CN1989919A - 电动轮椅的辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动轮椅的辅助装置，其包含：一旋臂，其中开设有一滑动对；以及两驱动轮，其分别装设于该旋臂的两端，并具有动力。本发明的电动轮椅的辅助装置在面对一般的平地时可像一般电动轮椅行走，而当面对楼梯时即可利用与辅助装置的合作爬上楼梯，且在面对上、下人行道或跨过门坎时也没有问题。在简单的控制系统下，本发明的电动轮椅在爬楼梯时是稳定的，从而大大提高了安全性，使更多有需要的人能有更好的辅助装置可用。

Description

电动轮椅的辅助装置

技术领域

本发明涉及一种辅助装置，特别涉及一种电动轮椅的辅助装置。

背景技术

由于高龄化因素而使得身体机能衰退从而难以行走，或因手术及意外而导致需以轮椅代步的人愈来愈多。一般传统的轮椅利用轮子作为前进、后退的工具；然而这种轮椅的功能仅限于在平地上运动，在遇到阶梯式障碍(如楼梯)时就无法顺利通行。

于是，有业内人士研发出各种电动代步车、电动轮椅等设备，以利用电能作为动力帮助行动不便的人们方便活动；然而，纵观市面上的各种电动代步车、电动轮椅等，虽然皆可达到利用电能作为动力供行动不便的人们方便进行活动的预期功效以外，在实际实施使用中，该电动代步车、电动轮椅等普遍都仅具有单纯在平地移动行进的功能，在一些较为高低不平的路面或是遇到门坎等较高的阻碍物体时，其无法顺利行进通过。因此，开发高移动性的电动轮椅并克服阶差地形一直是复健工程待克服的课题。

无障碍电动轮椅需要具备的功能是：(a)在平地上快速移动；(b)可上下阶梯与斜坡；(c)身体要随时保持水平；(d)行进方向可改变；(e)可适用于狭窄空间。目前研究可上下阶差的轮椅非常多，主要有：(1)轮组式；(2)履带式；(3)特殊轮式；(4)轮组与履带的结合形式；(5)轮脚组合方式。虽然第五种方式提供了混合运动机能，但整个动作却变得很繁琐。这种上下阶差的轮椅的传动机构是由两个支撑臂、连接臂及旋转臂所构成，车轮和辅助履带轮置于支撑臂的下侧以作为移动和踏脚支撑，各臂的运动是由复合行星齿轮组来传动。而其移动方式为将两组旋臂式行走机构组合于身体两侧，通过固定不同旋转支点与各臂间的相对转动，即可上下阶梯与斜坡，使身体升降并保持水平，并可改变行进方向等。其中车轮和辅助履带轮并不同时接触地面，车轮主要是用于平地的快速移动。

根据目前美国专利的搜索结果，可将爬楼梯的轮椅分为两大类：一类为单一驱动装置方式；另一类为多驱动装置方式。美国专利US5,513,716中提出一种轮椅的旋转移动系统，其具有用以提供该移动系统与表面之间牵引力量的链接式机械臂，该链接式机械臂在其轮子的牵引被障碍物所阻挡的非正常操作情况下，提供一牵引运动的力量。控制的传动马达与链接式机械臂连接，且该移动系统的轮子提供给机械臂与轮子额外的驱动。轮子的移动系统本身即具有全方位性，在困难的地形或如沙、灰尘、碎石及石砾的泥土状况下提供优越的移动性，且还可提供跨越如阶梯、沟渠及石砾等障碍的功能。该机械臂可使座椅具有多功能，并允许其可重复安装以满足使用者的舒适需求。该机械臂还可达到如伸手拿物体或推开门的困难工作。但该专利为两支机械臂，故传动较为复杂，且该发明只有跨越障碍的功能，并无完整的爬楼梯功能。

另一方面，人机接口主要是提供肢障者的操控接口以驾驭电动轮椅。由于行动不便者大多缺乏常人的灵敏性，因此具亲和性的人机接口使操控者通过游戏杆和按钮即可非常简单地控制电动轮椅，而整个系统的稳定性则由中央运动控制系统来协调，这样可避免人为的操作意外。但在无控制系统的状态下，其机构在爬楼梯时是不稳定的，所以在安全上仍然有些疑虑。

因此鉴于公知方式的缺点，本发明提供一种电动轮椅的辅助装置。

发明内容

本发明提出一电动轮椅的辅助装置，其为一种可适应各种地形的无障碍电动轮椅。该电动轮椅在平地上是以车轮方式迅速移动，当遇到阶梯障碍时，能以类似四足动物的运动模式上下阶梯，并保持整个身体的平衡。即使在不平整的地面，也能随时改变成旋转式的步行运动，这样可使电动轮椅适应各种不同的地形。

