座椅裝置及包括座椅裝置的電動輪椅的製作方法

2023-06-10 18:29:26 2

本公開總體上涉及電動輪椅。特別是，本公開涉及用於電動輪椅的座椅裝置以及包括座椅裝置的電動輪椅。

背景技術：

當輪椅移動距離較遠時，輪椅可在諸如公共汽車或小汽車的機動車輛中運輸。輪椅乘客可能在這樣的運輸期間佔用輪椅座椅。出於該目的，車輛的內部可被特別構建或者改造以能夠接收輪椅。

為了運輸輪椅，輪椅例如藉助條帶而固定在車輛的內側，並且輪椅乘客可例如藉助安全帶綁縛到輪椅。ep1774941公開了用於將輪椅停靠並固定在車輛中(例如驅動位置)中的基座單元的示例。通過將輪椅固定在車輛中，在發生事故的情況下，輪椅相對於車輛的移動受到限制。

即使輪椅正確地固定在車輛中，輪椅乘客當然仍可能在發生事故的情況下受傷。由於後方碰撞或正面碰撞，頸部受傷例如是常見的，在此期間輪椅乘客的頭部向前拋出，然後向後反彈。一般由於頭部的加速-減速運動而導致頸部受傷。

由此，期望提供保護以防止倘若在車輛運輸期間發生碰撞導致輪椅乘客的頸部受傷。

技術實現要素：

鑑於上述情況，本公開的總體目的是提供用於電動輪椅的座椅裝置以及電動輪椅，以解決或至少減輕現有技術的問題。

因此，根據本公開的第一方面，提供了一種用於電動輪椅的座椅裝置，其中所述座椅裝置包括：安裝裝置，所述安裝裝置用於將所述座椅裝置安裝到電動輪椅的底盤；座椅框架；靠背框架；靠背致動器，其中所述靠背框架樞轉地聯接到所述座椅框架，形成第一樞軸，並且其中所述靠背框架樞轉地聯接到所述靠背致動器，形成可平移的第二樞軸；保持機構，所述保持機構被布置成在所述靠背框架承受的向前傾斜力小於閾值時將所述靠背框架保持在直立位置中，其中所述保持機構被布置成當所述靠背框架承受的向前傾斜力等於或大於所述閾值時允許所述靠背框架移動到向前傾斜位置；以及鎖定機構，所述鎖定機構被布置成將所述靠背框架鎖定在所述向前傾斜位置中。

能藉助使所述靠背框架向前傾斜到所述向前傾斜位置以及在作用於所述靠背框架上的所述向前傾斜力等於或大於所述閾值的情況下將所述靠背框架鎖定在該位置中而獲得的效果在於，可降低頸部受傷的風險。由於所述靠背框架的鎖定向前傾斜位置，座椅乘客頭部在衝擊(諸如後方碰撞衝擊)時的返回運動將顯著降低。因此，在某種意義上，向前傾斜的靠背框架在頭部朝向所述靠背框架的返回運動期間抓住了輪椅乘客的頭部。

向前傾斜力指的是作用在所述靠背框架上且具有試圖將所述靠背框架帶到向前傾斜位置的分量的力。

根據一個實施方式，所述保持機構被布置成當所述靠背框架承受的所述向前傾斜力小於閾值時將所述靠背致動器保持在第一位置中，其中所述靠背框架被布置成當所述靠背框架承受的向前傾斜力等於或大於所述閾值時圍繞所述第一樞軸和所述第二樞軸樞轉以獲得向前傾斜位置，其中所述保持機構被布置成允許對應於所述第二樞軸的平移而使所述靠背致動器移動到第二位置，並且其中所述鎖定機構被布置成將所述靠背致動器鎖定在所述第二位置中，從而將所述靠背框架鎖定在所述向前傾斜位置中。

