EA015023B1 - Инвалидная коляска, обеспечивающая перемещение по лестнице и преодоление препятствий - Google Patents

Abstract

Инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий включает узел силового привода (фиг. 1, позиция 8), т.е. двигатель внутреннего сгорания, служащий в качестве зарядного устройства аккумуляторной батареи, аккумуляторную батарею, ведущее колесо - ременный шкив (фиг. 1 и 4, позиция 1), шину (или цельнорезиновое кольцо) большего диаметра (фиг. 1 и 4, позиция 1а), зубчатые приводные ремни меньшего диаметра (фиг. 2, 4 и 5, позиция 26), противовес-опору со складным передним колесом-ременным шкивом (фиг. 1, позиция 2, фиг. 3), устройство для подъема противовеса (фиг. 1, позиции 4, 5 и 6), устройство для подъема колесиков (фиг. 2, позиции 23, 24 и 25), устройство для подъема подставки для ног (фиг. 2, позиция 18a), устройство для перемещения сидения для смещения центра тяжести при подъеме по лестнице (фиг. 1 и 2, позиции 9, 9a, 9b и 9c), позволяющее пользователю комфортно перемещаться внутри помещения и по плоской поверхности с частично поднятым противовесом с гусеничным движителем (фиг. 1) для преодоления углублений и выступов (фиг. 6), порогов, бордюров и т.д. фиг. 2) для подъема по лестнице (фиг. 7) и спуска по лестнице (фиг. 8), в результате чего коляска обладает неограниченным радиусом перемещения. Пользователь может преодолеть все вышеупомянутые препятствия, перемещаясь лицом вперед и поддерживая комфортный и безопасный угол наклона сидения.

Description

Изобретение относится к средствам самотранспортировки инвалидов, т.е. к инвалидной коляске, обеспечивающей перемещение по лестнице и преодоление препятствий и включающей следующие устройства: двигатель внутреннего сгорания, служащий в качестве зарядного устройства для аккумуляторных батарей (в другом примере осуществления изобретения используются только аккумуляторные батареи); и комбинированные снабженные шинами приводные колеса с двумя гусеничными лентами. Приводная система гусеничного типа является складной, в результате чего также обеспечивается использование инвалидной коляски в помещениях, либо систему можно поднимать и опускать для перемещения по лестницам и для преодоления препятствий. На инвалидной коляске установлены: подъемное устройство колесиков, устройство для перемещения сидения в переднее и заднее положение и подъемное устройство для подставки для ног при подъеме по лестнице. В соответствии с Международной патентной классификацией настоящий патент может быть отнесен к классу А 61 С 5.

Предпосылки создания изобретения

До сих пор инвалиды сталкиваются с проблемами транспортировки при необходимости посещения различных учреждений, включая такие жизненно важные учреждения, как больницы, поликлиники, общественные учреждения, школы и т.д., не говоря уже о различного рода препятствиях, с которыми им приходится ежедневно сталкиваться и которые ограничивают их свободу передвижения, в результате чего они не в состоянии выбраться из здания или помещения, если там имеются хотя бы одна или две ступеньки. Особая проблема заключается в том, что они не в состоянии выехать на улицу или совершить прогулку на природу, что является необходимостью для удовлетворения одного из основных прав человека, независимо от того, является ли он человеком с физическими недостатками или нет.

Описание известного уровня техники

Существующие решения лишь частично обеспечивают устранение проблем инвалидов. Транспортные средства для транспортировки инвалидной коляски применимы исключительно для погрузки на специальные автомобили (приемлемые для коллективного использования), в то время как многие запатентованные решения для индивидуального использования в основном остались на чертежах (они никогда не были реализованы ввиду их непрактичности или чрезмерной трудоемкости). Недостаток предлагаемых производителями реализованных решений по созданию инвалидной коляски заключается в том, что инвалиду приходится подниматься по лестнице спиной, а не лицом вперед по ходу движения. Даже при переезде через бордюр пользователю приходится разворачивать инвалидную коляску в направлении, противоположном движению, и затем после преодоления препятствия снова производить ее разворот. Безусловно, перемещение спиной вперед является существенным неудобством, вызывающим ощущение беспокойства. С целью предотвращения опрокидывания инвалидной коляски при езде по лестнице на гусеницах они должны быть достаточно длинными, но в этом случае коляска на гусеничном ходу вызывает неудобство при ее использовании в помещении, кроме того, они не должны быть слишком короткими, что не представляет собой достаточно безопасного решения перемещения на гусеничном ходу, т.к. такое решение не в состоянии согласовать две, безусловно, противоположные особенности. Другими словам, до сих пор не найдено решение, которое позволило бы сочетать в одном устройстве инвалидную коляску для перемещения внутри помещений с (легко) складывающимися гусеничным движителем и инвалидную коляску для подъема по лестнице с неограниченным радиусом перемещения.

