用於臺階和障礙物的輪椅的製作方法

2023-04-24 03:51:16

專利名稱：用於臺階和障礙物的輪椅的製作方法
用於臺階和障礙物的輪椅
應用領域
本發明屬於病人自助運輸的技術領域，即攀登臺階和跨越障礙物的輪
椅，它由以下部件構成供應電池充電器的內燃機(在另一實施例中僅有電 池)；組合驅動輪，各自安裝有兩個輪胎式履帶皮帶。履帶驅動系統是可摺疊 的，使輪椅也能在室內使用，該系統還能在攀登臺階和跨越障礙物時提升和 下降。輪椅上裝有腳輪提升部件，座位前後移動部件，攀登樓梯用的腿託 架提升部件。按照國際專利分類(IPC),本發明可以分入A61G5。
技術問題
病人要去各種地方仍然面臨許多問題，包括門診，醫院，公共機構，學 校等等至關重要的地方，日常生活中各種障礙物會限制其活動自由，進出房 屋時僅僅一兩節臺階可能就是問題。 一個突出問題是不能出門到戶外旅行， 無論身體有無殘疾，這是一個人的基本需求。
現有技術
目前只能部分解決病人的需求。輪椅運輸車只能裝到(適合公用的)特 種車輛上，而各種供個人使用的專利解決方案大多仍停留在圖紙的水平(由 於其不能實用且過於粗糙而不能製造)。製造商無法實現這些輪椅解決方案的 原因在於攀登臺階有缺陷，妨礙使用者的行動路線。即使在跨越路涯時使用 者也要將輪椅轉向移動方向，在登上障礙物後還要再次轉向。駕駛缺陷當然 是很不方便的，會帶來許多麻煩。為了確保在臺階上驅動履帶不會使輪椅翻 倒，履帶必須足夠長，而這種履帶因為太長不方便室內使用，導致現有的履帶 解決方案不夠安全，因為它不能兼顧兩種似乎相反的要求。換句話說，至今沒有一種方案能夠將用於室內活動的具有(便於)摺疊式履帶驅動的輪椅與具有 無限活動半徑的攀登臺階輪椅相結合。
發明概述
本發明的主要目的是解決病人面臨的活動受限制問題，使他們能夠進入 無法獨立到達的公共場所，滿足他們的安全需求，進出公共場所不用擔心在 遇到很小的障礙物時都要使用手杖就能到達更遠的地點，不必擔心用驅動電 池組向安裝在輪椅內的發動機放電。
次要目的是多方面的，首先是保證病人能夠克服看到的障礙物，這樣能 減輕無助的感覺，從而有助於維護病人的心理健康。其他優點還包括降低病 人必須去又難以到達的某些場所的配套設施成本(有了本發明不需要這些配 套設施)，相應的經費可以轉用於解決病人面臨的其他難題，從人權的角度看 這些目的都是很重要的。
實質上解決所有上述問題的一種用於臺階和障礙物的輪椅具有的結構由
以下構成
一個動力驅動組件，作為電池充電器的發動機(在另一實施例中僅有電 池)被安裝在一個堅固的輕金屬管框架上為用於室外活動的電動機供電，保 持電池隨時充電。其它部件有用來推動輪椅(左、右驅動輪獨立)的一個 (帶減速齒輪的)電動機；用來提升和降低履帶組件的一個(帶減速齒輪的)
電動機(在另一實施例中是左、右兩側的獨立電動機)；用來提升和降低腳輪 的一個(帶減速齒輪的)電動機；以及用於前後移動(帶靠背的)座位的一 個(帶減速齒輪的)電動機。所有上述部件均由適當的電動搡縱杆控制。
