CN1867482A - 推进辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种可安装在诸如轮椅之类的车辆的车轮(8)上(或者与车轮成为一体)的推进装置(20)。该推进装置(20)具有能够与车轮(8)的轮缘或结构件固定地连接的第一部分，其中所述结构件与车轮(8)刚性连接，并且从车轮(8)上伸出。该推进装置(20)还包括可围绕车轮(8)的旋转轴线进行枢转的第二部分(23)。此外，该推进装置(20)还包括连接装置，该连接装置置于第一部分和第二部分之间，从而当第二部分(23)围绕车轮(8)的旋转轴线转动时，能够使第一部分转动，借此也使车轮(8)旋转。

Description

推进辅助装置

技术领域

本发明涉及一种用于推进交通工具的装置和方法。更确切地但并不排他地说，所述装置和方法涉及一种用在轮椅上的推进辅助装置。

背景技术

图1a和1b示出了用于推进轮椅的众所周知的方法。轮椅4具有供轮椅使用者2使用的座椅、一对前轮6以及一对围绕轮轴12显著地安装在轮椅上的后轮8。，已知为手轮圈10的环状圈10与每个后轮8固定地相连，其方式是手轮圈10与后轮同轴。

如图1a所示，为了便于轮椅的运动，轮椅使用者2在后轮8的轮轴12的大致垂直上方的位置处紧握着手轮圈10。然后使用者2沿向前的方向转动手轮圈10。由于手轮圈10与后轮8固定相连，所以手轮圈10的转动造成轮椅4的后轮的向前转动。当后轮8已经运动通过一个高达大约120°的角度时，轮椅使用者2松开对手轮圈10的握紧。上述精确的角度会根据多种因素而改变，这些因素包括：轮椅使用者运动的范围，所期望的运动速度以及上坡或下坡时的倾斜度。图1b示出了运动的终点。当使用者2松开把手时，轮椅4可以靠惯性继续前进。为了实现连续推进，轮椅使用者2返回到周期的开始，再次如图1a所示紧握轮轴12之上的手轮圈10，并且重复上述运动。

为了提供向后运动，轮椅使用者2执行与上述运动相反的运动，在图1b所示的位置处紧握手轮圈10，然后朝着图1a所示的位置转动它们。

如果轮椅使用者2想使轮椅4转变方向，他需要在运动的结束紧握一个手轮圈10，并且在运动的开始紧握相对的手轮圈10。这样手轮圈10就会彼此反向转动，由此使轮椅4转向。

为了使轮椅4减速，或者是使轮椅4停止运动，使用者2在手轮圈10转动时紧握它们。这一过程会对手轮圈10产生摩擦力，并使轮椅4减慢。如果握持不放松，这一动作最终将使轮椅停下来。

正如将要被理解的，需要轮椅使用者2大量的上身体力以便操纵轮椅4。因此，患有某些疾病，如大脑性麻痹的轮椅使用者2可能无法推进这种轮椅4。另外，因为需要大量的力量来推进轮椅4，特别是当倾斜向上时，轮椅使用者2可能很快就会精疲力竭。另一个问题是，由于轮椅使用者2需要在运动开始和结束之间调节他们在手轮圈10上的握持，因此有可能把手指夹在后轮8中，导致受伤。此外，由于紧握着后轮圈10，手还有可能受到磨损，或者被弄脏。另一个额外的问题是，缺乏握力的轮椅使用者(如关节炎患者)可能无法充分地握紧手轮圈，以向车轮传递足够的扭矩。

为了试图克服这些问题，许多设计者已经提出提供一种替代的推进机构。

美国专利No.5988661示出了这样一种设计，其中描述了一种用于手动推进轮椅的装置。该装置包括一安装在轮椅车轮上的驱动臂，以便能够通过使用者手动操作使其围绕与车轮旋转轴线重合的枢轴进行枢转。利用一伸长的轴螺栓将该驱动臂安装在后轴上，该轴螺栓替代最初设置的轴螺栓。但是，不得不将最初的轴螺栓拆卸下来的一个缺点是，由于在不同的轮椅设计中车轴的尺寸不同，因此驱动臂中的接收孔径不能通用。第二个缺点是，无法在轮椅使用者坐在轮椅上的同时使驱动臂固定在合适位置。还有一个缺点是，当拆卸后轴时，需要重新对准车轮，这可能会花费一定的时间。甚至可能的是，由于轮椅经受严格的调整控制，因此如果轮椅要遵守必要的调整控制，则不允许替换轴螺栓。因此需要提供一种机构以克服上述缺点，同时它仍然能够提供一种改进的推进机构。

在GB-A-2278582中描述了一种替换设计，其中驱动盘通过圆板和圆柱形外壳被紧固在轮椅的后轮上。该圆柱形外壳通过多个卡盘与后轮的轮辐相连。这些卡盘从圆柱形壳体的内壁突出，每个卡盘都容纳后轮的一个轮辐。在把卡盘安装到轮辐上之后，使用螺栓将它们紧固，借此将圆柱形外壳牢固地保持在车轮上。当用手或嵌入式杠杆转动驱动盘时，能够将扭矩传递给轮辐，使车轮转动。尽管这一设计避免了在后轴上连接装置而产生的问题，但仍然在轮辐上产生了令其难以承受的作用力。特别是，所施加的过量的扭矩可能会导致轮辐弯曲。正如将会理解的，需要一种连接增强型推进机构的替换的方法。

一般说来，用来提供对轮椅的增强型推进的现有方案采用将扭矩从驱动臂传递给后驱动轮的两种机构中的其中一种。在第一类里，一驱动体将扭矩传递给后轮的轮胎。例如，在GB-A-2213438中描述了一种装置，其中驱动体被枢转地安装在驱动臂上，从而它能够选择地与后轮的轮胎接合在一起。因此，枢转驱动臂，使驱动体接合在轮胎上，使车轮转动并推进轮椅。类似地，美国专利US5232236提供了一种利用杠杆作用的手动推进器，它包括与轮胎接合的夹具(驱动体)，当夹具与轮胎接合时，就能够传递足够的扭矩以便使后轮转动。

一用来传递扭矩的替换方法是提供一种与后轮的手轮圈相接合而不是与轮胎接合的机构。美国专利US5988661中描述了一种带有摩擦垫的机构，当手指向驱动臂施加压力时，该摩擦垫与手轮圈接合。因此，当驱动臂向前枢转时，扭矩被传递给手轮圈并且车轮转动。在WO98/03142中描述了一种替换设计，其中提供了一种推进组件，它包括杠杆臂和位于杠杆臂末端的手摇曲柄。该手摇曲柄进一步包括与轮椅的手轮圈接合的摩擦垫。当乘坐轮椅的人施加一相对于轮椅框架向前的作用力时，摩擦垫与手轮圈接触。连续的前进运动使得手轮圈向前运动，并且轮椅也将前进。

上述两种方法存在许多问题。首先，轮胎和手轮圈均没有被设计成承受所需要的、用来传递足够的扭矩以使后轮转动的摩擦力。因此存在一种风险，即通过驱动体/摩擦垫施加的力将损害这些部件。特别是，手轮圈通常不是如此地固定在车轮上，从而承受使后轮以这种方式转动所需要的旋转力和摩擦力。此外，手轮圈和轮胎会受到来自于摩擦垫的严重磨损，这又损害了轮椅的功能性。过度的磨损还会导致比通常所需要的更加频繁地更换部件。因此需要提供一种增强的推进机构，它能够克服现有技术中与扭矩传递方法相关的问题。

之前已经披露了多种方案，这些方案都能够提供正向和反向的推进。WO98/03142描述了一种手动推进组件，其中杠杆臂的顶部设置有一能够在提供向前运动的第一位置和提供向后运动的第二位置之间转动的把手。但是，需要具有恒定的压力以便在向前或向后的运动中能够保持摩擦垫与轮胎的接触，同时为了使杠杆臂返回到起始位置，还需要释放这一压力。这就意味着需要手腕的频繁运动以接合和分离摩擦垫。此外，还需要手腕上的力量来保持摩擦垫与轮胎的接触，以便进行扭矩传递。类似地，美国专利US5988661描述了一种组件，其中轮椅使用者需要将手上的压力施加给驱动臂，以迫使摩擦垫与轮椅的手轮圈接触。为了使驱动臂返回到其运动的起始位置，还需要从杠杆上将手的压力释放。因此，需要再次重复紧握运动以启动装置。采用这种装置的问题在于这种重复的紧握运动可能会导致使用者的重复性劳损。还有可能出现的问题是使用者可能不具备足够的手的力量或腕力来提供摩擦垫与轮胎或手轮圈接合所需要的压力。因此需要提供一种改进的机构，这种机构不需要使轮椅使用者的手或手腕产生很大的力量，而且能够降低重复性劳损的危险性。

