专利名称：一种可上下楼梯的轮椅的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及供一种残疾人使用的轮椅，更为确切讲是一种带有特殊机构，可以在外力作用下蹬上楼梯的轮椅。
在现有技术中已经公开许多可以爬楼的轮椅。如中国实用新型专利93209301.9曾公开一种的多足式的手动爬楼轮椅。这一专利除有结构复杂、成本高、使用废力、乘坐不适等不足外，轮椅长度过长也严重影响其使用，因为现阶段普通住宅楼的楼梯均较窄，其宽度不能适应这种专利轮椅运动，而且由于长度的限制使它根本无法在楼梯过道中转弯。作为对这一技术的改进，本实用新型的设计人曾设计了一种新的爬楼轮椅，即中国实用新型专利99218014.7公开的“可上下楼梯的轮椅”。该专利是将轮椅的座椅、靠背设置于第一和第二辅助支撑装置上，在第二辅助支撑装置上用铰链固定有带支撑轮的第三辅助支撑装置和转臂，带转动架的轮的轴用铰链固定于转臂上，所述的第一、第二辅助支撑装置中至少设有两组辅助支撑轮，轮椅及载荷的重心位于第一、第二辅助支撑装置的任两组支撑轮内，在轮椅上还设有驱动两辅助支撑装置分别沿高度方向运动的驱动装置，在上下楼梯作业中，任一套辅助支撑装置沿高度方向运动时，另一套辅助支撑装置承载着轮椅的全部质量。另外从公开的文件中还中见该专利使座椅上下运动的驱动装置是采用滑轮和软索，而其中的所有支撑装置，包括辅助支撑装置均使用了轮子。由于结构本身的限制，特别是各支撑装置均为轮子，使该专利在上下楼梯发生意外时不能有效避免轮椅从楼上自动滑下，因此其使用的安全性是比较差的；另外作为轮椅的主承重轮，即专利中所言的大轮在上下楼梯时虽然通过转轴使其位于向上的位置，但仍延长了轮椅的长度，使轮椅在楼梯的运动，特别是在楼梯转弯处运动受到限制；该专利采用的滑轮和软索构成的升降机构既不雅观，也不很可靠。
本实用新型的目的是提供一种可克服现有技术不足，能在较为窄的楼梯道内转向，可以防止轮椅在意外情况下从楼梯上自行滑落下来，更为安全可靠地上下楼梯的轮椅。
本实用新型的特征是其承重轮与轮椅架间用可快速装卸的卡头连接，这里所述的可快速装卸的卡头是指现有的运动自行车轮与轴间的可快速装卸的连接卡头。在轮椅架上设置的三套辅助支撑装置中，第一辅助支撑装置由垂直固定于轮椅架上的齿条，在齿条外伸端上固定的支撑物构成，其中在齿条外伸端上固定的支撑物的面积应当足够大，能保证使轮椅及其上的载荷位于该支撑物的面积之内；第二辅助支撑装置由设于刚性箱体内且与齿条相啮合的齿轮，固定于所述的刚性箱体且各自带有两个滚轮的两个支架和其上设有两根导槽，且该导槽与前述滚轮相配合的框形结构，以及固定在框形结构一个框边上的垂直支撑架和固定于相对的框边上的带有一段水平支撑架的倾斜支撑架构成，其中倾斜支撑架的倾斜角度应当满足如下条件，在第二辅助支撑装置处于任何支撑位置时轮椅及其上载荷的重心均位于垂直支撑架和倾斜支撑架之内；第三辅助支撑装置由固定于轮椅架上的两个导管和在导管内滑动配合的导杆构成，其中导杆的上端与一个导管上设有相互配合的限位锁定机构，在导杆的下端固定有辅助支撑轮。本实用新型使用时，当转动齿轮时可以带动第二辅助支撑装置相对齿条做上下运动，而框形结构在其上的导槽与滚轮间的配合使其可以相对齿条做横向运动。
在本实用新型中应将齿条的固定位置设于轮椅靠近椅背的1/2至1/4处。
