專利名稱：輪椅上用的跨臺階裝置的制作方法
輪椅上用的跨臺階裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
屬殘疾人用具類別
背景技術(shù)：
輪椅給病人和下肢殘疾人帶來了很大的方便，特別是電動輪椅。然而美中不足的 是市場上的電動輪椅絕大部份只適合在平地上行駛，它們跨越障礙的能力很低很低。當(dāng)使 用者開著這些電動輪椅行駛在城市的行人道上想要辦事或購物時(shí)，機(jī)關(guān)、商店門前的臺階 卻無情地把他們擋在了外面。一個(gè)小小的臺階讓他們望而長嘆。一時(shí)間要社會上這些地方 都按國家法律規(guī)定留有殘疾人通道給輪椅使用者使用這是很困難的。要擴(kuò)大輪椅使用者的 活動范圍只有寄望可跨越臺階的輪椅。細(xì)心觀察一下我們的城市環(huán)境，周邊的店鋪門前或其他公眾地方的臺階絕大多數(shù) 只有一級而且高度并不很高，一般在IOcm左右。只要跨過這一級臺階輪椅使用者的活動范 圍、辦事能力和生活質(zhì)量都會有突破性的成倍增加。輪椅自身的使用價(jià)值也大大提高。檢 索一下相關(guān)的專利，聲稱無障礙的甚至是能爬樓梯的專利發(fā)明都很多，但就是幾乎沒有一 個(gè)能實(shí)用化商品化。這些專利中有使用履帶的有使用各式各樣輪子的，它們的設(shè)計(jì)各有特 色但為什么沒有能實(shí)用化的呢？究其原因我覺得它們都忽略一點(diǎn)就是輪椅的高度和前、后 輪軸距之比太大了而輪椅的前、后輪軸距與商店門前臺階高度之比又太小了，主要是前、后 軸距太短了再加上使用者坐上坐椅的高度情況將變得更惡劣。因此當(dāng)這些“專利輪椅”的 前半部爬上臺階或樓梯后輪椅會因傾斜太多重心不穩(wěn)安全難以保障而影響使用。當(dāng)然如果 大幅度增加前、后輪軸距時(shí)這種情況會得到一定程度的改善，但是這樣會因?yàn)檩喴蔚捏w積 大大增加而失去它的靈活性甚至難以使用，這又是不可取的。我估計(jì)上述原因正是目前市 上沒有可跨越臺階的輪椅的原因所在。

發(fā)明內(nèi)容
這小小的臺階難道真的無法跨越嗎？不是當(dāng)然不是，只要我們改變思路就一定能 找到解決這個(gè)問題的方法。輪椅的垂直投影面積小前、后輪軸距短相對高度高這些因素注 定了它要平穩(wěn)安全地爬上臺階只有走垂直上升這條路。為了能使輪椅垂直上升本發(fā)明設(shè)計(jì) 了一套由動力裝置驅(qū)動的機(jī)械臂，用來把輪椅垂直舉起。這個(gè)機(jī)械臂裝置分由前臂、后臂、 前輔輪和后輔輪等組成如圖1所示，這兩只機(jī)械臂由不同的動力裝置驅(qū)動同步動作。在前 臂和后臂上面各安裝一組輔輪(左右各一個(gè))，前面的一組輔輪(簡稱前輔輪下同)是從 動輪，后面一組輔輪(簡稱后輔輪下同)是主動輪由電機(jī)驅(qū)動作為輪椅的第二驅(qū)動裝置，平 時(shí)它們是收藏在合適的地方絲毫不影響輪椅的正常行駛。當(dāng)輪椅去到臺階前沿時(shí)如圖2所 示，使用者啟動動力裝置驅(qū)動前、后臂和裝在它上面的兩組輔輪向外向下伸出把輪椅慢慢 地垂直舉起，輪椅和它的四個(gè)輪子離開地面往上升，其升高的幅度可達(dá)到臺階的高度如圖3 所示。由于前輔輪是踏在臺階面上把輪椅舉高的所以它并不妨礙輪椅的車輪向前行駛。這 時(shí)啟動輪椅后面一組輔輪的驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動輪椅向前正好駛上臺階如圖4所示。這樣就達(dá)到了平穩(wěn)跨上臺階的目的。收起兩機(jī)械臂和輔輪，輪椅就可以在臺階上自由行駛。當(dāng)要下臺 階時(shí)先把輪椅開到臺階的前沿，然后啟動相應(yīng)的驅(qū)動裝置把輪椅的前臂和前輔輪向前作最 大限度的放下，放得低于臺階的平面約7-lOcm，同時(shí)后臂和后輔輪也向后作適量的申出如 圖5所示。這時(shí)當(dāng)輪椅繼續(xù)向前行駛時(shí)首先落到地面的是輪椅前面的前輔輪如圖6所示， 由于前輔輪預(yù)先向前向下申出使輪椅前面的落點(diǎn)向前延伸的同時(shí)其落差也大大減少，這樣 輪椅此時(shí)的傾斜就在完全可以接受的安全范圍內(nèi)。再向前行駛當(dāng)輪椅的后輪越過臺階的前 沿時(shí)使用者通過制動裝置讓輪椅跟著后輪慢慢地落下，輪椅落到一定程度時(shí)后輔輪也落到 臺階面上并承擔(dān)輪椅的后半重量如圖6所示，此時(shí)啟動另一驅(qū)動裝置驅(qū)動后臂和后輔輪慢 慢地向上升起(相對輪椅自身來說)，輪椅也因此可以平穩(wěn)地落到地面上如圖7所示。輪椅 落到地面后收起前、后臂和輔輪就可以恢復(fù)正常行駛。