本发明的主要构想为提供一种电动轮椅的辅助装置，其包含：一旋臂以及两驱动轮。其中该旋臂开设有一滑动对；以及所述驱动轮分别装设于该旋臂的两端，并具有动力。

根据上述构想，其中所述驱动轮具有一马达与一刹车器。

根据上述构想，其中该滑动对在所述驱动轮之间移动。

根据上述构想，其中该旋臂在作一旋转动作前会变更该滑动对的位置。

根据上述构想，其中所述驱动轮驱动该旋臂以该滑动对为中心作该旋转动作。

根据上述构想，其中该旋臂利用该旋转动作以带动该电动轮椅上下楼梯。

本发明的另一构想为提供一种电动轮椅的支撑装置，其包含：一机械臂以及两驱动元件。其中该机械臂由两杆件共同枢接于一枢接轴而成；以及所述驱动元件分别装设于该枢接轴与所述杆件之一的一端上，并具有动力。

根据上述构想，其利用所述驱动元件驱动所述杆件以该枢接轴为中心作一摆动动作。

根据上述构想，其中该机械臂利用所述杆件的摆动动作产生一旋转动作与一伸展动作。

根据上述构想，其中该机械臂利用该旋转动作与该伸展动作以带动该电动轮椅上下楼梯。

本发明的又一构想为提供一种电动轮椅，其包含：一座椅主体、至少一辅助装置以及至少一支撑装置。其中该座椅主体具有至少两支脚；该辅助装置装设于该座椅主体的一侧，并利用其所具有的一滑动对与所述支脚枢接；以及该支撑装置利用其所具有的一驱动元件而装设于该座椅主体的下侧。