此外，还需要提供一种在使用推进装置的过程中提供增强的手/臂部人体工程学的手柄。

发明内容

按照本发明的第一方面，提供了一种可安装到车辆上的推进装置，该车辆包括至少一个具有旋转轴线的与地面接合的车轮，所述推进装置包括：第一部分，它适于在远离所述轴线的位置处固定地连接到所述车轮的轮缘上，或者是连接到从由所述车轮限定的平面突出的结构件上，该结构件与所述车轮刚性地连接；可围绕与所述车轮的旋转轴线一致的一个轴线进行枢转的第二部分；以及放入在所述第一部分和第二部分之间的连接装置，这样第二部分绕所述轴线的枢转运动使得第一部分旋转，从而推进车辆。

优选地，所述第一部分支承着用于定位所述第二部分的装置，从而第二部分的旋转轴线与车轮的轴线一致。

按照本发明的第二方面，提供了一种用于车辆的推进装置，该车辆包括至少一个与地面接合的车轮，所述推进装置包括：适于安装在车轮上或者与车轮成为一体的第一部分；第二部分，它驱动地连接到所述第一部分上，并且可围绕与所述车轮的旋转轴线一致的一个轴线进行枢转；所述第一和第二部分的其中之一具有一连续接触面；以及由第一部分或第二部分支承的连接装置，该连接装置可以有选择地与所述连续接触面接合，以便在接合时第二部分围绕所述轴线进行的枢转能够使第一部分旋转，从而推进车辆。

在一实施方案中，第一部分带有连续接触面，连接装置由第二部分支承。

在一可选实施方案中，第二部分带有连续接触面，连接装置由第二部分支承；并且所述推进装置还包括相对于第一部分锁定(key)接触面的装置。

按照本发明的第三方面，提供一种车轮，它包括：固定地安装在车轮上或与车轮成为一体的第一部分，该第一部分包括一杠杆臂接纳部分和一连续接触面，杠杆臂接纳部分适于容纳杠杆臂，以便杠杆臂可以围绕与车轮旋转轴线一致的一个轴线枢转；连续接触面适于有选择地与由所述杠杆臂支承的连接装置接合，以便在接合时杠杆臂围绕所述轴线的枢转运动能够使车轮旋转，从而推进车辆。

按照本发明的第四方面，提供了一种可安装在车辆上的推进装置，该车辆包括至少一个与地面接合的车轮，所述推进装置包括适于安装在车轮上或与车轮成为一体的第一部分；第二部分，它包括能够围绕与车轮旋转轴线一致的第一轴线进行枢转运动的杠杆臂；以及放置在第一部分和第二部分之间的连接装置，从而杠杆臂围绕所述第一轴线的枢转运动能够使第一部分旋转，从而得以推进车辆；杠杆臂具有一可围绕第二轴线枢转的手柄，该第二轴线横交于杠杆臂的纵轴，从而为使用者提供符合人机工程学的手部运动。

有利的是，第一部分或第二部分具有一连续接触面，连接装置由第一部分或第二部分支承，该连接装置可以有选择地与连续接触面接合，从而在接合时，第二部分围绕所述轴线的枢转运动能够使第一部分旋转，借此推进车辆。

有利的是，第一部分适于在远离所述轴线的位置处固定地连接到车轮的轮缘上，或者连接到从由所述车轮限定的平面突出的结构件上，该结构件与所述车轮刚性地连接。

优选地，第二部分包括杠杆臂。

更优选地，杠杆臂包括一手柄，该手柄可围绕一条与杠杆臂的纵轴横交的轴线进行枢转，以便为使用者提供符合人机工程学的手部运动。

优选地，第一部分在分离的各个位置固定地连接到车轮上。

优选地通过多个附加辐条将第一部分固定地连接到所述车轮上，所枢附加辐条可从中心轮毂径向地伸展。

更优选地，所述附加辐条被设置在远离所述轮毂的一端，并且具有一个相应的沟槽形部件适于至少部分地容纳所述轮缘或结构件。

在一种构造中，该沟槽形部件优选包括一可变形的插入件，它适于在压力下与所述轮缘或结构件的形状一致。

优选的是该可变形的插入件由高摩擦材料制成。

有利的是，所述附加辐条在一径向内端与一相应的中间部件枢转连接，所述中间部件在沿圆周间隔的位置处枢转地连接到安装在轮毂上的致动件上，附加辐条受到约束以径向运动，从而致动件的转动使得附加辐条根据转动方向伸展或缩回，并且致动件的转动范围可能会受到凸起在狭槽内的接合的限制。

在一优选实施方案中，当附加辐条从一缩回位置向一完全伸展位置移动时，每个中间部件与致动件枢转连接的位置将会沿圆周移动经过该中间部件与相关的附加辐条枢转连接的位置，从而通过一个过中心布置(over-centering arrangement)将附加辐条保持在所述完全伸展位置。

有利的是，第二部分可释放地与所述第一部分连接。

连接装置优选包括适于与连续接触面接合的滚动支承装置。

在一优选实施方案中，当第二部分围绕所述轴线沿第一方向枢转时，该滚动支承装置可选择地与连续接触面摩擦接合，以便使第一部分沿一个方向转动，并且当第二部分围绕所述轴线沿与第一方向相反的第二方向枢转时，该滚动支承装置可选择地与连续接触面接合，使第一部分沿相反的方向转动。

有利的是，连接装置包括一对设置在枢轴相对侧上的驱动面，因此每次只有其中一个驱动面可以与连续接触面摩擦地接合。

优选地，当第二部分围绕所述轴线枢转时，这对驱动面中的其中一个与连续接触面的接合使得第一部分沿第一方向转动，而这对驱动面中的另一个与连续接触面的接合则使第一部分反向转动。

更优选的是，所述一对驱动面中的一个驱动面优先于另一个驱动面朝着所述连续接触面偏置，当第二部分围绕所述轴线进行枢转运动时，该偏置的驱动面与连续接触面接合，以便向前推进车辆。可通过有选择地操纵手柄来克服这对驱动面中所述一个的偏置，并且手柄可被改变，以使得通过所述手柄围绕杠杆臂的纵轴进行转动来实现上述操纵。

有利的是，每个驱动面都与一个相应的滚动支承装置相关联，当所述相关驱动面位于连续接触面附近时，滚动支承装置与连续接触面接触，滚动支承装置与相关驱动面相连，从而当相关滚动支承装置沿第一方向转动时，驱动面与连续接触面摩擦地接合，当相关滚动支承装置反向转动时，驱动面与连续接触面分离。

优选地，将第二对驱动面设置在第二枢轴的相对侧上，这两对驱动面被枢转地互连以便形成一平行四边形类型的机构，其中对角地相对的驱动面一起移入或移出与连续接触面的摩擦接合。

在一优选实施方案中，第二部分包括两个或多个部件，至少一个部件能够与所述其他部件可释放地相连。

有利的是，本发明还提供了车辆的推进速度相对于车辆的使用者的动力输入的可变驱动比。在一优选实施方案中，杠杆臂适于具有可被选择性地调节的工作长度，从而当调节杠杆臂的工作长度时，车辆的推进速度相对于车辆的使用者的动力输入的驱动比改变。

有利的是，杠杆臂可以从使用构造折叠成存放构造，从而在折叠时所述杠杆臂的径向长度小于所述车轮的半径。

优选所述杠杆臂上的至少一部分适于可伸缩地折叠。

替换地或者附加地，杠杆臂还可以包括一个铰链，其位于从轮缘径向向内间隔的一个位置。

在一个优选实施方案中，杠杆臂的手柄包括：固定地连接到杠杆臂一端上的拱形外壳，和包括可滑动地容纳在拱形外壳中的拱形部和位于拱形外壳外部并使拱形部的相对端相互连接的把手部的D形把手。

优选使手柄向内转动，以提供可选择地与所述连接装置接合和分离的手段。

有利的是，第二部分还包括一制动器，所述制动器包括至少一个能够在可操作位置和不可操作位置之间移动的制动面，其中在可操作位置，制动面与连续接触面接合以减慢旋转，而在不可操作的位置上制动面不与连续接触面接合；第二部分还包括用于使所述制动面在可操作位置和不可操作位置之间选择性移动的装置。用于致动所述制动器的手段优选被设置在手柄上。

在一优选实施方案中，手柄可围绕横交于杠杆臂纵轴的轴线运动，从而手柄向致动位置的运动提供了用于致动所述制动器的手段。或者，将制动装置设置在所述杠杆臂上，杠杆臂向内枢转以便制动装置与车轮或结构件接触。

按照本发明的第五方面，提供了一种车辆，它带有至少一个与地面接合的车轮和一个如上所述的推进装置。

优选将分离的推进装置设置在所述车辆的相对侧。更优选的是该车辆是轮椅。

按照本发明的第六方面，提供了一种用于车辆的杠杆臂，该车辆包括至少一个与地面接合的车轮和一个杠杆臂接纳部分，该杠杆臂接纳部分固定地安装到所述车轮上，或者与车轮成为一体，所述杠杆臂和杠杆臂接纳部分的其中一个带有一连续接触面，杠杆臂可拆卸地安装在杠杆臂接纳部分内，以便能够围绕一条与所述车轮旋转轴线一致的轴线进行枢转，该杠杆臂还支承着可选择性地与所述连续接触面接合的连接装置，从而在接合时杠杆臂绕所述轴线的枢转运动使得车轮转动，借此推进车辆。

