RU2369372C1

RU2369372C1 - Fitness invalid carriage

Info

Publication number: RU2369372C1
Application number: RU2008111516/14A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Теребенин (RU); Сергей Николаевич Теребенин
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2009-10-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: carriage comprises frame, footstep, two driving rear wheels, two manual drives representing cranks with handles articulated with rear wheels via chain gears, carriage turning mechanism and braking device. Proposed carriage comprises also differential gear comprising pairs of sun gears, rotary beam for two front wheels and manual drive handle extension. Aforesaid turning device comprises lever to actuate one of the turning wheels. Note that axles of both rotary wheels are articulated by automotive steering trapezoid. Aforesaid braking device spring-loaded lever and rotary disk.

EFFECT: expanded performances, higher stability and comfortable control.

2 dwg

Description

Изобретение относится к наземным безрельсовым транспортным средствам, а именно к транспортным средствам для самостоятельного передвижения инвалидов на колясках.The invention relates to ground trackless vehicles, and in particular to vehicles for the independent movement of disabled people in wheelchairs.

Известна трехколесная спортивно-туристическая инвалидная коляска (патент RU №2061448), предназначенная для спортивных состязаний. Коляска содержит раму, сиденье, два ведомых задних колеса, поворотное ведущее переднее колесо, установленное на вилке поворотной относительно рамы. На верхнем конце поворотной вилки размещен ручной кривошипный привод (подобно педальному приводу велосипедов), передающий вращение переднему колесу с помощью цепной передачи. Подножка установлена между задними и передним колесами. Цепная передача помогает получить повышенную скорость при движении коляски. Вращение ручного привода может быть непрерывным.Known three-wheeled sports and tourist wheelchair (patent RU No. 2061448), designed for sports. The stroller contains a frame, a seat, two driven rear wheels, a swivel drive front wheel mounted on a fork swivel relative to the frame. A manual crank drive (similar to a pedal drive of bicycles) is placed at the upper end of the swivel fork, transmitting rotation to the front wheel using a chain drive. A footboard is installed between the rear and front wheels. The chain transmission helps to get increased speed when moving the stroller. The rotation of the manual drive can be continuous.

Недостатком конструкции является тот факт, что при повороте коляски трудно осуществить вращение ведущего колеса. Трудно также привести в движение коляску одной рукой. Размещение подножки между задними и передним колесами увеличивает габариты коляски. Поскольку центр тяжести водителя и коляски расположен далеко от ведущего колеса, возможна пробуксовка колеса при движении.The disadvantage of the design is the fact that when turning the stroller it is difficult to rotate the drive wheel. It is also difficult to move the stroller with one hand. Placing the steps between the rear and front wheels increases the dimensions of the stroller. Since the center of gravity of the driver and the stroller is located far from the drive wheel, wheel slippage during movement is possible.

Прототипом изобретения является трехколесная спортивно-туристическая инвалидная коляска (патент RU №2000094), содержащая раму, подножку, два ведущих задних колеса с тормозным устройством велосипедного типа. В соответствии с числом задних колес имеется два ручных привода в виде кривошипов и рукояток. Кривошипы кинематически соединены с задними колесами цепными передачами. В прототипе есть механизм поворота, состоящий из переднего колеса, размещенного на поворотной вилке, которая установлена впереди подножки коляски. Вилка кинематически соединена с подвижными элементами сиденья, управляющими поворотом коляски. Конструкция коляски позволяет получить повышенную скорость движения коляски, обеспечивает небольшие габариты.The prototype of the invention is a three-wheeled sports and tourist wheelchair (patent RU No. 2000094) containing a frame, a footboard, two leading rear wheels with a bicycle-type brake device. In accordance with the number of rear wheels, there are two manual drives in the form of cranks and handles. Cranks are kinematically connected to the rear wheels by chain transmissions. The prototype has a turning mechanism, consisting of a front wheel mounted on a swivel fork, which is installed in front of the side steps of the stroller. The fork is kinematically connected to the movable seat elements that control the rotation of the stroller. The design of the stroller allows you to get an increased speed of movement of the stroller, provides small dimensions.

