CN109363845A - 轮椅可控防退机构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种轮椅可控防退机构，包括定位机构、卡合机构、拉伸机构、切换机构、复位机构以及缓冲机构，定位机构装设于轮椅的主动轮上，卡合机构装设于轮椅的架体上，卡合机构与定位机构相适配，卡合机构与定位机构卡合时主动轮单向转动，卡合机构与定位机构分离时主动轮自由转动，切换机构装设于轮椅的架体上，并通过拉伸机构与卡合机构衔接，操作切换机构可带动拉伸机构动作使卡合机构与定位机构卡合或分离，复位机构装设于卡合机构中，由复位机构带动卡合机构回复原位，缓冲机构装设于拉伸机构中，由缓冲机构对拉伸机构的动作进行缓冲。

Description

轮椅可控防退机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及轮椅，尤其涉及一种轮椅可控防退机构。

背景技术

轮椅使用者在使用轮椅上坡时费力，很容易出现意外倒退的危险情况，但在平地使用时又要求轮椅拥有可进可退的灵活性。现实生活中，很多老年人在使用轮椅的过程中总会遇到一个很困扰的问题，那就是轮椅很不方便上坡。我国《无障碍设计规范》GB50763-2012中规定涉及无障碍出入口及残坡的规定，直线式坡道、折返双坡道、L坡道、U形坡道、折返三坡道等坡度均要求小于10度。但是在现实生活中由于场地大小、周围环境等诸多因素的限制，坡度较大的陡坡依然有很多。而轮椅使用者在没有他人帮助的情况下要想爬上陡坡非常困难。使用者本来就身体状况不佳，爬坡所带来的体力消耗使用者很难承受。而且，一旦出现体力不支等突发情况发生，轮椅倒溜对使用者来讲更加危险。而在不爬坡时轮椅又要有一定的灵活性，可进可退。现有的轮椅防退技术一般采用ABES电子刹车技术，但是这种技术成本较高，一般电动轮椅上才配备该功能，并且稳定性不如机械机构，造成整个轮椅重量大幅度提高，不易移动。

因此，有必要对轮椅进行结构优化，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮椅防退机构及其使用方法，以便于对轮椅进行防退控制。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

轮椅可控防退机构，包括定位机构、卡合机构、拉伸机构、切换机构、复位机构以及缓冲机构，定位机构装设于轮椅的主动轮上，卡合机构装设于轮椅的架体上，卡合机构与定位机构相适配，卡合机构与定位机构卡合时主动轮单向转动，卡合机构与定位机构分离时主动轮自由转动，切换机构装设于轮椅的架体上，并通过拉伸机构与卡合机构衔接，操作切换机构可带动拉伸机构动作使卡合机构与定位机构卡合或分离，复位机构装设于卡合机构中，由复位机构带动卡合机构回复原位，缓冲机构装设于拉伸机构中，由缓冲机构对拉伸机构的动作进行缓冲；

定位机构包括定位环圈，该定位环圈固定于主动轮的轮毂上，其外环面的直径与主动轮的轮毂外径一致，其内环面的直径小于轮毂的内径，定位环圈的外侧面贴附于轮毂的内侧面，定位环圈与轮毂之间设有一组转接片，各转接片沿定位环圈的周向顺次排布，该转接片具有外接段与内接段，外接段与内接段相互垂直，外接段的长度大于内接段的长度，外接段中开设有外接豁口，该外接豁口沿外接段的长度方向延伸，其内端位于外接段中部，其外端位于外接段末边，内接段中开设有内接长孔，内接长孔沿内接段的长度方向延伸，外接段贴附于轮毂的内环面，内接段贴附于定位环圈的外侧面，外接豁口中装设有外接螺栓，由外接螺栓将外接段与轮毂固定连接，内接长孔中装设有内接螺栓，由内接螺栓将内接段与定位环圈固定连接；