四

圖1、主視2、輪椅到達(dá)臺階前沿示意3、前、后臂和輔輪將輪椅垂直舉起示意4、輪椅平穩(wěn)駛上臺階示意5、下臺階時(shí)前輔輪放下示意6、輪椅的后輪走下臺階邊沿示意7、后輔輪上升把輪椅放下示意8、下臺階動作完成前、后臂和輔輪復(fù)位示意中1前輪、2前跟隨臂、3前輔輪、4前臂、5液壓油缸、6動力臂、7坐椅8車殼、 9車架、10后臂、11后跟隨臂、12后輪、13后輔輪、14后動力臂、15后動臂支點(diǎn)、16動力臂支 點(diǎn)、17前跟隨臂支點(diǎn)。
五具體實(shí)施例方式本發(fā)明輪椅上用的跨臺階裝置左右兩邊對稱所以只用側(cè)視圖就可以說明它的工 作原理。該裝置主要由前、后各一組每組兩個(gè)(左右各一個(gè))的輔輪、支撐兩組輔輪的前臂 4和后臂10、動力臂6、跟隨臂11等組成。前輔輪3和后輔輪13分別安裝在前臂4、后臂10 上，前輔輪3是從動輪，后輔輪13是主動輪在它上面裝有驅(qū)動電機(jī)。前臂4與前跟隨臂2 鉸接在一起由油缸5推動。后臂10與動力臂6、后跟隨臂11、后動力臂14鉸接在一起。三 個(gè)獨(dú)立的動力裝置在電路的控制下分別驅(qū)動油缸5、動力臂6和后動力臂14來執(zhí)行各自的 任務(wù)。當(dāng)裝有本發(fā)明裝置的輪椅駛到臺階前沿時(shí)如圖2所示，使用者啟動控制電路控制動 力裝置驅(qū)動液壓油缸5向前推動前臂4、前輔輪3和前跟隨臂2，使前跟隨臂2圍繞前跟隨 臂支點(diǎn)17逆時(shí)針方向擺動，前跟隨臂2擺動到限止點(diǎn)后前臂4、前輔輪3在液壓油缸5的推 動下踏在臺階上面把輪椅的前半部舉起。同時(shí)動力臂6在動力裝置的驅(qū)動下圍繞動力臂支 點(diǎn)16反時(shí)針方向擺動，隨著動力臂6的反時(shí)針方向擺動再配合后跟隨臂11的同步擺動后 臂10和后輔輪13也慢慢地向后向下伸出，剛好把輪椅后半部也舉起離開地面。當(dāng)輪椅的 升幅達(dá)到臺階高度時(shí)動力系統(tǒng)在控制電路的控制下自動停止如圖3所示。由于前輔輪是踏 在臺階平面上把輪椅舉起的所以此時(shí)前輔輪并不妨礙輪椅前進(jìn)，同樣此時(shí)的后輔輪13在
4輪椅的最后面一點(diǎn)也不妨礙它向前進(jìn)。此時(shí)使用者只要啟動后輔輪13的驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動后 輔輪13順時(shí)針轉(zhuǎn)動推動輪椅向前，輪椅就這樣平穩(wěn)地駛上臺階如圖4所示。收起兩組輔輪 之后輪椅就可以在臺階上面自由活動。 結(jié)束活動要下臺階時(shí)輪椅行到臺階前沿停下來打開控制電路控制動力裝置驅(qū)動 液壓油缸5向前推動前臂4、前輔輪3和前跟隨臂2，使前跟隨臂2圍繞前跟隨臂支點(diǎn)17逆 時(shí)針方向擺動，前跟隨臂2擺動到限止點(diǎn)后前臂4、前輔輪3在液壓油缸5的推動下繼續(xù)向 前和向下運(yùn)動到最大的下限后停下，此時(shí)前輔輪3停在了低于臺階面約7-lOcm的位置上。 這時(shí)控制電路又通過動力裝置驅(qū)動動力臂6反時(shí)針方向擺動、使后臂10和后輔輪13向后 適當(dāng)申出一點(diǎn)如圖5所示。輪椅開始向前行進(jìn)先落到地面的是前輔輪3，由于它巳預(yù)先下 落所以此時(shí)的實(shí)際下落的幅度并不大同時(shí)由于它是向前伸出，相當(dāng)于輪椅的支撐點(diǎn)向前延 伸所以此時(shí)輪椅的傾斜度很小安全性大大提高如圖6所示。輪椅進(jìn)一步向前行，后輪到了 臺階的前沿，這時(shí)使用者通過制動裝置使輪椅的后輪慢慢地落下，當(dāng)后輪下降到一定程度 時(shí)后輔輪13開始接觸到臺階面并承擔(dān)輪椅的大部份重量?？刂齐娐吠ㄟ^動力裝置驅(qū)動后 動力臂13圍繞后動力臂支點(diǎn)15順時(shí)針方向擺動，再通過后跟隨臂11使后臂10和后輔輪 13向上升(相對輪椅自身來說)。這樣輪椅就隨著后動力臂13的擺動慢慢地下降平穩(wěn)地 落到地上如圖7所示。輪椅的后輪落到地面后使用者收起前輔輪3、后輪13椅就可以正常 行駛。
