CN202409303U - 一种脚踏轮椅 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脚踏轮椅，该脚踏轮椅基于常规轮椅外形及主体框架结构、刹车系统和转向系统，其特征在于还包括脚踏系统、传动系统、移动系统和链条自动调节系统，所述脚踏系统采用自行车或者三轮车的中轴部分结构；所述移动系统包括滑动轨道、轨道锁、定滑轮组、定滑轮支架和限位器；所述传动系统为两副链条串联的传动系统，包括前链条、后链条、前飞轮、后飞轮、车轮飞轮、中轴和后轴；所述链条自动调节系统为后链条的调链器，包括张力轮、轨道、轨道滑轮组、弹簧滑轮和弹簧。本实用新型脚踏轮椅可以很方便地在普通轮椅和脚踏轮椅之间互相转换。

Description

一种脚踏轮椅

技术领域

本实用新型涉及康复器材，具体是一种辅助人腿和脚活动及康复训练的脚踏轮椅。 

背景技术

中风后遗症患者及某些外伤患者（以下简称患者）常有一侧腿脚不能正常运动行走的现象，需要较长时间的康复锻炼，才能好转甚至恢复健康。从康复医学角度讲，患者蹬三轮车或骑自行车运动是一种非常好的康复锻炼方式。轮椅也是大多患者日常生活离不开的“伙伴”，但它是使用者通过手轮连接传动系统来驱动轮椅移动的，没有腿、脚康复锻炼功能。在申请人所知的范围内，将轮椅与脚踏车功能结合、或者具有脚踏车功能的轮椅尚未见文献报道。 

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种脚踏轮椅。该脚踏轮椅具有轮椅和脚踏车两用功能，有助于下肢行动不便患者进行康复训练和自娱自乐活动，且结构简单，功能转换容易，安全可靠，适于医院和家庭使用。 

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，设计一种脚踏轮椅，该脚踏轮椅基于常规轮椅外形及主体框架结构、刹车系统和转向系统，其特征在于还包括脚踏系统、传动系统、移动系统和链条自动调节系统； 

所述脚踏系统采用自行车或者三轮车的中轴结构； 

所述移动系统包括滑动轨道、轨道锁、定滑轮组、定滑轮支架和限位器；定滑轮支架与坐垫下方轮椅主体框架部分焊接，其前端与轨道锁焊接，前后两端与定滑轮组用螺栓连接、中间与限位器用螺栓连接；定滑轮组由两个小滑轮组构成，每个小滑轮组由一个滑轮组骨架和4个小滑轮组成，滑动轨道内壁套在定滑轮上可前后滑动，轨道前端与前轴支架焊接，轨道后端与中轴支架焊接； 

所述传动系统为两副链条串联的传动系统，包括前链条、后链条、前飞轮、后飞轮、车轮飞轮、中轴和后轴，脚踏系统的轮盘经前链条与前飞轮连接，前 飞轮与后飞轮对称安装在中轴的两端，后飞轮再经后链条与车轮飞轮连接，车轮飞轮安装在后轴上； 

所述链条自动调节系统为后链条的调链器，包括张力轮、轨道、轨道滑轮组、弹簧滑轮和弹簧，轨道与轮椅坐垫下方的主体框架向下延伸的支架连接，作为调节件的张力轮，其链轮轴、支架与轨道滑轮组连接，其轮齿与后链条连接，并可沿轨道的下边缘移动，弹簧上端安装在轨道上端，下端经过位于轨道下端的弹簧滑轮连接到轨道滑轮组的骨架下端。 

与现有技术相比，本实用新型设计的脚踏轮椅具有轮椅和脚踏车两用功能，可以不用手臂而用健康一侧腿脚驱动轮椅运动，代步或进行腿脚的康复训练，构思新颖、结构简单，占用空间小，安全可靠、使用方便，可以使患者坐在上面的感觉与普通轮椅一样，感觉舒适，心里踏实，有助于提高患者康复质量和生活质量。 

附图说明

图1为本实用新型脚踏轮椅一种实施例的三维整体结构示意图； 

图2为图1的侧视结构示意图； 

图3为常规轮椅的侧视结构示意图； 

图4（1）为本实用新型脚踏轮椅一种实施例的移动系统结构示意图；图4（2）为移动系统结构中的定滑轮组局部结构放大示意图； 

图5（1）为本实用新型脚踏轮椅一种实施例的脚踏系统、传动系统和链条调节系统结构示意图；图5（2）为链条调节系统结构中的轨道滑轮组局部结构放大示意图；” 