由此，根據一個實施方式，提供了一種用於電動輪椅的座椅裝置，其中所述座椅裝置包括：安裝裝置，所述安裝裝置用於將所述座椅裝置安裝到電動輪椅的底盤；座椅框架；靠背框架；靠背致動器，其中所述靠背框架樞轉地聯接到所述座椅框架，形成第一樞軸，並且其中所述靠背框架樞轉地聯接到所述靠背致動器，形成可平移的第二樞軸；保持機構，所述保持機構被布置成當所述靠背框架承受的向前傾斜力小於閾值時將所述靠背致動器保持在第一位置中，其中所述靠背框架被布置成當所述靠背框架承受的向前傾斜力等於或大於所述閾值時圍繞所述第一樞軸和所述第二樞軸樞轉，從而將所述第二樞軸平移，以獲得向前傾斜位置，其中所述保持機構被布置成允許對應於所述第二樞軸的平移而使所述靠背致動器移動到第二位置；以及鎖定機構，所述鎖定機構被布置成將所述靠背致動器鎖定在所述第二位置中，從而將所述靠背框架鎖定在所述向前傾斜位置中。

根據一個實施方式，所述靠背框架被布置成當圍繞所述第一樞軸作用的平衡狀態被所述向前傾斜力打破時圍繞所述第一樞軸和所述第二樞軸樞轉到所述向前傾斜位置。

一個實施方式包括附接至所述座椅框架的靠背致動器支架，其中所述靠背致動器固定地附接至所述靠背致動器支架。

根據一個實施方式，所述鎖定機構被布置成將所述靠背致動器支架相對於所述座椅框架鎖定，從而將所述靠背致動器鎖定在所述第二位置中。

一個實施方式包括第一緊固件，其中所述座椅框架具有第一座椅框架通孔並且所述靠背致動器支架具有第一靠背致動器支架通孔，其中所述第一緊固件被布置在所述第一座椅框架通孔和所述第一靠背致動器支架通孔中。

根據一個實施方式，所述第一緊固件、所述第一座椅框架通孔和第一靠背致動器支架通孔形成所述保持機構。

一個實施方式包括第二緊固件，其中所述座椅框架具有第二座椅框架通孔並且所述靠背致動支架具有第一開槽靠背致動支架通孔，其中所述第二緊固件被布置在所述第二座椅框架通孔中並且以可滑動的方式布置在所述第一開槽靠背致動支架通孔中。

根據一個實施方式，所述座椅框架包括鍵槽並且所述靠背致動器支架包括形成所述鎖定機構的偏置鍵，其中所述第一緊固件被設計成當所述靠背框架承受的向前傾斜力等於或大於所述閾值時斷開，允許所述靠背致動器支架相對於所述座椅框架滑動，其中所述偏置鍵被布置成接合所述鍵槽以將所述靠背致動器鎖定在所述第二位置中。

根據一個實施方式，所述第一緊固件具有第一機械強度並且所述第二緊固件具有第二機械強度，其中所述第二機械強度高於所述第一機械強度。

根據一個實施方式，所述鎖定機構包括板簧，其中所述鍵被所述板簧偏置。

一個實施方式包括第三緊固件，其中所述座椅框架包括第一座椅框架開槽通孔，並且其中所述靠背致動器支架包括第二靠背致動器支架通孔，其中所述第三緊固件被布置在所述第二靠背致動器支架通孔中並且以可滑動的方式布置在所述第一座椅框架開槽通孔中。

根據一個實施方式，所述靠背致動器包括所述保持構件和所述鎖定構件。

根據本公開的第二方面，提供了一種電動輪椅，該電動輪椅包括：底盤；以及根據第一方面的座椅裝置，所述座椅裝置附接至所述底盤。

一般而言，權利要求書中使用的所有術語都應根據其在技術領域中的普通含義進行解釋，除非本文另有明確定義。所有對「一/一個/所述要素、設備、部件、裝置」等的引用都應被開放性地解釋為參照要素、設備、部件、裝置等的至少一個實例，除非另有明確說明。