該輪椅的主要特徵在於其驅動輪設計，使輪和皮帶滑輪成為一體。在一 個適當外徑的凹槽上安裝輪胎(或是全橡膠輪胎)，沿著該凹槽用車床加工出 兩個較小直徑的凹槽用於橡膠皮帶(在另一實施例中是用於環狀橡膠帶的一 個較寬的槽)。皮帶或帶需要與(一個邊沿限位塊或其它障礙物的)輪緣嚙合。皮帶(或帶)齒不會觸地，因為皮帶按較小直徑轉動，能夠實現無抖動的舒 適駕駛，以免在粗糙的皮帶齒上行駛。另一前輪上沒有輪胎(橡膠環)的槽， 只有用於鋸齒狀皮帶的槽(或是用於鋸齒狀環形橡膠帶的單一槽)。如果是在 平面上運動(除非是遇到街道上的坑窪)，它是在空中旋轉，靠一個鐘擺懸在 地面之上。鐘擺固定在驅動輪的旋轉軸上，在鐘擺的任何位置使皮帶張力保 持均勻。按照地面的形狀用一個提升電動機部件使鐘擺保持在各種角度。在 前鐘擺段上安裝一個提升腿託架部件，在提升時適合懸垂倚靠在腿託架上， 將腿託架保持在不會妨礙攀登樓梯的高度。
用連接到輪椅框架上的導軌使左、右鐘擺保持平行。連接到鐘擺的鈍齒 輪段被這些導軌導向。鈍齒輪段與實現鐘擺傾斜的電動機驅動齒輪偶合。前 鐘擺端(鐘擺上連接前輪的那一段)是這樣設計的，它能夠繞一個特殊軸旋 轉，這樣就能拆下驅動皮帶使輪椅明顯縮短，變成一臺適合室內活動的電動 輪椅。用一個鎖固定該段的位置。
在輪椅的前面安裝有腳輪提升部件，它是由一個帶減速齒輪的電動機和 固定在輪椅框架上的皮帶構成，框架連接到腳輪套上的一個螺母，將腳輪提 升或降低到所需的高度。腳輪套導軌安裝在輪椅框架的側面，確保腳輪套能 夠轉動並改變運動方向。
在輪椅的後面安裝有帶靠背的座椅移動部件，它是由一個帶減速齒輪的 電動機和固定在座位框架上的皮帶(稱為激勵器)構成，框架連接到承載座椅 支架並使支架能夠移動的直線滾珠的支座上。
搡縱控制開關或是稱為平行控制器被安裝在扶手和方便病人的後手柄上。
由於減速齒輪的大傳動比的需要，所有所述部件在當前位置上都能根據 保持力的需要自動剎車。用一個電動搡縱杆-變換器控制所有所述部件，這種 輪椅的更加精密的實施例還可以安裝傳感器。
附圖簡介
6附圖是本發明說明書的一個組成部分，能夠顯示其基本原理


圖1是摺疊供室內使用的用於臺階和障礙物的輪椅； 圖2是為室外平面上駕駛設計的用於臺階和障礙物的輪椅； 圖3是鐘擺前段(前輪支座)在不工作和工作的車輪位置，圖中還表示 了鎖；
圖4是驅動輪截面圖； 圖5是前輪截面圖6是在坑窪道路上行駛的用於臺階和障礙物的輪椅； 圖7表示用於臺階和障礙物的輪椅在攀登臺階，帶靠背的座椅前移； 圖8表示用於臺階和障礙物的輪椅下臺階。
發明最佳實施例的說明
圖1和2中所示用於臺階和障礙物的輪椅包括一個電源(圖1中的8), 安裝在輪椅的基礎框架(圖2中的P)中。靠兩個驅動輪(圖l中的l)和兩 個前腳輪(圖1中的7 )移動。在驅動輪上安裝輪胎或全橡膠環(圖1和4中 的1)，同時用前輪(圖1和5中的14)上鐘擺段的那部分支撐繃緊的鋸齒狀皮 帶(圖2和4中的26)。腳輪被設計成適合在平面或室內活動。對於摺疊供室 內使用的輪椅(圖1)，前輪被向上摺疊(圖1中的14)，拆除了齒和皮帶。 前輪(圖1中的14)靠在鐘擺段(圖1中的18)上，該段是鐘擺(圖1中的 2)的一個元件，並且可以繞軸(圖1中的19和3)旋轉，以便拆除鋸齒狀皮帶