根据上述构想，其中该辅助装置具有两驱动轮，所述两驱动轮分别装设于其所具有的一旋臂的两端，并具有动力。

根据上述构想，其中所述驱动轮具有一马达与一刹车器。

根据上述构想，其中该滑动对在所述驱动轮之间移动。

根据上述构想，其中该旋臂在作一旋转动作前会变更该滑动对的位置。

根据上述构想，其中所述驱动轮驱动该旋臂以该滑动对为中心作该旋转动作。

根据上述构想，其中该旋臂利用该旋转动作以带动该座椅主体上下楼梯。

根据上述构想，其中该支撑装置包含一机械臂与所述驱动元件。

根据上述构想，其中该机械臂由两杆件共同枢接于一枢接轴而成。

根据上述构想，其中所述驱动元件分别装设于该枢接轴与所述杆件之一的一端上，并具有动力。

根据上述构想，其利用所述驱动元件驱动所述杆件以该枢接轴为中心作一摆动动作。

根据上述构想，其中该机械臂利用所述杆件的该摆动动作产生一旋转动作与一伸展动作。

根据上述构想，其中该机械臂利用该旋转动作与该伸展动作以带动该座椅主体上下楼梯。

根据上述构想，其中该座椅主体在上下楼梯时，利用其所具有的一平衡元件前后移动，以维持该座椅主体的平衡。

附图说明

图1是本发明具有辅助装置及支撑装置的电动轮椅的侧视示意图；

图2是本发明的电动轮椅利用辅助装置作旋转动作爬楼梯的侧视示意图；

图3是本发明电动轮椅的辅助装置移动至楼梯上的侧视示意图；

图4是本发明的电动轮椅利用支撑装置作伸展动作爬楼梯的侧视示意图；

图5是本发明电动轮椅的支撑装置移动至楼梯上的侧视示意图；

图6是本发明具有辅助装置及支撑装置的电动轮椅下楼梯的侧视示意图；

图7是本发明的电动轮椅利用辅助装置作旋转动作下楼梯的侧视示意图；

图8是本发明电动轮椅的辅助装置移动至楼梯上的侧视示意图；及

图9是本发明的电动轮椅利用支撑装置作伸展动作下楼梯的侧视示意图。

其中，附图标记说明如下：

100：电动轮椅                101：座椅主体

102：旋臂                    103、104：驱动轮

105：支撑装置                106：滑动对

107、118：驱动轮的轴心       110：平衡元件

111：支脚                   112、113：驱动元件

114、115：杆件              116：枢接轴

117：支撑装置的端部         201、601：楼梯的第一阶阶梯

602：楼梯的第二阶阶梯       G：地面

具体实施方式

本发明将可通过以下的实施例说明而得到充分的了解，从而使本领域的技术人员可以据以完成，但本发明的实施并非由下列实施例限制其实施形式。

请参阅图1，其是本发明具有辅助装置及支撑装置的电动轮椅的侧视示意图。其中电动轮椅100的座椅主体101的左右支脚111分别与旋臂102所具有的滑动对106枢接，旋臂102可作间歇性的旋转动作，在旋臂102的两端分别连接一内装旋转驱动马达与刹车器的驱动轮103与104，旋臂102、滑动对106及驱动轮103与104即为电动轮椅100的辅助装置。旋臂102为一线性运动的机构，且支脚111与旋臂102的滑动对106设于该线性运动机构的动部，使滑动对106能被驱动而移动位置，这样可控制滑动对106与驱动轮103与104的距离。驱动轮103与104驱动旋臂102以滑动对106为中心作旋转动作，以带动电动轮椅100上下楼梯。

座椅主体101的下侧连接一组支撑装置105，其利用驱动元件112与113驱动由杆件114与115共同枢接于枢接轴116的机械臂作摆动动作，使支撑装置105产生旋转及伸展动作，以带动电动轮椅100上下楼梯。座椅主体101的底部连接平衡元件110，当支撑装置105作旋转及伸展动作，而旋臂102作旋转动作时，平衡元件110利用前后移动，使座椅主体101位于电动轮椅100的重心位置，以维持电动轮椅100在上下楼梯时的平衡。在正常平地行驶时，电动轮椅100以四个驱动轮行驶；当遇到爬楼梯时，要以驱动轮104面向楼梯方式驶近楼梯。

请参阅图2，其是本发明的电动轮椅利用辅助装置作旋转动作爬楼梯的侧视示意图。当电动轮椅100的驱动轮104接近到楼梯的第一阶阶梯201时，驱动轮103利用一旋转驱动动力使旋臂102作旋转动作。旋臂102旋转前会改变滑动对106的位置，使滑动对106的位置接近不离开地面G的驱动轮104的轴心107，这样将使得座椅主体101的位置在上楼梯时的差异会较小。

请参阅图3，其是本发明电动轮椅的辅助装置移动至楼梯上的侧视示意图。电动轮椅100的驱动轮103驱动旋臂102以滑动对106为中心作旋转动作，此时驱动轮103将由地面G移动至楼梯的第一阶阶梯201的表面上。

请参阅图4，其是本发明的电动轮椅利用支撑装置作伸展动作爬楼梯的侧视示意图。当驱动轮103与104分别接触在楼梯的第一阶阶梯201与地面G上时，支撑装置105利用具有动力的驱动元件112与113驱动由杆件114与115共同枢接于枢接轴116的机械臂作伸展动作，将座椅主体101向上举升并后移，同时平衡元件110将利用前后移动，使座椅主体101位于电动轮椅100的重心位置，以维持电动轮椅100的平衡。

请参阅图5，其是本发明电动轮椅的支撑装置移动至楼梯上的侧视示意图。当电动轮椅100的座椅主体101通过支撑装置105的伸展动作向上举升并后移之后，支撑装置105接着利用伸展动作，将其端部117提起，从地面G移动至楼梯的第一阶阶梯201的表面上，并接着与旋臂102一起动作。因此通过重复上述图1至图3中旋臂102的旋转动作以及图4至图5中支撑装置105的伸展动作，将可使电动轮椅100爬上楼梯。

请参阅图6，其是本发明具有辅助装置及支撑装置的电动轮椅下楼梯的侧视示意图。当电动轮椅100的驱动轮103接近到楼梯的第一阶阶梯601时，支撑装置105将利用伸展动作，将其端部117提起，从楼梯的第一阶阶梯601移动至楼梯的第二阶阶梯602的表面上，以支撑电动轮椅100的平衡。同时支撑装置105利用引伸动作，带动与滑动对106枢接的支脚111，使座椅主体101向前移动。

请参阅图7，其是本发明的电动轮椅利用辅助装置作旋转动作下楼梯的侧视示意图。当电动轮椅100的驱动轮103接近到楼梯的第一阶阶梯601时，驱动轮104利用一旋转驱动动力使旋臂102作旋转动作。旋臂102旋转前会改变滑动对106的位置，使滑动对106的位置接近不离开楼梯的第一阶阶梯601的驱动轮103的轴心118，这样将使得座椅主体101的位置在下楼梯时的差异会较小。

请参阅图8，其是本发明电动轮椅的辅助装置移动至楼梯上的侧视示意图。电动轮椅100的驱动轮104驱动旋臂102以滑动对106为中心作旋转动作，此时驱动轮104将由楼梯的第一阶阶梯601移动至楼梯的第二阶阶梯602的表面上。