附圖說明

現在將通過示例參考附圖來描述本發明構思的具體實施方式，在附圖中：

圖l是靠背框架處於直立位置中的用於電動輪椅的座椅裝置的一個示例的示意性立體圖；

圖2是靠背框架被布置在向前傾斜位置中的圖l中的座椅裝置的示意性立體圖；

圖3是靠背框架處於如圖l所示的直立位置中的座椅裝置的保持機構和鎖定機構的特寫視圖；

圖4是圖l中的座椅裝置的前部的特寫視圖；

圖5是圖l中的座椅裝置的側視圖；

圖6是靠背框架處於如圖2所示的向前傾斜位置中的座椅裝置的保持機構和鎖定機構的特寫視圖；

圖7是圖2中的座椅裝置的前部的特寫視圖；

圖8是圖2中的座椅裝置的側視圖；

圖9是當靠背框架處於直立位置中時的根據座椅裝置的另一示例的靠背致動器的一部分的一段的立體圖；

圖10是當靠背框架處於向前傾斜位置中時的圖9中的靠背致動器的一部分的一段；以及

圖11示出了包括諸如圖1所示的座椅裝置的電動輪椅的一個示例。

具體實施方式

現在將在下文參考示出例示實施方式的附圖更全面地描述本發明構思。然而，本發明構思可按照許多不同的形式實施並且不應該被解釋為限於本文闡述的實施方式；相反，這些實施方式通過示例的方式提供，使得本公開將透徹而完整，並且將向本領域技術人員充分地傳達本發明構思的範圍。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的要素。

一般，本文公開的座椅裝置包括座椅框架、靠背框架、靠背致動器、保持機構和鎖定機構。靠背框架樞轉地聯接到座椅框架，形成第一樞軸，並且樞轉地聯接到靠背致動器，形成第二樞軸。在正常操作中，靠背致動器藉助電動馬達，其布置成通過平移第二樞軸來操縱靠背框架。靠背框架從而圍繞第二樞軸和第一樞軸同時樞轉，藉此靠背框架例如相對於座椅框架向後樞轉。

保持機構通常將靠背致動器保持在靠背致動器能夠操縱靠背框架的第一位置中。然而，當向前傾斜力大於閾值(作用在靠背框架上)時，鑑於例如衝擊或碰撞，由於靠背框架的動量，保持機構將靠背致動器從第一位置釋放，藉此靠背致動器相對於座椅框架移向第二位置。靠背致動器從第一位置的釋放是通過第二樞軸的平移提供的。因為靠背框架在圍繞第一樞軸樞轉的情況下移向向前傾斜位置，所以發生這種平移。因此，靠背致動器在某種意義上被拖到第二位置。在靠背致動器獲得第二位置時，靠背致動器被鎖定裝置鎖定在該位置中。結果，靠背框架還被鎖定在向前傾斜位置中。從而，電動輪椅的乘客的頭部可被向前傾斜的靠背框架捕獲，減少了向後頭部運動。

現在將參考圖1和2來描述座椅裝置的一個示例。

圖l示出了用於電動輪椅的座椅裝置1的一個示例。座椅裝置1包括：安裝裝置(未示出)，其用於將座椅裝置1安裝到電動輪椅的底盤；座椅框架3；靠背框架5；靠背致動器7；以及靠背致動器支架9。在相對於座椅框架3的第一位置中，靠背致動器7固定地附接至靠背致動器支架9。靠背致動器支架9附接至座椅框架3。通常，靠背致動器支架9固定地附接至座椅框架3。然而，倘若靠背框架5承受的向前傾斜力大於閾值，則靠背致動器支架9被迫相對於座椅框架3平移，導致靠背致動器7也相對於座椅框架3從第一位置移動到第二位置。

靠背框架5樞轉地聯接到座椅框架3，從而形成第一樞軸a1。靠背框架5樞轉地聯接到靠背致動器7，從而形成第二樞軸a2。第一樞軸a1和第二樞軸a2平行。靠背框架5能通過第二樞軸a2的平移而相對於座椅框架3樞轉，導致靠背致動器7相對於靠背框架3樞轉。靠背框架5將從而圍繞第一樞軸a1樞轉。靠背框架5的樞轉通常藉助能由電動馬達操作的靠背致動器7而獲得。

在下文，將詳細說明座椅裝置設計，其在某種意義上提供：藉助作用在靠背框架5上的足夠大的向前傾斜力而將靠背致動器7相對於座椅框架3操縱到第二位置；以及將靠背致動器7鎖定在第二位置中。

座椅裝置1包括第一緊固件10a和第二緊固件10b。第一緊固件10a可例如是螺栓、銷、螺釘或類似構件。第二緊固件10b可例如是螺栓、銷、螺釘或類似構件。相對於座椅框架3和靠背致動器支架9固定地布置的第一緊固件10a以及相對於靠背致動器支架9以可滑動的方式布置的第二緊固件10b將靠背致動器支架9附接至座椅框架。

