專利名稱：基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪椅技術(shù)領(lǐng)域。特別是涉及一種行駛中的輪椅水平狀態(tài)進行調(diào)節(jié)的機構(gòu)。
背景技術(shù)：
為實現(xiàn)有效調(diào)節(jié)和保持輪椅水平狀態(tài)實現(xiàn)輪椅平穩(wěn)上下樓梯的目標，國內(nèi)外已經(jīng)有許多解決方案和相應(yīng)的輪椅產(chǎn)品。例如，履帶式的、行星輪式的、曲柄式的、偏心圓式的、 腿腳式的，以及各種混合技術(shù)運用的。縱觀這些輪椅產(chǎn)品，昂貴、笨重、結(jié)構(gòu)復雜等，大都存在著這樣那樣的缺陷。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有爬梯輪椅產(chǎn)品在解決座椅水平調(diào)節(jié)方案存在的諸多不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡潔，成本低廉、安全有效且勿需人工干預的自動調(diào)節(jié)輪椅上下樓梯時水平狀態(tài)的解決方案。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)，由重心輪、前后兩個曲臂推桿、兩條連接線、以及支撐軸構(gòu)成；重心輪與支撐軸交叉連接，重心輪通過連接線與兩個曲臂推桿連接。
所述重心輪由支撐桿、和安裝于支撐桿下部的輪子構(gòu)成；支撐桿的頭部有小孔、下部有伸張機構(gòu)、中部有與支撐軸固定連接的連接部件；小孔固定連接兩根連接線的一端； 伸張機構(gòu)保持足夠的彈伸力以使重心輪產(chǎn)生足夠的對地面的伸張力，確保在輪椅行進中重心輪在伸張力作用下堅實著地而不出現(xiàn)懸垂；支撐桿下部較重，與支撐軸連接安裝后使得重心輪在地面只能做縱向的滾動。
所述曲臂推桿包括前曲臂推桿和后曲臂推桿兩個，曲臂推桿由上臂和下臂兩段組成，上臂和下臂活動鉚接形成上臂的曲臂頭、下臂的曲臂尾和上下臂之間的曲臂肘；曲臂頭分別活動鉚接于輪椅座椅支撐架前后的底部，鉚接處可保持上臂一定角度的轉(zhuǎn)動；下臂的適當部位分別活動鉚接于輪椅前后支撐架上，鉚接后曲臂推桿的上臂和下臂呈彎臂狀，鉚接處可保持下臂一定角度的轉(zhuǎn)動。
所述連接線有兩根，分別從重心輪支撐桿頭部的小孔與前后各一的曲臂推桿的適當部位固定連接；連接線在安裝連接后使得曲臂推桿與重心輪支撐桿之間保持適當?shù)睦?，并且在拉力增大時曲臂推桿能隨之伸長。
所述支撐軸固定安裝于輪椅支撐架上，其中部有與重心輪固定連接的連接部件， 支撐軸與重心輪支撐桿連接安裝后使得重心輪在地面只能做縱向的滾動。
本發(fā)明的調(diào)節(jié)過程描述如下
本發(fā)明要求輪椅的座椅部分支撐架與輪椅的支撐架為活動連接，以滿足座椅的前后兩部分可以實現(xiàn)上升和下降的調(diào)節(jié)要求。
本發(fā)明的重心輪呈現(xiàn)頭輕腳重結(jié)構(gòu)，以使輪椅行進過程中有效保持重心輪垂直向下，進行與輪椅行進方向一致的地面滾動。因此，在輪椅做水平行駛時，重心輪只是做空載狀態(tài)的滾動。在重心輪與曲臂之間連接線的拉力調(diào)節(jié)適當條件下，即便輪椅行駛的路面有較小的坡度時，重心輪仍然基本保持做空載狀態(tài)的滾動，即是說，輪椅在水平路面行駛，或者在坡度較小的路面行駛時，重心輪并不對輪椅水平狀態(tài)產(chǎn)生明顯的調(diào)節(jié)作用。
本發(fā)明的重心輪具有根據(jù)地面高度變化自動伸張和收縮的能力，以保證在行進中遇到坡度路面輪椅發(fā)生傾斜時重心輪不但有效保持垂直向下，還能自動調(diào)整重心輪的長度以確保重心輪在支撐桿伸張力作用下堅實著地而不出現(xiàn)懸垂。同時重心輪的伸縮能力對輪椅水平調(diào)節(jié)的平滑過渡起到幫助作用。