有利的是，杠杆臂包括一可围绕横交于所述杠杆臂纵轴的第二轴线进行枢转运动的手柄，从而可为使用者提供符合人机工程学的手部运动。

有利的是，杠杆臂可释放地与所述杠杆臂接纳部分连接。

杠杆臂可以以上述任何方式支承连接装置。

杠杆臂优选包括两个或多个部件，其中的一个部件能够与所述其他部件可释放地连接。

有利的是，杠杆臂适于具有可选择性调节的工作长度，从而当调节杠杆臂的工作长度时，车辆的推进速度相对于车辆使用者的动力输出的驱动比改变。

有利的是，杠杆臂如权利要求45至49中任一项所述，其中所述杠杆臂可以从一使用构造折叠成一存放构造，从而在折叠时所述杠杆臂的径向长度小于车轮的半径。

在一优选实施方案中，所述杠杆臂的至少一部分适于伸缩地折叠。替换地或者附加地，杠杆臂还包括一个铰链，其位于从轮缘径向向内间隔的一个位置。

优选地，手柄包括：固定地连接到杠杆臂一端上的拱形外壳，和包括可滑动地容纳在拱形外壳中的拱形部和位于拱形外壳外部并使拱形部的相对端相互连接的把手部的D形把手。

优选地手柄向内转动，以提供与所述连接装置接合和分离的手段。

有利的是，杠杆臂还包括一制动器，所述制动器包括至少一个能够在可操作位置和不可操作位置之间移动的制动面，其中在可操作位置，制动面与连续接触面接合以减慢旋转，而在不可操作位置，制动面不与连续接触面接合；杠杆臂还包括用于使所述制动面在可操作位置和不可操作位置之间选择性移动的装置。用于致动所述制动器的手段优选被设置在手柄上。更优选地，手柄可围绕横交于杠杆臂纵轴的轴线运动，从而手柄向致动位置的运动提供了用于致动所述制动器的手段。

或者，将制动装置设置在所述杠杆臂上，杠杆臂可向内旋转，从而制动装置与车轮或结构件接触，所述结构件与所述车轮的平面分离。

按照本发明的第七方面，提供了一种推进车轮的方法，该方法包括以下步骤：

提供如权利要求1，3，6或7中任一项所述的推进装置；

将所述推进装置连接到车轮上；

使推进装置的第二部分枢转以便能够使该推进装置的第一部分转动，借此使车轮旋转。

附图说明

现在结合附图对本发明的优选实施方案进行说明，其中：

图1a和1b示出了使用者按照已知的方法推进轮椅；

图2示出了结合有按照本发明优选实施方案的推进装置的轮椅后轮的透视图；

图3示出了按照本发明中的推进装置的轮毂部分的第一实施方案的透视图；

图4a示出了图3所示轮毂部分的后视图，其中去掉了轮毂部分的后板(back plate)，并且用虚线示出了致动盘；

图4b示出了图3所示轮毂部分的分解图；

图5示出了与图4a所示致动盘一起使用的工具的透视图；

图6a示出了通过与后轮的轮缘相接触的槽形模制件的截面图；

图6b示出了图6a所示槽形模制件未与后轮接触的截面图；

图7示出了与按照本发明的推进装置的车轮整体形成的轮毂部分的又一实施方案的透视图；

图8示出了按照本发明的推进装置的第二部件的透视图；

图9a示出了按照本发明的推进装置的前视图，该推进装置具有一可部分拆卸下来的杠杆臂部；

图9b示出了图9a和9c所示可拆卸杠杆臂的前视图；

图9c示出了按照本发明的车轮的前视图，该车轮具有一与其成为一整体的杠杆臂接纳部分，以及一带有可局部拆卸杠杆臂的杠杆臂部分；

图10a示出了带有一可局部拆卸下来的杠杆臂部的推进装置的又一实施方案；

图10b示出了图10a和10c所示可拆卸杠杆臂部的前视图；

图10c示出了按照又一实施方案的车轮的前视图，该车轮具有一与其成为一体的杠杆臂接纳部分，以及一带有可局部拆卸杠杆臂的杠杆臂部分；

图11a示出了一具有可折叠杠杆臂的推进装置在可操作位置上的侧视图；

图11b示出了其中杠杆臂处于存放位置的图11a所示推进装置的侧视图；

图12示出了用来将图11a和11b所示杠杆臂固定在存放位置的挂钩(catch)；

图13示出了按照本发明的驱动机构的透视图；

图14示出了图13的驱动机构的平面图，为了清楚起见，移除了该驱动机构的前板；

图15示出了容纳在按照本发明的杠杆臂中的止挡销组件(pinblock assembly)，为了清楚起见，移除了该杠杆臂的外壳；

图16示出了包含在图13的驱动机构内的销装置的细节图；

图17示出了在图3的驱动机构被插入到图7所示推进装置的第二部件中时的透视图；

图18示出了图13所示驱动机构的芯撑组件(jammer assembly)的分解图；

图19a示出了图18所示芯撑上表面的平面图；

图19b示出了图18所示芯撑底面的平面图；

图19c示出了通过图19b的芯撑的截面A-A；

图20示出了组装后的图18的芯撑组件的透视图；

图21a和21b示出了图13的驱动机构与图3的轮毂部分相连时的详细细节；

图22a-d示出了贯穿一个周期的图2的推进装置的大致方位，图22a大致示出了周期的开始，图22d大致示出了周期的结束；

图23示出了按照本发明的推进装置的分解侧视图；

图24示出了按照本发明可选实施方案的推进装置的分解侧视图；

图25a示出了按照本发明的具有可变长度的杠杆臂部的前视图；

图25b示出了具有可变长度的图25a的杠杆臂部；

图26示出了图25a和25b的杠杆臂部的详细视图；

图27a示出了在夹紧位置时图25a和25b的杠杆臂部的内部工作详细视图；

图27b示出了在可操作位置时图25a和25b的杠杆臂部的内部工作详细视图；

图28a示出了图2的推进装置的手柄在大约周期开始时的详细侧视图；

图28b示出了图2的推进装置的手柄在大约周期结束时的详细侧视图；

图29示出了穿过图28a所示悬臂辊的C-C截面；

图30示出了穿过图28a和28b的手柄的一个截面，其中该手柄处于完全伸展的位置；

图31示出了图9的驱动机构的透视后视图；以及

图32a和32b示出了按照本发明的制动机构。

具体实施方式

如前所述，图1a和1b示出了轮椅4，它设有供轮椅使用者2使用的座位、一对前轮6以及一对围绕轮轴12可旋转地安装在轮椅上的后轮8。图1a和1b所示轮椅4还设有一对手轮圈10。

图2示出了与按照本发明的推进装置20结合在一起的轮椅4的后轮8。

推进装置20包括轮毂部分22和第二部分23。第二部分23包括驱动机构容纳部70、杠杆臂140以及位于杠杆臂端部上、远离驱动机构容纳部的手柄160。

虽然推进装置20可以与车轮分离地形成，以便能够将其改装到现有的轮椅上，但应当理解的是，在其它实施方案中，推进装置也可以形成为车轮组件的一部分，从而与其不可分离。

图3示出了没有连接着第二部分23的轮毂部分22。可以看到，轮毂部分22包括由向外延伸的圆柱形壁26限定而成的圆孔24。轮毂部分22被定位成可使圆孔24的中心位于由后轮8的轮轴12限定的轴线上。环形凸缘28从圆柱形壁26径向向外延伸并且与向外延伸的环形毂缘30结合在一起，其中该环形毂缘30由径向内表面32和径向外表面34限定而成。径向内表面32通过轮缘表面36与径向外表面34相连。而毂缘30与圆柱形壁26同心。

轮毂部分22还包括多个轮毂附加辐条38。每个轮毂附加辐条38都包括基部40和连接臂42，其中基部与轮毂部分22的外表面34成为一体并结合在一起。连接臂42由基部40支撑并从其径向向外延伸，以终止在远离轮毂部分22的一个槽形模制件44中。

图4a和4b示出了把轮毂部分22连接到后轮18上的一个适当机构的实施例。在该实施例中，致动盘48被设置在轮毂部分22中，并且位于凸缘28的外表面29上。如图4b所示，致动盘48具有凸起49，该凸起49从致动盘48的后表面51朝着轮毂部分22向内延伸。尽管图中只示出了三个凸起49，但应当理解的是凸起的数量可以根据连接臂42的数量而改变。参考图4，凸缘28设有围绕中心轴线沿圆周布置的多个切断部分53。尽管图中示出的切断部分53为拱形，但应当理解的是它们也可以采取其它形状，如矩形的切断部分，并且它们围绕圆周切线地布置在间隔位置上。图4a示出了6个切断部分53，但应当理解的是，切断部分的数量也可以改变。例如可以有与三个连接臂42相对应的三个切断部分53。凸起49延伸穿过切断部分53的相应一个，因此它们枢转地连接到相应凸起板50的一端上。每个凸起板50用作第一触发板，并且凸起板50的数量与轮毂附加辐条38的数量一致。每个凸起板50上远离凸起49的一端都通过一肘节54与相应的一个连接臂42相连。连接臂42通过设置在基部40内的抑制导向件56被约束以沿径向进行往复运动。致动盘48还包括沿圆周间隔布置的工具定位孔52，如图5所示，这些定位孔52用来接纳工具60的相应数量的工具凸起66。尽管图中示出了三个工具定位孔52，但应当理解的是这些工具定位孔的数量和间隔都可以改变。