Существо изобретения

Основной целью настоящего изобретения является решение проблемы, связанной с ограниченной свободой перемещения, с которой сталкиваются инвалиды, обеспечить им доступ к общественным учреждениям, до которых они не в состоянии добраться независимо и, тем самым, позволить им удовлетворить необходимость выезда за пределы помещения без опасения застрять у небольшого препятствия и, кроме того, совершать поездки на дальние расстояния без опасения того, что может произойти разрядка аккумуляторной батареи привода благодаря установке на инвалидной коляске двигателя внутреннего сгорания.

Настоящее изобретение преследует достижение ряда дополнительных целей, например, такой как удовлетворение инвалидов от возможности преодоления препятствий, что позволит устранить ощущение беспомощности и, тем самым, способствовать сохранению их психического здоровья. Дополнительные преимущества включают сокращение издержек по переоборудованию помещений, которые инвалиды должны посещать, но не в состоянии этого сделать (благодаря настоящему изобретению отпадает необходимость в переоборудовании), в результате этого, финансовые средства могут быть направлены на решение других проблем, с которыми сталкиваются инвалиды. Обе из указанных целей являются важными в плане защиты прав человека.

Инвалидная коляска, обеспечивающая перемещение по лестнице и преодоление препятствий, позволяет решить практически все вышеизложенные проблемы благодаря своей конструкции, включающей следующее: узел силового привода, т.е. двигатель внутреннего сгорания, служащий в качестве зарядного устройства для аккумуляторных батарей (в другом примере осуществления изобретения, используют только аккумуляторную батарею), установленный на жесткой легкой металлической трубчатой раме, подающей питание на двигатели электропривода для перемещения вне помещений и обеспечивающий

- 1 015023 постоянную зарядку аккумуляторной батареи. Дополнительные устройства включают: двигатели электропривода (с редуктором) для приведения в движение инвалидной коляски (отдельно для левого и правого ведущих колес); двигатель электропривода (с редуктором) для подъема и опускания гусеничного механизма (в другом примере осуществления изобретения отдельные двигатели для левой и правой стороны); двигатель электропривода (с редуктором) для подъема и опускания колесиков; и двигатель электропривода (с редуктором) для перемещения сидения (со спинкой) в переднее и заднее положение. Управление всех вышеупомянутых устройств осуществляется с помощью приемлемых электрических джойстиков.

Основная особенность инвалидной коляски заключается в конструкции ведущих колес, позволяющей объединить колесо и ременный шкив в одно устройство. Шина (или цельнорезиновая шина) установлена во внешнем радиальном желобе, при этом два желоба меньшего диаметра проточены вдоль желоба для зубчатых резиновых ремней (либо в другом примере осуществления изобретения более широкая прорезь для зубчатой резиновой бесконечной ленты). Зубья ремня (или ленты) предназначены для зацепления с краем (бордюра, порога или иного препятствия). Зубья ремня (или ленты) не соприкасаются с поверхностью земли, т.к. ремни вращаются по меньшему диаметру, в результате чего обеспечивается комфортабельная езда без тряски, которая, так или иначе, возникает при езде на твердых ременных зубьях. На другом переднем колесе отсутствуют желоба под шину (резиновое кольцо), а только прорези для зубчатых ремней (либо одна прорезь для зубчатой резиновой бесконечной ленты). При перемещении по плоской поверхности (за исключением перемещения через канаву или углубление на улице) оно вращается в воздухе и удерживается над поверхностью земля с помощью противовеса. Противовес закреплен таким образом на оси вращения ведущего колеса, чтобы обеспечивалось равномерное натяжение ремня в любом положении противовеса. С помощью подъемного электродвигателя противовес может удерживаться под различными углами в зависимости от профиля земной поверхности На переднем элементе противовеса установлено подъемное устройство для подставки для ног, которое в поднятом состоянии опирается на соответствующую консоль на подставке для ног и обеспечивает подъем подставки для ног на высоту, не препятствующую подъему по лестнице.

