用于手推式轮椅的低速齿轮系统及其使用方法
【专利摘要】本文中提供一种功能性地耦合到轮椅的低速齿轮驱动系统。
【专利说明】用于手推式轮椅的低速齿轮系统及其使用方法
【背景技术】
[0001 ] 本发明一股来说涉及医疗装置。明确地说，本发明涉及手推式轮椅。
[0002]美国存在经估计150万手动轮椅用户(mWCU)且全球存在经估计2亿轮椅用户。手动轮椅用户依赖于其上肢来进行日常生活的移动及活动。然而，高达70%的手动轮椅用户表示肩痛。mWCU的肩痛直接关联到进一步无能，包含难以执行日常生活的活动、减少的身体活动及降低的生活质量。总的来说，由疼痛所致的任何上肢功能损失不利地影响mWCU的独立性及可动性。因此，提供用以使肩痛最小化的创新技术、治疗及介入是必要的。
[0003]另外，一些轮椅用户可能具有其上肢的经减弱力量。减弱的量值可使以(明确地说)移动上坡所需的扭矩使用传统手动轮椅变得过度困难且不可行。因此，需要一种适应具有其上肢的经减弱力量的轮椅用户的手动轮椅。 [0004]使用电动轮椅消除对肩的所有劳损且减少肩痛。然而，电动椅对于大部分轮椅用户不是可行的选项，因为电动椅是昂贵的、沉重的(即，太沉重而不能装载到汽车中、需要特殊的厢式车及升降机)、因电池寿命而具有有限使用持续时间、需要频繁再充电、给能够手动推进其自己的椅的人提供较小灵活性、有时太宽而不适合穿过门口且因有限的上身移动而导致降低的身体健康。另外，在手动轮椅用户当中通过存在依附于这些装置的使用的消极羞耻感。大部分手动轮椅用户从不利用电动轮椅，除非电动轮椅是其最后的选项。
[0005]为了为经历难以推动轮椅的群体中的此很大一部分人解决问题，此项技术中已提供各种设计。实例包含动力辅助轮椅、杠杆操作轮椅及手动齿轮换挡轮椅。推圈激活式动力辅助轮椅(PAPAW)是解决此需要的最初技术中的一者。所述PAPAW类似于电动轮椅，但轮毂中的电池及电机有助于用户推动其椅。这些装置已展示将显著减小mWCU所使用的能量的量。然而，PAPAW是不理想的，因为其是沉重的(例如，531bs的附加重量)且与手动轮椅相比较难以操纵，因为其需要两个大电动机及电池。此外，在需要对电池进行再充电之前，此些装置的范围是有限的。此外，这些装置是相当昂贵的(例如，贵于进口水平的电动椅)，且价格不包含轮椅框架的成本。
[0006]杠杆操作轮椅是利用轮椅用户的较人体工学划船运动的创新方式。购自WijitWheelchairs(罗兹维尔，加利福尼亚州)的附加装置中提供实例杠杆操作轮椅。对这些装置的评估已展示杠杆是推进的较舒适方法，且其减小肩的工作量。然而，这些装置不遵循传统轮椅设计的概念；即，使用手推圈。因此，此些轮椅需要相对高的学习过程以在向前推进与倒退推进之间进行切换。由于当前手动轮椅用户进行倒退中刹车及推动的非直观方法，因此对这些装置了解起来极慢。
[0007]Magic Wheels (西雅图，华盛顿州)创造了其中第二齿轮特定满足上坡的双速轮椅附加系统。在使用此装置的临床试验中，实验对象经历肩痛的严重程度的显著降低。然而，限制是用户必须停止并手动换挡到其它齿轮中，例如，用身体转动轮子的侧上的转盘以换挡。对于其手(例如，因脊椎损伤)具有有限灵敏性的许多轮椅用户，转动此转盘是身体上不可能的。此外，用户必须知道何时换挡且因此具有认知障碍(例如创伤性脑损伤、痴呆等)的个人不能利用此装置。[0008]此项技术中需要一种在手动轮椅与电动轮椅之间配合的适合装置。
【发明内容】
[0009]本文中提供用于轮椅的低速齿轮驱动系统的方法、系统及设备。所述低速齿轮驱动系统可包括太阳齿轮、环形齿轮、一个或一个以上行星齿轮、行星架、轮轴及用于将所述低速齿轮系统安装到轮椅的框架的安装组合件。所述低速齿轮驱动系统的输入耦合到所述轮椅的手推圈，且输出耦合到所述轮椅的轮子。在一股实施例中，所述低速齿轮驱动系统的所述输入可耦合到任何驱动电源，例如电机、杠杆组合件及/或类似物。所述行星架及所述环形齿轮可固定地附接到所述手推圈或所述轮子。在替代实施例中，所述低速齿轮驱动系统可包括两个太阳齿轮、行星架、一个或一个以上行星齿轮对、轮轴及安装组合件。在此实施例中，第二太阳齿轮可与所述轮子啮合，且所述行星架或第一太阳齿轮可耦合到所述手推圈。