當輪椅做上坡或爬梯時，前后輪形成前高后低的斜坡。當斜坡的坡度達到一定程度時，重心輪在重力和輪胎摩擦力的作用下其頭部向前移動，通過連接線形成對后曲臂推桿朝前的拉力，此拉力促使后曲臂推桿被拉伸變長。后曲臂推桿被拉長結(jié)果就是抬高與之連接的座椅后部使座椅面調(diào)整到水平狀態(tài)。重心輪頭部向前移動的時機與輪椅爬坡的時機同步，也就是說，座椅后部向上抬高的時機與輪椅爬坡的時機是同步的。重心輪頭部向前移動的行程與斜坡的坡度成正比關(guān)系，座椅后部的抬高行程也與重心輪頭部向前移動的行程成正比關(guān)系。
當輪椅做下坡或下樓時，前后輪形成前低后高的斜坡。當斜坡的坡度達到一定程度時，重心輪在重力和輪胎摩擦力的作用下其頭部向后移動，通過連接線形成對前曲臂推桿朝后的拉力，此拉力促使前曲臂推桿被拉伸變長。前曲臂推桿被拉長結(jié)果就是抬高與之連接的座椅前部使座椅面調(diào)整到水平狀態(tài)。重心輪頭部向后移動的時機與輪椅下坡的時機同步，也就是說，座椅前部向上抬高的時機與輪椅下坡的時機是同步的。重心輪頭部向后移動的行程與斜坡的坡度成正比關(guān)系，座椅前部的抬高行程也與重心輪頭部向后移動的行程成正比關(guān)系。
本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明實現(xiàn)輪椅上下坡或樓梯時的水平狀態(tài)調(diào)節(jié)目標僅采用簡單的機械部件， 具有附加重量較少、成本低廉、結(jié)構(gòu)簡潔、容易實現(xiàn)的優(yōu)點。本發(fā)明既可應(yīng)用于普通輪椅也可應(yīng)用于電動輪椅。
2、本發(fā)明調(diào)節(jié)輪椅水平狀態(tài)的操作中不依靠和利用任何外加動力的驅(qū)動，調(diào)節(jié)過程完全是由調(diào)節(jié)機構(gòu)自動完成，勿需人工干預控制，大大簡化了針對水平調(diào)節(jié)的人工操作復雜性，也大大簡化了控制系統(tǒng)針對水平調(diào)節(jié)設(shè)計的復雜性。
3、本發(fā)明使得輪椅上下坡和座椅的水平狀態(tài)調(diào)整始終保持同步，座椅的上下調(diào)節(jié)幅度與輪椅的傾斜程度始終保持正比關(guān)系，對輪椅水平狀態(tài)的調(diào)節(jié)效果明顯和有效，對輪椅上下樓梯時的安全程度的改善效果明顯和有效。
4、本發(fā)明具有水平調(diào)節(jié)引起的座椅前后部的上抬和下降過程中平滑過渡的特點， 對上下樓梯的輪椅自身的脈沖型顛簸產(chǎn)生一定程度的緩沖作用，這對輪椅上下樓梯時的乘坐舒適程度的改善效果明顯和有效。
5、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理可以拓展應(yīng)用于其他相關(guān)的領(lǐng)域。例如水平調(diào)節(jié)機器人，港口、碼頭、車站、工廠、超市、倉庫和家庭搬運重物的運載裝置，以及醫(yī)院病人臨時移動的運載裝置等等。


圖1為本發(fā)明的組織結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明調(diào)節(jié)機構(gòu)與輪椅安裝連接后的情況示意圖。
圖3為本發(fā)明在輪椅爬梯狀態(tài)下的工作情況示意圖。
圖4為本發(fā)明在輪椅下樓梯狀態(tài)下的工作情況示意圖。
圖5為本發(fā)明的變異組合情況。
圖6為本發(fā)明在圖5變異情況下輪椅在上樓、下樓時的運行情況示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的描述。各圖示方案僅僅是本發(fā)明基本思想的原理刻劃，根據(jù)本發(fā)明的思想所能采用的具體實施方式
并不僅限于此。
如圖1所示。圖1說明基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)自動調(diào)節(jié)機構(gòu)優(yōu)選的結(jié)構(gòu)方案。本發(fā)明基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)自動調(diào)節(jié)機構(gòu)由重心輪1、后曲臂推桿21和前曲臂推桿22、連接線31和32、支撐軸4構(gòu)成。重心輪1與支撐軸4交叉連接，重心輪1通過連接線31與32與后曲臂推桿21和前曲臂推桿22連接。