Левый и правый противовесы удерживаются параллельно друг другу с помощью направляющих, прикрепленных к раме инвалидной коляски. Сегмент зубчатого колеса, прикрепленный к противовесу, скользит в указанных направляющих. Сегмент зубчатого колеса входит в зацепление с приводным зубчатым колесом электродвигателя, обеспечивающего наклон противовеса. Торец противовеса (сегмент противовеса, на котором закреплено переднее колесо) имеет конструкцию, позволяющую ему поворачиваться вокруг специального вала, в результате чего обеспечивается демонтаж приводных ремней и существенное уменьшение длины инвалидной коляски, что в данном случае позволяет использовать ее в качестве электроприводной инвалидной коляски, приемлемой для перемещения внутри помещений. Положение элемента фиксируется блокировочным устройством.

В передней части инвалидной коляски установлено подъемное устройство колесиков, включающее электродвигатель с редуктором и болт, прикрепленный к раме инвалидной коляски, который при соединении с гайкой на корпусе колесиков обеспечивает подъем или опускание колесиков на требуемую высоту. Направляющие корпуса колесиков установлены по бокам на раме инвалидной коляски, с целью обеспечения разворота и изменения направления движения корпуса колесиков. В задней части инвалидной коляски установлено устройство перемещения сидения со спинкой, состоящее из электродвигателя с редуктором и болта (так называемого исполнительного механизма), прикрепленного к раме сидения, которая соединена с шариковой опорой прямолинейного движения, на которой установлено сидение и которая обеспечивает его перемещение.

На подлокотниках и на задних ручках для лица, сопровождающего инвалида, установлены соответствующие выключатели или так называемые параллельные ручки управления.

Все вышеупомянутые устройства являются самотормозящимися в целях обеспечения сохранения их положения, при этом указанная особенность необходима ввиду высокого передаточного отношения редукторов. Управление всеми вышеупомянутыми устройствами осуществляется с помощью электрических джойстиков-вариаторов, и в более совершенных примерах осуществления инвалидной коляски возможна установка датчиков.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи являются неотъемлемой частью описания настоящего изобретения и служат для иллюстрации его основных принципов.

Фиг. 1 - инвалидная коляска, обеспечивающая перемещение по лестнице и преодоление препятствий, в сложенном виде для перемещения внутри помещений;

фиг. 2 - инвалидная коляска, обеспечивающая перемещение по лестнице и преодоление препятствий, подготовленное для перемещения вне помещения на плоской поверхности;

фиг. 3 - передний сегмент противовеса (опора переднего колеса) в нерабочем и рабочем положении колеса, также проиллюстрировано блокировочное устройство;

фиг. 4 - вид ведущего колеса в поперечном сечении;

фиг. 5 - вид переднего колеса в поперечном сечении;

- 2 015023 фиг. 6 - инвалидная коляска, обеспечивающая перемещение по лестнице и преодоление препятствий, при преодолении углублений на пути;

фиг. 7 - инвалидная коляска, обеспечивающая перемещение по лестнице и преодоление препятствий, при подъеме по лестнице, при этом сидение со спинкой перемещено вперед;

фиг. 8 - инвалидная коляска, обеспечивающая перемещение по лестнице и преодоление препятствий, при спуске с лестницы.

