TW202011915A - 電動輪椅裝置 - Google Patents

Abstract

一種電動輪椅裝置，包含一乘坐單元、一輪體單元，及一動力單元。該乘坐單元包括一座椅。該輪體單元包括二分別設置於該座椅兩側之固定輪框、二設置於該二固定輪框外緣之轉動輪框，及二設置於該二轉動輪框之輪胎，該二固定輪框概呈環狀。該動力單元包括複數設置於該二轉動輪框之磁鐵、複數設置於該固定輪框之線圈，及一與該複數線圈連接之控制器，該控制器控制該複數線圈之磁力變化以使該複數磁鐵移動，用以分別控制該二轉動輪框相對該二固定輪框轉動。

Description

電動輪椅裝置

本發明是有關於一種電動輪椅裝置，尤其是一種控制概呈環狀之輪框上輪胎的電動輪椅裝置。

由於醫療技術之進步，使人類之平均壽命較四、五十年代增加許多，在台灣國人之平均壽命可高達將近八十歲，但人類隨著年齡之增長，身體各器官之功能亦隨之老化，此乃不爭之事實，而當人體發生較為嚴重之疾病，或是年老力衰時，有可能必須長時間臥病在病床上且不良於行，所以為了考量老人或病患之行動不方便及符合人性化之需求，往往會令其乘坐一輪椅，同時為了要能夠利於老人或病患活動，輪椅之便利性、安全性是非常重要。

目前市面上現有的輪座椅及助步器行動輔已經相當多也具備有多功能，例如：座椅背伸縮或放置腿部之腳踏處可拆卸轉向等。或助步器可暫時乘坐及具剎車功能等，但其大部分的體積較為龐大也較笨重、造型觀感不佳，輔助形式也較單一，使用者必須針對不同的需求去分次購買不同類型的輔助產品，不僅造成使用者的麻煩，也造成購買的成本增加。再者，過多的輔助產品堆置在家中也會造成空間的佔用及不便。

經由以上之敘述，可知現有輔具於實際使用時仍然有以下的缺點產生：

一、安全性不足：

現有的輪椅皆為兩輪式的設計，可能因為後方掛置了過重的物品，或是推輪椅者施力不當，而導致輪椅向後傾倒的可能。

二、便利性不足：

現有的輔具在使用上偏向著重於單一功能為主，若想要有多種功能的組合，則需要分項添購，便利性不足。

三、乘坐不穩定：

目前輪椅皆以三個或四個輪體進行支撐，遇上傾斜之地面就會造成座椅傾斜，令乘坐者乘坐不穩定並具有掉落的風險。

上述缺點都顯現習知輔具在使用上所衍生的種種問題，如能有效改善前述缺點，研發出一種兼具實用與安全性之考量的設計概念，是相關技術人員亟需努力的目標。

有鑑於此，本發明之一目的是在提供一種電動輪椅裝置，包含一乘坐單元、一輪體單元，及一動力單元。

該乘坐單元包括一座椅。

該輪體單元包括二分別設置於該座椅兩側之固定輪框、二設置於該二固定輪框外緣之轉動輪框，及二設置於該二轉動輪框之輪胎，該二固定輪框概呈環狀。

該動力單元包括複數設置於該二轉動輪框之磁鐵、複數設置於該固定輪框之線圈，及一與該複數線圈連接之控制器，該控制器控制該複數線圈之磁力變化以使該複數磁鐵移動，用以分別控制該二轉動輪框相對該二固定輪框轉動。

本發明的又一技術手段，是在於上述之該控制器具有一陀螺儀，以提供該控制器穩定該乘坐單元。

本發明的另一技術手段，是在於上述之該控制器具有一操控件，以提供該控制器移動該電動輪椅裝置。

本發明的再一技術手段，是在於上述之該輪體單元更包括複數設置於該二固定輪框及該二轉動輪框間之滾珠，以使該二轉動輪框順暢地於該二固定輪框上轉動。

本發明的又一技術手段，是在於上述之該輪體單元更包括二分別與該二固定輪框樞接之連接桿，及一與該二連接桿樞接之輪體。

本發明的另一技術手段，是在於上述之該輪體單元更包括二樞設於該輪體兩側之踏板，該控制器更具有二分別偵測該二踏板樞轉角度之第一偵測器，以提供該控制器移動該電動輪椅裝置。