定位环圈的内环面开设有一组定位凸块，各定位凸块沿内环面的周向顺次排布，并向定位环圈的中心伸出，各定位块向顺时针方向倾斜，其顶端的宽度小于其底端的宽度，在相邻定位块之间形成定位卡槽；

卡合机构包括卡合接块，该卡合接块为条形，其顶端的宽度大于底端的宽度，卡合接块后方设有卡合基板，该卡合基板为矩形，卡合基板的安装端设有安装块，安装块位于卡合基板的后侧面，安装块的内端面开设有安装面，该安装面与轮椅的架体形状适配，卡合基板后侧设有压合块，压合块的外端面开设有压合面，该压合面与轮椅的架体形状适配，压合块与安装块分列于架体两侧，并采用安装螺栓连接固定；

卡合基板的安装端还设有安装凸台，该安装凸台位于卡合基板的前侧面，安装凸台上装设有销轴，卡合接块顶端开设有轴孔，销轴贯穿于轴孔中，使卡合接块可在卡合基板上偏转，卡合接块的倾斜方向与定位块相反，其末端具有顶压端头，该顶压端头的形状与定位卡槽适配，卡合接块向下偏转时，顶压端头伸入定位卡槽中，卡合接块向上偏转时，顶压端头从定位卡槽中脱出；

卡合基板中还开设有拉伸孔及复位孔，拉伸孔及复位孔与安装凸台之间留有距离；

拉伸机构包括拉伸芯线，轮椅的架体上固定有拉伸套管，拉伸芯线中段位于拉伸套管中，其前段从拉伸套管头端伸出，并与切换机构相连，其后段从拉伸套管尾端伸出，并经拉伸孔从卡合基板后侧面贯穿至前侧面，其末端与卡合接块的顶压端头相连，由拉伸芯线拉动卡合接块向上偏转；

切换机构包括切换管体，切换管体后方设有切换背板，切换管体固定于切换背板上，切换背板顶端具有接合条，该接合条向切换背板后方弯折，接合条的后端面开设有接合面，接合面的形状与架体适配，接合条后方设有封合条，封合条的前端面开设有封合面，封合面的形状与架体适配，接合条与封合条分列于架体两侧，并采用接合螺栓连接固定；

切换管体侧壁开设有切换豁口，该切换豁口沿切换管体的长度方向延伸，其开口位于切换管体的顶边处，切换管体中设有切换转轴，切换转轴沿切换管体的径向延伸，并与切换豁口相互垂直，切换转轴上装设有切换把手，该切换把手底端与切换转轴相连，其顶端向切换管体外侧伸出，切换把手可通过切换转轴在切换豁口中偏转，切换管体底部装设有切换端头，切换端头中开设有穿线孔，拉伸芯线前段从穿线孔伸入切换管体内，其末端连接于切换把手中部，切换把手向上偏转时，拉伸芯线绷紧，切换把手向下偏转时，拉伸芯线松弛；

复位机构包括压缩弹簧，该压缩弹簧顶端固定于复位孔中，其底端固定于顶压端头中，由压缩弹簧挤压顶压端头，使卡合接块向下偏转；

缓冲机构包括拉伸弹簧，该拉伸弹簧连接于拉伸芯线后段，由拉伸弹簧对拉伸芯线的绷紧过程进行缓冲；

上述轮椅可控防退机构的使用方法，包括：

(1)常态时，向上拉动切换手柄，拉伸芯线绷紧，拉伸弹簧处于预拉伸状态，卡合接块向上偏转，顶压端头从定位卡槽中脱出，压缩弹簧被压紧，此时固定在驱动轮上的定位环圈可随驱动轮做旋转运动，旋转方向不被限制；

(2)工作状态时，即使用者上坡时，将切换手柄放下，拉伸芯线松弛，拉伸弹簧处于自由状态，压缩弹簧复位，卡合接块在压缩弹簧和自身重力的双重作用力下向下偏转，顶压端头伸入定位卡槽中，由于卡合接块的倾斜方向与定位块相反，定位环圈只能做单方向的旋转运动，而定位环圈被固定在驱动轮上，使得驱动轮也只能做单向的旋转运动，防退功能实现；