Подробное описание двух примеров осуществления настоящего изобретения

Инвалидная коляска, обеспечивающая перемещение по лестнице и преодоление препятствий, проиллюстрированное на фиг. 1 и 2, приводится в действие с помощью источника электрической энергии (фиг. 1, позиция 8), установленного на несущей раме (фиг. 2, позиция Р) инвалидной коляски. Перемещение осуществляется на двух ведущих колесах (фиг. 1, позиция 1) и двух передних колесиках (фиг. 1, позиция 7). На ведущем колесе установлена шина или цельнорезиновое кольцо (фиг. 1 и 4, позиция 1а) и натянуты зубчатые ремни (фиг. 2 и 4, позиция 26), которые также проходят через переднее колесо (фиг. 1 и 5, позиция 14), опорой которому служит сегмент противовеса (фиг. 1 и 2, позиция 18). Колесики предназначены для перемещения на плоской поверхности или внутри помещения. С инвалидной коляски, сложенной для перемещения внутри помещения (фиг. 1), при сложенном переднем колесе, находящемся в верхнем положении (фиг. 1, позиция 14), демонтированы зубчатые ремни. Переднее колесо (фиг. 1, позиция 14) опирается на сегмент противовеса (фиг. 1, позиция 18), являющийся элементом противовеса (фиг. 1, позиция 2), и способный вращаться на валу (фиг. 1, позиция 19 и 3) для снятия зубчатых ремней (фиг. 2, позиция 26). Сегмент противовеса (фиг. 1, позиция 18) закреплен в рабочем положении с помощью блокирующего устройства (фиг. 2, позиция 21). На противовесе (фиг. 1, позиция 2) закреплен сегмент зубчатого колеса (фиг. 1, позиция 5), входящий в зацепление с зубчатым колесом (фиг. 1, позиция 6) на подъемном устройстве противовеса, с помощью которого обеспечивается подъем или опускание противовеса путем его поворота вокруг оси ведущего колеса (фиг. 1 и 4, позиция 1Ь). Параллельность противовеса обеспечивается с помощью направляющей сегмента зубчатого колеса (фиг. 1, позиция 4), установленной на несущей раме (фиг. 2, позиция Р) инвалидной коляски. На противовесе закреплены опоры (фиг. 1, позиция 3) ремней, предотвращающие изгибание ремней на краях препятствий. На сегменте противовеса (фиг. 1, позиция 18) установлено подъемное устройство (фиг. 2, позиция 18а) подставки для ног (фиг. 1 и 2, позиция 17), которое при подъеме противовеса входит в контакт с консольным валиком (фиг. 2, позиция 16а) в корпусе подставки для ног (фиг. 2, позиция 16) и поднимает подставку для ног выше края ступеньки. При опускании противовеса подставка для ног автоматически возвращается в сое исходное положение. Подъемное устройство колесиков обеспечивает их подъем в верхнее положение (фиг. 6) и выводит их из зацепления с поверхностью, в результате чего в таком поднятом положении исключается их контакт с краями ступенек. Их опускают для перемещения вне помещения на ровной поверхности и внутри помещения (фиг. 1 и 2). Сидение со спинкой перемещают с помощью приведения в действие устройства для перемещения сидения (фиг. 1, позиция 9), используя для этой цели электрический джойстик (фиг. 1, позиция 13). Сидение (фиг. 1 позиция 9) соединено с помощью муфты (фиг. 2, позиция 9а) с шариковой опорой прямолинейного движения (фиг. 2, позиция 9Ь), которая по направляющим (фиг. 2, позиция 9с) перемещает сидение в переднее и заднее положение. Благодаря этому общий центр тяжести человек-инвалидная коляска перемещается над краем ступеньки прежде чем ведущее колесо (фиг. 1, позиция 1) отделится от основания (фиг. 6). Такое решение устраняет необходимость создания более длинного гусеничного механизма, который явился бы препятствием (или даже полностью исключил бы) перемещение внутри помещения. Для опускания гусеничного механизма ниже горизонтального уровня для перемещения вниз по лестнице с помощью джойстика (фиг. 1, позиция 12) приводят в действие зубчатое колесо (фиг. 1, позиция 6) устройства для опускания гусеничного механизма. Зубчатое колесо входит в зацепление с сегментом зубчатого колеса (фиг. 1, позиция 5), присоединенного к противовесу (фиг. 1, позиция 2), и при вращении зубчатого сегмента происходит опускание противовеса (фиг. 1, позиция 2) на требуемый угол таким образом, чтобы сидение оставалось в том же положении, в котором оно находится при перемещении инвалидной коляски по плоской поверхности (фиг. 8). По завершению спуска процесс повторяется в обратном порядке, и противовес поднимают до требуемой высоты.

Способы применения изобретения

Вышеописанная инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий может быть изготовлена с помощью прилагаемых рабочих чертежей, выполненных в соответствующем отношении к реальным размерам, при этом особое внимание следует уделить пространственному расположению отдельных узлов, представленных на чертеже в соответствии с их реальными размерами (например, прилагаемый детальный чертеж колеса).

Изобретение может быть использовано путем внедрения описанных устройств в уже существующую инвалидную коляску при приведении в соответствие ее габаритов, при этом детали могут быть изготовлены из различных функционально приемлемых материалов, не выходя за пределы существа изобретения и его основных признаков (таких как двигатель внутреннего сгорания, работающий на спирте и ионно-литиевые батареи). Благодаря этому может быть создана инвалидная коляска для перемещения по

- 3 015023 лестнице и преодоления препятствий, которая, обладая такими существенными усовершенствованиями, превосходит во многих отношениях существующие решения.

