一種角度可調的腳踏板及具有該腳踏板的輪椅的製作方法

2023-04-24 06:12:06 1

本發明涉及腳踏板技術領域，具體涉及一種角度可調的腳踏板及具有該腳踏板的輪椅。

背景技術：

目前市場上銷售的輪椅，腳踏板大都為上下調節高度式結構，而腳踏板的角度不可調節，這種輪椅腳踏板角度為廠家所設定，但是所設定的角度並沒有考慮到每個人的個體差異。這種情況下，使用者在使用的時候，需要調整姿勢以適應腳踏板，這種姿勢的調整使得使用者的腳部肌肉容易出現局部疲勞過度，長期使用會造成不良後果。

鑑於上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終於獲得了本發明。

技術實現要素：

為解決上述技術缺陷，本發明採用的技術方案在於，首先提供一種角度可調的腳踏板，包括：

聯接座，其下端具有錐度齒；

直杆，其下端與所述聯接座連接，上端固定在外部裝置上；

踏板，其與所述聯接座的下端貼緊並活動連接；

所述踏板與所述聯接座貼緊的一側具有錐度齒，該錐度齒與所述聯接座的錐度齒嚙合。

較佳的，所述聯接座的錐度齒為內陷式錐度齒，所述踏板上的錐度齒為外凸式錐度齒。

較佳的，所述聯接座的錐度齒為外凸式錐度齒，所述踏板上的錐度齒為內陷式錐度齒。

較佳的，所述踏板與所述聯接座通過螺杆與螺母連接，將所述踏的錐度齒和所述聯接座的錐度齒嚙合。

較佳的，所述螺杆的軸向與踏板的錐度齒和所述聯接座的錐度齒脫離嚙合狀態的方向相同。

較佳的，所述直杆的下端與所述聯接座銷軸連接，所述直杆的下端端頭抵靠在所述聯接座的側面。

較佳的，所述踏板的上端面設置有防滑凸起。

較佳的，所述腳踏板還包括：

壓力傳感器，其設置在所述踏板的上端面上；

控制器，其設置在所述踏板內部，與所述壓力傳感器連接；

顯示屏，其設置在所述踏板側面，與所述控制器連接；

所述壓力傳感器將其受到的壓力轉換成壓力信號並傳輸給所述控制器；所述控制器對所述壓力信號進行處理，計算所述踏板的角度偏差度，並將計算結果通過所述顯示屏顯示出來。

較佳的，所述角度偏差度的計算公式為：

其中，Mi由下述公式確定：

<![CDATA[ x = Σ i = 1 n x i ]]>

式中，P為角度偏差度，i為壓力傳感器的序號，n為壓力傳感器的總數，xi為第i個壓力傳感器的壓力信號，為壓力信號的平均值，m為容忍偏差比，Mi為第i個壓力傳感器的壓力信號的判定值。

其次提供一種具有上述所述腳踏板的輪椅，所述輪椅上還設置有直杆接頭，所述直杆接頭與所述直杆固定連接。

與現有技術比較本發明的有益效果在於：提供一種角度可調的腳踏板，這樣，可以通過錐度齒與錐度齒之間的嚙合將踏板固定在聯接座上，同時也可以通過調節錐度齒與錐度齒之間嚙合的位置控制齒向自由度，從而調整踏板的傾斜角度，並顯示兩個自由度位移的結果；採用錐度齒與錐度齒的嚙合，多個錐度齒共同受力，因此可以承受較大的外部力量；將踏板與聯接座相互固定，兩者的結合更加穩固；只需要鬆開螺母，即可以對錐度齒的嚙合位置進行調節，從而調節踏板的角度。結構簡單，調節方便；提高了判斷速度和判斷的準確度，使得最終確定的踏板角度更適合使用者。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明各實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1是本發明腳踏板的結構圖一；