图5所示的工具为一件式构造，其尺寸被制成使得其能够装配在毂缘30内。该工具60包括手柄62和带有中心孔65的主体64。中心孔65的尺寸被制成当利用工具60将轮毂部分22与后轮8连接时，能够使轮毂部分22的圆柱形壁26从该孔中伸出。多个工具凸起66被设置成与致动盘48中的工具定位孔52相对应。

图6a和6b更详细地示出了位于连接臂42一端的槽形模制件44。图6a示出了在槽形模制件44与后轮8的内轮缘14开始接触前通过模制件44的截面。槽形模制件44可以被设计成与一特定内轮缘14的形状相一致。但是，为了提供增强的附着特性并且为了取消需要特定形状的模制件，槽形模制件44优选地设有一模型插入物46，该模型插入物由一种能够与内轮缘14的形状一致的材料制成。模型插入物46优选由诸如聚氨酯之类的高摩擦材料制成以便提供增强的附着特性。可利用任何已知的方式将模型插入物46保持在槽形模制件44内，例如胶粘。替换地或者附加地，可以将模型插入物46锁定到槽形模制件44内。在另一种布置中，也可以在使用前简单地将模型插入物46放置到适当位置上，从而依靠材料的高摩擦特性将插入物保持在模制件内。

图6b示出了与后轮8的内轮缘14相接触的槽形模制件44，并且该模制件处在被压缩的状态下。应当注意的是模型插入物46已经呈现出和内轮缘14相一致的形状。

现在参考图4至6描述轮毂部分22与后轮8相连的方法。

为了把轮毂部分22连接到后轮8上，需要对工具60进行定位以便将凸起66容纳在工具定位孔52中，并且将圆柱形壁26接纳到孔65中。然后把轮毂部分22和工具60提供给轮椅的后轮，从而轮轴12穿过圆孔24或者是与圆孔24对准。然后按照图4a中箭头A所示的方向转动工具60。当致动盘48转动时，它致动肘节54从而使受到约束的连接臂42相对于基部40沿径向向外的方向滑动。当连接臂42径向向外延伸时，槽形模制件44和容纳在其内的模型插入物46与后轮8的内轮缘14开始接触。连接臂42和后轮8之间的接触力使得模型插入物46与内轮缘14的形状一致。然后移除工具60，肘节54的过中心效果(over-centering effect)将连接臂42保持在伸展位置上，从而相对于后轮8有选择地保持轮毂部分22，并且维持模型插入物46与内轮缘14的静态接触。

通过插入工具60并反向转动致动盘48，以使连接臂42返回到它们的缩进位置，从而将轮毂部分22从后轮8上拆卸下来。

尽管图中示出的轮毂部分22具有三个以120°间隔规则布置的轮毂附加辐条38，但应当理解的是可以改变轮毂附加辐条的数量和间隔，并且这样仍然能够提供到后轮8的内轮缘14的适当固定。同样地，还应当理解的是可采用与如上所述相同的方法选择把轮毂部分22连接到手轮圈10上。在这一选择方案中，槽形模制件44的尺寸应被制成能够使其装配在手轮圈10的内轮缘11周围。

按照上面所述，在另一实施方案中，推进装置20可以永久地安装在轮椅4的后轮8上。在这种情形下，轮毂附加辐条38可以与轮缘14形成为一体，或者通过诸如焊接的方法永久地连接在轮缘上。显然，也可以设想采用将轮毂部分22可拆卸地连接到内轮缘14或11上的其他方法，例如通过使用螺钉。无论在何种情况下，轮毂部分22都可以与车轮结构合并在一起，并且将其永久地连接在车轮上。

图7示出了本发明的一个实施方案，其中推进装置120构成了车轮组件的一个部件。由于推进装置120的许多特征都与推进装置20的那些特征相当，因此在同一特征所使用的附图标记前加“1”来表示本实施方案中的特征。

该实施方案与前述实施方案的不同之处在于：没有用于把轮毂部分122固定到车轮上的轮毂附加辐条。而是轮毂部分122形成了车轮轮毂的一个整体部分，轮辐127从环形毂缘130的外表面134呈辐射状出去。

在轮毂部分122的中心，孔129使得可以利用任何可接受的方法将车轮固定在轮轴上，如利用螺母或螺钉。

轮毂部分122还包括内圆柱件126，为了将车轮安装到轮椅上，该内圆柱件被构造成允许接近轮轴，但是也可以以与前述实施方案类似的方式构造。

为清楚起见，图7示出了没有连接着第二部分23的轮毂部分122。但是，第二部分23可以可拆卸地与轮毂部分122相连，或者是与轮毂部分122成为一个整体。应当理解的是，针对于第二部分23、驱动机构70以及第二部分23与轮毂部分22的关系，可以设想到下面将要论述的各种变化都适用于前述轮毂部分22或122的实施方案。

图8示出了推进装置20的第二部分23。如前所述，尽管图中示出的这一第二部分23是与轮毂部分22可分离的，但应当理解的是可以把推进装置20改变成不能使第二部分23从轮毂部分22上拆卸下来。

但是，提供一种两件式推进装置20的优点在于，第二部分23可以被移除，然后轮椅4将回复到图1a和1b所示的传统轮椅结构的功能性。或者，第二部分23可以由两个或多个部件组成，这些部件能够可拆卸地相连。例如，杠杆臂14的一部分或整个是可以拆卸下来的，当被拆下时，驱动机构容纳部70仍然连接在轮毂部分22上。在图9A、9B、9C以及10A、10B、10C中示出了所述构造的实施例，其中杠杆臂140的整体或部分被拆下。应当理解的是，除了上述附图中所示的之外，还可以采用其他构造。实现如上所述的一可供选择的方法是提供杠杆臂140，在该杠杆臂的位于手轮圈10的径向向内的位置处设有一铰链。这就使得杠杆臂140被折叠成一个紧凑结构，从而允许接近手轮圈10，同时也不需要采用物理方法将第二部分23从轮椅上拆下。

另一选择是形成一外部部件和一可伸缩地容纳在该外部部件内的内部部件(未示出)的手柄。当使用手柄时，内部部件可以被伸展并且采用任何适当的方法将其固定在有效的长度内。例如，可将球轴承定位在外部部件的孔中。当不使用杠杆，并且希望轮椅回复传统轮椅的功能性时，可以把内部部件可伸缩地容纳在外部部件中，并且优选将其固定，以缩短杠杆的长度，使其按照需要短于手轮圈10或车轮8的半径。

在另一可供选择方案中，设想把杠杆臂上的可伸缩容纳的内部部件和可枢转的外部部件结合起来。图11A示出了内部部件140a从由轮轴限定的轴线径向向外伸展时的构造，图11B示出了当内部部件140a处于存放状态时的构造。在图11a所示的构造中，内部部件140a被可滑动地接纳在外部部件140b中。该外部部件140b包括上部140c和下部140d。下部140d枢转地连接在第二部分23的一端。优选地当使用时，枢轴使下部140d偏置，从而使其从车轮所在的平面以相对于由轮轴限定的轴线成α角度向外伸展。一种适当枢轴的例子是扭簧。在使用过程中，在下部140d与枢轴相对的一端处，该下部140d和上部140c结合在一起，上部140c转过一个角度，从而沿着从由轮轴限定的轴线径向向外的方向基本平行于车轮所在的平面延伸。如图11a所示，使用中，内部部件140a从上部140c延伸出去，以便使用者能够握住手柄160并操作推进装置20。

当需要以传统方式即采用手轮圈10推动轮椅时，显然需要将杠杆臂140存放起来以便能够顺利地使用手轮圈10。

图11b示出了将杠杆臂140存放起来以便能够使用手轮圈10时的构造。内部140a在上部140c内滑动，外部部件向着后轮8向内枢转，借此使由轮轴限定的轴线和下部140d之间的角度增大成β角(β＞α)。选择内部部件140a、上部140c和下部140d的相对长度，以便当内部部件140a接纳在上部140c中并且下部部件140b向内枢转时，杠杆臂140的长度小于手轮圈10的半径。一旦已经折叠杠杆臂140并且将其向内枢转，就可以把该杠杆臂固定在“存放”位置上，例如使用图12所示优选有弹力的挂钩或其它适宜的连接机构。

当把推进装置20设置成两件式构造时，采用快速释放销钉67将第二部分23连接到轮毂部分22上，如图16所示。不过应当理解的是，也可采用其他连接机构，如锁紧螺母和螺栓。快速释放销钉67包括安装在其内的两个球轴承68。这两个球轴承都连接到中心释放按钮69上，如图8所示。

