專利名稱：用于臺階和障礙物的輪椅的制作方法
用于臺階和障礙物的輪椅
應(yīng)用領(lǐng)域
本發(fā)明屬于病人自助運輸?shù)募夹g(shù)領(lǐng)域，即攀登臺階和跨越障礙物的輪
椅，它由以下部件構(gòu)成供應(yīng)電池充電器的內(nèi)燃機(在另一實施例中僅有電 池)；組合驅(qū)動輪，各自安裝有兩個輪胎式履帶皮帶。履帶驅(qū)動系統(tǒng)是可折疊 的，使輪椅也能在室內(nèi)使用，該系統(tǒng)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，座位前后移動部件，攀登樓梯用的腿托 架提升部件。按照國際專利分類(IPC),本發(fā)明可以分入A61G5。
技術(shù)問題
病人要去各種地方仍然面臨許多問題，包括門診，醫(yī)院，公共機構(gòu)，學(xué) 校等等至關(guān)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(jié)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(xiàn)有技術(shù)
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 于其不能實用且過于粗糙而不能制造)。制造商無法實現(xiàn)這些輪椅解決方案的 原因在于攀登臺階有缺陷，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(zhuǎn)向移動方向，在登上障礙物后還要再次轉(zhuǎn)向。駕駛?cè)毕莓?dāng)然 是很不方便的，會帶來許多麻煩。為了確保在臺階上驅(qū)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(nèi)使用，導(dǎo)致現(xiàn)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?qū)⒂糜谑覂?nèi)活動的具有(便于)折疊式履帶驅(qū)動的輪椅與具有 無限活動半徑的攀登臺階輪椅相結(jié)合。
發(fā)明概述
本發(fā)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(dá)的公共場所，滿足他們的安全需求，進出公共場所不用擔(dān)心在 遇到很小的障礙物時都要使用手杖就能到達(dá)更遠(yuǎn)的地點，不必?fù)?dān)心用驅(qū)動電 池組向安裝在輪椅內(nèi)的發(fā)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，從而有助于維護病人的心理健康。其他優(yōu)點還包括降低病 人必須去又難以到達(dá)的某些場所的配套設(shè)施成本(有了本發(fā)明不需要這些配 套設(shè)施)，相應(yīng)的經(jīng)費可以轉(zhuǎn)用于解決病人面臨的其他難題，從人權(quán)的角度看 這些目的都是很重要的。
實質(zhì)上解決所有上述問題的一種用于臺階和障礙物的輪椅具有的結(jié)構(gòu)由
以下構(gòu)成
一個動力驅(qū)動組件，作為電池充電器的發(fā)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于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(qū)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(cè)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；以及用于前后移動(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(dāng)?shù)碾妱愚v桿控制。
該輪椅的主要特征在于其驅(qū)動輪設(shè)計，使輪和皮帶滑輪成為一體。在一 個適當(dāng)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于橡膠皮帶(在另一實施例中是用于環(huán)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(zhuǎn)動，能夠?qū)崿F(xiàn)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(huán))的槽， 只有用于鋸齒狀皮帶的槽(或是用于鋸齒狀環(huán)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洼)，它是在空中旋轉(zhuǎn)，靠一個鐘擺懸在 地面之上。鐘擺固定在驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)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托架部件，在提升時適合懸垂倚靠在腿托架上， 將腿托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(dǎo)軌使左、右鐘擺保持平行。連接到鐘擺的鈍齒 輪段被這些導(dǎo)軌導(dǎo)向。鈍齒輪段與實現(xiàn)鐘擺傾斜的電動機驅(qū)動齒輪偶合。前 鐘擺端(鐘擺上連接前輪的那一段)是這樣設(shè)計的，它能夠繞一個特殊軸旋 轉(zhuǎn)，這樣就能拆下驅(qū)動皮帶使輪椅明顯縮短，變成一臺適合室內(nèi)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(gòu)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(dǎo)軌安裝在輪椅框架的側(cè)面，確保腳輪套能 夠轉(zhuǎn)動并改變運動方向。
在輪椅的后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(gòu)成，框架連接到承載座椅 支架并使支架能夠移動的直線滾珠的支座上。
搡縱控制開關(guān)或是稱為平行控制器被安裝在扶手和方便病人的后手柄上。
由于減速齒輪的大傳動比的需要，所有所述部件在當(dāng)前位置上都能根據(jù) 保持力的需要自動剎車。用一個電動搡縱桿-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(fā)明說明書的一個組成部分，能夠顯示其基本原理


圖1是折疊供室內(nèi)使用的用于臺階和障礙物的輪椅； 圖2是為室外平面上駕駛設(shè)計的用于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(qū)動輪截面圖； 圖5是前輪截面圖6是在坑洼道路上行駛的用于臺階和障礙物的輪椅； 圖7表示用于臺階和障礙物的輪椅在攀登臺階，帶靠背的座椅前移； 圖8表示用于臺階和障礙物的輪椅下臺階。
發(fā)明最佳實施例的說明