座椅裝置1包括由靠背致動器支架9、座椅裝置3和第一緊固件10a形成的保持機構11。座椅裝置1包括由靠背致動器支架9、座椅裝置3和第二緊固件10b形成的鎖定機構13。圖1均未詳細地示出保持機構11和鎖定機構13，但將在下文參考圖3和圖6詳細說明。

倘若等於或大於閾值的向前傾斜力作用在靠背框架5上，則靠背框架5移向向前傾斜位置，其中第一緊固件10a斷開並且第二緊固件10b相對於座椅框架3滑動。因此，靠背致動器支架9相對於座椅框架3滑動，直到被鎖定機構13停止為止。因為靠背致動器7固定地附接至靠背致動器支架9，所以靠背致動器7也相對於座椅框架3移動到第二位置，並且因為靠背致動器支架9被鎖定機構13鎖定，所以靠背致動器7被鎖定在第二位置中。靠背致動器7的鎖定導致第二樞軸a2的位置被鎖定，並由此不能再平移。因此，靠背框架5被鎖定在其向前傾斜位置中。

在圖1所示的示例中，座椅框架3包括若干部分，即垂直於第一樞軸a1的兩個側梁3a以及在兩個側梁3a之間延伸的後橫向元件3b和在兩個側梁3a之間延伸的前橫向元件3c。應當注意，還可以想到座椅框架的許多變型。

在圖1的示例中，靠背框架5包括靠背部5a和迴轉支架5b(在該示例中具有膝部)。靠背部5a從靠背框架頂部5c延伸到第一樞軸a1。迴轉支架5b的一部分在第一樞軸a1與第二樞軸a2之間延伸，在此其樞轉地聯接到靠背致動器7。

圖5更清楚地示出靠背部5a和迴轉支架5b。第一力矩臂被限定在第一樞軸a1與向前傾斜力f1之間，向前傾斜力f1的作用線在靠背部5a的重心處。第二力矩臂被限定在第一樞軸a1與反作用力f2之間，反作用力f2的作用線在迴轉支架5b上。只要如圖5所示作用在靠背部5a上的向前傾斜力f1圍繞第一樞軸a1提供的力矩與作用在迴轉支架5b上的反作用力f2在第二樞軸a2處提供的力矩相等，靠背框架5就處於平衡狀態下。然而，如果由向前傾斜力f1在靠背部5a上提供的第一力矩大於由反作用力f2提供的第二力矩，則靠背框架5將向前傾斜。

圖2示出了當靠背框架5處於向前傾斜位置中且靠背致動器7處於第二位置中時的座椅裝置1。

現在將參考圖3至圖8來描述座椅裝置1在發生碰撞情況下的功能。圖3示出了圖1中示出的區域b的特寫視圖，在暴露保持機構11和鎖定機構13的截面中。在圖3中，靠背框架3處於直立位置中，這將對應於座椅裝置1在碰撞之前的狀態。

座椅框架3包括第一座椅框架通孔4a，並且靠背致動器支架9包括第一靠背致動器支架通孔6a。第一緊固件10a被布置在第一座椅框架通孔4a和第一靠背致動器支架通孔6a中，從而將靠背致動器支架9附接至座椅框架3。第一座椅框架通孔4a、第一靠背致動器支架通孔6a和第一緊固件10a形成保持機構11。

座椅框架3包括第二座椅框架通孔4b，並且靠背致動器支架9包括第一開槽靠背致動器支架通孔6b。第二緊固件10b被布置在第二座椅框架通孔4b中並且以可滑動的方式布置在第一開槽靠背致動器支架通孔6b中。從而當靠背框架5承受大於閾值的向前傾斜力時允許靠背致動器支架9相對於座椅框架3滑動。

座椅裝置1包括能量積聚元件(諸如板簧)以及由能量積聚元件偏置的鍵15。靠背致動器支架9具有將鍵15布置在其中的槽，並且鍵15在遠離槽底的方向上被偏置。替代地，槽可布置在相反方向上，然後鍵可被偏置而遠離槽頂，並且鍵槽可布置在鍵下方的水平處，其中鍵下壓到鍵槽中以藉助鎖定機構獲得鎖定。