Однако нельзя осуществить движение коляски с помощью только одной руки, нельзя осуществить движение коляски назад, что снижает функциональные возможности коляски. Нельзя также назвать удобным для использования поворотное устройство для переднего колеса с помощью элементов сиденья. Наличие всего лишь трех колес предопределяет невысокую устойчивость коляски при движении.However, it is impossible to carry out the movement of the stroller with just one hand, it is impossible to carry out the movement of the stroller back, which reduces the functionality of the stroller. The rotary device for the front wheel with the help of seat elements cannot also be called convenient for use. The presence of only three wheels determines the low stability of the stroller when moving.

Задачей изобретения является создание конструкции спортивно-туристической инвалидной коляски с более широкими функциональными возможностями, с повышенной устойчивостью и более удобным управлением.The objective of the invention is the creation of a design of a sports-tourist wheelchair with wider functional capabilities, with increased stability and more convenient operation.

Решение задачи достигается тем, что в спортивно-туристическую инвалидную коляску, содержащую раму, сиденье, два ведущих задних колеса, два ручных привода в виде кривошипов с рукоятками, кинематически связанных с задними колесами цепными передачами, переднее колесо, механизм поворота коляски, тормозное устройство, введены дифференциал, второе переднее колесо, балка, устройство для регулировки вылета рукояток ручных приводов, в механизм поворота коляски введены рычаг с приводом и рулевая трапеция автомобильного типа, в тормозное устройство введены подпружиненный поворотный рычаг и тормозной диск, причем картер дифференциала выполнен в виде двух фланцевых труб, собранных в единое целое, но с возможностью разъема, внутри фланцевых труб размещены полуоси с возможностью вращения, на наружной поверхности труб с внешних по отношению к раме сторон закреплены ведомые звездочки цепных передач и установлены подшипники качения, наружные кольца которых закреплены на раме, на полуосях, размещенных в картере, с внешних сторон по отношению к раме сторон закреплены задние колеса, с внутренних по отношению к раме сторон закреплены цилиндрические шестерни, кинематически связанные между собой парами колес-сателлитов, оси которых закреплены на фланцах картера дифференциала, на балке установлены с возможностью поворота оси передних колес, оси кинематически связаны между собой тягой так, чтобы образовалась рулевая трапеция автомобильного типа, балка установлена с возможностью поворота вокруг оси, закрепленной на раме, на ее оси симметрии, устройство регулировки вылета рукояток ручных приводов выполнено в виде поступательной кинематической пары, размещенной в оси вращения кривошипов, рычаг механизма поворота установлен с возможностью поворота вокруг оси, закрепленной на раме в направлении, перпендикулярном прямолинейному движению коляски, и кинематически соединен с осью одного из передних колес тягой, двумя вилками, двумя вкладышами и осями, образующими вращательные и винтовые кинематические пары, причем ось другого переднего колеса кинематически соединена с осью первого переднего колеса рулевой трапецией автомобильного типа.The solution is achieved by the fact that in a sports-tourist wheelchair containing a frame, a seat, two driving rear wheels, two manual drives in the form of cranks with handles kinematically connected to the rear wheels with chain gears, the front wheel, the mechanism for turning the stroller, the brake device, introduced a differential, a second front wheel, a beam, a device for adjusting the departure of the hand drive handles, a lever with a drive and a steering trapezoid of an automobile type are introduced into the mechanism for turning the stroller, into the braking device a spring-loaded swivel lever and brake disc are introduced, and the differential case is made in the form of two flange pipes assembled as a single unit, but with the possibility of a connector, inside the flange pipes are mounted half-shafts with the possibility of rotation, on the outer surface of the pipes are fixed from the sides external to the frame driven chain wheel sprockets and rolling bearings are installed, the outer rings of which are fixed on the frame, on the axle shafts located in the crankcase, the rear wheels are fixed on the outer sides with respect to the side frame, on the inside cylindrical gears fixed kinematically interconnected by pairs of satellite wheels, the axes of which are fixed on the flanges of the differential crankcase, are mounted on the beam with the ability to rotate the axles of the front wheels, the axes are kinematically coupled to each other by a traction so that a steering trapezoid of the automobile type, the beam is mounted with the possibility of rotation around an axis fixed on the frame, on its axis of symmetry, the device for adjusting the departure of the handles of manual drives is made in the form of kinematic pair placed in the axis of rotation of the cranks, the lever of the rotation mechanism is mounted to rotate around an axis fixed to the frame in the direction perpendicular to the rectilinear movement of the stroller, and kinematically connected to the axis of one of the front wheels with a link, two forks, two liners and axles, forming rotational and helical kinematic pairs, the axis of the other front wheel being kinematically connected to the axis of the first front wheel with a steering wheel trapezoid of an automobile type.