(3)工作结束后，即使用者不需要防退功能时，将切换手柄向上拉动，此时拉伸芯线被拉紧，拉伸弹簧被拉长，后续机构暂时没有动作，当切换手柄完全偏转到上方，在拉伸弹簧的作用下，拉伸芯线后段被拉紧，卡合接块向上偏转，压缩弹簧被压紧，顶压端头从定位卡槽中脱出，定位环圈可随驱动轮做旋转运动，且转动方向不受限制。

本发明的优点在于：

该轮椅可控防退机构采用定位环圈与卡合接块实现防退功能，采用切换手柄实现功能的切换，采用拉伸她慌解决拉伸芯线驱动力过大的问题，切换机构和定位机构、卡合机构采用抱轴式安装，使用螺栓拉紧抱死轮椅相应位置的结构钢管，便于装卸，针对不同型号的轮椅具有兼容性调整，当某些组件损坏时也更容易更换，充分利用了机构的使用寿命；该防退机构有两种工作状态，即常态和工作状态，常态时轮椅需要可以后退的灵活性，以方便在转弯时两轮可以差速驱动，同时轮椅的后退能力不受限制；可以有效地解决使用者上坡意外倒退、上坡太过消耗体力、平地运行具有可进可退的灵活性三大问题，采用了更加安全、实用的机械结构，提高了使用稳定性和零件兼容性。

附图说明

图1是本发明提出的轮椅防退机构的结构示意图；

图2是该轮椅防退机构的安装状态示意图；

图3是定位环圈的结构示意图；

图4是转接片的正面结构示意图；

图5是转接片的底面结构示意图；

图6是转接片的侧面结构示意图；

图7是卡合接块的结构示意图；

图8是卡合基板的结构示意图；

图9是压合块的结构示意图；

图10是切换背板的结构示意图；

图11是封合条的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1～图11所示，本发明提出的轮椅可控防退机构包括定位机构、卡合机构、拉伸机构、切换机构、复位机构以及缓冲机构，定位机构装设于轮椅的主动轮上，卡合机构装设于轮椅的架体上，卡合机构与定位机构相适配，卡合机构与定位机构卡合时主动轮单向转动，卡合机构与定位机构分离时主动轮自由转动，切换机构装设于轮椅的架体上，并通过拉伸机构与卡合机构衔接，操作切换机构可带动拉伸机构动作使卡合机构与定位机构卡合或分离，复位机构装设于卡合机构中，由复位机构带动卡合机构回复原位，缓冲机构装设于拉伸机构中，由缓冲机构对拉伸机构的动作进行缓冲；

定位机构包括定位环圈1，该定位环圈固定于主动轮的轮毂上，其外环面的直径与主动轮的轮毂外径一致，其内环面的直径小于轮毂的内径，定位环圈的外侧面贴附于轮毂的内侧面，定位环圈与轮毂之间设有一组转接片2，各转接片沿定位环圈的周向顺次排布，该转接片具有外接段21与内接段22，外接段与内接段相互垂直，外接段的长度大于内接段的长度，外接段中开设有外接豁口211，该外接豁口沿外接段的长度方向延伸，其内端位于外接段中部，其外端位于外接段末边，内接段中开设有内接长孔221，内接长孔沿内接段的长度方向延伸，外接段贴附于轮毂的内环面，内接段贴附于定位环圈的外侧面，外接豁口中装设有外接螺栓，由外接螺栓将外接段与轮毂固定连接，内接长孔中装设有内接螺栓，由内接螺栓将内接段与定位环圈固定连接；

定位环圈的内环面开设有一组定位凸块11，各定位凸块沿内环面的周向顺次排布，并向定位环圈的中心伸出，各定位块向顺时针方向倾斜，其顶端的宽度小于其底端的宽度，在相邻定位块之间形成定位卡槽12；