座椅框架3包括鍵槽17，鍵槽17被布置成接收鍵15。通常，鍵15相對於鍵槽17移位。特別是，當由於作用在靠背框架5上的向前傾斜力大於閾值而移動時，鍵槽17相對於靠背致動器支架9的運動關於座椅框架3被布置在鍵15的下遊。在該運動期間，鍵15朝向鍵槽17滑動並被能量積聚元件推入鍵槽17中。鍵15和鍵槽17形成鎖定機構13。

第一緊固件10a具有第一機械強度，並且第二緊固件10b具有第二機械強度。第二機械強度高於第一機械強度。第一緊固件10a將因此在承受高於閾值的剪切力時在承受相同剪切力的第二緊固件10b將斷開之前斷開。作為一個示例，第一緊固件可針對一些電動輪椅具有m4尺寸，而第二緊固件可具有m6尺寸。

圖4示出了當靠背框架5處於直立位置中時的座椅裝置1的前部，包括圖1中的區域c。座椅裝置1包括第三緊固件10c，座椅框架3包括第一座椅框架開槽通孔4c，並且靠背致動器支架9包括第二致動器靠背支架通孔6c。第三緊固件10c被布置在第一座椅框架開槽通孔4a和第二致動器靠背支架通孔6c中。靠背致動器支架9從而附接至座椅框架3的前橫向元件3c。第一緊固件10a和第二緊固件10b因此將靠背致動器支架9的一端附接至座椅框架3，並且第三緊固件10c將靠背致動器支架9的另一端附接至座椅框架3。第三緊固件10c以可滑動的方式布置在第一座椅框架開槽通孔4c中，使得它能在第一座椅框架開槽通孔4c中滑動以在靠背框架5承受大於閾值的向前傾斜力時實現靠背致動器支架9相對於座椅框架3的運動。

圖6示出了圖2中示出的區域b的特寫視圖，在暴露保持機構11和鎖定機構13的截面中。在圖6中，靠背框架3處於向前傾斜位置中，這將對應於座椅裝置1在碰撞之後的狀態。

在圖6中，能看出，保持機構11已釋放靠背致動器支架9，並且允許靠背致動器支架9相對於座椅框架3移動。第一緊固件10a由於作用在靠背框架3上的向前傾斜力f1已承受剪切力，因此被斷開。第一緊固件10a的斷開會觸發靠背致動器支架9相對於座椅框架3的運動。

隨著靠背致動器支架9在向後方向上滑動，鍵15移向鍵槽17直到鍵15被鍵槽17接收。同時，第二緊固件10b在第一開槽靠背致動器支架通孔6b中滑動，直到第二緊固件10b到達第一開槽靠背致動器支架通孔6b的前壁6b'。因為第二緊固件10b的機械強度高於第一緊固件10a，所以第二緊固件10b通常在碰撞期間將不會斷開，而是抵接前壁6b'並且提供對靠背框架5的向前傾斜運動的止擋。

圖7示出了當靠背框架5處於向前傾斜位置中時的座椅裝置1的前部，包括圖2中的區域c。隨著靠背致動器支架9相對於座椅框架3的滑動，第三緊固件10c沿著第一座椅框架開槽通孔4c滑動到第一座椅框架開槽通孔4c的後壁4c'。

致動器支架9相對於座椅框架3的運動造成靠背致動器7從第一位置到第二位置的相同運動量，靠背致動器7固定地附接至靠背致動器支架9。靠背框架3因此獲得其圖8所示的向前傾斜位置。

靠背致動器支架9以及靠背致動器7的合適運動量可例如介於10-15mm的範圍內。對於12mm的允許運動距離，靠背框架5的向前傾斜提供了約8°到9°的向前傾斜角度，這表明在發生碰撞的情況下在減少反彈距離方面提供了驚人的高度改進。靠背致動器支架9的允許運動量可通過合適地設計第一座椅框架開槽通孔4c、第一開槽靠背致動器支架通孔6b的長度以及鍵15相對於鍵槽17的位置來進行設計。