(圖2中的26)。鐘擺段(圖1中的18)被一個鎖(圖2中的21)固定在操 作位置。固定在鐘擺(圖1中的2)上的一個鈍齒輪(圖1中的5)被耦合到 鐘擺提升機的鈍齒輪(圖1中的6 ),這樣就能繞著驅動輪軸(圖1和4中的 lb)提升或降低鐘擺。由安裝在輪椅基礎框架(圖2中的P)上的鈍齒輪段導 軌(圖1中的4)確保鐘擺的平行關係。鐘擺上固定有皮帶支架(圖1中的3), 防止障礙輪緣上的皮帶發生彎曲。在鐘擺段(圖1中的18)上有一個腿託架
(圖1和2中的17)的提升器(圖2中的18a),在提升鐘擺時，腿託架遇到中的16)中的懸垂輥(圖2中的16a),將腿託架提升到臺階
邊緣之上。當鐘擺下沉時，腿託架自動返回其原始位置。向上推動腳輪提升
器(圖6)就能使腳輪升起失去作用，不會妨礙臺階邊緣。在室外平地和室內活 動時(圖1和2)，腳輪是下降的。用一個電動搡縱杆(圖1中的13)啟動座椅 部件(圖1中的9)移動帶靠背的座椅。用一個聯接器(圖2中的9a)將座椅部 件(圖1中的9)連接到直線軸承(圖2中的9b)，軸承通過導軌(圖2中的9c) 前、後移動座椅。這樣就能在驅動輪(圖1中的l)與基座(圖6)分離之前使人 和輪椅結合的重心移動到邊緣之上。這種方案不需要很長的履帶，否則會妨 礙(甚至阻礙)活動。為了下臺階需要使履帶降低到水平面以下，要操作操縱 杆(圖1中12)啟動履帶下降部件的鈍齒輪(圖1中的6)。鈍齒輪被耦合到連 接鐘擺(圖1中的2)的鈍齒輪段，隨著其旋轉使鐘擺(圖1中的2)按預定角度 降低，使座椅保持在與平地行駛時(圖8)相同的位置。在結東下降時相反地操 作，將鐘擺提升到所需高度。
本發明的使用方法
所述用於臺階和障礙物的輪椅可以按照與實際尺寸適當的比例繪製的圖 在工廠中製造，按照實際尺寸繪製個別部件(例如是輪的細節)的局部特殊結
構。本發明可以按適當的尺寸為現有的輪椅增加所述的部件，不用改變本發 明的初衷和基本特徵就能用功能上合適的各種材料具體實現本發明的細節 (例如使用酒精的內燃機或鋰離子電池)。這樣就能獲得一種用於臺階和障礙 物的輪椅，在許多方面具有比現有解決方案明顯的改進。
權利要求
1. 一種用於臺階和障礙物的輪椅包括一個基座，在上面安裝有以下部件作為電池充電器的內燃機(在另一實施例中僅有電池)；一對驅動輪，同時驅動帶有輪胎(在另一實施例中是全橡膠環)的皮帶滑輪和用於攀登樓梯和跨越障礙物的鋸齒狀皮帶(在另一實施例中是鋸齒狀環形帶)；在鋸齒狀皮帶(在另一實施例中是鋸齒狀環形帶)之上的一對前輪-皮帶滑輪被耦合到驅動輪，如此構成一個能夠摺疊的履帶式驅動鐘擺；能夠升降的前腳輪；履帶提升驅動部件；座椅移動部件；以及腿託架提升部件；其特徵在於驅動輪被設計成使鋸齒狀皮帶轉動時不會觸地，以達到平地駕駛的舒適性，履帶驅動器是可以摺疊的，在前進方向上攀登臺階和跨越障礙物時，腿託架隨著鐘擺的提升被自動提升，並且在攀登臺階時機械移動裝有靠背的座椅以移動其重心。