在本实用新型中的齿条上，沿其纵向且不带有齿的面至少固定有两个相对设置的导轨，在本实用新型的刚性箱体内设有与所述的导轨相配合的导轮，通过导轮与导轨间的相互作用在刚性箱体与齿条间产生约束，既能保证刚性箱体沿齿条上下运动，同时可以避免箱体与齿条间产生横向的位置或扭转。
在本实用新型中，在两相对的框边间还应垂直固定至少一个导轨，在所述的支架上可各固定有两个水平定位轮，且这两对水平定位轮均卡于所述的导轨两侧。
本实用新型中的导杆与导管间的锁定机构是设于导杆上端的外凸卡销和与卡销相配合的，位于一个导管上所设的定位缺口。
本实用新型中的框形结构的框边上还分别设置有弹簧复位机构。
本实用新型具有如下优点1、本实用新型的承重轮采用了运动自行车轮与轴的快速装卸的连接卡头，在本实用新型上楼梯前可以迅速卸下承重轮，在需要使用大承重轮时又可以迅速方便的安装于轮椅上，同时这一结构可减小轮椅的长度，方便轮椅在楼梯拐弯处转弯，又可以避免大承重轮在上下楼梯时产生的诸多负面影响；2、本实用新型的升降传动机构采用了齿轮齿条及相应的机构，既确保刚性箱体沿齿条上下运动，又避免了箱体与齿条间产生横向的位移或扭转，使其工作时的可靠性优于现有技术中的软索滑轮机构，使用时的安全性和安定性大大增强；3、因为本实用新型的辅助支撑装置采用了两组交替着地的支撑架，以代替现有技术中的辅助支撑轮，在使用中这些支撑架不会象现有技术中的支撑轮那样转动，这样就完全避免了在轮椅上下楼梯发生意外时轮椅自动向下运动的现象，使轮椅在上下楼时更加安全，此外，由于本实用新型中两组辅助支撑装置的设置均可使轮椅及其上的载荷的重心处于稳定的位置，所以其安全性和乘坐舒适性极好；4、本实用新型的结构相比已有技术更为简单。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为图1A-A位置的示意图。图3为实用新型在蹬楼梯时的示意图。
以下结合附图说明见图1，在轮椅架3上固定有座椅2、承重轮1和导向轮8。其中的承重轮1与轮椅架3上所设的轴用现有的运动自行车上所设的可快速安装和卸下的联接卡头联接。在轮椅架3上安装的座椅2下面垂直固定有齿条9，且齿条9在轮椅上的固定位置应位于靠近椅背的1/2至1/4处。在齿条9外伸端，也就是在齿条9的下端固定有支撑物23，并由齿条9、及其下所设的支撑物23构成本实用新型的一套辅助支撑装置。本实用新型中的支撑物23可以是平板形，或者是矩形框状的，或者是呈工字形的，且支撑物23的支撑面积应当足够大，使轮椅及其上的载荷重心均处于支撑面积之内，以稳定支承轮椅及其上的载荷，而不致发生倾复现象。在轮椅架3上固定有两个导管4和26，在导管4和26内滑动配合有导杆5，在导杆5的下端固定有辅助支撑轮27，由此构成另一套辅助支撑装置。在导杆5的上端设有一个向外伸出的卡销(注在图中未表示出外伸的卡销)，而在导管4上设有上下两个定位缺口，导杆卡销在上楼时是与导管4上所设的下定位缺口相互配合形成导杆的限位锁定机构；而在正常使用时，导杆5拉出并利用导管上设的上定位缺口将卡销卡住形成固定，并使其下的支撑轮组27与地面不相接触。由图1还可见在齿条9上配合有箱体10，与箱体10相配合有框形结构28。在箱体10内设置有与齿条9相配合的齿轮22，参见图2，齿轮22的轴21上设有花键，以与外设的摇把(图中未表示出外设摇把)相配合。