在使用中，中心释放按钮69的触动使得两个球轴承68向内缩回到销钉67中，同时保持被捕获。然后将快速释放销钉67插入到轮毂部分22的圆柱形壁26内。当松开中心释放按钮69时，球轴承68径向向外移动到图16所示的构造，并且被容纳在轮毂部分22的圆柱形壁26中的相应孔或凹槽(未示出)内，借此将第二部分23固定在轮毂部分22上。

第二部件23包括驱动机构容纳部70、连接在驱动机构容纳部70上的杠杆臂140、以及在远离驱动机构容纳部70的位置处连接到杠杆臂140上的手柄160。

现在参照图13-22详细说明上述部件中的每一个。

图13示出了未组装到驱动机构容纳部70上的驱动机构72。该驱动机构72包括四个芯撑组件74a-d。这些芯撑组件74a-d被构造成两对，74a和74b组成了第一对，74c和74d组成了第二对。每一对中的单独的芯撑组件通过芯撑连接板76a和76b彼此相连。驱动机构72还包括圆盘形的后板78。后板78包括定位孔80和螺钉孔82。在组装时，定位孔80和螺钉孔82分别与设置在如图16所示驱动机构容纳部70中的定位销98和螺纹孔对准。设有前板84，芯撑连接板76a和76b通过各自的枢轴销86a和86b分别枢转地连接到前板84和后板78上。前板84和后板78还分别包括与驱动机构容纳部70的中心轴线相对应的、彼此相互对准的中心孔88和90。

销92和弹簧94都位于设置在后板78和前板84之间的销钉壳体96中。如图8中所示是制动机构180a和180b。但是，下面将详细描述这些特征。

为了清楚起见，图14示出了拆卸下前板84的驱动机构。可以看到，芯撑连接板76a和76b通过两个连接板77彼此相互连接，从而形成一平行四边形的移动机构79。其中一个连接板77与销钉壳体96相结合，稍后将对此进行详细说明。连接板77的彼此相对的端部分别枢转地连接着芯撑连接板76a和76b，并且还把连接板77设计成不会对前板84和后板78中的中心孔88和90形成阻碍。

图15示出了用于使销92横向运动的机构。销92连接在止挡销146上。在图15中，销92的纵轴在伸出纸面的方向上。止挡销146受到与杠杆臂140相连的止挡导轨148的限制，因此只能在基本垂直于杠杆臂140纵轴的方向上进行直线运动。止挡销146的一端与方向选择缆索142连接。方向选择缆索142围绕着滑轮144向着远离止挡销146的方向延伸出去，并且在其连接到把手160之前伸展成基本平行于杠杆臂140纵向轴的方向，这样向内转动把手就能够对缆索施加拉力。

图16更详细地示出了销钉壳体96。该销钉壳体96成为其中一个连接板77的一部分，借此也就成为了平行四边形移动机构79的一部分。一孔97被设置在销钉壳体96内，用来定位弹簧94。弹簧94的一端与弹簧座95相连，而弹簧座95则与杠杆臂140相连。孔97还包括供销92贯穿的第二部分93。因此弹簧94的作用是使孔97相对的一端远离弹簧座95，并且在一特定的方向上使平行四边形的移动机构79(包括芯撑连接板76a和76b)偏置。不过，当向内转动手柄160时，缆索142克服弹簧94的作用拉动销92，借此在与上述相反的方向上使平行四边形的移动机构79偏置。

图17示出了安置在驱动机构容纳部70内的驱动机构72。定位销98从驱动机构容纳部70的内表面向内凸出，并且被容纳在后板78的定位孔80中。同时，设置在驱动机构容纳部70中的螺纹孔与后板78上的螺钉孔82对准，以接纳带有螺纹的螺钉100。

图18、19a、19b、19c和20更详细地示出了一个芯撑组件74。该芯撑组件74包括一从侧面看基本呈水珠形状的芯撑99。芯撑99包括基本平坦的第一表面102，使芯撑具有独特的水珠形的弯曲侧壁104从该第一表面上突出。这种通用的侧壁104在其一端与基本平坦的端面100交叉。与第一表面相对的芯撑第二表面106被分成两个不同的表面部分106a和106b，这两个表面部分位于不同的平面内并且通过台阶108相互连接在一起。如图18和19b所示，台阶108呈拱形，与车轮110的外圆周表面相对应。同时，台阶108的高度，即第一表面部分106a和第二表面部分106b之间的距离对应于车轮110的轴向尺寸H。芯撑组件74还包括轴113、轴套114和“单向”滚柱离合器116。第二表面部分106b包括通孔118，该通孔具有两个与轴套114中的键槽122相对应的键120。第二表面部分106b的环形部件具有可安置滚柱离合器的位置，并且台阶126将滚柱离合器的表面124和车轮110的平台128连接在一起。图20示出了组装后的芯撑组件74，它被构造成位于驱动机构72中。

图21a和21b示出了驱动机构72和毂缘30的内表面32相互作用。

现在参照图21a、21b和图22对驱动机构72的操作进行说明。将详细描述向前运动的一个周期。如果需要继续向前推进轮椅，只需要重复该周期即可。

由于弹簧94的作用，作为缺省，平行四边形移动机构79被偏压向前运动。这样，芯撑组件74a和74c与毂缘30接触。将参考一个单独的芯撑组件74a对驱动运动进行描述，虽然显然这一描述按照类似的方式也可应用于另外的接触芯撑组件74c。当把驱动机构72构造成用于向前运动时，剩下的两个芯撑组件74b和74d不与毂缘30接触。

图22a-d示出了杠杆臂140遍及一个完整循环的位置。图22a示出了循环开始的位置，可以看到杠杆臂140位于从垂直线开始顺时针转过大约330°的位置处。如图22b-d所示，当杠杆臂140向前枢转时，车轮110和毂缘30内表面32之间的接触使得车轮110沿着与杠杆臂相同的方向转动。车轮110的旋转使单向滚柱离合器116在其操作的方向上转动，借此该离合器能够将运动传递给沿相同方向转动的轴套114。由于轴套114通过键120和键槽122的相互接合被嵌入到芯撑99中，因此轴套的转动使得芯撑99沿着与车轮110相同的旋转方向转动。这一转动将把芯撑99推入到毂缘30中从而在芯撑99和毂缘30之间形成锁紧关系。杠杆臂140进一步向前旋转将使得可经由芯撑组件74把扭矩传递给毂缘30。这就迫使毂缘30以及轮毂部分22向前转动。由于通过槽形模制件44将轮毂部分22静止地固定在后轮8的内轮缘14上，因此这一转动进而被传递给后轮8。这就使得向前推动轮椅的后轮8向前转动。

一旦到达循环结束的位置，例如图22d所示从垂直线开始顺时针转过大约60°的位置，杠杆臂140就会再次返回到循环开始的地方重复上述循环以产生连续的推进。

在循环之间杠杆臂140是沿着与运动方向相反的方向转动的。此时车轮110也沿着与运动相反的方向转动。但是，由于只能沿一个方向操作滚柱离合器116，即本实施例中向前的方向，因此不能把扭矩传递给芯撑99。这就意味着芯撑99将朝着远离毂缘30内表面32的方向转动，并且与该轮缘内表面分离开。因此芯撑99既不会产生扭矩传递给毂缘30，也不会产生任何会妨碍进一步转动的摩擦阻力。因此后轮8能够持续向前转动，即所谓的“依靠惯性前进”的运动。

如果需要反向转动后轮8，可通过向内旋转手柄160使方向选择缆索142被致动。缆索142拉动止挡销146，使其可以移动。由于止挡销146受到止挡导轨148的约束，因此它能够在图15中箭头B所示的方向上滑动。现在参照图16，很显然在销92沿着箭头B所示方向的运动使得弹簧94受到压缩抵靠在弹簧座95上。而这又引起平行四边形移动机构79沿箭头C所示的方向运动。这样芯撑组件74a和74c就断开了与毂缘30内表面32的接触，而芯撑组件74b和74d则接合到内表面32中。杠杆臂140的向后转动将迫使这些组件的芯撑99与内轮缘32接触，从而可通过与如上所述相同的机构使后轮8向后运动。

在本发明一可供选择的实施方案中，可采用接触轮代替芯撑组件74。优选地，接触轮可以由高摩擦材料制成，以便能够与毂缘30产生更强的摩擦接触。有利的是，接触轮也可以由能够变形的材料制成，以增大与毂缘30的接触面积。在该实施方案中，对于后轮8的向前和向后转动只需要一个接触轮，但应当理解的是，需要时可设置多于一个的接触轮。为了产生向前的转动，接触轮与毂缘30接触，并且沿着向前的方向枢转杠杆臂140。因此接触轮将向前转动，借此把扭矩传递给毂缘30和后轮8。然后向内转动手柄160使接触轮与毂缘30脱离，从而使得后轮8依靠惯性转动，同时杠杆臂140也返回到运动的起始位置处。接着再次向外转动手柄160使接触轮与毂缘30重新接合。为了形成连续的向前运动，可重复这一循环。为了向后运动，需要向内转动手柄，使杠杆臂140移动到运动结束的位置处，同时接触轮与毂缘30脱离。然后再次向外转动手柄160，使接触轮开始与轮缘130接合。然后向后枢转杠杆臂140，并且如同向前运动的描述一样，传递扭矩以使后轮8产生向后的转动。