卡合机构包括卡合接块3，该卡合接块为条形，其顶端的宽度大于底端的宽度，卡合接块后方设有卡合基板4，该卡合基板为矩形，卡合基板的安装端设有安装块41，安装块位于卡合基板的后侧面，安装块的内端面开设有安装面411，该安装面与轮椅的架体形状适配，卡合基板后侧设有压合块5，压合块的外端面开设有压合面51，该压合面与轮椅的架体形状适配，压合块与安装块分列于架体两侧，并采用安装螺栓连接固定；

卡合基板的安装端还设有安装凸台42，该安装凸台位于卡合基板的前侧面，安装凸台上装设有销轴，卡合接块顶端开设有轴孔31，销轴贯穿于轴孔中，使卡合接块可在卡合基板上偏转，卡合接块的倾斜方向与定位块相反，其末端具有顶压端头32，该顶压端头的形状与定位卡槽适配，卡合接块向下偏转时，顶压端头伸入定位卡槽中，卡合接块向上偏转时，顶压端头从定位卡槽中脱出；

卡合基板中还开设有拉伸孔43及复位孔44，拉伸孔及复位孔与安装凸台之间留有距离；

拉伸机构包括拉伸芯线6，轮椅的架体上固定有拉伸套管，拉伸芯线中段位于拉伸套管中，其前段从拉伸套管头端伸出，并与切换机构相连，其后段从拉伸套管尾端伸出，并经拉伸孔从卡合基板后侧面贯穿至前侧面，其末端与卡合接块的顶压端头相连，由拉伸芯线拉动卡合接块向上偏转；

切换机构包括切换管体7，切换管体后方设有切换背板8，切换管体固定于切换背板上，切换背板顶端具有接合条81，该接合条向切换背板后方弯折，接合条的后端面开设有接合面811，接合面的形状与架体适配，接合条后方设有封合条9，封合条的前端面开设有封合面91，封合面的形状与架体适配，接合条与封合条分列于架体两侧，并采用接合螺栓连接固定；

切换管体侧壁开设有切换豁口，该切换豁口沿切换管体的长度方向延伸，其开口位于切换管体的顶边处，切换管体中设有切换转轴71，切换转轴沿切换管体的径向延伸，并与切换豁口相互垂直，切换转轴上装设有切换把手72，该切换把手底端与切换转轴相连，其顶端向切换管体外侧伸出，切换把手可通过切换转轴在切换豁口中偏转，切换管体底部装设有切换端头73，切换端头中开设有穿线孔，拉伸芯线前段从穿线孔伸入切换管体内，其末端连接于切换把手中部，切换把手向上偏转时，拉伸芯线绷紧，切换把手向下偏转时，拉伸芯线松弛；

复位机构包括压缩弹簧10，该压缩弹簧顶端固定于复位孔中，其底端固定于顶压端头中，由压缩弹簧挤压顶压端头，使卡合接块向下偏转；

缓冲机构包括拉伸弹簧61，该拉伸弹簧连接于拉伸芯线后段，由拉伸弹簧对拉伸芯线的绷紧过程进行缓冲；

常态时，向上拉动切换手柄，拉伸芯线绷紧，拉伸弹簧处于预拉伸状态，卡合接块向上偏转，顶压端头从定位卡槽中脱出，压缩弹簧被压紧，此时固定在驱动轮上的定位环圈可随驱动轮做旋转运动，旋转方向不被限制；工作状态时，即使用者上坡时，将切换手柄放下，拉伸芯线松弛，拉伸弹簧处于自由状态，压缩弹簧复位，卡合接块在压缩弹簧和自身重力的双重作用力下向下偏转，顶压端头伸入定位卡槽中，由于卡合接块的倾斜方向与定位块相反，定位环圈只能做单方向的旋转运动，而定位环圈被固定在驱动轮上，使得驱动轮也只能做单向的旋转运动，防退功能实现；工作结束后，即使用者不需要防退功能时，将切换手柄向上拉动，此时拉伸芯线被拉紧，拉伸弹簧被拉长，后续机构暂时没有动作，当切换手柄完全偏转到上方，在拉伸弹簧的作用下，拉伸芯线后段被拉紧，卡合接块向上偏转，压缩弹簧被压紧，顶压端头从定位卡槽中脱出，定位环圈可随驱动轮做旋转运动，且转动方向不受限制。