图6为本实用新型脚踏轮椅一种实施例的两段链条串联的传动系统结构示意图； 

图7为本实用新型脚踏轮椅一种实施例的链条自动调节系统（脚踏轮椅状态时）结构示意图； 

图8为本实用新型脚踏轮椅一种实施例的链条自动调节系统自动调节过程模拟示意图； 

图9为本实用新型脚踏轮椅一种实施例的链条自动调节系统（常规轮椅状态时）结构示意图； 

图10为本实用新型脚踏轮椅一种实施例的健身脚踏轮椅阻尼系统结构示意图。 

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本实用新型： 

本实用新型设计的脚踏轮椅(参见图1-10)基于普通或常规轮椅，包括刹车系统5，转向系统6和轮椅主体框架7，其特征在于还包括脚踏系统1，移动系统2，传动系统3和链条自动调节系统4。 

所述的脚踏系统1主要由轮盘13、大腿14、脚蹬子15、前轴12和前轴架11等构成（参见图5（1）），其结构与自行车或者三轮车的中轴部分结构一样，其本身为现有技术。本实用新型脚踏系统1的特征是在普通轮椅外形及整体结构基本保留的前提下具有移动性。 

一般而言，将脚踏系统1的轮盘13、大腿14、脚蹬子15推到轮椅坐垫底下很容易，但是麻烦的是传动链条问题，传动链条的长度是根据轮盘与飞轮之间的距离确定的固定值。当轮盘要移动到轮椅坐垫下面，其与飞轮的距离就缩短了约一半，但链条长度是不能自动缩短的，此时的链条长度就多余了原长度的一半，即相当于轮盘与飞轮距离1倍长度的链条下垂，并拖拉至地面，利用现有技术如自行车拨链器等，无法解决如此之长的链条下垂问题。本实用新型特点是将平时原本挂在轮盘与飞轮之间的一副传动链条改为两段串联的链条传动系统，降低了链条自动调节问题的难度，通过调链器的作用，可以使链条两端的飞轮在链条长度不变的前提下，保证可以进行相对距离大幅度变化的链条传动系统，进而使脚踏轮椅状态和普通轮椅状态之间可以非常方便的互相转换角色（参见图1、2、3）。 

本实用新型设计了具有移动性的移动系统2，可使脚踏系统1和与传动系统3中需要与脚踏系统同步移动的部分，按使用要求进行前后移动，可方便的把脚踏系统1隐藏到轮椅坐垫下方，节省空间，使用方便。所述的移动性是指在常规轮椅状态下，可将脚踏系统1顺利推进到轮椅坐垫底下，而在脚踏轮椅状态下，又可将脚踏系统1从轮椅坐垫底下方便地拉出的功能。 

所述的移动系统2主要由滑动轨道21、定滑轮组22、轨道锁23、定滑轮支架24和限位器25等构成（参见图4（1））。定滑轮支架24与轮椅主体框架部分焊接，前端与轨道锁23焊接，前后两端与定滑轮组22用螺栓连接、中间 与限位器25用螺栓连接。定滑轮组22由两个小滑轮组构成，每个小滑轮组由4个小滑轮和滑轮组骨架组成（为表达清晰，将两个小滑轮组从滑动轨道21内平移出来，构成虚线框内的图4（2）），并置于滑动轨道21的轨道内，即滑动轨道套在8个小定滑轮上，可以在小定滑轮上前后滑动，滑动轨道21采用轨道型材制作，轨道前端与前轴架11焊接，带动脚踏系统移动；轨道后端与中轴架34焊接，带动中轴331、前飞轮321、后飞轮322、前链条311和后链条312移动。当滑动轨道21滑动到需要的位置后，轨道锁23将滑动轨道锁紧在该位置上，这里所述“需要的位置”是指：1.将滑动轨道21从轮椅框架内拉出来，根据康复者身高、腿长调节滑动轨道向前移至最佳位置，向前的极限位置是中轴架34碰到限位器25后端面（参见图2的P1处），锁住；2.将滑动轨道21推进轮椅框架内，向后的极限位置是前轴架15碰到限位器25前端面（参见图3的P2处），锁住。移动系统拉出轮椅后，轮盘中心与坐垫前沿最大距离本实施例为425毫米，适于身高1.7米的腿较长的康复者（对于身体更高的需求，可放大设计尺寸），调节行程从425毫米向下可以缩短到适于所有腿较短的康复者。 

本实用新型传动系统3主要由前链条311、后链条312、前飞轮321、后飞轮322、车轮飞轮323、中轴331和后轴332等构成（参见图5）。所述中轴331采用现有技术的自行车后轴结构；所述后轴332采用现有技术的三轮车后轴组合，包括后轴皮、后轴棍、轴承等。车轮飞轮323安装在后轴332上。当脚踏系统1从轮椅坐垫下拉出后锁定，经使用者蹬动，脚踏系统1的轮盘13经前链条311依次带动前飞轮321、中轴331和后飞轮322转动，后飞轮322又经过后链条312带动车轮飞轮323转动，进而驱动后轴332转动，使轮椅像三轮车一样向前行进。 

