一種電動輪椅的製作方法
2023-05-21 23:45:11 3
專利名稱：一種電動輪椅的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用電驅動的，特別是用蓄電池驅動的，供殘疾人及行 動有障礙使用的輪椅。本實用新型的輪椅由車架、座椅、兩個後承重輪、輪子 平面可任意轉動的兩個前導向輪、電池、電機、轉向裝置和電機控制裝置組成， 其中前導向輪可繞平行於輪平面的軸線任意轉動，也就是通常所講的萬向轉向 輪。
背景技術：
電動輪椅中驅動裝置較為常見和技術相對成熟是採用齒輪傳動並採用差速
機構，如中國發明專利01145209.9公開的一種電動式輪椅，其中包含輪椅車和 電動裝置，輪椅一側扶手前方裝叉管，叉管中裝轉向杆，轉向杆上端設控制手 柄、下端與小輪前叉連接；電動裝置的直流電機裝在有轉向杆小輪輪轂中，點 動控制開關設在控制手柄上，充電器、電池控制板裝在輪椅後部的電控箱中。 雖然這種輪椅使用效果可靠，但其傳動裝置採用帶有差動機構的齒輪傳動，其 結構較為複雜，製造成本也較高。為解決這一問題近年來多採用了輪轂電機驅 動代替齒輪類的機械傳動，為解決輪椅轉向造成的驅動輪轉速差，現有技術中 也有通過電子控制裝置，即採用電子叉速器的技術方案，例如現國內製造的一 些高擋輪椅，或者現進口的一些高檔輪椅，但這類輪椅的電子控制裝置成本仍 然是中國普通消費者接受不了的。中國實用新型專利00234457.2公開的電動輪 椅結構包含輪椅車和電動裝置，輪椅一側扶手前方裝叉管，叉管中裝轉向杆， 轉向杆上端設控制手柄、下端與小輪前叉連接；電動裝置的直流電機裝在有轉 向杆小輪輪轂中，點動控制開關設在控制手柄上，充電器、電池控制板裝在輪 椅後部的電控箱中。這種輪椅電驅動的是裝有轉向杆的小輪，也就是被驅動的 是通常所講的前導向輪，現有技術中類似的以電機驅動前導向輪的技術方案較 多，但由於這類輪椅載荷主要靠承重輪，也就是現有輪椅的大輪的承擔，因此 作用於導向輪上的正壓力較小，這造成了驅動輪摩擦力不足，使這種輪椅通過
能力極差，在運動時，特別在轉向運動時其效率極低，而且現有的這種電驅動 輪椅幾乎沒有任何爬坡能力，按照國家標準要求電動輪椅應能爬越8度的斜坡，而實際上現有的這類以前導向輪為驅動輪的輪椅在稍顯溼滑的地面運動也非常
的困難，而對稍有點坡度的路面更是無能為力。
發明內容
本實用新型提供一種可克服現有技術不足，既可降低成本，又無需採用較 為昂貴的機械叉速機構或電子控制裝置，而且能有較好的通過能力和爬坡能力 的電驅動輪椅。
本實用新型是將現有輪椅的四個輪中的兩個車輪做成電驅動車輪，即將一 個後承重輪和一個前導向輪設置為電驅動車輪，並且在電驅動的前導向輪上設 置轉向裝置。本實用新型的兩個電驅動車輪可以設置在同一側。
本實用新型的最佳實施例中其電驅動的兩個車輪最好分別是一個後承重輪 和位於對側的一個前導向輪。
本實用新型電動輪椅的最佳實施例中前導向輪採用輪轂電機驅動。
本實用新型的電動輪椅，其電驅動的前導向輪固定於一個轉向叉上，而在 轉向叉上固定有轉向杆，在轉向杆上設置有一個根據轉向杆轉動角度控制後承 重輪轉速的控制裝置，當轉向杆向電驅動的後承重輪側轉動且轉動角度小於第 一設計角度時，後承重輪的轉速不變，當轉向杆向電驅動的後承重輪側轉動且 當轉向杆轉動角度大於第一設計角度度小於第二設計角度時後承重輪轉速為 零，當轉向杆向電驅動的後承重輪側轉動且當轉向杆轉動轉動角度大於第二設