[0010]在另一实施例中，用于轮椅的所述低速齿轮驱动系统可进一步包括用于将所述轮子及驱动系统附接到所述轮椅的快速释放安装组合件。所述快速释放安装组合件包括辅助轮轴、轮轴板及与快速释放组合件相关联的辅助轮轴孔口，所述快速释放组合件包括杠杆及连结螺栓。通过啮合所述杠杆及连结螺栓，所述辅助孔口摩擦地啮合主要轮轴以将所述轮子及驱动系统附接到所述轮椅。在另一实施例中，所述快速释放安装组合件包括从所述轮轴突出以防止从轮轴孔口的无意移除的弹簧加压式滚珠轴承。
[0011]所述方法、系统及设备部分地陈述于以下说明中且部分地依据所述说明将显而易见，或可通过实践所述方法、设备及系统而了解。借助于所附权利要求书中特定指出的元件及组合可实现及达成所述方法、设备及系统的优点。应理解，以上大体说明及以下详细说明两者均仅是示范性及解释性的，且并非是对如所主张的所述方法、设备及系统的限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]在附图中，在本发明的几个优选实施例当中，相似元件由相似元件符号来识别。[0013]图1是轮椅设备的透视图。
[0014]图2A是附接到轮椅轮子的外侧的低速齿轮驱动系统的一个实施例，其中为清楚起见而省略行星护圈板。
[0015]图2B是图2A的实施例的分解图。
[0016]图3是图2A的描绘耦合到轮子的行星架的实施例的透视图。
[0017]图4A是安装组合件的组装图。
[0018]图4B是图4A的安装组合件的分解图。
[0019]图4C是装设于轮椅上的低速齿轮驱动系统及安装组合件的标准实施例的剖面图。
[0020]图5A是本发明的进一步包括快速释放安装组合件的实施例的拆开图。
[0021]图5B是本发明的进一步包括图5A的快速释放安装组合件的实施例的组装图。
[0022]图5C是包含装设于轮椅上的滚珠轴承及快速释放安装组合件的低速齿轮驱动系统的实施例的剖面图。
[0023]图6是低速齿轮驱动系统的一个实施例的分解透视图。[0024]图7A是低速齿轮驱动系统的另一实施例的透视图。
[0025]图7B是图7A中所描绘的低速齿轮驱动系统的实施例的替代透视图。
【具体实施方式】
[0026]结合附图一起阅读，依据一些实施例的以下详细说明将明了本发明的前述及其它特征及优点。所述详细说明及图式仅图解说明本发明而非限制由所附权利要求书及其等效物所界定的本发明的范围。
[0027]一股来说，本文中所揭示的实施例提供用于手推式轮椅的单个低速齿轮系统。与具有直接附接到轮子的手推圈的标准手动轮椅相反，本文中所揭示的实施例提供单个低速齿轮系统，其中手推圈转动低速齿轮系统的输入且轮子由低速齿轮系统的输出转动。在一些实施例中，低速齿轮系统的输入可耦合到任何驱动电源，例如电机、杠杆组合件、手推圈及/或类似物。
[0028]在优选实施例的操作中，轮椅用户仍向前推动手推圈、向后推动手推圈及沿相反方向推动手推圈以便转动；然而，手推圈驱动低速齿轮系统(位于每一轮子的毂附近)，低速齿轮系统又驱动轮子。此减 小轮椅用户所需的力量，此具有减小mWCU的肩痛的严重程度及发生率的可能性。
[0029]与此项技术中的电机驱动的轮椅相比，本文中所揭示的优选实施例的实例系统不具有受电池寿命限制的范围。此外，除轮椅外，实例系统的重量为小于lOlbs。与杠杆操作轮椅相比，本文中所揭示的优选实施例保持控制轮椅的标准手推圈方法。所述系统通过减小移动轮椅所需的力而给传统手臂动力轮椅的操作者提供在具有极少或不具有对操作者的肩的损伤的情况下利用轮椅。所述系统的输入耦合到手推圈，且输出耦合到轮子。经由包含行星齿轮系统的齿轮系统的使用及配置，可增加或减少手推圈相对于轮子的旋转速度，如所述设计提供。所述系统可包含环形齿轮、一个或一个以上太阳齿轮、行星架、一个或一个以上行星齿轮及用于将所述系统安装到轮椅的安装组合件。环形齿轮、太阳齿轮及行星架可固定地附接或可旋转地耦合到所述系统的轮轴或者轮椅的轮子或手推圈以实现手推圈与轮子之间的所要旋转比率。