请参阅图9，其是本发明的电动轮椅利用支撑装置作伸展动作下楼梯的侧视示意图。支撑装置105利用伸展动作，将其端部117提起，从楼梯的第二阶阶梯602移动至地面G的表面上，以支撑电动轮椅100的平衡。此时座椅主体101通过支撑装置105的伸展动作向下降低并前移，并接着与旋臂102一起动作。同时平衡元件110将利用前后移动，使座椅主体101位于电动轮椅100的重心位置，以维持电动轮椅100的平衡。因此通过重复上述图6至图8中旋臂102的旋转动作以及图9中支撑装置105的伸展动作，将可使电动轮椅100下楼梯。

综上所述，通过本发明电动轮椅的辅助装置与支撑装置等的简单控制系统可使电动轮椅安全且稳定地上下楼梯，克服一般电动轮椅在遇到较高的阻碍物体或阶差地形时，无法顺利行进通过的难题，进一步扩展电动轮椅与使用者可移动的空间。

即使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由本领域的技术人员进行各种修改，但皆不脱离如所附权利要求书所要保护的范围。

Claims (24)

1.一种电动轮椅的辅助装置，其包含：

一旋臂，其中开设有一滑动对；以及

两驱动轮，其分别装设于该旋臂的两端，并具有动力。

2.如权利要求1所述的电动轮椅的辅助装置，其中所述驱动轮具有一马达与一刹车器。

3.如权利要求1所述的电动轮椅的辅助装置，其中该滑动对在所述驱动轮之间移动。

4.如权利要求1所述的电动轮椅的辅助装置，其中该旋臂在作一旋转动作前会变更该滑动对的位置。

5.如权利要求4所述的电动轮椅的辅助装置，其中所述驱动轮驱动该旋臂以该滑动对为中心作旋转动作。

6.如权利要求4所述的电动轮椅的辅助装置，其中该旋臂利用该旋转动作以带动该电动轮椅上下楼梯。

7.一种电动轮椅的支撑装置，其包含：

一机械臂，其由两杆件共同枢接于一枢接轴而构成；以及

两驱动元件，其分别装设于该枢接轴与所述杆件之一的一端上，并具有动力。

8.如权利要求7所述的电动轮椅的支撑装置，其利用所述驱动元件驱动所述杆件以该枢接轴为中心作摆动动作。

9.如权利要求8所述的电动轮椅的支撑装置，其中该机械臂利用所述杆件的该摆动动作产生一旋转动作与一伸展动作。

10.如权利要求9所述的电动轮椅的支撑装置，其中该机械臂利用该旋转动作与该伸展动作以带动该电动轮椅上下楼梯。

11.一种电动轮椅，其包含：

一座椅主体，其具有至少两支脚；

至少一辅助装置，其装设于该座椅主体的一侧，并利用其所具有的一滑动对与所述支脚枢接；以及

至少一支撑装置，其利用所具有的驱动元件而装设于该座椅主体的下侧。

12.如权利要求11所述的电动轮椅，其中该辅助装置具有两驱动轮，所述两驱动轮分别装设于该辅助装置所具有的一旋臂的两端，并具有动力。

13.如权利要求12所述的电动轮椅，其中所述驱动轮具有一马达与一刹车器。

14.如权利要求12所述的电动轮椅，其中该滑动对在所述驱动轮之间移动。

15.如权利要求12所述的电动轮椅，其中该旋臂在作一旋转动作前会变更该滑动对的位置。

16.如权利要求15所述的电动轮椅，其中所述驱动轮驱动该旋臂以该滑动对为中心作该旋转动作。

17.如权利要求15所述的电动轮椅，其中该旋臂利用该旋转动作以带动该座椅主体上下楼梯。

18.如权利要求11所述的电动轮椅，其中该支撑装置包含一机械臂与所述驱动元件。

19.如权利要求18所述的电动轮椅，其中该机械臂由两杆件共同枢接于一枢接轴而构成。

20.如权利要求19所述的电动轮椅，其中所述驱动元件分别装设于该枢接轴与所述杆件之一的一端上，并具有动力。

21.如权利要求20所述的电动轮椅，其利用所述驱动元件驱动所述杆件以该枢接轴为中心作一摆动动作。

22.如权利要求21所述的电动轮椅，其中该机械臂利用所述杆件的该摆动动作产生一旋转动作与一伸展动作。

23.如权利要求22所述的电动轮椅，其中该机械臂利用该旋转动作与该伸展动作以带动该座椅主体上下楼梯。

24.如权利要求11所述的电动轮椅，其中该座椅主体在上下楼梯时，利用其所具有的一平衡元件前后移动，以维持该座椅主体的平衡。

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