圖2是本發明腳踏板的結構圖二；

圖3是本發明踏板的結構圖；

圖4為本發明輪椅的正視圖；

圖5為本發明輪椅的側視圖；

圖6為本發明快速拔插式的車輪安裝機構的結構示意圖；

圖7為本發明車輪與車架之間距離的調節機構的結構示意圖；

圖8為本發明位置調節機構的結構示意圖；

圖9為本發明剎車裝置的位置調節機構的結構示意圖；

圖10為本發明剎車裝置的爆炸圖；

圖11為本發明護裙板位置調節機構的結構示意圖；

圖12為本發明靠背角度調節機構的結構示意圖；

圖13為本發明靠背支架的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。

實施例1

如圖1結合圖2所示，所述角度可調的腳踏板包括：

聯接座92，其下端具有錐度齒；

直杆93，其下端與所述聯接座92連接，上端固定在外部裝置上；

踏板91，其與所述聯接座92的下端貼緊並活動連接；

所述踏板91與所述聯接座92貼緊的一側具有錐度齒，該錐度齒與所述聯接座92的錐度齒嚙合。

這樣，可以通過錐度齒與錐度齒之間的嚙合將踏板91固定在聯接座92上，同時也可以通過調節錐度齒與錐度齒之間嚙合的位置控制齒向自由度，從而調整踏板91的傾斜角度，並顯示兩個自由度位移的結果。

所述聯接座92和所述踏板91的錐度齒的數量均為多個，這樣，採用錐度齒與錐度齒的嚙合，多個錐度齒共同受力，因此可以承受較大的外部力量。

實施例2

如上述所述的角度可調的腳踏板，本實施例與其不同之處在於，所述聯接座92的錐度齒為內陷式錐度齒，所述踏板91上的錐度齒為外凸式錐度齒，這樣所述聯接座92的錐度齒和所述踏板91上的錐度齒相互鎖緊，將踏板91與聯接座92相互固定，兩者的結合更加穩固。

實施例3

如上述所述的角度可調的腳踏板，本實施例與其不同之處在於，所述聯接座92的錐度齒為外凸式錐度齒，所述踏板91上的錐度齒為內陷式錐度齒，這樣所述聯接座92的錐度齒和所述踏板91上的錐度齒相互鎖緊，將踏板91與聯接座92相互固定，兩者的結合更加穩固。

實施例4

如上述所述的角度可調的腳踏板，本實施例與其不同之處在於，圖1結合圖2所示，所述踏板91與所述聯接座92通過螺杆94與螺母95連接，將所述踏板91的錐度齒和所述聯接座92的錐度齒嚙合。需要對踏板91的角度進行調節時，先鬆開螺母95，從而將踏板91沿螺杆94的軸向向外移動，使踏板91的錐度齒與聯接座92的錐度齒脫離嚙合狀態；然後將踏板91沿螺杆94的徑向進行旋轉，到指定位置；最後將踏板91沿螺杆94的軸向向內移動，使踏板91的錐度齒與聯接座92的錐度齒重新嚙合，並將螺母95擰緊。

所述螺杆94的軸向與踏板91的錐度齒和所述聯接座92的錐度齒脫離嚙合狀態的方向相同。

這樣，只需要鬆開螺母95，即可以對錐度齒的嚙合位置進行調節，從而調節踏板91的角度。結構簡單，調節方便。

實施例5

如上述所述的角度可調的腳踏板，本實施例與其不同之處在於，所述直杆93的下端與所述聯接座92銷軸連接；這樣，所述聯接座92可以繞所述銷軸轉動，從而在不使用踏板91時將踏板91摺疊起來進行收納。

所述直杆93的下端端頭抵靠在所述聯接座92的側面，這樣可以在使用時將踏板91下放，對踏板91的下放位置進行限定。

實施例6

如上述所述的角度可調的腳踏板，本實施例與其不同之處在於，所述踏板91的上端面設置有防滑凸起，用於防滑。

所述踏板91上設有鏤空，用於減輕踏板91重量，節省原料。

實施例7

如上述所述的角度可調的腳踏板，本實施例與其不同之處在於，如圖3所示，所述腳踏板還包括：

壓力傳感器96，其設置在所述踏板91的上端面上；

控制器(圖中未畫出)，其設置在所述踏板91內部，與所述壓力傳感器96連接；

顯示屏97，其設置在所述踏板91側面，與所述控制器連接。

這樣，使用者將腳部放置在踏板91上以後，壓力傳感器96檢測其受到的壓力並轉換成壓力信號傳輸給控制器；控制器對壓力信號進行處理，計算踏板91的角度偏差度，並將計算結果通過顯示屏97顯示出來。