本發明的再一技術手段，是在於上述之該控制器更據有一用以偵測前方路況之第二偵測器。

本發明的又一技術手段，是在於上述之該乘坐單元更包括二與該座椅樞接之扶手手把。

本發明的另一技術手段，是在於上述之該乘 坐單元更包括一可分離地與該二扶手手把連接之助行器。

本發明的再一技術手段，是在於上述之該助行器具有二間隔設置之助行桿部，及與該二助行桿部連接之連接部，該連接部概呈板狀。

本發明之有益功效在於，該二固定輪框呈具有中空之環狀架構，並於每一固定輪框設置線圈，於每一轉動輪框設置之磁鐵，以使控制器可以控制電動輪椅裝置移動，並且藉由該陀螺儀穩定該座椅。

A‧‧‧地面

3‧‧‧乘坐單元

31‧‧‧座椅

32‧‧‧扶手手把

33‧‧‧助行器

331‧‧‧助行桿部

332‧‧‧連接部

4‧‧‧輪體單元

41‧‧‧固定輪框

42‧‧‧轉動輪框

43‧‧‧輪胎

44‧‧‧滾珠

45‧‧‧連接桿

46‧‧‧輪體

47‧‧‧踏板

5‧‧‧動力單元

51‧‧‧磁鐵

52‧‧‧線圈

53‧‧‧控制器

531‧‧‧陀螺儀

532‧‧‧操控件

533‧‧‧第一偵測器

534‧‧‧第二偵測器

圖1是一裝置示意圖，說明本發明一種電動輪椅裝置之一第一較佳實施例；圖2是一剖面示意圖，說明該第一較佳實施例之一輪體單元的剖面；圖3是一裝置示意圖，說明該第一較佳實施例之一動力單元；圖4是一裝置示意圖，說明本發明一種電動輪椅裝置之一第二較佳實施例；圖5是一裝置示意圖，說明該第二較佳實施例之一動力單元；圖6是一示意圖，說明該第二較佳實施例上坡之態樣；圖7是一示意圖，說明該第二較佳實施例下坡之態樣；及圖8是一裝置示意圖，說明本發明一種電動輪椅裝置 之一第三較佳實施例。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號來做表示。

參閱圖1、2、3，為本發明一種電動輪椅裝置之一第一較佳實施例，該電動輪椅裝置包含一乘坐單元3、一輪體單元4，及一動力單元5。

該乘坐單元3包括一座椅31，及二與該座椅31樞接之扶手手把32。該座椅31為一般具有椅墊及椅背的座椅，該扶手手把32可以向後轉動，以提供照顧者推動該電動輪椅裝置。較佳地，該座椅31可以設置安全結構，例如安全帶，以保護乘坐於該座椅31之人員的安全。

該輪體單元4包括二分別設置於該座椅31兩側之固定輪框41、二設置於該二固定輪框41外緣之轉動輪框42、二設置於該二轉動輪框42之輪胎43，及複數設置於該二固定輪框41及該二轉動輪框42間之滾珠44。

該二固定輪框41概呈環狀，其環狀之中間中空，該輪胎43使用實心之橡膠輪胎。該複數滾珠44可以使該二轉動輪框42順暢地於該二固定輪框41之外緣轉動，該複數滾珠44的作動方式類似滾珠軸承。

該動力單元5包括複數設置於該二轉動輪框42之磁鐵51、複數設置於該固定輪框41之線圈52，及一 與該複數線圈52連接之控制器53，該控制器53控制該複數線圈52之磁力變化以使該複數磁鐵51移動，用以分別控制該二轉動輪框42相對該二固定輪框41轉動。其中，該複數線圈52與該複數磁鐵51之運作技術類似外磁式馬達，由於外磁式馬達之控制技術為習知技術，於此不再詳述。

該控制器53具有一陀螺儀531，及一操控件532。該陀螺儀531提供該控制器53穩定該乘坐單元3之座椅31的重心，以穩定乘坐於該座椅31之人員。該操控件352可以對該控制器53發出控制指令，以使該控制器53控制該電動輪椅裝置的移動方向，實際實施時，可以不使用該操控件352，人員手握該扶手手把32，人員以推動或拉動之方式控制該電動輪椅裝置的移動方向，不應以此為限。