本实用新型传动系统3与通常的三轮车轮盘经一副链条直接带动车轮飞轮323转动不同，本实用新型创新设计是：将一副链条传动结构改为两幅链条串联的传动结构，即轮盘经与其连接的前链条311连接到前飞轮321上，前飞轮321与后飞轮322对称安装在中轴331的两端，后飞轮322再经后链条312连接在车轮飞轮323上，也就是前飞轮321、后飞轮322和中轴331作为中间过渡体，构成两副链条串联的传动系统（参见图6）。其特点是随着移动系统2在轮椅内、外的移动，后链条312仅在轮椅内移动。前链条311因轮盘与前飞 轮321的距离在移动中是固定的，因此就没有调节的问题。后链条312是挂在后飞轮322和车轮飞轮323之上的，车轮飞轮323的位置是固定的，但后飞轮322与车轮飞轮323之间的距离是在移动过程中有较大幅度变化的，即连接后飞轮322和车轮飞轮323的后链条312长短是动态变化的，尽管如此，由于一副链条分解为两幅链条后，可调节的链条长度也减少了50%，因而降低了技术难度，有利于解决传动系统3中的链条调节问题。 

本实用新型链条自动调节系统4是指在不改变链条长度尺寸的前提下，保证链条连接的两个飞轮之间的空间位置可以自动做较大幅度的移动。所述链条自动调节系统是指后链条的调链器,主要由张力轮41、轨道42和弹簧43、弹簧滑轮44和轨道滑轮组45等构成（参见图5（1），为表达清晰，图5（1）中的轨道滑轮组45由轨道内平移出来，构成虚线框内的图5（2）），轨道滑轮组45与移动系统2中采用的滑轮组结构相同，但在此作为动滑轮，且只使用了1个组。轨道42与轮椅坐垫下方的主体框架向下延伸的支架连接，作为调节件的张力轮41，其链轮轴、支架与轨道滑轮组45连接，其轮齿与后链条312连接，并可沿轨道42的下边缘移动，弹簧43上端安装在轨道上端，下端经过位于轨道42下端的弹簧滑轮44，连接到轨道滑轮组45下端。当轨道21向后移动时，后飞轮322与车轮飞轮323距离逐渐缩短，围绕在后飞轮322与车轮飞轮323上方部分的链条变短，但是后链条312的长度是恒定的，造成后飞轮322和车轮飞轮323下方部分的链条相应的变长、松弛、下垂。解决该部分链条松弛的方法之一是在两轮上方或下方之任一点上将链条拉直，拉动的方向可以是任意的，但有的地方对于拉动的方向是有要求的，本实施例向下拉动链条时，链条最低点的位置距地高度始终不小于150毫米，向前拉动链条限制在轮椅坐垫下方的主体框架内。据此，实施例设计的是向斜下方倾斜20度的方向拉动链条。拉动的方法是采用调链器4。其工作原理是张力轮41与围绕在后飞轮322与车轮飞轮323下方部分的链条连接，张力轮41在弹簧43收缩力的作用下，沿着轨道向斜下方移动，链条也被张力轮41拉着向斜下方移动，链条松弛多少，弹簧43就自动的将其拉紧多少，当人力将移动系统2向前拉动时（参见图7），后飞轮322从A3点移至A1点，人力将链条带动张力轮41克服弹簧43的阻力，使张力轮从B3点移至B1点。A1、B1点分别是移动系统2处于脚踏轮椅状态时，后飞轮322和张力轮41所处的位置，图7中虚线部分 分别表示移动前的后飞轮322和张力轮41所在位置的投影（图8、9虚线部分表达的意思与此相同）。 

当移动系统2向后移动、转换为常规轮椅状态时（参见图8），其过程中通过的一个假设的参考位置A2点及张力轮41的位置B2点，可见后飞轮322移至A2点时，连接后飞轮322和车轮飞轮323上方一段链条缩短了，下方由后飞轮322至车轮飞轮323一段链条变成后飞轮322与张力轮41、张力轮41与车轮飞轮323两段链条的组合，同时也比原来的一段链条变长了，此时张力轮41受弹簧力的作用，从B1点向斜下方移至B2点，下方一段链条被张力轮41自动拉紧。 