圖1和2中所示用于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(chǔ)框架(圖2中的P)中?？績蓚€驅(qū)動輪(圖l中的l)和兩 個前腳輪(圖1中的7 )移動。在驅(qū)動輪上安裝輪胎或全橡膠環(huán)(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(shè)計成適合在平面或室內(nèi)活動。對于折疊供室 內(nèi)使用的輪椅(圖1)，前輪被向上折疊(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，并且可以繞軸(圖1中的19和3)旋轉(zhuǎn)，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(qū)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(chǔ)框架(圖2中的P)上的鈍齒輪段導(dǎo) 軌(圖1中的4)確保鐘擺的平行關(guān)系。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(fā)生彎曲。在鐘擺段(圖1中的18)上有一個腿托架
(圖1和2中的17)的提升器(圖2中的18a),在提升鐘擺時，腿托架遇到中的16)中的懸垂輥(圖2中的16a),將腿托架提升到臺階
邊緣之上。當(dāng)鐘擺下沉?xí)r，腿托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(nèi)活 動時(圖1和2)，腳輪是下降的。用一個電動搡縱桿(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(lián)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(dǎo)軌(圖2中的9c) 前、后移動座椅。這樣就能在驅(qū)動輪(圖1中的l)與基座(圖6)分離之前使人 和輪椅結(jié)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 桿(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(zhuǎn)使鐘擺(圖1中的2)按預(yù)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(jié)東下降時相反地操 作，將鐘擺提升到所需高度。
本發(fā)明的使用方法
所述用于臺階和障礙物的輪椅可以按照與實際尺寸適當(dāng)?shù)谋壤L制的圖 在工廠中制造，按照實際尺寸繪制個別部件(例如是輪的細(xì)節(jié))的局部特殊結(jié)
構(gòu)。本發(fā)明可以按適當(dāng)?shù)某叽鐬楝F(xiàn)有的輪椅增加所述的部件，不用改變本發(fā) 明的初衷和基本特征就能用功能上合適的各種材料具體實現(xiàn)本發(fā)明的細(xì)節(jié) (例如使用酒精的內(nèi)燃機或鋰離子電池)。這樣就能獲得一種用于臺階和障礙 物的輪椅，在許多方面具有比現(xiàn)有解決方案明顯的改進。
權(quán)利要求
1. 一種用于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(nèi)燃機(在另一實施例中僅有電池)；一對驅(qū)動輪，同時驅(qū)動帶有輪胎(在另一實施例中是全橡膠環(huán))的皮帶滑輪和用于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(huán)形帶)；在鋸齒狀皮帶(在另一實施例中是鋸齒狀環(huán)形帶)之上的一對前輪-皮帶滑輪被耦合到驅(qū)動輪，如此構(gòu)成一個能夠折疊的履帶式驅(qū)動鐘擺；能夠升降的前腳輪；履帶提升驅(qū)動部件；座椅移動部件；以及腿托架提升部件；其特征在于驅(qū)動輪被設(shè)計成使鋸齒狀皮帶轉(zhuǎn)動時不會觸地，以達(dá)到平地駕駛的舒適性，履帶驅(qū)動器是可以折疊的，在前進方向上攀登臺階和跨越障礙物時，腿托架隨著鐘擺的提升被自動提升，并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. 用于臺階和障礙物的輪椅包括一種改進設(shè)計的驅(qū)動輪，其特征在于驅(qū) 動輪帶有用于輪胎(或全橡膠環(huán))的徑向槽，以及用于鋸齒狀橡膠皮帶(或鋸齒 狀環(huán)形帶)的小直徑槽，所述槽被設(shè)計成橡膠皮帶(帶)齒在移動中不會觸地， 以達(dá)到平地駕駛的舒適性。
3. 用于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 征在于支架是分段并易于折疊的，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(nèi)活動。
4. 用于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 征在于支架能繞著驅(qū)動輪的軸旋轉(zhuǎn)，保持鋸齒狀皮帶(帶)的張力，并且能改 變相對于輪椅基座(即相對于帶靠背的座椅)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. 用于臺階和障礙物的輪椅包括一個腿托架，其特征在于它裝有一個固 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(dǎo)懸垂輥，防止腿托架接觸到臺階邊緣，并且在鐘擺 下降時恢復(fù)其原始位置。
6. 用于臺階和障礙物的輪椅包括前腳輪，其特征在于遇到障礙物時能夠 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(fù)輪椅在平地上移動的能力，不需要用履帶驅(qū)動。
7. 用于臺階和障礙物的輪椅包括一個帶靠背的座椅，其特征是在攀登臺 階時座椅可以用移動機構(gòu)向前移，實質(zhì)上改變?nèi)撕洼喴慰傮w的重心；如果沒 有足夠長的履帶驅(qū)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(qū)動，并且縮小輪椅的尺寸，使得其適合室內(nèi)使用。
8. 用于臺階和障礙物的輪椅包括一個動力部件，其特征是它由一個做為 電池充電器的內(nèi)燃機構(gòu)成，以及獨立于主電源的一個電池，它使得輪椅具有 無限制活動車輛的特征，和其他部件一同使使用者能夠到室外活動。在建筑 物和生活場所內(nèi)不使用該特征，因為在室內(nèi)可以使用從主電源充電的電池。
全文摘要
用于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(fā)動機，一個驅(qū)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(huán))用來驅(qū)動一個較小直徑的皮帶(圖2，4和5中的26)，一個折疊前輪-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)，腿托架提升器(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)，方便使用者借助一個部分提升的履帶驅(qū)動鐘擺(圖1)在室內(nèi)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(yōu)先權(quán)日2006年10月2日
發(fā)明者拉祖·斯塔瑞思維克 申請人:拉祖·斯塔瑞思維克