为保证箱体10与齿条9间的配合，同时又能使箱体10相对齿条运动，在齿条9上无齿的两个倾面固定有两个相对布置的导轨29a和29b，同时在箱体10内与齿条上的导轨29相接触处和齿条9的背面各设有相配合的滚轮17(在本实施例中是直接用轴承作为滚轮)，这种结构既可以避免箱体与齿条间产生横向的位置或扭转，同时还保证了刚性箱体能自由沿齿条上下运动，使轮椅上下运动时有较好的安定性。在箱体10外固定有两个支架11a和11b，在各支架的外端均固定有滚轮15。滚轮15与在框形结构28上固定的导槽12相配合，而导槽12最简单的结构可以是∏形的结构。从图2可以看出，由于滚轮15与导槽12间的作用，使框形结构28可在与齿条9相垂直的平面内横向运动；同时由于箱体10内与齿条9间的固定结构以及齿轮22与齿条9间的配合使整个框形结构28还可沿齿条9的纵向上下运动。在框形结构28的边18a(即图1中导槽12的左边)上固定有向下的垂直支撑架24，而在边18b处向下固定带有一段水平支撑架的倾斜支撑架25，一般来讲，支撑架25的长度大于支撑架24，两者间的高度差应基本等于一层台阶的高度，另外设于边18b处向下的倾斜支撑架25的倾角应当足够大，以确保当支撑架24和25在处于图3的极限位置进行支撑时，轮椅及其上载荷的重心仍位于24和25之间。由齿条、齿轮及框结构28等构成本实用新型的又一套辅助支撑装置。在本实用新型的实施例中，齿条9的固定位置设于靠近椅背的近1/2处，而支撑轮组27的中心位置也是在同一位置左右，这样可以确保轮椅及其上的载荷的重心总是处于轮椅支撑位置之内，避免发生向前或后倾倒的危险。
为了防止在推动框28使其作与齿条相垂直的平面内的运动时，由于倾斜推力发生框变形而产生的运动阻力，在结构框28的两对边18a和18b间还垂直固定有导轨14，在支架11a和11b上各固定有两个水平定位轮16，且两对水平定位轮16各卡于导轨14两侧，这样就可以有效克服因倾斜方向推动框架28而产生的附加阻力。
从图2中还可见，在框形结构28的两对边18a和18b上分别安装有弹簧复位装置13。当框28运动至与箱体10相接触时，借助于装置13的作用，可以使其快速复位。
为使本实用新型使用更为方便，在轮椅后靠背上可设置用于临时放置支撑轮1的轴(此轴未在图中明确表示出来)，参见图3。
本实用新型蹬楼梯时的作业如下当本实用新型推至楼梯处时，先使轮椅的椅背靠近楼梯，推下导杆5使其下端的支撑轮27与地面接触，同时将导杆5上所设的定位卡销卡在导管4上所设的下定位缺口内，这样支撑轮27就被固定于地面位置。利用快速拆卸卡头取下支撑轮1，并将支撑轮1临时放置于轮椅背上所设的轴上。用外设的摇把套在齿轮轴21上，并使轴21上的花键与外设摇把套筒内的花键相啮合。转动摇把后齿条9会向下运动使齿条9上所设的支撑物23与地面稳定接触，此后再继续转动摇把即可将框结构28向上抬起，使框结构28上的垂直支架24上到上一层楼梯台阶的表面，倾斜支架25的支撑位置则处于第一层楼梯台阶，即地面上，此时推动框结构28，使其横向运动，即向图1的左边运动，直到框结构的左边框18a与第二层台阶相接触，这时垂直支撑架24与第二层楼梯台阶相接触，而倾斜支撑架25与地面间也产生可靠的支撑。再反向摇动外设摇把，使齿轮22作用于齿条19上，并通过齿条将整个轮椅及座椅上的载荷抬起至第二层楼梯台阶的高度，形成如图3所示的状态，再推动轮椅架3，使辅助支撑轮组27“蹬上”第二层台阶，参见图3。如此重复即可使本实用新型逐阶蹬上楼梯。当反向运行以上动作时可使轮椅逐阶从楼梯上下来。
