱动。电动机由控制手柄16控制(如图1和图2所示)。
图7是示意的透视图，用以更清楚地表示离合片34和35的致动，并示出不同的液压活塞缸装置可能配置的方式。
如图6所示，整个驱动机构以及电动机和蓄电池由驱动装置2支承，并且，当轮椅与其联接时，不会明显地增加轮椅的载荷。由于可以包括多个蓄电池并由此而获得较高的蓄电池容量，使轮椅能在较大的活动范围内行驶。
在上文中已参照一个具体的实施例对本发明作了详细的描述。但是，在不超越本权利要求的范围的前提下，可在若干个方面对这个实施例进行修改。例如，可在几个方面修改本实施例，其中包括对驱动机构和传动装置的修改。可以采用其它的线性驱动装置替代液压活塞缸装置，并可用其它传动装置代替带传动装置。也可以改进图例中的爪形联轴器。虽然图中未示出，该组合装置还包括电动机断电时所使用的制动器。将这些制动器可制成摩擦制动器的形式，使它们作用于装在轮轴上的离合片上。如果需要的话，也可以用小支承轮或小脚轮替代驱动装置的支承腿。

Claims (17)

1.一种组合轮椅，包括一个手动轮椅(1)和一个分开的驱动装置(2)，所述的手动轮椅(1)有两个大驱动轮(3)，至少一个前支承轮(5)和一个轮椅使用者用的座椅(7)，所述驱动装置(2)设有至少一个支承轮(11)并包括至少一个驱动电动机(44，45)和所需的蓄电池，在手动轮椅和驱动装置上设有相互接合的联接装置(19，20，21)，其中，轮椅使用者能在其坐在轮椅(1)上时亲自致动联接装置，以便使轮椅与驱动装置联接，从而获得电动轮椅的功能，其特征在于：将驱动装置(2)设计成从后面与手动轮椅(1)联接，以便在联接之后，上述装置将至少部分地位于手动轮椅(1)的两个大驱动轮(3)之间，并且组成的电动轮椅利用驱动装置的支承轮(11)作为后轮与手动轮椅的驱动轮(3)相随。
2.如权利要求1所述的组合轮椅，其特征在于：当联接时，驱动装置(2)向可手动操作的轮椅的驱动轮(3)的轴(36)输送动力，这些驱动轮(3)随之也可用作电动轮椅的驱动轮。
3.如权利要求1或2所述的组合轮椅，其特征在于：设有装置(29)，当驱动装置(2)与手动轮椅(1)联接时，借助于该装置(29)，可使轮椅绕驱动轮(3)的轴略微向后倾斜，从而使前支承轮(5)向上抬起，脱离与支承表面的接触。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的组合轮椅，其特征在于：驱动装置(2)包括至少一个前支承件(12)和装置(49)，当使驱动装置(2)与手动轮椅(1)联接时，所述装置(49)可将上述支承件向上摆动，以与支承表面脱离接触。
5.如权利要求3或4所述的组合轮椅，其特征在于：所述装置(29)可以随着支承件(12)的抬起促使手动轮椅(1)向后倾斜。
6.如权利要求5所述的组合轮椅，其特征在于：支承件(12)设有装置(29)，当支承件(12)抬起时，该装置压靠在手动轮椅(1)的底盘(10)上的一个表面，从而使轮椅向后倾斜。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的组合轮椅，其特征在于：手动轮椅(1)有两个前支承轮(5)，驱动装置(2)有两个后支承轮(11)。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的组合轮椅，其特征在于：上述的联接装置包括一个爪形联轴器，它与设有单独的驱动轴(36)的各个驱动轮(3)相邻；每个爪形联轴器包括装在驱动装置上的两块爪形颚板(19，20)和一个致动装置(23)，其功能是当轮椅与上述装置联接时，使所述颚板彼此相向地摆动，并且与安装在相应轮轴(36)上的相应的支座(21)接合。
9.如权利要求8所述的组合轮椅，其特征在于：每个支座(21)可以采取滚子的形式，该滚子可相对于一个相关联的轮轴(36)旋转，并包括一沿周向延伸的凹槽，相应的颚板(19，20)就在此凹槽中接合。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的组合轮椅，其特征在于：离合片(26)与手动轮椅(1)上的相应轮(3)的单独的驱动轴(36)相联，用于与上述第一离合片(26)接合的电动离合片(34，35)安装在驱动装置(2)上，装置(39，40，41)用于使电动离合片沿轴向移动，从而与连接在轮轴上的离合片驱动接合。
11.如权利要求10所述的组合轮椅，其特征在于：电动离合片(34，35)中的每一个均安装在一球轴颈(37)上，从而允许将轮子(3)调整到所要求的外倾角。
12.如权利要求10或11所述的组合轮椅，其特征在于：每对离合片中的一块离合片设有弹簧加载的驱动柱销(28)，而上述一对离合片中的另一块离合片设有接纳上述驱动柱销(28)的凹槽(27)。
13.如权利要求8至12中的任一项所述的组合轮椅，其特征在于：相应的轮轴(36)支承在手动轮椅(1)的底盘(10)上。
14.如权利要求10至13中的任一项所述的组合轮椅，其特征在于：用于致动爪形联轴器(19，20)、离合片(34，35)和支承件(12)的装置包括与一公共液压供油系统相联的液压活塞缸装置(23，41，49)；并设有阀门，以便依次控制不同的液压活塞缸装置(23，41，49)。
15.如权利要求1至14中的任一项所述的组合轮椅，其特征在于：设有装置(19，20)，用于使驱动装置从后面与手动轮椅(1)相联，并且驱动装置包括至少一个后支承轮(11)，它与手动轮椅的两个大驱动轮(3)一起构成组合轮椅的轮子。
16.如权利要求15所述的组合轮椅，其特征在于：设有联接装置(28，34)，用以将动力从驱动装置(2)传给手动轮椅(1)的驱动轮(3)的轴(36)，这些驱动轮(3)也用作组合轮椅的驱动轮。
17.一种用于如权利要求1至14中的任一项所述的组合轮椅的手动轮椅，其特征在于：设有装置(21)，该装置能使驱动装置(2)从后面与轮椅(1)联接并由此将动力从驱动装置传送给轮椅的两个大驱动轮(3)的轴(36)。
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