应当理解的是，所述驱动机构(即芯撑和接触轮)仅仅是示例性的，也可以设想用于向前或向后传递扭矩同时能够产生依靠惯性滑行的其他机构，如采用离合器。

在本发明的另一可供选择的实施方案中，手柄160的向内转动分成了两个阶段，第一阶段为中立阶段，其中芯撑组件74a-d中没有一个组件与毂缘30接合，第二阶段为反向阶段，其中芯撑组件74b和74d与毂缘30接合。在这一实施方案中，芯撑组件74也可以是接触轮的形式。如前所述，接触轮优选由高摩擦材料制成以便能够与毂缘30产生更强的摩擦接触。有利的是，接触轮也可以由能够变形的材料制成，以增大与毂缘30的接触面积。有利的是，如前所述可以在平行四边形移动机构79中设置多于一个的接触轮，从而提供至少一个接触轮以用于向前运动，并且提供至少一个接触轮以用于向后运动。尽管扭矩的传递与前述实施方案中描述的类似，但是是通过向内转动手柄160来提供依靠惯性的运动，从而把驱动机构72推进到没有接触轮与毂缘30接触的第一中立阶段。

尽管是把驱动机构容纳部70作为第二部分23的一个部件来进行描述的，但应当理解的是，驱动机构72也可以容纳在轮毂部分22内，并且在连接有第二部分23时被致动。

总之，图23示出了轮毂部分22和带有杠杆臂140的第二部分23。该第二部分23还包括驱动机构72，而轮毂部分22还包括带有内表面32的毂缘30。驱动机构72和内表面32的相互作用产生了驱动连接，通过该驱动连接，可以把扭矩从第二部分23传递给后轮8。

图24示出了另一可供选择的实施方案，其中第二部分23包括驱动机构72和环形表面32’。该驱动机构72与环形表面32’相互作用以用来传递扭矩。在这一可供选择的实施方案中，例如通过利用设置在环形表面32’的外表面73上的花键71将第二部分23固定地连接到轮毂部分22上，花键71嵌入到轮毂部分22的相应槽75内。还应当理解的是也可以采用其它将第二部分23锁定到轮毂部分22的方法。

将驱动机构72容纳在第二部分23的驱动机构容纳部70中的优点在于，当把第二部分23从轮毂部分22上拆卸下来时，也将驱动机构72拆卸下来。这就意味着可以除去第二部分23和驱动机构72的重量。因此，如果轮椅使用者希望以传统的方式推进已经去除了第二部分23的轮椅时，他们将不必考虑驱动机构72的额外重量。此外，如果第二部分23还包括环形轮缘32’的话，那么例如为了以传统的方式推动轮椅而将第二部分23拆下时，就可以进一步减少保留在后轮8内/后轮8上的推进装置20的重量。

将驱动机构72和环形轮缘32’都容纳在第二部分23中的另一个优点在于，当把第二部分23拆下时，没有一个驱动面暴露在外，这就表明可以把会影响部件性能的污垢进入的可能性降至最低。

具有可拆卸的第二部分23的优点还在于，当把第二部分23移除时，可以减小轮椅的宽度。在需要通过诸如门口之类狭窄的通路时，这是非常有益的。

在另一实施方案中，环形表面32和驱动机构72’都容纳在轮毂部分22内。在该实施方案中，第二部分23固定地连接在驱动机构72’上，从而使驱动机构72’和环形表面32之间产生相互作用以传递扭矩。

将驱动机构72’保持在轮毂部分22内的一个优点在于：例如为了减小轮椅的宽度以通过狭窄的通路而将第二部分23拆卸下来时，就会不包括驱动机构72’的重量。这就意味着轮椅使用者能够更加容易地操纵第二部分23。

用于改变车辆的推进速度相对于使用者的动力输入的驱动比的一个方法是使用传动系统。另一替换的方法是采用长度可变的杠杆臂，现在对这一替换方法进行详细说明。

如前所述，通过将内部部件可伸缩地容纳在外部部件中而可折叠杠杆臂140，这就缩短了杠杆臂140的长度。例如通过以不同的间隔沿着外部部件设置多个孔来与内部部件上的球轴承相接合，该系统也可以被改变，从而杠杆臂140具有可变的径向长度，即工作长度(不是仅仅“使用中”和“存放中”长度)。工作长度为使用者施加输入力的作用点和轮轴之间的距离。

图25a和25b所示的实施例示出了杠杆臂140是如何改变长度的。在该实施例中，杠杆臂140由第一管形件140e和第二管形件140f组成，这两个管形件优选在远离手柄160的一端接合在一起。第一管形件140e和第二管形件140f可滑动地容纳在相应的圆柱孔(未示出)内，所述圆柱孔贯穿第二部分23上的外壳部143。

在图26所示的实施方案中，该构造进一步包括弹簧145a和145b，以辅助控制第一管形件140e和第二管形件140f在圆柱孔内的滑动。

可通过如图27A所示的夹具147a和147b将第一管形件140e和第二管形件140f保持在圆柱孔内所期望的位置上。当需要改变杠杆臂140的长度时，如图27B所示，将夹具147a和147b松开，以便第一管形件140a和第二管形件140b能够自由滑动。一旦达到所需要的长度，就致动夹具147a和147a，将管形件140e和140f夹持住，以防止杠杆臂140滑动。

致动和松开夹具147a和147b的一个方法是将它们连接到一根缆索(未示出)上，该缆索通过手柄160的运动或者与其相连的杠杆而被致动。但应当理解的是，也可以采用其它用于将杠杆臂140保持在所需的长度、并松开杠杆臂使其滑动的机构。

采用这种具有可变工作长度的杠杆臂能够令使用者在不使用传动机构的情况下改变驱动速度和载荷力。如果使用者缩短杠杆臂140的长度并且使杠杆臂的往复运动保持恒定的速度，就可以提高后轮8的旋转速度。不过，使用者需要输入的力也将增大。相反，如果使用者增长了杠杆臂140的长度并且使往复运动保持恒定的速度，就会使后轮8的旋转速度减小，同时需要由使用者施加的输入力也将减小。因此很明显，采用长度可变的杠杆臂能够在不使用复杂传动机构的情况下改变推进速度/输入力的驱动比。现在参照图19a，19b，20和21对手柄160进行说明。

图28a示出了周期开始时即图27a所示位置中的手柄160，而图28b示出了周期结束时即图27d所示位置中的手柄160。手柄160与杠杆臂140连接并包括与杠杆臂形成为一个整体的手柄外壳162。不过，应当理解的是，手柄外壳162也可以是与杠杆臂140分离的，并且需要时可以连接到杠杆臂140上。手柄160还包括半圆形的环孔164。狭槽166贯穿该半圆形环孔164的一段劣弧，其内用于放置多个悬臂滚轮168。其中一个滚轮168的剖面如图28所示，从而图解出滚轮是如何位于半圆形环孔164内的。手柄160还包括一手柄头170，该手柄头连接在半圆形环164的彼此相对的端部上，并且符合人机工程学的设计，即从手柄头的端部到中心逐渐变细。不过，还应当理解的是手柄头也可以具有其他的形状，例如在一些实施方案中手柄头可以包括一直的圆柱杆。

图30示出了通过手柄160和手柄壳162的一个剖面。如图所示，半圆形环孔164由两个滚轮172支撑，这两个滚轮172被固定在手柄壳162上。滚轮172被定位成在手柄160的整个行程它与半圆形环孔164的外表面174相接触。

如图21a-d所示，在一个周期中手柄160将旋转通过手柄外壳162。手柄160的运动可提供出符合人机工程学的手部运动，下面将参照图28a，28b和30对此作进一步的说明。

当杠杆臂140向前枢转运动时，使用者保持着紧握手柄头170的状态，并且半圆形的环孔164移动穿过由滚轮172支撑的手柄外壳162，直到达到如图28b所示的结构。其运动范围受到一未图示出的止挡件的限制，该止挡件被设置在手柄外壳162内用以限制半圆形环孔164的移动。在一个周期结束时，使用者令杠杆臂140返回到周期开始的位置处，并且手柄也能够平稳地返回到图28a所示的位置处。

手柄160还进一步包括用于施加制动力以抵抗车轮运动的机构。图30示出了一设置在手柄160中的制动触动机构182。在半圆形环孔164的一端具有一与杠杆臂140相接触的轮廓174。该杠杆臂140包括安装在枢轴杆186上的制动滚轮184。枢轴杆186可绕枢轴销188枢转。如图所示枢轴杆186基本成“L”形。当然，可以理解的是也可采用其他形状的枢轴杆。在枢轴杆186远离制动滚轮184的一端并且在枢轴销188的相对侧设置有固定点190用于牢固地连接刹车线192，该刹车线穿过杠杆臂140并与位于驱动机构容纳部70内的制动控制机构194相连。