所述重心輪1由支撐桿11、和安裝于支撐桿11下部的輪子12構(gòu)成。支撐桿11 的頭部有小孔13、下部有伸張機構(gòu)15、中部有與支撐軸4固定連接的連接部件14。小孔13 固定連接兩根連接線31和32的一端。伸張機構(gòu)15保持足夠的彈伸力以使重心輪1產(chǎn)生足夠的對地面的伸張力，確保在輪椅行進中重心輪1在伸張力作用下堅實著地而不出現(xiàn)懸垂。支撐桿11下部較重，與支撐軸4連接安裝后使得重心輪1在地面只能做縱向的滾動。
所述曲臂推桿包括后曲臂推桿21和前曲臂推桿22兩個，后曲臂推桿21由上臂 211和下臂212兩段組成，上臂211與下臂212活動鉚接形成上臂211的曲臂頭2111、下臂212的曲臂尾2112和上下臂之間的曲臂肘2113，曲臂頭2111分別活動鉚接于輪椅座椅支撐架后部的底部，鉚接處可保持上臂211—定角度的轉(zhuǎn)動，曲臂尾2112有一小孔2114固定連接各自連接線的一端。下臂212的中間部位2115分別活動鉚接于輪椅前后支撐架的適當部位，鉚接后后曲臂推桿21的上臂211和下臂212呈彎臂狀，鉚接處可保持下臂212 一定角度的轉(zhuǎn)動。同樣，前曲臂推桿22由上臂221和下臂222兩段組成，上臂221和下臂 222活動鉚接形成上臂221的曲臂頭2211、下臂222的曲臂尾2212和上下臂之間的曲臂肘 2213。曲臂頭2211分別活動鉚接于輪椅座椅支撐架前部的底部，鉚接處可保持上臂221 — 定角度的轉(zhuǎn)動。曲臂尾2212有一小孔2214固定連接各自連接線的一端。下臂222的中間部位2215分別活動鉚接于輪椅前后支撐軸4的適當部位，鉚接后前曲臂推桿22的上臂221 和下臂222呈彎臂狀，鉚接處可保持下臂222 —定角度的轉(zhuǎn)動。
所述連接線有連接線31和連接線32兩根，連接線31和連接線32分別從重心輪1 支撐桿11頭部的小孔13與前后曲臂尾小孔2114和2214固定連接，使得重心輪1與前后兩個曲臂21和22形成連接。連接線31和連接線32在安裝連接后使得曲臂推桿21和曲臂推桿22與重心輪1支撐桿11之間保持適當?shù)睦?，并且在拉力增大時后曲臂推桿21和前曲臂推桿22能隨之伸長。
所述支撐軸4固定安裝于輪椅支撐架上，其中部有與重心輪固定連接的連接部件 41，支撐軸4與重心輪1支撐桿11連接安裝后使得重心輪輪子12在地面只能做縱向的滾動。
參見圖2。本圖說明本發(fā)明基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)自動調(diào)節(jié)機構(gòu)與輪椅安裝連接后的情況。
參見圖3。本圖說明本發(fā)明基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)自動調(diào)節(jié)機構(gòu)與輪椅安裝連接后在輪椅爬梯狀態(tài)下的工作情況。當輪椅做上坡或爬梯時，前后輪形成前高后低的斜坡。當斜坡的坡度達到一定程度時，重心輪在重力和輪胎摩擦力的合力作用下其頭部向前移動，通過連接線形成對后部曲臂推桿朝前的拉力，此拉力促使后部曲臂推桿被拉長。曲臂推桿被拉長結(jié)果就是抬高與之連接的座椅后部使座椅面調(diào)整到水平狀態(tài)。
參見圖4。本圖說明本發(fā)明基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)自動調(diào)節(jié)機構(gòu)與輪椅安裝連接后在輪椅下樓狀態(tài)下的工作情況。當輪椅做下坡或下樓時，前后輪形成前低后高的斜坡。當斜坡的坡度達到一定程度時，重心輪在重力和輪胎摩擦力的合力作用下其頭部向后移動，通過連接線形成對前部曲臂推桿朝后的拉力，此拉力促使前部曲臂推桿被拉長。曲臂推桿被拉長結(jié)果就是抬高與之連接的座椅前部使座椅面調(diào)整到水平狀態(tài)。