该轮椅可控防退机构采用定位环圈与卡合接块实现防退功能，采用切换手柄实现功能的切换，采用拉伸她慌解决拉伸芯线驱动力过大的问题，切换机构和定位机构、卡合机构采用抱轴式安装，使用螺栓拉紧抱死轮椅相应位置的结构钢管，便于装卸，针对不同型号的轮椅具有兼容性调整，当某些组件损坏时也更容易更换，充分利用了机构的使用寿命；该防退机构有两种工作状态，即常态和工作状态，常态时轮椅需要可以后退的灵活性，以方便在转弯时两轮可以差速驱动，同时轮椅的后退能力不受限制；可以有效地解决使用者上坡意外倒退、上坡太过消耗体力、平地运行具有可进可退的灵活性三大问题，采用了更加安全、实用的机械结构，提高了使用稳定性和零件兼容性。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域的技术人员了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.轮椅可控防退机构，其特征在于：

包括定位机构、卡合机构、拉伸机构、切换机构、复位机构以及缓冲机构，定位机构装设于轮椅的主动轮上，卡合机构装设于轮椅的架体上，卡合机构与定位机构相适配，卡合机构与定位机构卡合时主动轮单向转动，卡合机构与定位机构分离时主动轮自由转动，切换机构装设于轮椅的架体上，并通过拉伸机构与卡合机构衔接，操作切换机构可带动拉伸机构动作使卡合机构与定位机构卡合或分离，复位机构装设于卡合机构中，由复位机构带动卡合机构回复原位，缓冲机构装设于拉伸机构中，由缓冲机构对拉伸机构的动作进行缓冲；

定位机构包括定位环圈，该定位环圈固定于主动轮的轮毂上，其外环面的直径与主动轮的轮毂外径一致，其内环面的直径小于轮毂的内径，定位环圈的外侧面贴附于轮毂的内侧面，定位环圈与轮毂之间设有一组转接片，各转接片沿定位环圈的周向顺次排布，该转接片具有外接段与内接段，外接段与内接段相互垂直，外接段的长度大于内接段的长度，外接段中开设有外接豁口，该外接豁口沿外接段的长度方向延伸，其内端位于外接段中部，其外端位于外接段末边，内接段中开设有内接长孔，内接长孔沿内接段的长度方向延伸，外接段贴附于轮毂的内环面，内接段贴附于定位环圈的外侧面，外接豁口中装设有外接螺栓，由外接螺栓将外接段与轮毂固定连接，内接长孔中装设有内接螺栓，由内接螺栓将内接段与定位环圈固定连接；

定位环圈的内环面开设有一组定位凸块，各定位凸块沿内环面的周向顺次排布，并向定位环圈的中心伸出，各定位块向顺时针方向倾斜，其顶端的宽度小于其底端的宽度，在相邻定位块之间形成定位卡槽；

卡合机构包括卡合接块，该卡合接块为条形，其顶端的宽度大于底端的宽度，卡合接块后方设有卡合基板，该卡合基板为矩形，卡合基板的安装端设有安装块，安装块位于卡合基板的后侧面，安装块的内端面开设有安装面，该安装面与轮椅的架体形状适配，卡合基板后侧设有压合块，压合块的外端面开设有压合面，该压合面与轮椅的架体形状适配，压合块与安装块分列于架体两侧，并采用安装螺栓连接固定；