图31示出了驱动机构72的后板78的后侧，并且还详细地图解出制动控制机构194。制动控制机构194连接在后板78的后侧，它包括与刹车线192和后板78相连的水平板196。在水平板196的彼此相对的端部处分别结合有向下和向外悬垂的板198a和198b，这两个悬垂板分别又与基本向下垂直的悬垂板200a和200b接合在一起。每个向下和向外的悬垂板198a和198b都分别包括各自的垂直狭槽202a和202b，以用来接纳各自的从后板78向后延伸的销203。垂直板200a和200b分别与制动臂204a和204b连接。闸皮连接件206a和206b被分别设置在制动臂204a和204b上远离垂直板200a和200b的一端。

现在参照图13，能够看到制动狭槽208位于驱动机构72的后板78中。闸皮连接件206a和206b延伸穿过制动狭槽208，用以使制动臂204a和204b与闸皮210a和210b相连。

虽然在下文中仅对其中一个制动机构180进行说明，但应当理解的是该说明同样适用于另一个相对的制动机构。

闸皮210包括以基本垂直于驱动机构72的后板78的方式设置的内闸板212。内闸板212的每一端分别接合在曲面板214的彼此相对的端部上。借助于互锁键218和键槽220可将制动垫216固定在曲面板214上。

现在参照图30，32a和32b对制动过程进行说明。转动手柄160以便设置在手柄160内的凸轮轮廓174与制动滚轮184接触，借此使枢轴杆186绕枢轴销188枢转运动。当枢转杆186枢转运动时，固定点190向着远离驱动机构72的方向移动。由于刹车线192连接在固定点190上，因此刹车线也向着远离驱动机构72的方向移动。图31中的箭头D示出了在刹车线192移动时，水平板196以及与其相连的板198和200是如何移动的。由于销203容纳在狭槽202a和202b中，使得上述板的移动将在平行于刹车线192的方向上受到限制。垂直板200的运动被传送给制动臂204a和204b。但是，由于闸皮连接件206a和206b被限制在制动狭槽208内，因此可将上述运动转变成沿在如图30中箭头E所示径向向外的方向推压闸皮210a和210b的一个运动。这一运动的结果将迫使制动垫216接触毂缘30的内表面32。制动垫216和毂缘30之间产生的摩擦力使毂缘的运动减慢，由此也使得后轮8的运动减慢。如果保持制动垫216与毂缘30之间的接触，这种摩擦接触将会使轮椅的运动减慢，使其最终停止下来。

一旦松开手柄160，就松开了凸轮轮廓174和制动滚轮184之间的接触，同样也放松了刹车线192。然后倒转该机构以便解除制动垫216与毂缘30的接触，这样后轮8可以继续运动起来。

虽然这里是对手动轮椅进行了说明，但应当理解的是本发明同样适用于混合式轮椅，即也具有机动推进能力的轮椅。

还可以采用另一种将扭矩传递给轮毂部分22的方式。因此上述摩擦装置能够由一种基于正接合的装置代替。例如，毂缘30可以采取齿形，并且通过相互啮合齿来设置驱动机构。因此毂缘30可以包括一环形齿条，驱动机构可以具有一个或多个相互啮合的齿轮。

此外，也可以采用其他制动方法。例如，在一可选实施方案中，可设置一制动杆，从而将摩擦垫设置在该杠杆臂的内侧。杠杆臂140的与驱动机构容纳部相连的一端被铰接，以使杠杆臂向着车轮的方向倾斜。在该实施方案中，可以向内拉动杠杆臂以便摩擦垫与手轮圈或车轮接触，从而减慢车轮的转动。或者，杠杆臂140的向内运动可以使其与一对鼓型转动制动器接合。

尽管本发明所述是用于轮椅的，但应当理解的是它同样适用于其它能够受益于增强推进装置的手动推进交通工具，如手推车。

Claims (60)

1.一种可安装在车辆上的推进装置，所述车辆包括至少一个与地面接合的、具有旋转轴线的车轮，所述推进装置包括：

第一部分，它适于在远离所述轴线的位置处固定地连接到所述车轮的轮缘上或者连接到从由所述车轮限定的平面突出的结构件上，该结构件与所述车轮刚性地连接；

第二部分，它围绕与所述车轮的所述旋转轴线重合的一条轴线枢转；以及

连接装置，它置于所述第一部分和第二部分之间，使得所述第二部分围绕所述轴线的枢转运动引起所述第一部分旋转，从而推进车辆。

2.如权利要求1所述的推进装置，其中所述第一部分支承着用于定位所述第二部分的装置，使得所述第二部分的旋转轴线与所述车轮的轴线重合。

3.一种用于车辆的推进装置，该车辆包括至少一个与地面接合的车轮，所述推进装置包括：

第一部分，它适于安装在车轮上或者与车轮成为一体；

第二部分，它驱动地连接到所述第一部分上，并且可围绕与所述车轮的旋转轴线重合的一条轴线枢转；

所述第一和第二部分中的其中一个具有连续接触面；以及

连接装置，它由所述第一部分或第二部分支承，并且有选择地可与所述连续接触面接合，以便在接合时所述第二部分围绕所述轴线的枢转运动引起所述第一部分旋转，从而推进车辆。

4.如权利要求3所述的推进装置，其中所述第一部分包括所述连续接触面，所述连接装置由所述第二部分支承。

5.如权利要求3所述的推进装置，其中所述第二部分包括所述连续接触面，所述连接装置由所述第二部分支承；以及

所述推进装置还包括相对于所述第一部分锁定所述接触面的装置。

6.一种车辆的车轮，它包括：

第一部分，它固定地安装到车轮上或与车轮成为一体，该第一部分包括一杠杆臂容纳部和一连续接触面，所述杠杆臂容纳部可用于接纳杠杆臂以便杠杆臂可围绕与所述车轮的旋转轴线重合的一条轴线枢转；

所述连续接触面用于有选择地与由所述杠杆臂支承的连接装置接合，以便在接合时杠杆臂围绕所述轴线的枢转运动引起车轮旋转，从而推进所述车辆。

7.一种可安装在车辆上的推进装置，所述车辆包括至少一个与地面接合的车轮，所述推进装置包括用于安装在车轮上或与车轮成为一体的第一部分；

第二部分，它包括一杠杆臂，所述杠杆臂可围绕与所述车轮的旋转轴线重合的第一轴线枢转；以及

连接装置，它置于所述第一部分和第二部分之间，使得所述杠杆臂围绕所述第一轴线的枢转运动引起所述第一部分旋转，从而推进车辆；

所述杠杆臂具有一可围绕第二轴线枢转的手柄，其中该第二轴线横交于所述杠杆臂的纵轴线，从而为使用者提供符合人机工程学的手部运动。

8.如权利要求1或7所述的发明，其中所述第一部分或第二部分具有一连续接触面，所述连接装置由第一部分或第二部分支承，所述连接装置可以有选择地与所述连续接触面接合，以便在接合时所述第二部分围绕所述轴线的枢转运动引起所述第一部分旋转，从而推进车辆。

9.如权利要求3，6或8(当其从属于权利要求7时)所述的发明，其中所述第一部分用于在远离所述轴线的位置处固定地连接到所述车轮的轮缘上或者连接到从由所述车轮限定的平面突出的结构件上，所述结构件与所述车轮刚性地连接。

10.如权利要求1至5，8(当其从属于权利要求1时)或9(当其从属于权利要求3时)中的任一项所述的发明，其中所述第二部分包括杠杆臂。

11.如权利要求6或10所述的发明，其中所述杠杆臂包括一手柄，该手柄可围绕横交于杠杆臂纵轴线的一条轴线进行枢转运动，以便为使用者提供符合人机工程学的手部运动。

12.如前述任一权利要求所述的发明，其中所述第一部分在分离的各位置固定地连接到所述车轮上。

13.如权利要求12所述的发明，其中通过多个附加辐条将所述第一部分固定地连接到所述车轮上，所述附加辐条可从中心轮毂径向伸展。

14.如权利要求13所述的发明，其中所述附加辐条在远离所述轮毂的一端设有相应的沟槽形部件，用于至少部分地接纳所述轮缘或结构件。

15.如权利要求14所述的发明，其中所述沟槽形部件包括一可变形插入件，所述插入件在加压条件下与所述轮缘或结构件的形状一致。

16.如权利要求15所述的发明，其中所述可变形插入件由高摩擦材料制成。

17.如权利要求13至16中任一项所述的发明，其中所述附加辐条在一径向内端与相应的中间部件枢转连接，所述中间部件在周向间隔开的位置处枢转地连接到安装在轮毂上的一致动件上，所述附加辐条受到约束以径向运动，从而所述致动件的转动引起所述附加辐条根据转动方向伸展或缩回。

18.如权利要求17所述的发明，其中所述致动件的转动范围由于一凸起接合在一狭槽内而受到限制。

19.如权利要求17或18所述的发明，其中当附加辐条从缩回位置向完全伸展位置移动时，每个中间部件与致动件枢转连接的位置沿着圆周方向移动经过该中间部件与相关联的附加辐条枢转连接的位置，从而通过一过中心布置将所述附加辐条保持在所述完全伸展位置。