Изобретение поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:

На фиг.1 изображена заявляемая инвалидная коляска,Figure 1 shows the inventive wheelchair,

На фиг.2 - вид А на фиг 1.Figure 2 is a view A in figure 1.

Предлагаемая инвалидная коляска (фиг 1, 2) содержит раму 1, сиденье 2, подножку 3, два поворотных передних колеса 4 и 5, установленных с возможностью вращения на осях 6 и 7. Оси 6 и 7 установлены с возможностью поворота относительно пальцев, закрепленных на балке 8. Пальцы расположены на балке 8 симметрично относительно рамы 1. Один из пальцев обозначен позицией 9, а второй не показан. На осях 6 и 7 закреплены рычаги симметрично относительно рамы 1. 0дин из рычагов обозначен позицией 10, а второй не показан. Оси 6 и 7 с помощью указанных рычагов и тяги 11 образуют рулевую трапецию автомобильного типа. Балка 8 установлена на оси 12 с возможностью поворота. Ось 12 закреплена на раме 1, на оси ее симметрии. На оси 13, неподвижной относительно рамы 1, с возможностью поворота установлен рычаг 14 для управления поворотом коляски. Рычаг 14 соединен с осью 6 вкладышем 15, вилкой 16, тягой 17 и вкладышем 18. Во вкладыше 15 выполнены два взаимоперпендикулярных отверстия (не обозначены). В вилке 16 выполнены два взаимоперпендикулярных отверстия (не обозначены), одно из которых резьбовое. Тяга 17 с одного конца имеет ходовую резьбу, соединяющую ее с вилкой 16. На другом конце тяги 17 закреплена вилка 19 с отверстиями (не обозначены) для оси 20. Во вкладыше 18 выполнены два взаимоперпендикулярных отверстия (не обозначены), одно из которых резьбовое. С помощью этого резьбового отверстия вкладыш 18 соединен с осью 6, имеющей ходовую резьбу. Вкладыш 15 соединен с рычагом 14 и вилкой 16 осями 21 и 22 соответственно.The proposed wheelchair (FIGS. 1, 2) comprises a frame 1, a seat 2, a step 3, two swivel front wheels 4 and 5, mounted for rotation on axles 6 and 7. Axes 6 and 7 are mounted for rotation relative to the fingers fixed on beam 8. The fingers are located on the beam 8 symmetrically relative to the frame 1. One of the fingers is indicated by 9, and the second is not shown. On the axes 6 and 7, the levers are fixed symmetrically with respect to the frame 1. One of the levers is indicated by 10, and the second is not shown. Axes 6 and 7 using these levers and traction 11 form the steering trapezoid of an automobile type. The beam 8 is mounted on the axis 12 with the possibility of rotation. Axis 12 is mounted on frame 1, on the axis of its symmetry. On the axis 13, stationary relative to the frame 1, with the possibility of rotation mounted lever 14 to control the rotation of the stroller. The lever 14 is connected to the axis 6 by the insert 15, the plug 16, the rod 17 and the insert 18. The insert 15 has two mutually perpendicular openings (not indicated). In the plug 16 there are two mutually perpendicular openings (not indicated), one of which is threaded. The rod 17 at one end has a running thread connecting it to the yoke 16. At the other end of the yoke 17, a yoke 19 is fixed with holes (not marked) for the axis 20. Two mutually perpendicular holes (not marked) are made in the insert 18, one of which is threaded. Using this threaded hole, the liner 18 is connected to an axis 6 having a running thread. The liner 15 is connected to the lever 14 and the plug 16 axles 21 and 22, respectively.