通过以上的叙述可知，在将轮椅架3等抬起时，整个轮椅不受到水平方向的荷载，同时箱体10会与右边的弹簧复位机构20相接触，这时通过复位机构的作用可以很轻松地将轮椅向左推动。
另外还可见，在轮椅上楼的过程中，或者是由固定于框形结构28上的垂直和倾斜支撑架稳定作用于某一台阶上，或者是固定于齿条下端的支撑物23稳定作用于某一台阶上，不会发生自行向下滑动的问题，因此本实用新型具有较高的安全性。
权利要求1.一种可上下楼梯的轮椅，包括轮椅架(3)和固定于其上的座椅(2)、承重轮(1)，导向轮(8)，及设于轮椅上的三套辅助支撑装置，其特征在于承重轮(1)与轮椅架(3)间用可快速装卸的卡头连接，在轮椅架上设置的三套辅助支撑装置中，由垂直固定于轮椅架上的齿条(9)，在齿条(9)外伸端上固定的支撑物(23)构成一套辅助支撑装置，由设于刚性箱体(10)及其内且与齿条(9)相啮合的齿轮(22)，固定于所述的刚性箱体(10)且各自带有两个滚轮(15)的两个支架(11a)和(11b)，与滚轮(15)相配合的导槽(12)，由导槽(12)和边框(18a)和(18b)构成的框形结构(28)，以及固定在框形结构(28)的边(18a)的垂直支撑架(24)和固定于框结构(28)的边(18b)的带有一段水平支撑架的倾斜支撑架(25)构成一套辅助支撑装置，由固定于轮椅架(3)上的两个导管(4)和(26)，在导管(4)和(26)内滑动配合的导杆(5)和固定于导杆(5)下端的辅助支撑轮(27)构成另一套辅助支撑装置，其中导杆(5)的上端与导管(4)上设有相互配合的限位锁定机构，当转动齿轮(22)时可以带动第二辅助支撑装置相对齿条(9)做上下运动，而框形结构(28)在其上的导槽(12)与滚轮(15)间的配合使其可以相对齿条(9)做横向运动。
2.根据权利要求1所述的一种可上下楼梯的轮椅，其特征是齿条(9)在轮椅上的固定位置应位于靠近椅背的1/2至1/4处。
3.根据权利要求2所述的一种可上下楼梯的轮椅，其特征是在本实用新型中的齿条(9)上，沿其纵向其不带有齿的面至少固定设置在两条导轨(29)，在本实用新型的刚性箱体(10)内设有与所述的导轨(29)相配合的导轮(17)。
4.根据权利要求3所述的一种可上下楼梯的轮椅，其特征是在框形结构(28)的边(18a)和(18b)间还垂直固定有导轨(14)，在支架(11a)和(11b)上各固定有两个水平定位轮(16)，且两对水平定位轮(16)均卡于导轨(14)两侧。
5.根据权利要求1至4所述的任一种可上下楼梯的轮椅，其特征是导杆与导管间的锁定机构是设于(5)导杆上端的卡销和设于导管(4)上的上下定位缺口。
6.根据权利要求5所述的一种可上下楼梯的轮椅，其特征在于在框形结构(28)的边(18a)和(18b)上分别设置有弹簧复位机构(13)。
专利摘要本实用新型涉及一种供残疾人使用的轮椅,更为确切讲是一种带有特殊机构,可以在外力作用下逐阶蹬上楼梯台阶的轮椅。本实用新型的承重轮与轮椅架间用可快速装卸的卡头连接,在轮椅架上设置有用齿条齿轮驱动两组带支撑架和支撑物的辅助支撑装置和用导杆上卡销与导管上的定位缺口定位的带轮的辅助支撑装置,在进行蹬楼作业时是分别用两套带支撑架和支撑物的辅助支撑装置交替支撑轮椅及载荷。
文档编号A61G5/06GK2464304SQ0120562
公开日2001年12月12日 申请日期2001年2月19日 优先权日2001年2月19日
发明者师建军 申请人:师建军