權(quán)利要求
一種輪椅上用的跨臺階裝置，屬殘疾人用具類別。本裝置主要由前輔輪(3)、支撐前輔輪的前臂(4)、與前臂(4)鉸接在一起的前跟隨臂(2)；后輔輪(13)、支撐后輔輪的后臂(10)、分別與后臂(10)鉸接在一起的后跟隨臂(11)、動力臂(6)、后動力臂(14)和分別執(zhí)行不同任務(wù)的動力裝置、控制電路等組成。前輔輪(3)是從動輪，后輔輪(13)是主動輪裝有驅(qū)動電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪椅上用的跨臺階裝置的特征在于它的前輔輪(3)和支撐前 輔輪的前臂(4)裝在了輪椅的最前面，同時(shí)它的安裝高度比臺階高，以便它可以踏在臺階 上面配合后輔輪(13)和支撐后輔輪的后臂(10) —起把輪椅垂直舉起并在舉起輪椅之后又 不妨礙輪椅自身的車輪駛上臺階(如圖3、圖4所示)。同時(shí)前輔輪(3)裝在輪椅最前面的 另一作用是可有效增加對輪椅的支撐，使整個(gè)跨越過程更平穩(wěn)和更安全。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪椅上用的跨臺階裝置的特征在于它的前輔輪(3)和支撐前 輔輪的前臂(4)在輪椅下臺階時(shí)可向前和向下作最大限度的申出，申出后其高度低于臺階 面約7-lOcm，能大大減小輪椅下臺階時(shí)的傾斜度(如圖5和圖6所示)。使這時(shí)輪椅的傾 斜在完全可接受的安全范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪椅上用的跨臺階裝置的特征在于它的后輔輪(13)和支撐 后輔輪的后臂(10)裝在了輪椅的最后面，它可由動力臂(6)驅(qū)動向后和向下申出配合前輔 輪(3)和前臂(4) 一起把輪椅垂直舉起，并在舉起輪椅之后又不妨礙輪椅自身的車輪駛上 臺階(如圖3、圖4所示)。后輔輪向后伸出的作用可有效增加對輪椅的支撐范圍，使整個(gè) 跨越過程更平穩(wěn)和更安全。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪椅上用的跨臺階裝置的特征在于它的后輔輪(13)上裝有 驅(qū)動電機(jī)和減速箱成為輪椅的第二動力裝置，其作用在于當(dāng)輪椅被舉起離開地面原來的驅(qū) 動裝置失去作用的時(shí)候推動輪椅駛上臺階。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪椅上用的跨臺階裝置的特征在于當(dāng)輪椅下臺階時(shí)由后輔 輪(13)和支撐后輔輪的后臂(10)承擔(dān)輪椅后半部重量，并通過后跟隨臂(11)由后動力臂 (14)驅(qū)動后輔輪(13)和支撐后輔輪的后臂(10)向上升起。把輪椅慢慢地平穩(wěn)地放落在臺 階下的地面上(如圖6和圖7所示)。
全文摘要
大部份輪椅只適合在平地上行駛，跨越臺階的能力很低。細(xì)心觀察一下公共場所、商業(yè)店鋪門面前的臺階大多數(shù)只有一級而且高度一般在10cm左右。只要跨過這一級臺階使用者的活動范圍就會大增。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一套機(jī)械臂裝置，可把輪椅垂直舉起并送上臺階。本裝置主要由前、后機(jī)械臂和輔輪等組成。前、后機(jī)械臂上面各安裝一組輔輪，前面的一組是從動輪，后面一組是主動輪由電機(jī)驅(qū)動。當(dāng)輪椅行駛到臺階前沿時(shí)使用者啟動動力系統(tǒng)驅(qū)動前、后機(jī)械臂向外向下伸出把輪椅慢慢地垂直舉起，其升幅可達(dá)到臺階的高度。由于前輔輪是踏在臺階面上把輪椅舉高的所以這時(shí)啟動輪椅后面一組輔輪的驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動輪椅向前正好駛上臺階。
文檔編號A61G5/06GK101869522SQ20091013855
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者胡達(dá)廣 申請人:胡達(dá)廣