Ведущие задние колеса 23 и 24 закреплены на полуосях 25 и 26, размещенных с возможностью вращения в картере дифференциала, выполненном в виде фланцевых труб 27 и 28. Трубы 27 и 28 соединены как единое целое, но с возможностью разъема. На внутренних по отношению к раме 1 концах полуосей 25 и 26 закреплены цилиндрические шестерни 29 и 30, кинематически соединенные между собой двумя парами цилиндрических колес-сателлитов 31, 32 и 33,34. Оси 35, 36, 37, 38 сателлитов закреплены во фланцах труб 27 и 28. Трубы 27 и 28 установлены на раме 1 с возможностью вращения. На внешних по отношению к раме 1 концах труб 27,28 закреплены звездочки 39 и 40. Звездочки 39, 40 через цепи 41, 42 кинематически связаны с ведущими звездочками, закрепленными на осях. Ведущие звездочки и оси размещены симметрично относительно рамы 1. Одна из ведущих звездочек и ее ось обозначены позициями 43 и 44 соответственно, другая звездочка и ее ось не показаны. Кривошипы 45 и 46 установлены в пазах указанных осей, образуя с этими осями поступательные кинематические пары. На кривошипах 45 и 46 установлены с возможностью вращения рукоятки 47 и 48.The driving rear wheels 23 and 24 are fixed on the half shafts 25 and 26, placed rotatably in the differential crankcase, made in the form of flange pipes 27 and 28. The pipes 27 and 28 are connected as a single unit, but with the possibility of a connector. At the ends of the axle shafts 25 and 26 internal to the frame 1, cylindrical gears 29 and 30 are fixed kinematically connected by two pairs of cylindrical satellite wheels 31, 32 and 33.34. The axis 35, 36, 37, 38 of the satellites are fixed in the flanges of the pipes 27 and 28. The pipes 27 and 28 are mounted on the frame 1 with the possibility of rotation. At the ends of the pipes 27.28 external to the frame 1, sprockets 39 and 40 are fixed. Sprockets 39, 40 are kinematically connected via drive chains 41, 42 to driving sprockets fixed on the axles. The drive sprockets and axles are placed symmetrically with respect to the frame 1. One of the drive sprockets and its axis are indicated by 43 and 44, respectively, the other sprocket and its axis are not shown. Cranks 45 and 46 are installed in the grooves of the indicated axes, forming progressive kinematic pairs with these axes. The cranks 45 and 46 are mounted with the possibility of rotation of the handle 47 and 48.

На оси 44 закреплен тормозной диск 49, имеющий возможность контактирования с подпружиненным рычагом 50. Возможность контактирования обеспечивается с помощью поворотного кулачка 51.A brake disk 49 is mounted on the axis 44, which is capable of contacting with a spring-loaded lever 50. The possibility of contacting is provided by means of a rotary cam 51.

Коляска функционирует следующим образом.The stroller functions as follows.

Движение коляски начинается после приложения усилия к хотя бы одной из рукояток 47 или 48. При этом крутящий момент передается через цепи 41 или 42 картеру дифференциала, а именно трубам 27, 28. Если движение коляски происходит по прямой траектории, на ведущих колесах 23 и 24 возникают одинаковые моменты сопротивления, и число оборотов в минуту на колесах 23 и 24 одинаково. При перемещении конца рычага 14 вперед или назад движение через кинематическую цепь 14-15-16-17-18 передается оси 6, а также через тягу 11 оси 7. На ведущих колесах 23 и 24 возникают неравные моменты сопротивления, что вызывает автоматическое установление чисел оборотов в минуту обратно пропорциональное моментам сопротивления. В этот момент происходит проворот полуосей 25 и 26 относительно картера дифференциала.The movement of the wheelchair begins after the application of force to at least one of the handles 47 or 48. In this case, the torque is transmitted through chains 41 or 42 to the differential crankcase, namely pipes 27, 28. If the wheelchair moves in a straight path, on the driving wheels 23 and 24 identical moments of resistance arise, and the number of revolutions per minute on wheels 23 and 24 is the same. When moving the end of the lever 14 forward or backward, the movement through the kinematic chain 14-15-16-17-18 is transmitted to the axis 6, and also through the link 11 of the axis 7. On the driving wheels 23 and 24, unequal moments of resistance arise, which causes the automatic establishment of speed numbers per minute inversely proportional to the moments of resistance. At this moment, the semi-axes 25 and 26 rotate relative to the differential housing.