20.如前述任一权利要求所述的发明，其中所述第二部分可释放地与所述第一部分连接。

21.如前述任一权利要求所述的发明，其中所述连接装置包括用于与所述连续接触面摩擦接合的滚动支承装置。

22.如权利要求21所述的发明，其中当所述第二部分围绕所述轴线沿第一方向枢转时，该滚动支承装置可选择地与所述连续接触面摩擦接合，以便使第一部分在一个方向上转动，并且当第二部分围绕所述轴线沿与所述第一方向相反的第二方向枢转时，该滚动支承装置可选择地与所述连续接触面摩擦接合，并使第一部分沿相反的方向转动。

23.如权利要求1至21中任一项所述的发明，其中所述连接装置包括一对设置在一枢轴相对侧上的驱动面，使得每次只有其中一个所述驱动面与所述连续接触面摩擦接合。

24.如权利要求23所述的发明，其中当所述第二部分围绕所述轴线枢转时，所述一对驱动面中的一个驱动面与所述连续接触面的接合使得所述第一部分沿一第一方向转动，而所述一对驱动面中的另一个驱动面与所述连续接触面的接合使得所述第一部分沿相反方向转动。

25.如权利要求24所述的发明，其中所述一对驱动面中的一个驱动面优先于另一个驱动面朝着所述连续接触面被偏置，当第二部分围绕所述轴线进行枢转运动时，该偏置的驱动面与所述连续接触面接合，以便向前推进车辆。

26.如权利要求25所述的发明，其中通过有选择地操纵一手柄来克服所述驱动面中的所述一个的偏置。

27.如权利要求26所述的发明，其中改变所述手柄，使得通过手柄围绕所述杠杆臂的纵轴的转动来实现上述操纵。

28.如权利要求23至27中任一项所述的发明，其中每个驱动面与相应的滚动支承装置相关联，当所述关联的驱动面接近所述连续接触面时，所述滚动支承装置与所述连续接触面接触，滚动支承装置与关联的驱动面相连接，从而当关联的滚动支承装置沿一第一方向转动时，所述驱动面与所述连续接触面摩擦接合，当关联的滚动支承装置沿相反方向转动时，所述驱动面与所述连续接触面脱离接合。

29.如权利要求23至28中任一项所述的发明，包括设置在一第二枢轴的相对侧上的第二对驱动面，这两对驱动面枢转地相互连接以便形成一平行四边形类型的机构，其中对角线上相对的驱动面一起移入和移出与所述连续接触面的摩擦接合。

30.如前述任一权利要求所述的发明，其中所述第二部分包括两个或多个部件，所述部件中的至少一个与所述其它部件可释放地相连。

31.如前述任一权利要求所述的发明，具有所述车辆的推进速度相对于由车辆使用者输入的动力的可变驱动比。

32.如前述任一权利要求所述的发明，其中所述杠杆臂具有可选择地调节的工作长度，从而当调节杠杆臂的工作长度时，所述车辆的推进速度相对于由车辆使用者输入的动力的驱动比改变。

33.如前述任一权利要求所述的发明，其中所述杠杆臂可以从使用中构造折叠成存放构造，从而在折叠时所述杠杆臂的径向长度小于所述车轮的半径。

34.如权利要求32或33所述的发明，其中所述杠杆臂的至少一部分用于可伸缩地折叠。

35.如权利要求33或34所述的发明，其中在与所述车轮的轮缘径向向内间隔的一个位置，所述杠杆臂还包括一铰链。

36.如前述任一权利要求所述的发明，其中所述手柄包括固定地连接到所述杠杆臂的一端的拱形外壳和包括拱形部分和把手部分的D形把手，所述拱形部分被可滑动地接纳在拱形外壳中，所述把手部分位于拱形外壳外部并且互连所述拱形部分的相对端。

37.如前述任一权利要求所述的发明，其中所述手柄向内转动，以提供选择性地与所述连接装置接合和分离的手段。

38.如前述任一权利要求所述的发明，其中所述第二部分还包括一制动器，所述制动器包括至少一个可以在一可操作位置和一不可操作位置之间移动的制动面，其中在所述可操作位置，所述制动面与所述连续接触面接合以减慢旋转，而在所述不可操作位置，所述制动面不被接合；以及

用于使所述制动面在所述可操作位置和所述不可操作位置之间选择性移动的装置。

39.如前述任一权利要求所述的发明，其中用于致动所述制动器的装置被设置在所述手柄上。

40.如权利要求39所述的发明，其中所述手柄可围绕横交于所述杠杆臂纵轴的轴线运动，从而手柄向致动位置的运动提供了用于致动所述制动器的手段。

41.如权利要求1至37中任意一项所述的发明，其中所述制动装置被设置在所述杠杆臂上，所述杠杆臂可向内枢转以便所述制动装置与所述车轮或所述结构件接触。

42.一种车辆，它具有至少一个与地面接合的车轮和一个按照权利要求1，3，6或7所述的推进装置。

43.如权利要求42所述的车辆，其中按照权利要求1至5，或7中任一项所述的可分离的推进装置被设置在所述车辆的相对侧。

44.如权利要求4或43所述的车辆，其中所述车辆为轮椅。

45.一种可与车辆一起使用的杠杆臂，该车辆包括至少一个与地面接合的车轮和一个杠杆臂接纳部分，该杠杆臂接纳部分固定地安装在所述车轮上，或者与所述车轮成为一体，

所述杠杆臂和所述杠杆臂接纳部分中的其中一个包括一连续接触面，所述杠杆臂可拆卸地安装在所述杠杆臂接纳部分上，以便可以围绕与所述车轮的旋转轴线重合的一条轴线枢转，该杠杆臂支承着可选择性地与所述连续接触面接合的连接装置，从而在接合时，所述杠杆臂围绕所述轴线的枢转运动引起所述车轮转动，从而推进车辆。

46.如权利要求45所述的杠杆臂，其中所述杠杆臂包括一可围绕横交于所述杠杆臂纵轴的第二轴线进行枢转运动的手柄，从而为使用者提供符合人机工程学的手部运动。

47.如权利要求45或46所述的杠杆臂，其中所述杠杆臂可释放地连接在所述杠杆臂接纳部分上。

48.如权利要求45至47中任意一项所述的杠杆臂，其中所述连接装置是权利要求21至29中任一项所述的连接装置。

49.如权利要求45至48中任意一项所述的杠杆臂，其中所述杠杆臂包括两个或多个部件，所述部件的其中一个与所述其它部件可释放地连接。

50.如权利要求45至49中任意一项所述的杠杆臂，其中所述杠杆臂具有可选择性调节的工作长度，从而当调节杠杆臂的工作长度时，车辆推进速度相对于由车辆使用者输入的动力的驱动比改变。

51.如权利要求45至49中任意一项所述的杠杆臂，其中所述杠杆臂从使用中构造被折叠成存放构造，从而在折叠时所述杠杆臂的径向长度小于所述车轮的半径。

52.如权利要求49或50所述的杠杆臂，其中所述杠杆臂的至少一部分用于可伸缩地折叠。

53.如权利要求51或52所述的杠杆臂，其中在与所述车轮的轮缘径向向内间隔的一个位置，所述杠杆臂还包括一铰链。

54.如权利要求46-53中任意一项所述的发明，其中所述手柄包括固定地连接到所述杠杆臂的一端的拱形外壳和包括拱形部分和把手部分的D形把手，所述拱形部分被可滑动地接纳在拱形外壳中，所述把手部分位于拱形外壳外部并且互连所述拱形部分的相对端。

55.如权利要求46-54中任意一项所述的发明，其中所述手柄向内转动，以提供与所述连接装置接合和分离的手段。

56.如权利要求45-55中任意一项所述的发明，其中所述杠杆臂还包括一制动器，所述制动器包括至少一个可以在一可操作位置和一不可操作位置之间移动的制动面，其中在所述可操作位置，所述制动面与所述连续接触面接合以减慢旋转，而在所述不可操作位置，所述制动面不被接合；以及

用于使所述制动面在所述可操作位置和所述不可操作位置之间选择性移动的装置。

57.如权利要求46至56中任意一项所述的杠杆臂，其中用于致动所述制动器的装置被设置在手柄上。

58.如权利要求46至57中任意一项所述的杠杆臂，其中所述手柄可围绕横交于所述杠杆臂纵轴的轴线运动，从而手柄向致动位置的运动提供了用于致动所述制动器的手段。

59.如权利要求45至55中任意一项所述的杠杆臂，其中制动装置被设置在所述杠杆臂上，所述杠杆臂可向内转动，以便所述制动装置与所述车轮接触或与从所述车轮平面定位的一结构件接触。

60.一种推进车辆的方法，该方法包括以下步骤：

a)提供如权利要求1，3，6或7中任意一项所述的推进装置；

b)将所述推进装置连接到所述车轮上；

c)枢转推进装置的所述第二部分，使得所述推进装置的第一部分转动，借此使车轮旋转。

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