計角度時，後承重輪反向轉動；當轉向杆向非電驅動的後承重輪側轉動時電驅 動的後承重輪轉速不發生變化。
本實用新型由於採用一個後承重輪和一個前導向輪驅動，被驅動輪與地面 間的摩擦力遠大於現有技術，因此可以完全克服現有技術存在的因僅驅動前導 向輪，使摩擦力過小而導致道路通過能力差的不足；也克服了現有技術中驅動 後承重輪需要差速機構，致使其結構複雜，成本過高的不足。根據實際的測試， 本實用新型的輪椅在溼滑地面上運行不受任何的阻礙，而且可以平衡地通過12 度的斜坡。
當本實用新型的輪椅中電驅動的是一個後承重輪和與其呈對角位置的一個 前導向輪，在剎車時可以避免發生跑偏的現象。
用新型將電驅動的前導向輪設置成輪轂電機驅動，可以使整個輪椅的結構更為簡化，特別是可以避免因其它類型的傳動機構體積較大而影響這個前 導向輪轉動的不足。
本實用新型按其電驅動的前導向輪固定於一個轉向叉上，而在轉向叉上 固定有轉向杆，在轉向杆上設置有一個根據轉向杆轉動角度控制後承重輪轉速 的控制裝置設置，並且當轉向杆轉動角度小於第一設計角度時，後承重輪的轉 速不變，當轉向杆轉動角度大於第一設計角度小於第二設計角度時後承重輪轉 速為零，當轉向杆轉動角度大於第二設計角度時，後承重輪反向轉動，這樣可 以使輪椅有最佳的轉彎效果，特別是可以在一個方向轉彎時實現原地轉動。
本實用新型結構極為簡單，根本不需要複雜的轉向機構，也不需要如現有 技術的複雜叉速機構即可實現輪椅的平穩、正常運動。此外，本實用新型還具 操縱靈活，運行可靠的優點。
圖1為本實用新型的輪椅俯視位置的示意圖，圖2為圖1的仰視圖，圖3 為圖1的俯視圖，圖4為本實用新型的輪椅的轉向輪(也就是被電力驅動的一 個前導向輪)總成的示意圖，它包括了前導向輪、轉向操縱杆、轉向把手及可 根據轉向杆轉動角度控制後承重輪轉速的開關等裝置。
具體實施方式
附圖給出本實用新型的最佳實施例，
以下結合附圖對本實用新型進行詳細
解說
參見圖1至4，本實用新型由車架，安裝於車架上的座椅6、帶有推把的後 靠背3，腳踏板5及前導向輪10，後承重輪7構成，且兩個前導向輪10分別各 安裝於一個萬向轉向架上，可使輪10的平面作360度的轉動。這些機構與現有 技術的幾乎是相同的。但是，本實用新型中其中的一個承重輪(即圖1中位於 右下側的標有7b的輪)和與其對側的一個前導向輪(圖1中左上側標有10a的 輪)分別為電驅動的車輪，其中前導向輪10a為帶輪轂電機的車輪。在後承重 輪7b上固定有設置電機及減速機構的安裝板8，當然也可直接採用輪轂電機直 接驅動後承重輪7b，如此可以形成本實用新型的另一個實施例。在車架中位於 座椅下方設置有電池盒11，還設置有輪椅的電氣控制盒16和用於固定控制盒 16的部件15。電驅動的前導向輪10a轉向叉12上固定有一個轉向杆14，轉向杆14的頂端帶有一個向外彎曲的操縱把手4，構成轉向裝置。在本實用新型的