2. 用於臺階和障礙物的輪椅包括一種改進設計的驅動輪，其特徵在於驅 動輪帶有用於輪胎(或全橡膠環)的徑向槽，以及用於鋸齒狀橡膠皮帶(或鋸齒 狀環形帶)的小直徑槽，所述槽被設計成橡膠皮帶(帶)齒在移動中不會觸地， 以達到平地駕駛的舒適性。
3. 用於臺階和障礙物的輪椅包括前輪-皮帶滑輪的一種鐘擺支架，其特 徵在於支架是分段並易於摺疊的，在履帶部件不工作時能明顯縮短輪椅的長 度，使得輪椅適合在室內活動。
4. 用於臺階和障礙物的輪椅包括前輪-皮帶滑輪的一種鐘擺支架，其特 徵在於支架能繞著驅動輪的軸旋轉，保持鋸齒狀皮帶(帶)的張力，並且能改 變相對於輪椅基座(即相對於帶靠背的座椅)的傾斜角度，使得輪椅能上、下 臺階，越過凹陷、凸起和門檻前進。
5. 用於臺階和障礙物的輪椅包括一個腿託架，其特徵在於它裝有一個固 定懸垂輥，在攀登臺階改變傾斜角度時，其上的槽在懸垂輥遇到鐘擺支架的前輪皮帶滑輪時向上引導懸垂輥，防止腿託架接觸到臺階邊緣，並且在鐘擺 下降時恢復其原始位置。
6. 用於臺階和障礙物的輪椅包括前腳輪，其特徵在於遇到障礙物時能夠 用電動提升器提升前腳輪，使得前較腳輪能夠跨越障礙物或上臺階，在下降 時則恢復輪椅在平地上移動的能力，不需要用履帶驅動。
7. 用於臺階和障礙物的輪椅包括一個帶靠背的座椅，其特徵是在攀登臺 階時座椅可以用移動機構向前移，實質上改變人和輪椅總體的重心；如果沒 有足夠長的履帶驅動，重心的改變可能造成輪椅翻倒。這樣就不需要長的履 帶驅動，並且縮小輪椅的尺寸，使得其適合室內使用。
8. 用於臺階和障礙物的輪椅包括一個動力部件，其特徵是它由一個做為 電池充電器的內燃機構成，以及獨立於主電源的一個電池，它使得輪椅具有 無限制活動車輛的特徵，和其他部件一同使使用者能夠到室外活動。在建築 物和生活場所內不使用該特徵，因為在室內可以使用從主電源充電的電池。
全文摘要
用於臺階和障礙物的輪椅包括一個動力組件(圖1中的8)即作為電池充電器的發動機，一個驅動輪-皮帶滑輪(圖1和4中的1)，一個較大直徑(圖1和4中的1a)的輪胎(或是全橡膠環)用來驅動一個較小直徑的皮帶(圖2，4和5中的26)，一個摺疊前輪-滑輪皮帶鐘擺-支撐(圖1中的2，圖3)，鐘擺提升組件(圖1中的4，5和6)，腳輪提升器(圖2中的23，24和25)，腿託架提升器(圖2中的18a)，在攀登臺階時移動重心的座位移動組件(圖1和2中的9，9a，9b和9c)，方便使用者藉助一個部分提升的履帶驅動鐘擺(圖1)在室內和平地上活動自如，越過凹陷和凸起(圖6)門檻，路涯等等(圖2)，上臺階(圖7)和下臺階(圖8)，具有不受限制的活動半徑。使用者能夠跨越周圍的所有上述障礙物，保持座椅舒適和安全地傾斜。
文檔編號A61G5/04GK101534782SQ200780042347
公開日2009年9月16日 申請日期2007年9月28日 優先權日2006年10月2日
發明者拉祖·斯塔瑞思維克 申請人:拉祖·斯塔瑞思維克