[0030]在以下几页中提供本文中所揭示的实施例的详细说明。将了解，这些页提供关于本文中所揭示的实施例的细节，且本发明不限于这些实施例或细节。虽然展示且描述本文中所揭示的实施例，但应理解，所属领域的技术人员将明了其它修改形式、替换形式及替代形式。可在不背离本发明的精神及范围的情况下做出此些修改形式、替换形式及替代形式。
[0031]在一个实施例中，低速齿轮系统附接到轮椅设备100的两个轮子216中的每一者的外侧，如图1中所展示。或者，低速齿轮系统附接到轮椅100上的两个轮子216中的每一者的内侧。低速齿轮系统的输出耦合到轮子216且低速齿轮系统的输入连接到手推圈227，如图1中所展示。或者，低速齿轮系统的输入可连接到耦合到轮椅的任何手动动力装置或设备，或者(如果需要)任何电动系统。
[0032]本文中所揭示的实施例包含基于多种不同类型的齿轮驱动系统的低速齿轮系统，包含但不限于:行星齿轮组、复杂行星齿轮组、内摆线齿轮组、伞齿轮组、螺旋齿轮组、传统齿轮组及其中多个齿轮在多个旋转轴线上旋转的传统齿轮组。
[0033]虽然本文中所揭示的实施例中包含全部类型的齿轮传动系统，但相对于图2到4描述低速齿轮驱动系统的一个优选实施例。图2A描绘(如所展示)耦合到图1中的轮椅的低速齿轮驱动系统的实施例。低速齿轮系统200包括经由多个辐条204固定地附接到手推圈227的环形齿轮202。在一个实施例中，环形齿轮202同轴地固定到手推圈227的中心点或内径。此实施例不限制本文中所揭示的实施例的范围；环形齿轮202与手推圈227之间的任何附接方法均包含于本文中所揭示的实施例的范围内，例如由塑料、玻璃纤维、碳纤维或任何其它材料制成的实心圆盘。优选地，环形齿轮202同轴地安置于手推圈227内，且来自手推圈227的任何力传递到环形齿轮202。在一个实施例中，环形齿轮202通过辐条204同轴地附接到手推圈227的内径。在一个实施例中，手推圈227的内径介于约15英寸与29英寸之间；或者，介于约19英寸与25英寸之间；或者，介于约20英寸与23英寸之间。在一个实施例中，环形齿轮202的外径介于约3英寸与8英寸之间；或者，介于约4.0英寸与6.0英寸之间；或者，介于约4.5英寸与5.0英寸之间。因此，手推圈227的内径与环形齿轮202的外径的比率至少介于2与10之间；或者，介于至少3.5与5.5之间；或者，介于至少4.0与5.0之间。环形齿轮202可界定低速齿轮系统200的旋转轴线206。低速齿轮系统200可进一步包括太阳齿轮208。当太阳齿轮208同轴地安置于环形齿轮202内时，太阳齿轮208可界定可与环形齿轮202的旋转轴线206共线的旋转轴线。太阳齿轮208可固定地附接到轮轴210，轮轴210从太阳齿轮208的内表面同轴地延伸。
[0034]低速齿轮系统200进一步包括至少一个行星齿轮212及行星架214。行星齿轮212可与太阳齿轮208及环形齿轮202两者恒定咬合。在本实施例中，低速齿轮系统200包括三个行星齿轮212 ;三个或三个以上行星齿轮212将维持环形齿轮202与太阳齿轮208的旋转轴线的共线性。
[0035]图2B描绘图2A的实施例的分解图。在本实施例中，行星架214由主体部件218构成，主体部件218具有第一表面219 (如图3中所展不)、与第一表面219相对的第二表面220及第一表面219与第二表面220之间的壁厚度222。此外，主体部件218可经配置以界定轮轴210可通过的空隙223。空隙223可具有任何形状及大小，只要其足以准许轮轴210通过其即可。行星架214具有大于太阳齿轮208的直径但小于环形齿轮202的直径的直径。
[0036]行星架214进一步包括从主体部件218的第二表面220凸出的一个或一个以上行星柱224。优选地，行星柱224与主体部件218成整体。如图2A中所展示，行星齿轮212可旋转地耦合到行星柱224。