較佳地，該控制器53之陀螺儀531設置於該座椅31之椅墊下方，用以偵測該座椅31之椅墊的水平資訊，其中，該座椅31底部可以設置一由該控制器53控制之重心調整結構，該重心調整結構是一種螺桿移動重力塊的結構，當該座椅31之椅墊前傾時，重力塊借由螺桿移動至該座椅31的後方，當該座椅31之椅墊後仰時，重力塊借由螺桿移動至該座椅31的後方，可以穩定該座椅31之重心。且該控制器53更可以適當地轉動該二轉動輪框42，用以穩定該座椅31之重心，讓該電動輪椅裝置使用兩個輪子將乘坐於該座椅31之人員的重心穩固。由於以兩 個輪子平衡重心且控制行駛方向之技術手段，已為習知技術，並廣泛運用於市售之兩輪體感平衡車中，於此不再詳加贅述。

其中，該座椅31之兩側可以設置用以遮蔽該輪胎43之蓋體，類似腳踏車車輪上方的輪蓋，可以提供乘坐於該座椅31之人員的手部放置，避免人員手部干擾該二轉動輪框42之轉動。且該動力單元5設有一蓄電池(圖式未示出)，用以提供該控制器53運作之電力。

參閱圖4、5，為本發明一種電動輪椅裝置之一第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於，該輪體單元4更包括二分別與該二固定輪框41樞接之連接桿45、一與該二連接桿45樞接之輪體46，及二樞設於該輪體46兩側之踏板47。

較佳地，該二固定輪框41與該二連接桿45之元件為萬向接頭，可以配合地面的斜度讓該輪體46及設置於該二轉動輪框42之輪胎43可以服貼於地面，且可以提供該二固定輪框41收合，以減少收納體積，實際實施時，該二固定輪框41與該二連接桿45之元件可以為一般樞接元件，不應以此為限。

該控制器53更具有二分別偵測該二踏板47樞轉角度之第一偵測器533，及一用以偵測前方路況之第二偵測器534。該第一偵測器533將該二踏板47相對該輪體46之樞轉角度資訊傳輸給該控制器53，以使該控制器 53控制該電動輪椅裝置的移動位置。

舉例來說，當左、右踏板47皆往前傾時，該控制器53控制該電動輪椅裝置往前直行，當左邊踏板47前傾角度大於右邊踏板47踏板時，該控制器53控制該電動輪椅裝置往左轉彎，當右邊踏板47前傾角度大於左邊踏板47踏板時，該控制器53控制該電動輪椅裝置往右轉彎，當左、右踏板47皆往後傾時，該控制器53控制該電動輪椅裝置往後直行，照顧者之雙腳可站立於該二踏板47來控制該電動輪椅裝置之移動，且照顧者之雙手可以握住該二扶手手把32以穩固身形。

於該第二較佳實施例，該第二偵測器534為二分別設置於該二固定輪框41之紅外線偵測器，可以偵測該電動輪椅裝置前方路面的狀況。以提供該控制器53適時地停止或減速該電動輪椅裝置，以避免顛頗之路面造成危險。

配合參閱圖6、7，為該電動輪椅裝置上坡及下坡的態樣，當該電動輪椅裝置上坡時，該二固定輪框41與該二連接桿45之萬向接頭可以使該輪體46接觸於低的地面，且該陀螺儀提供該控制器51以維持該座椅31之重心來控制該二轉動輪框42之轉動。當該電動輪椅裝置下坡時，該二固定輪框41與該二連接桿45之萬向接頭可以使該輪體46接觸於高的地面，且該陀螺儀提供該控制器51以維持該座椅31之重心來控制該二轉動輪框42之轉動。不管上坡或下坡，該陀螺儀都可以提供該控制器51穩 固該座椅31之重心，以穩固乘坐於該座椅31之人員。

參閱圖8，為本發明一種電動輪椅裝置之一第三較佳實施例，該第三較佳實施例與該第二較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於，該乘坐單元3更包括一可分離地與該二扶手手把32連接之助行器33。

該助行器33具有二間隔設置之助行桿部331，及與該二助行桿部331連接之連接部332。該二扶手手把32上有設置結合之扣件，以使該二扶手手把32與該助行桿部331組合及分離。較佳地，該二固定輪框41設有放置結構，用以提供該二助行桿部331之底端放置，以使該助行器33穩固地設置於該電動輪椅裝置上。