這樣，使用者將腳部放置在踏板91上以後，即可通過觀察顯示屏97判斷放置姿勢是否準確，從而快速確認是否需要對腳踏板的角度進行調整(正常情況下，如果通過使用者的感受對踏板91的角度進行調節，很容易出現誤差，因為正常人對踏板91角度是否合適只能夠進行大致的判斷，誤差在兩三個齒的範圍內就無法進行準確的分辨，而這些誤差在長時間使用輪椅的情況下，會對腳部造成一定損傷，且損傷會逐漸積累)。這樣，提高了判斷速度和判斷的準確度，使得最終確定的踏板91角度更適合使用者。

所述踏板91的內部還設置有電池槽(圖中未畫出)，用於容納電池；所述電池槽與控制器連接，對其進行供電。

實施例8

如上述所述的角度可調的腳踏板，本實施例與其不同之處在於，所述角度偏差度的計算公式為：

其中，Mi由下述公式確定：

<![CDATA[ x = Σ i = 1 n x i ]]>

式中，P為角度偏差度，i為壓力傳感器的序號，n為壓力傳感器的總數，xi為第i個壓力傳感器的壓力信號，為壓力信號的平均值，m為容忍偏差比，Mi為第i個壓力傳感器的壓力信號的判定值。

其中，m為常數，根據實際情況設定。

基本思路為：先計算所有壓力信號的平均值，然後根據某個壓力信號與平均值的差值的絕對值除去平均值以及容忍偏差比；然後將商值向下取整得到該壓力信號的判定值；所有判定值之和與壓力傳感器總數之比為所求的踏板91的角度偏差度。

有益效果為：先計算某個壓力信號與平均值的差值並除以平均值以及容忍偏差比，這樣可以消除使用者體重對角度偏差度的影響；對差值求絕對值，可以將壓力信號與絕對值的差值轉化成正值；設定容忍偏差比，可以通過調節該容忍偏差比確定某個壓力信號與平均值的差值是否是可允許的，如果差值小於容忍偏差比與平均值的乘積，則是可允許的，如果大於或等於容忍偏差比與平均值的乘積，則是不允許的；通過向下取整轉換為判定值，則如果是可允許的，其判定值為0；如果是不允許的，其判定值為大於0的正整數，且差值越大，判定值也越大；通過對判定值求和，將和與壓力傳感器數量之比作為所求的踏板91的角度偏差度，可以消除在允許範圍內的判定值對角度偏差度的影響；而角度偏差度越大，表示踏板91的角度與最佳角度的偏差越大。

正常情況下，如果踏板91的角度合適，則使用者將腳部放置在踏板91上時，腳部與踏板91的接觸部位對踏板91的壓力應該是大致相同的(腳心部分除外)，如果踏板91的角度不合適，則使用者將腳部放置在踏板91上時，腳部與踏板91的接觸部位對踏板91的壓力應該是不相同的，且隨著角度的偏離越大，接觸部位之間的壓力差別越大。

實施例9

如圖4所示，一種輪椅，其包括上述所述的角度可調的腳踏板，還設置有直杆接頭98，所述直杆接頭98與直杆93(該圖未畫出)固定連接，從而將腳踏板固定在所述輪椅上。

如圖5所示，其為本發明輪椅的側視圖。

一種輪椅，包括車架、車輪2以及剎車裝置3，所述車架包括座椅支架11和靠背支架12，所述車輪1可拆卸連接於所述座椅支架2的兩側；所述剎車裝置3設於所述座椅支架11上，所述剎車裝置3用於暫停或減緩所述輪椅的運行速度。

如圖6所示，其為本發明快速拔插式的車輪安裝機構的結構示意圖；如圖7所示，其為本發明車輪與車架之間距離的調節機構的結構示意圖。

結合圖6和圖7所示，一種快速拔插式的車輪安裝機構，包括車輪軸21、穿插於所述車軸21上的車輪2和用於固定所述車輪軸21的車輪固定管24，所述車輪軸21包括軸心211、鋼珠212、彈簧213、按鈕214和鎖緊螺母25，所述車輪固定管24內壁設有與所述鋼珠212匹配的凹槽，所述軸心211置於所述車輪軸21的內腔中，所述軸心211能夠在所述車輪軸21內滑動。