Claims (9)

1. Инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий, включающая привод с двигателем, ведущие колеса, ремни, передние колеса и сидение со спинкой, отличающаяся тем, что инвалидная коляска включает несущую раму (Р), на которой установлены следующие устройства: узел силового привода (8), состоящий из двигателя внутреннего сгорания, зарядного устройства аккумуляторной батареи и аккумуляторной батареи или только аккумуляторной батареи, пара ведущих колес (1), которые при этом снабжены камерами шин (1а) или цельнорезиновыми кольцами, на которые надеты ремни, и зубчатые приводные ремни (26) или более широкие бесконечные резиновые ленты для подъема по лестнице и преодоления препятствий, и пара передних колес (14), которые через зубчатые приводные ремни (26) или более широкие бесконечные резиновые ленты соединены с ведущими колесами (1), тем самым образуя с ними складной противовес (2) с гусеничным движителем; при этом дополнительные устройства включают поднимаемые и опускаемые передние колесики (7), устройство для подъема и опускания гусеничного движителя, устройство для перемещения сидения со спинкой; и узел подставки для ног.

2. Инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий по п.1, отличающаяся тем, что каждое ведущее колесо (1) снабжено радиальным желобом под шину или цельнорезиновым кольцом и желобами для зубчатых резиновых ремней или для зубчатой бесконечной ленты, при этом желобы для ремней имеют меньший диаметр, благодаря чему зубья резиновых ремней или лент не контактируют с поверхностью земли при перемещении по плоской поверхности.

3. Инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий по п.1, отличающаяся тем, что передние колеса (14), снабженные только радиальными желобами для зубчатых ремней или бесконечных зубчатых резиновых лент, прикреплены к противовесу (2).

4. Инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий по пп.1 и 3, отличающаяся тем, что противовес (2) имеет конструкцию, состоящую из сегментов и обеспечивающую его простое складывание, вращается вокруг вала (1Ь) ведущего колеса (1) и поднимается и опускается с помощью узла электродвигателя таким образом, чтобы обеспечивался требуемый угол наклона ремня в зависимости от высоты препятствия.

5. Инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что противовес (2) имеет сегмент (18), на котором установлено подъемное устройство (18а) для подставки для ног, которое при подъеме опирается на соответствующую консоль на подставке для ног (17) и обеспечивает подъем подставки для ног до высоты, позволяющей осуществлять беспрепятственный подъем по лестнице.

6. Инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что параллельность правого и левого противовесов (2) обеспечивается направляющими (4), прикрепленными к несущей раме (Р) инвалидной коляски таким образом, чтобы сегмент зубчатого колеса (5), прикрепленный к противовесу (2), скользил по направляющим (4), при этом сегмент зубчатого колеса (5) соединен с ведущим зубчатым колесом (6) электродвигателя, регулирующим угол наклона противовеса (2).

7. Инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий по пп.1 и 5, отличающаяся тем, что сегмент противовеса (18) поворачивается вокруг вала (19), в результате чего обеспечивается демонтаж приводных ремней и значительное сокращение длины инвалидной коляски, при этом положение сегмента противовеса фиксируется блокировочным устройством (21).

8. Инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий по п.1, отличающаяся тем, что спереди инвалидной коляски установлено устройство для подъема передних колесиков (7), включающее электродвигатель с редуктором и болт (24), прикрепленный к раме (Р) инвалидной коляски и соединенный с гайкой на корпусе переднего колесика, при этом направляющие корпуса колесиков установлены по бокам на раме инвалидной коляски, в результате чего обеспечивается разворот корпуса колесиков и изменение направления движения.

9. Инвалидная коляска для перемещения по лестнице и преодоления препятствий по п.1, отличающаяся тем, что сидение (10), снабженное спинкой, может смещаться при подъеме по лестнице для уравновешивания изменившегося центра тяжести, при этом смещение сидения осуществляется с помощью устройства (9), включающего двигатель с редуктором и болт (так называемый исполнительный механизм), прикрепленный к раме сидения, и при этом устройство (9) соединено с помощью муфты (9а) с шариковой опорой прямолинейного движения (9Ь), которая перемещает сидение со спинкой в переднее и заднее положение по направляющим (9с).