當該二扶手手把32與該助行桿部331組合時，該連接部332可以提供乘坐於該座椅31之人員的腳部放置，該連接部332概呈板狀可以穩固地讓人員的腳部放置。當該二扶手手把32與該助行桿部331分離時，該助行器33可提供人員助行的功能。

由上述說明可知，本發明電動輪椅裝置確實具有下列功效：

一、維持乘坐者的重心：

設置於該座椅上之陀螺儀可以提供該控制器穩定該座椅之重心，以使該乘坐者不會因為上坡或下坡的地面斜度而前傾或後仰，有效維持乘坐者的重心。

二、輔助人員站立：

該助行器可以自該二扶手手把上分離，該助行器可以輔助人員行走。

三、提升產品的價值：

該二固定輪框呈具有中空的環狀結構，再利用複數設置於該二固定輪框之線圈，及複數設置於該二轉動輪框之磁鐵，以外磁式馬達之技術控制該二轉動輪框，不僅讓該輪體單元具有電動輪的功能，更可以提升產品的美觀，以提升產品的價值。

綜上所述，本發明先設計具有中空的環狀結構的固定輪框，及設置於該固定輪框外緣之轉動輪框，該控制器再以複數線圈及複數磁鐵控制該轉動輪框之轉動，以提供該電動輪椅裝置移動的效果，並以設置於該座椅上之陀螺儀將該座椅的重心資訊傳輸至該控制器，以使該控制器穩固該座椅的重心，以使乘座於該座椅之人員重心穩固，照顧者更可以站立於該二踏板，以腳掌傾斜的控制技術控制該電動輪椅裝置的移動方向，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之三個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

31‧‧‧座椅

32‧‧‧扶手手把

33‧‧‧助行器

331‧‧‧助行桿部

332‧‧‧連接部

41‧‧‧固定輪框

42‧‧‧轉動輪框

43‧‧‧輪胎

Claims (10)

1. 一種電動輪椅裝置，包含：一乘坐單元，包括一座椅；一輪體單元，包括二分別設置於該座椅兩側之固定輪框、二設置於該二固定輪框外緣之轉動輪框，及二設置於該二轉動輪框之輪胎，該二固定輪框概呈環狀；及一動力單元，包括複數設置於該二轉動輪框之磁鐵、複數設置於該固定輪框之線圈，及一與該複數線圈連接之控制器，該控制器控制該複數線圈之磁力變化以使該複數磁鐵移動，用以分別控制該二轉動輪框相對該二固定輪框轉動。
2. 依據申請專利範圍第1項所述電動輪椅裝置，其中，該控制器具有一陀螺儀，以提供該控制器穩定該乘坐單元。
3. 依據申請專利範圍第1項所述電動輪椅裝置，其中，該控制器具有一操控件，以提供該控制器移動該電動輪椅裝置。
4. 依據申請專利範圍第1項所述電動輪椅裝置，其中，該輪體單元更包括複數設置於該二固定輪框及該二轉動輪框間之滾珠，以使該二轉動輪框順暢地於該二固定輪框上轉動。
5. 依據申請專利範圍第1項所述電動輪椅裝置，其中，該輪體單元更包括二分別與該二固定輪框樞接之連接桿，及一與該二連接桿樞接之輪體。
6. 依據申請專利範圍第5項所述電動輪椅裝置，其中，該輪體單元更包括二樞設於該輪體兩側之踏板，該控制器更具有二分別偵測該二踏板樞轉角度之第一偵測器，以提供該控制器移動該電動輪椅裝置。
7. 依據申請專利範圍第1項所述電動輪椅裝置，其中，該控制器更具有一用以偵測前方路況之第二偵測器。
8. 依據申請專利範圍第1項所述電動輪椅裝置，其中，該乘坐單元更包括二與該座椅樞接之扶手手把。
9. 依據申請專利範圍第8項所述電動輪椅裝置，其中，該乘坐單元更包括一可分離地與該二扶手手把連接之助行器。
10. 依據申請專利範圍第9項所述電動輪椅裝置，其中，該助行器具有二間隔設置之助行桿部，及與該二助行桿部連接之連接部，該連接部概呈板狀。

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