所述車輪軸21的一端沿軸向對稱設置有導向孔215，所述鋼珠212設置於所述導向孔215內，所述車輪軸21的另一端內部設有內環槽216，所述彈簧213固定於所述內環槽216上，且所述彈簧213設於所述軸心211的外側，車輪軸21的所述另一端外部設有外螺紋，所述鎖緊螺母25螺紋連接於所述車輪軸21上，用於鎖緊所述車輪2，防止其滑動。

所述軸心211一端設有階梯式凹槽2111，所述階梯式凹槽2111與所述導向孔215連通，所述軸心211的另一端設有外螺紋，所述按鈕214與所述軸心211螺紋連接，所述按鈕214與所述內環槽216配合與所述彈簧213接觸。

當所述彈簧213處於自然狀態下時，所述鋼珠212伸出所述導向孔215，且卡於所述車輪固定管24的內壁上；當按壓所述按鈕214，所述軸心211向所述車輪固定管24的方向移動，所述鋼珠212進入所述階梯式凹槽2111內且所述鋼珠212一直位於所述導向孔215內，此時，所述彈簧213處於壓縮狀態，所述鋼珠212脫離所述車輪固定管24，此時，能夠將所述車輪軸21拔出；當撤去作用於所述按鈕214上的作用力時，在所述彈簧213的彈簧力作用下，推動所述按鈕214向相反的方向移動，所述鋼珠212伸出所述導向孔215，使所述鋼珠卡於所述車輪固定管24上，實現了所述車輪軸21的快速拆卸和安裝，從而達到快速拆卸車輪的目的。

本發明採用快速拔插機構，通過所述軸心左右移動，能夠使所述鋼珠進入階梯式凹槽或伸出所述導向孔，實現車輪的快速安裝和拆卸。

如圖8所示，一種車輪與車架之間距離的調節機構，包括車輪2、車架、車輪軸21、車輪固定管24和調節組件，所述車輪固定管24設於所述車架上，所述車輪2穿插於所述車輪軸21上，所述調節組件與所述車輪固定管連接，所述車輪軸與所述調節組件可拆卸連接，所述調節組件能夠調節所述車輪軸21與所述車輪固定管24之間的距離。

所述調節組件包括螺絲22和螺母23，所述車輪固定管的端部設有內螺紋和外螺紋，所述螺絲22螺紋連接到所述車輪固定管上，所述鋼珠卡於所述螺絲22上。為防止所述螺絲22滑動，通過所述螺母23將所述螺絲22鎖緊於所述車輪固定管24上，本發明採用所述螺絲22與所述車輪固定管24的內螺紋固定，所述螺母23與所述車輪固定管24的外螺紋固定，通過這種雙螺紋的固定形式，能夠將所述螺絲23完全固定在所述車輪固定管24上，不會滑動。

當需要調節所述車輪2與車架之間的距離時，通過調節所述螺絲22在所述車輪固定管24內的位置，達到調節所述車輪軸21與所述車架2之間的距離，從而達到調節所述車輪2與車架1之間的距離，使用者可根據自己的實際需求來調節所述螺絲2在所述車輪固定管24內的位置以達到各自的舒適度。

如圖8所示，其為本發明位置調節機構的結構示意圖。

一種位置調節機構，包括座椅支架11、固定板43、車輪固定管24、第一緊固組件、第二緊固組件和設於所述座椅支架上的調節板42。

所述車輪固定管24通過所述第二緊固組件可拆卸的設置於所述固定板43上，所述車輪固定管24用於固定車輪2，所述調節板42沿水平方向設置多個第一定位孔421，所述固定板43上設有與所述第一定位孔421相對應的第一通孔431，所述第一緊固組件穿過所述第一通孔431和任一所述第一定位孔421，將所述固定板43可拆卸固定於所述調節板42上。

所述第一緊固組件包括螺釘441、螺母442、墊片443和固定片444，且配套使用，所述螺釘441依次穿過所述墊片443、第一通孔431、第一定位孔421和固定片444，使用所述螺母442將所述固定板43固定於所述調節板42上。