При езде по неровной дороге балка 8 автоматически поворачивается на оси 12, тем самым гарантируя одновременное контактирование всех четырех колес с дорогой.When driving on rough roads, the beam 8 automatically rotates on the axis 12, thereby guaranteeing the simultaneous contact of all four wheels with the road.

Введение в конструкцию второго переднего колеса увеличивает устойчивость коляски.Introduction to the design of the second front wheel increases the stability of the stroller.

Балка, на которой установлены оба колеса, позволяет езду по неровной дороге, тем самым увеличивая функциональные возможности коляски.The beam, on which both wheels are mounted, allows driving on rough roads, thereby increasing the functionality of the stroller.

Рычаг для поворота коляски и описанное тормозное устройство позволяют последовательно совершать операции управления и движения одной рукой, тем самым также увеличивая функциональные возможности коляски. При этом улучшаются условия управления коляской.The lever for turning the stroller and the described brake device make it possible to sequentially perform control and movement operations with one hand, thereby also increasing the functionality of the stroller. At the same time, the conditions for controlling the stroller are improved.

Устройство для регулировки вылета рукояток позволяет осуществить нужную скорость движения. Это также увеличивает функциональные возможности коляски.A device for adjusting the extension of the handles allows you to carry out the desired speed. It also enhances the functionality of the stroller.

Введение в конструкцию дифференциала дает возможность установить второе переднее колесо (четвертое в коляске) и описанного тормозного устройства. Кроме того, появляется возможность осуществления движения с помощью только одной руки. Также появляется возможность движения назад. Все это, как и перечисленное выше, увеличивает функциональные возможности заявляемой конструкции коляски.Introduction to the design of the differential makes it possible to install a second front wheel (fourth in the stroller) and the described brake device. In addition, it becomes possible to carry out movement with only one hand. There is also the possibility of moving backward. All this, as listed above, increases the functionality of the claimed design of the stroller.

Claims

A sports and tourist wheelchair containing a frame, a seat, a step, two leading rear wheels, two manual drives in the form of cranks with handles, kinematic chains connected to the rear wheels, a front wheel, a mechanism for turning the stroller, and a brake device, characterized in that it introduced a differential, a second front wheel, a beam, a device for adjusting the departure of the hand drive handles, a lever with a drive and a steering trapezoid are introduced into the mechanism of rotation of the stroller, springs are introduced into the brake device a rotary lever and a brake disk, the differential case made in the form of two flange pipes assembled with the possibility of a connector, inside the flange pipes there are rotary axles, on the outer surface of the pipes from the outer sides of the frame the driven chain wheels and bearings are mounted rolling elements, the outer rings of which are fixed on the frame, on the half shafts located in the crankcase, the rear wheels are fixed on the outer sides with respect to the frame of the sides, cylindrical gears are fastened kinematically connected to each other by pairs of satellite wheels, the axes of which are fixed on the flanges of the differential crankcase, the axles of the front wheels are mounted on the beam with the possibility of rotation, the axes are kinamatically connected by a thrust so that a steering trapezoid of an automobile type is formed, the beam is mounted with the possibility rotation around an axis fixed on the frame, on the axis of symmetry, the device for adjusting the extension of the handles of hand drives is made in the form of a translational kinematic pair, placed the axis of rotation of the cranks, the lever of the rotation mechanism is mounted to rotate around an axis fixed to the frame in a direction perpendicular to the straight-line movement of the stroller, and kinematically connected to the axis of one of the front wheels by a link, two forks, two inserts and axles forming rotational and screw pairs, moreover, the axis of the other front wheel is kinematically connected with the axis of the first front wheel of the steering trapezoid.