實施例中這個把手4採用了現市場銷售的電動自行車控制把手，並通過這個電 動自行車控制把手實現對輪椅驅動速度的控制。另外從圖4還可見，在轉向杆 14上還設置有由組件18和19構成的根據轉向杆轉動角度控制後承重輪轉速的 控制裝置，本實用新型的實施例中是直接將現有的市場銷售的電動自行車控制 把中的控制元件換裝於轉向杆14上。為使圖面簡潔，在附圖中未表示把手4以 及組件18、 19構成的根據轉向杆轉動角度控制後承重輪轉速的控制裝置和電氣 控制盒16間的電氣線路連接。
本實施例中，分別採用250W和120W的電動自行車驅動電機驅動後承重輪 7b和前導向輪10a，而且前導向輪所用的120W的電機為輪轂電機。另外在這一 實施例中確定的第一設計角度為45度，第二設計角度為60度，當轉向杆轉動 角度小於45度時，設定後承重輪7b轉速不發生改變，當轉向杆轉動角度大於 45度小於60度時，後承重輪7b的轉速設定為零，而噹噹轉向杆轉動角度大於 60度時，後承重輪7b的轉速設定為倒轉。
本實施例的運行情況如下在直行時，保護轉向杆14於不轉動的位置，這 時輪椅在前導向輪10a和後承重輪7b的作用下向前運動，同時通過擰動把手4 可改變輪椅運行的速度；沿順時針方向轉動把手4時，輪椅即產生向右的轉向 力矩，使輪椅向右轉動；逆時針方向轉動把手4時，輪椅即產生向左的轉向力 矩，使輪椅向左轉動，而且轉向杆轉動角度小於45角度時，後承重輪的轉速 不變，此時的轉動中心大致位於非電驅動的後承重輪處；當轉向杆轉動角度大 於45角度小於60度時後承重輪轉速為零，此時轉動中心位置大致仍在非電驅 動的後承重輪處；當轉向杆轉動角度大於60度時，後承重輪反向轉動，此時轉 動中心大致在座椅的中心處，可以實現輪椅原地打轉。
實際的測試結果是，本實施例的輪椅可以很輕鬆地越過12度的斜坡，在溼 滑路面上沒有任何的行走困難，而用功率為250W的兩電機僅驅動前導向輪時， 即現有技術的輪椅的情況，在溼滑地面上根本無法正常行走，也不能越過小於8 度的斜坡。而且經實驗與理論計算表明，本實用新型所需用的驅動電機功率可 以更小一點，但因受條件的限制無法做進一步的試驗。
權利要求1、一種電動輪椅，由車架、座椅、兩個後承重輪、輪子平面可任意轉動的兩個前導向輪、電池、電機、轉向裝置和電機控制裝置組成，其特徵是一個後承重輪和一個前導向輪為電驅動車輪，且電驅動的前導向輪設置有轉向裝置。
2、 根據權利要求1所述的一種電動輪椅，其特徵是電驅動的兩個車輪分別 是一個後承重輪和位於對側的一個前導向輪。
3、 根據權利要求2所述的一種電動輪椅，其特徵是前導向輪採用輪轂電機驅動。
4、 根據權利要求2或3所述的一種電動輪椅，其特徵是電驅動的前導向輪 固定於一個轉向叉上，而在轉向叉上固定有轉向杆，在轉向杆上設置有一個根 據轉向杆轉動角度控制後承重輪轉速的控制裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種用電驅動的，特別是用蓄電池驅動的，供殘疾人及行動有障礙使用的輪椅。本實用新型的輪椅由車架、座椅、兩個後承重輪、輪子平面可任意轉動的兩個前導向輪、電池、電機、轉向裝置和電機控制裝置組成，其中前導向輪可繞平行於輪平面的軸線任意轉動，其中的一個後承重輪和一個前導向輪為電驅動車輪，且電驅動的前導向輪設置有轉向裝置。
文檔編號A61G5/10GK201375623SQ20092000351
公開日2010年1月6日 申請日期2009年1月14日 優先權日2009年1月14日
發明者師建軍 申請人:師建軍