卡合基板的安装端还设有安装凸台，该安装凸台位于卡合基板的前侧面，安装凸台上装设有销轴，卡合接块顶端开设有轴孔，销轴贯穿于轴孔中，使卡合接块可在卡合基板上偏转，卡合接块的倾斜方向与定位块相反，其末端具有顶压端头，该顶压端头的形状与定位卡槽适配，卡合接块向下偏转时，顶压端头伸入定位卡槽中，卡合接块向上偏转时，顶压端头从定位卡槽中脱出；

卡合基板中还开设有拉伸孔及复位孔，拉伸孔及复位孔与安装凸台之间留有距离；

拉伸机构包括拉伸芯线，轮椅的架体上固定有拉伸套管，拉伸芯线中段位于拉伸套管中，其前段从拉伸套管头端伸出，并与切换机构相连，其后段从拉伸套管尾端伸出，并经拉伸孔从卡合基板后侧面贯穿至前侧面，其末端与卡合接块的顶压端头相连，由拉伸芯线拉动卡合接块向上偏转；

切换机构包括切换管体，切换管体后方设有切换背板，切换管体固定于切换背板上，切换背板顶端具有接合条，该接合条向切换背板后方弯折，接合条的后端面开设有接合面，接合面的形状与架体适配，接合条后方设有封合条，封合条的前端面开设有封合面，封合面的形状与架体适配，接合条与封合条分列于架体两侧，并采用接合螺栓连接固定；

切换管体侧壁开设有切换豁口，该切换豁口沿切换管体的长度方向延伸，其开口位于切换管体的顶边处，切换管体中设有切换转轴，切换转轴沿切换管体的径向延伸，并与切换豁口相互垂直，切换转轴上装设有切换把手，该切换把手底端与切换转轴相连，其顶端向切换管体外侧伸出，切换把手可通过切换转轴在切换豁口中偏转，切换管体底部装设有切换端头，切换端头中开设有穿线孔，拉伸芯线前段从穿线孔伸入切换管体内，其末端连接于切换把手中部，切换把手向上偏转时，拉伸芯线绷紧，切换把手向下偏转时，拉伸芯线松弛。

2.根据权利要求1所述的轮椅可控防退机构，其特征在于：

复位机构包括压缩弹簧，该压缩弹簧顶端固定于复位孔中，其底端固定于顶压端头中，由压缩弹簧挤压顶压端头，使卡合接块向下偏转。

3.根据权利要求1所述的轮椅可控防退机构，其特征在于：

缓冲机构包括拉伸弹簧，该拉伸弹簧连接于拉伸芯线后段，由拉伸弹簧对拉伸芯线的绷紧过程进行缓冲。

4.权利要求1或2或3所述的轮椅可控防退机构的使用方法，其特征在于：

包括：

(1)常态时，向上拉动切换手柄，拉伸芯线绷紧，拉伸弹簧处于预拉伸状态，卡合接块向上偏转，顶压端头从定位卡槽中脱出，压缩弹簧被压紧，此时固定在驱动轮上的定位环圈可随驱动轮做旋转运动，旋转方向不被限制；

(2)工作状态时，即使用者上坡时，将切换手柄放下，拉伸芯线松弛，拉伸弹簧处于自由状态，压缩弹簧复位，卡合接块在压缩弹簧和自身重力的双重作用力下向下偏转，顶压端头伸入定位卡槽中，由于卡合接块的倾斜方向与定位块相反，定位环圈只能做单方向的旋转运动，而定位环圈被固定在驱动轮上，使得驱动轮也只能做单向的旋转运动，防退功能实现；

(3)工作结束后，即使用者不需要防退功能时，将切换手柄向上拉动，此时拉伸芯线被拉紧，拉伸弹簧被拉长，后续机构暂时没有动作，当切换手柄完全偏转到上方，在拉伸弹簧的作用下，拉伸芯线后段被拉紧，卡合接块向上偏转，压缩弹簧被压紧，顶压端头从定位卡槽中脱出，定位环圈可随驱动轮做旋转运动，且转动方向不受限制。