當需要調節所述車輪2在水平方向上的位置時，可通過調節所述固定板43在所述第一定位孔421上的位置，改變所述車輪固定管24在水平方向上的位置，從而改變所述車輪2在水平方向上的位置，使車輪進行大幅度的前後調整。

如圖7所示，所述固定板43上沿豎直方向設有多個第二定位孔432，所述車輪固定管24上設有與所述第二定位孔432相對應的第二通孔433，所述第二緊固組件穿過所述第二通孔433和任一所述第二定位孔432，將所述車輪固定管24可拆卸固定於所述固定板43上。

所述第二緊固組件包括螺釘451、螺母452和墊片453，且配套使用，所述螺釘451依次穿過所述墊片453、第二定位孔432和第二通孔433，使用所述螺母452將所述車輪固定管24固定於所述固定板43上。

通過調節任一所述第二定位孔432相對於所述車輪固定管24的位置，能夠使所述固定板43在豎直方向上變換位置，繼而調節所述座椅支架的高度，以適於不同身高人群使用。

如圖9所示，其為本發明剎車裝置的位置調節機構。

一種剎車裝置的位置調節機構，包括座椅支架11、剎車調節板31、剎車裝置3、第一固定組件和第二固定組件。

所述剎車調節板31通過所述第二固定組件可拆卸設置於所述座椅支架11上，所述剎車調節板沿水平方向設有多個第三定位孔311，所述剎車裝置3上設有與所述第三定位孔311相對應的第三通孔312，所述第一固定組件穿過所述第三通孔312和任一所述第三定位孔311，將所述剎車裝置3固定於所述剎車調節板31上。

所述第一固定組件包括螺釘321、螺母322、墊片323和墊片324，且配套使用，所述螺釘321依次穿過所述墊片323、第三通孔312、第三定位孔311和墊片324，使用所述螺母322將所述剎車裝置3固定於所述剎車調節板31上。

當需要調節所述剎車裝置3在水平方向上的位置時，可通過調節所述剎車裝置3在任一所述第三定位孔311上的位置，改變所述剎車裝置3在水平方向上的位置，以達到不同使用者的需求。

所述剎車調節板31上沿水平方向設有多個第一定位槽313，所述第二固定組件在所述第一定位槽313的任一位置將所述剎車調節板31固定於所述座椅車架11上。

所述第二固定組件包括螺釘331、螺母332、墊片333和墊片334，且配套使用，所述螺釘331依次穿過所述墊片333、第一定位槽313、座椅支架11上的通孔和墊片334，使用所述螺母332將所述剎車調節板固定於所述座椅支架11上。

通過調節所述第二固定組件在所述第一定位槽313上的任一位置，改變所述剎車調節板31相對於所述座椅支架11的位置，從而改變所述剎車裝置3的位置，以達到不同使用者的需求。

如圖10所示，其為本發明剎車裝置的爆炸圖。

所述剎車裝置3包括固定於所述剎車調節板上31的固定部341、扳手342、擺臂343、連接片344和彈性件345。

所述扳手342與所述固定部341通過第一連接軸346轉動連接，所述擺臂343與所述固定部341通過第二連接軸347轉動連接，所述扳手342與所述擺臂343通過所述連接片344轉動連接，所述彈性件345設於所述固定部341和所述擺臂343之間且所述彈性件345的兩端分別設置在所述固定部341和所述擺臂343上，其中，所述的彈性件為扭簧或拉簧。

當外力作用於所述扳手342時，在克服所述彈性件345的作用下，所述扳手342繞所述固定部341轉動，通過所述連接片344，帶動所述擺臂343繞所述固定部341轉動，繼而使所述擺臂343與所述輪椅的車輪2接觸，從而暫停或減緩所述車輪2的運行速度。

如圖11所示，其為本發明護裙板位置調節機構的結構示意圖。

如圖所示，一種護裙板位置調節機構，包括設於座椅支架兩側的擋板51、緊固組件、護裙板52。

所述擋板51在水平方向和豎直方向設有多個移位槽511，所述護裙板51在兩端設有連接口521，所述緊固組件在所述移位槽511的任一位置將所述護裙板52固定於所述擋板51上。