現在將參考圖9和圖10來描述座椅裝置的另一示例。除了在本示例中，靠背致動器支架固定地附接至座椅框架，而沒有座椅框架與靠背致動器支架之間的相對運動的上述可能性，座椅裝置類似於座椅裝置1。根據該示例，靠背致動器7'包括保持機構和鎖定機構。

根據一個變型，靠背致動器可以直接安裝到座椅框架，並且在這種情況下，座椅裝置將由此不包括靠背致動器支架。

靠背致動器7'包括第一構件23和第二構件25。第二構件25被布置成接收第一構件23。第一構件23通常藉助保持機構11'固定到第二構件25。第一構件23包括第一通孔，並且第二構件25包括對應的第二通孔。靠背致動器7'進一步包括布置在第一通孔和第二通孔中的第四緊固件21。第一構件23從而固定到第二構件25。第一通孔、第二通孔和第四緊固件21形成保持機構11'。第四緊固件21可例如是螺栓、銷、螺釘或類似手段。

在圖9中，靠背致動器7'被布置在第一位置中。在圖10中，靠背致動器7'被布置在第二位置中。由於靠背框架移動到向前傾斜位置，第一構件23因第二樞軸a1的平移已相對於第二構件25移動。第四緊固件21被設計成當承受的剪切力大於例如在碰撞測試中確定的閾值時斷開。保持構件11'從而提供第一構件23與第二構件25之間相對線性的運動，以及靠背致動器7'相對於座椅框架3的運動。

第一構件23具有鎖定構件13'a。通常，第二構件25覆蓋鎖定構件13'a，第二構件25的內表面基本上與鎖定構件13'a平行。然而，當第一構件23和第二構件25相對於彼此平移且靠背致動器7'獲得其第二位置時，鎖定構件13'a從第二構件25下方滑出，從而被釋放。鎖定構件13'a從而提供朝向第二構件25的端面13'b的阻擋表面。鎖定構件13'a和端面13'b形成鎖定機構13'。鎖定構件13'a可例如是柔性的(例如板簧)，當釋放時向外彎曲，或者可以是楔形。鎖定機構13'防止第一構件23滑入第二構件25，由此靠背致動器7'被鎖定在第二位置中。

一般，本文公開的任何緊固件(即第一緊固件、第二緊固件、第三緊固件和第四緊固件)的機械耐受強度可例如在碰撞測試中經驗地確定和/或模擬和/或藉助平衡方程計算分析地確定。閾值可例如根據最低碰撞速度來設定，將期望提供靠背框架的本文描述的向前傾斜。

現在將簡要描述座椅裝置的其它變型。根據一個變型，迴轉支架可設計成當向前傾斜力等於或大於閾值時變形。在這種情況下，迴轉支架可在向前傾斜力低於閾值時的意義上形成保持機構，迴轉支架維持其形狀並因此防止靠背框架獲得向前傾斜位置。迴轉支架還包括鎖定機構，在這種意義上除非向前傾斜力具有極大的量值，否則將僅發生一定的變形，其中靠背框架被鎖定在向前傾斜位置中。由此，當靠背框架承受足夠高的向前傾斜力時，使迴轉支架變形(例如拉伸或延伸)，允許靠背框架圍繞第一樞軸傾斜。

根據一個變型，迴轉支架具有鉸鏈機構，其包括保持機構和鎖定機構。在靠背框架承受的向前傾斜力等於或大於閾值的情況下，鉸鏈機構將允許迴轉支架圍繞由鉸鏈機構形成的樞軸樞轉，其中當靠背框架已獲得向前傾斜位置時，鉸鏈機構鎖定迴轉支架。

圖11描繪了電動輪椅27的一個示例的示意性側視圖。電動輪椅27包括底盤29、附接至底盤29的座椅裝置1以及輪30a和30b。根據一個變型，底盤29可包括提升機構或傾斜/提升機構，並且座椅裝置1可安裝到傾斜機構或傾斜/提升機構。例示的電動輪椅27為前輪驅動型。然而，應該注意到，替代地，輪椅可以是例如中輪驅動型、後輪驅動型、四輪驅動型或六輪驅動型。

上文主要參考幾個示例描述了本發明構思。然而，如本領域技術人員容易理解的，除上文公開之外的其它實施方式在如隨附權利要求書限定的本發明構思的範圍內同樣是可能的。