參見圖5。本圖說明本發(fā)明基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)自動調(diào)節(jié)機構(gòu)的變異組合情況。本發(fā)明基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)自動調(diào)節(jié)機構(gòu)的變異結(jié)構(gòu)不僅限于此。本圖中，曲臂推桿有了部分不同的結(jié)構(gòu)，其安裝方向和連接線的連接點位置與前述實例發(fā)生了改變。 在此結(jié)構(gòu)下，連接線是以曲臂推桿機構(gòu)的曲臂肘處作為連接點的。
參見圖6。本圖說明在圖5變異結(jié)構(gòu)情況下本發(fā)明與輪椅的連接安裝情況和輪椅在上樓、下樓時的運行情況。
權(quán)利要求
1.基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于調(diào)節(jié)機構(gòu)由重心輪、前后兩個曲臂推桿、兩條連接線、以及支撐軸構(gòu)成；重心輪與支撐軸交叉連接，重心輪通過連接線與兩個曲臂推桿連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于所述重心輪由支撐桿、和安裝于支撐桿下部的輪子構(gòu)成；支撐桿的頭部有小孔、下部有伸張機構(gòu)、中部有與支撐軸固定連接的連接部件；小孔固定連接兩根連接線的一端；伸張機構(gòu)保持足夠的彈伸力以使重心輪產(chǎn)生足夠的對地面的伸張力，確保在輪椅行進中重心輪在伸張力作用下堅實著地而不出現(xiàn)懸垂；支撐桿下部較重，與支撐軸連接安裝后使得重心輪在地面只能做縱向的滾動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于所述曲臂推桿包括前曲臂推桿和后曲臂推桿兩個，曲臂推桿由上臂和下臂兩段組成，上臂和下臂活動鉚接形成上臂的曲臂頭、下臂的曲臂尾和上下臂之間的曲臂肘；曲臂頭分別活動鉚接于輪椅座椅支撐架前后的底部，鉚接處可保持上臂一定角度的轉(zhuǎn)動；下臂的適當部位分別活動鉚接于輪椅前后支撐架上，鉚接后曲臂推桿的上臂和下臂呈彎臂狀，鉚接處可保持下臂一定角度的轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于所述連接線有兩根，分別從重心輪支撐桿頭部的小孔與前后各一的曲臂推桿的適當部位固定連接； 連接線在安裝連接后使得曲臂推桿與重心輪支撐桿之間保持適當?shù)睦?，并且在拉力增大時曲臂推桿能隨之伸長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于重心輪的輪椅水平狀態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于所述支撐軸固定安裝于輪椅支撐架上，其中部有與重心輪固定連接的連接部件，支撐軸與重心輪支撐桿連接安裝后使得重心輪在地面只能做縱向的滾動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輪椅水平狀態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)。調(diào)節(jié)機構(gòu)由重心輪、兩個曲臂推桿、兩條連接線、以及支撐軸構(gòu)成。重心輪與支撐軸交叉連接，重心輪通過連接線與兩個曲臂推桿連接。本發(fā)明在輪椅上下樓時利用重心輪調(diào)節(jié)機制始終保持重心垂直向下的伸張力，通過頭部的移動拉長曲臂推桿以使座椅前部或后部的抬高來調(diào)整其水平狀態(tài)。座椅水平調(diào)整與輪椅爬梯或下梯同步，調(diào)整幅度與輪椅傾斜程度成正比。本發(fā)明采用簡單的機械部件實現(xiàn)自動調(diào)整，不依靠和利用任何外加動力的驅(qū)動，勿需人工干預控制，具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡潔、容易實現(xiàn)的優(yōu)點。
文檔編號A61G5/10GK102488596SQ20111036268
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者劉學明, 劉霽中 申請人:劉學明, 劉霽中