本發明通過調節所述緊固組件在所述移位槽511的任一位置，能夠調節所述護裙板51在所述擋板51上的任一位置，以達到使用者不同的需求。

所述連接口521為通孔521，當拆卸所述護裙板52時，需將所述緊固組件取下，方可拆卸所述護裙板52。

所述連接口521為槽口521，當拆卸所述護裙板52時，只需將所述緊固件擰松，將所述護裙板52抽出即可，安裝所述護裙板52時，也可先將所述緊固組件固定於所述移位槽511上，再將所述護裙板52插入所述緊固組件上，將所述緊固組件擰緊即可，本發明的所述連接口521為槽口時，方便拆卸和安裝所述護裙板。

其中，所述緊固組件包括螺釘531、螺母532、墊片533和墊片534，且配套使用。所述螺釘531依次穿過所述墊片533、連接口521、移位槽511和墊片534，使用所述螺母532將所述護裙板52固定於所述擋板51上。

如圖12所示，其為本發明靠背角度調節機構的結構示意圖。

如圖所示，一種靠背角度調節機構，包括設於座椅支架11兩側的擋板51、靠背支架12、靠背調節板61、連接軸641、穩固組件和設於所述靠背支架上的固定件121。

所述擋板51上設有第二定位槽62和多個第四定位孔63，所述靠背調節板61上設有第一孔611、第二孔612和多個調節孔613，所述固定件121嵌入所述第二孔612，所述固定件121與所述第二孔612活動連接，所述連接軸641穿過所述第二定位槽62、第一孔611和靠背支架12，將所述靠背調節板61連接於所述靠背支架12和所述擋板51上，所述穩固組件穿過任一所述調節孔613和任一所述第四定位孔63，將所述靠背調節板61固定於所述擋板51上，所述靠背調節板61上設有角度標尺614，用於指示所述靠背角度的調節度。

本發明中，所述穩固組件包括螺釘651和螺母652，所述螺釘651穿過任一所述調節孔613和任一所述第四定位孔63，使用所述螺母652鎖緊。

調節靠背角度方式如下：

第一種調節方式：鬆開所述螺釘651，轉動所述靠背調節板61至任意一所述調節孔613，然後擰緊所述螺釘651即可，這種調節方式既簡單又方便，在不拆卸所述螺釘651的情況下，就能夠實現所述靠背的角度調節。

第二種調節方式：將所述螺釘651取下，轉動所述靠背調節板61，將所述靠背調節板61上的任意一調節孔613與所述擋板51上的任意一所述第四定位孔63對準，然後通過所述螺釘651和螺母652，將所述靠背調節板61鎖緊於所述擋板51上。

如圖13所示，其為本發明靠背支架的結構示意圖。

結合圖12和圖13所示，一種靠背摺疊機構，包括靠背支架12、固定於車架兩側的靠背調節板61、連接軸641和設於所述靠背支架12兩側的固定件121，所述靠背支架12一端通過所述連接軸641與所述靠背調節板61轉動連接，另一端通過所述固定件121與所述靠背調節板可拆卸連接。

所述固定件121為彈簧銷，當拉動所述彈簧銷121，所述彈簧銷121脫離所述靠背調節板61，所述靠背支架能夠繞所述連接軸641轉動，以實現靠背的摺疊。

其中，所述彈簧銷121包括彈簧1212、銷釘1211和拉環1213，所述彈簧1212固定於所述靠背支架12內且所述彈簧1212設有所述銷釘1211的外側，所述拉環1213與所述銷釘1211連接，所述靠背支架12兩側的拉環1213之間設有拉繩1214，拉動所述拉繩1214，所述銷釘1211脫離所述第二孔612，所述銷釘壓縮所述彈簧1212，此時，所述靠背支架能夠繞所述連接軸641轉動；當鬆開所述拉繩1214，在所述彈簧1212的彈簧力作用下，所述銷釘1211回到原始位置。

本發明的靠背摺疊機構，通過拉動所述固定件，即可使所述靠背支架能夠繞所述連接軸轉動，以實現靠背的摺疊，不僅摺疊機構簡單，而且摺疊方式簡單、方便。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護範圍內。