当移动系统2向后移动至最终位置，即后飞轮322移动至A3点（参见图7），张力轮41向上移至B3点，此时后飞轮322从车轮飞轮323前方移至车轮飞轮323的后方，图8中连接后飞轮322和车轮飞轮323侧上方的链条变成图9中在后飞轮322的侧下方，连接后飞轮322和张力轮41部分的链条仍在后飞轮322侧上方，而且变长了。在后飞轮322移至车轮飞轮323后方之后，张力轮41就要克服弹簧力向斜上方移至B3点，克服弹簧力来自于推动移动系统向后的人力。后飞轮322无论停止在A1点、还是停止在A3点时，都要将轨道锁23锁紧，否则会受到弹簧43的干扰。 

本实用新型的进一步特征在于，所述脚踏轮椅还包括一个阻尼系统8，即在所述轮椅原有结构不变的情况下，增加一个阻尼系统8，包括阻尼轮81和阻尼调节器总成82。阻尼调节器总成82的一端与轮椅坐垫下方的主体框架连接，另一端与阻尼轮81连接，阻尼轮81受阻尼调节器总成82的压力弹簧控制，可与中轴331接触或脱离接触，即可以在两种状态之间转换（参见图10）。其作用与现有技术的“磁控脚踏车”、“健身自行车”类的健身器械的功能一样，但更适于平日使用轮椅的患者康复训练。当轮椅作为健身脚踏车在室内锻炼使用时，首先将后链条312摘掉，通过调整阻尼调节器总成82，实施对阻尼轮81方向和压力（压力受阻尼调节器总成82的压力弹簧作用）的调整，将阻尼轮81与中轴331适当接触，其压力根据康复者的力量调节。此时，踏动脚蹬子，前链条311仅会带动前飞轮321、后飞轮322和中轴331转动，由于后链条312已经摘掉，后飞轮322只能空转，车轮飞轮323不会转动，轮椅也就原地不动，但由于中轴331转动需要克服阻尼轮81与中轴331接触的摩擦力， 因而起到了健身脚踏车的作用。当不使用健身脚踏车功能时，调整阻尼调节器总成82，使阻尼轮81与中轴331脱离接触，并挂上后链条312，即可回到常规脚踏轮椅状态。 

本实用新型刹车系统5采用现有技术，具体结构与三轮车刹车系统相同。 

本实用新型转向系统6也采用现有技术。 

本实用新型的脚踏轮椅主体框架7与普通轮椅的框架结构、形态、几何尺寸基本相同（参见图1、2、3）。 

本实用新型未述及部分适用于现有技术。 

本实用新型设计的脚踏轮椅基于普通轮椅基本结构，或者说是在普通轮椅基础上改造的，是一种在普通轮椅和脚踏轮椅之间可以很方便地互相转换的代步及腿脚康复器械，除常规轮椅功能外，使用者用健侧腿脚为主，患侧腿脚为辅，像蹬自行车或三轮车一样驱动轮椅移动，实现积极康复锻炼和健身的目的。 

Claims (2)

1.一种脚踏轮椅，该脚踏轮椅包括主体框架结构、刹车系统和转向系统，其特征在于还包括脚踏系统、传动系统、移动系统和链条自动调节系统，所述脚踏系统采用自行车或者三轮车的中轴结构；

所述移动系统包括滑动轨道、轨道锁、定滑轮组、定滑轮支架和限位器；定滑轮支架与坐垫下方轮椅主体框架部分焊接，其前端与轨道锁焊接，前后两端与定滑轮组用螺栓连接、中间与限位器用螺栓连接；定滑轮组由两个小滑轮组构成，每个小滑轮组由一个滑轮组骨架和4个小滑轮组成，滑动轨道内壁套在定滑轮上可前后滑动，轨道前端与前轴支架焊接，轨道后端与中轴支架焊接；

所述传动系统为两副链条串联的传动系统，包括前链条、后链条、前飞轮、后飞轮、车轮飞轮、中轴和后轴，脚踏系统的轮盘经前链条与前飞轮连接，前飞轮与后飞轮对称安装在中轴的两端，后飞轮再经后链条与车轮飞轮连接，车轮飞轮安装在后轴上；

所述链条自动调节系统为后链条的调链器，包括张力轮、轨道、轨道滑轮组、弹簧滑轮和弹簧，轨道与轮椅坐垫下方的主体框架向下延伸的支架连接，作为调节件的张力轮，其链轮轴、支架与轨道滑轮组连接，其轮齿与后链条连接，并可沿轨道的下边缘移动，弹簧上端安装在轨道上端，下端经过位于轨道下端的弹簧滑轮连接到轨道滑轮组的骨架下端。

2.根据权利要求1所述的脚踏轮椅，其特征在于还包括一个阻尼系统，阻尼系统包括阻尼轮和阻尼调节器总成，阻尼调节器总成的一端与轮椅坐垫下方的主体框架连接，另一端与阻尼轮连接，阻尼轮受阻尼调节器总成的压力弹簧控制，可与所述中轴接触或脱离接触。 

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