[0037]行星架214可接着固定地附接到轮子216。附接的方法取决于轮子的结构。如图3中所描绘的轮子216具有多个辐条217，因此一个选项为将一个或一个以上狭槽226形成于第一表面219上且到主体部件218的壁厚度222中，其中每一狭槽226适于接纳辐条217中的一者且与辐条217中的一者啮合。狭槽226安置于第一表面219的厚度内且从安置于第一表面219上的同心帽226a径向凸出。当狭槽226与轮子216的辐条217固定地相关联时，同心帽226a同轴地装配在轮子216上的轮毂215上方。当每一狭槽226与其相关联辐条217啮合时，行星架214将与轮子216啮合，使得行星架214无法相对于轮子216旋转。因此，当狭槽226可与轮子216的辐条217操作地啮合时，在旋转行星架214时，轮子216及辐条217也将旋转。
[0038]用于将行星架214紧固到轮子216的其它方法在本文中所揭示的实施例的范围内。其它方法包含螺纹耦合、键轴、焊接、紧定螺钉、螺母及/或螺栓、其中两者可彼此啮合的任何形状及将轮子216与行星架214组合成一个整体部分。将行星架214紧固到轮子216的这些及任何其它方法均包含于本文中所揭示的实施例的范围中。
[0039]低速齿轮系统200可进一步包括行星护圈板228，如图2B中所展示。行星护圈板228包含可操作地耦合到行星柱224的多个孔229，使得行星齿轮212定位于主体部件218的第二表面220与行星护圈板228中间，借此防止行星齿轮212沿着行星柱224的长度移动。行星护圈板228可通过任何适合方法(例如借助螺母239、铆钉或焊接)而紧固到行星柱224。优选地，行星护圈板228包含装配在太阳齿轮208上方的中心开口 229a。
[0040]图2A、2B及3中所图解说明的实施例的视图展示为耦合到图4A到4C中的轮椅主体框架。低速齿轮系统200可进一步包括安装组合件230以将低速齿轮系统200附接到轮椅的框架231。在本实施例中，安装组合件230包括托架232及螺母234。为将低速齿轮系统200附接到框架231，轮轴210可同轴地延伸穿过框架231中的第一轮轴孔口 236、在第一轮轴孔口 236的相对侧上突出。托架232可经配置以具有轮轴210可同轴地延伸穿过的第二轮轴孔口 238。为防止轮轴210旋转，轮轴210可包含一个或一个以上研磨扁平件240。在本实施例中，第二轮轴孔口 238经配置以容纳具有两个研磨扁平件的轮轴，当通过所述第二轮轴孔口时，所述研磨扁平件防止轮轴旋转。托架232可进一步经配置以与轮椅的框架231啮合，如图4A到4C中所展示。最后，托架232通过将螺母234附接到轮轴210的研磨扁平件240而紧固到框架。
[0041]防止轮轴210旋转的其它方法在本文中所揭示的实施例的范围内，例如锁紧垫圈、键轴、轴环、将轮轴直接焊接到框架或任何其它方法。图5A到5C中描绘用于防止轮轴旋转的方法的一个此实例。在此实例实施例中，轮轴210是主要轮轴，且主要轮轴210装配到框架231的主要轮轴孔口 236中。主要轮轴210的此实施例不具有研磨扁平件，但其通过焊接、胶合、紧定螺钉、螺纹耦合、键轴或任何其它牢固安装方式而借助轮轴板302固定地附接到辅助轮轴30 1，使得主要轮轴210在轮轴板302中无法旋转。辅助轮轴301接着装配到快速释放安装组合件303的辅助轮轴孔口 304中。在此实施例中，快速释放组合件303借助四个螺栓305附接到框架231。在替代实施例中，快速释放组合件303可通过焊接附接到框架231，或快速释放组合件303可与框架231成整体。通过将辅助轮轴301插入到辅助轮轴孔口 304中而防止主要轮轴210旋转。
[0042]在此特定实施例中，快速释放组合件303还用于允许轮子216快速地附接框架231或快速地从框架231拆开。通过将连结螺栓307的杠杆306翻动到向下位置(如图5A中所展示)，辅助轮轴孔口 304变大，从而允许辅助轮轴301自由地滑入或滑出。通过向上翻动连结螺栓307的杠杆306 (如图5B中所展示)，辅助轮轴孔口 304缩小，此通过摩擦防止辅助轮轴301滑动，从而有效地将整个轮子组合件可旋转地附接到框架231，但可将轮轴210及301固定地附接到框架231。在此实施例中，连结螺栓307安装于辅助轮轴孔口 304上，但其还可安装于主要轮轴孔口 236上。或者，主要轮轴210可以弹簧加压式滚珠轴承为特征，所述弹簧加压式滚珠轴承从轮轴210突出以防止轮轴滑入及滑出主要轮轴孔口 236。
[0043]为提供方便处置，行星护圈板228可以允许其用单手抓住的方式定形状。因此，行星护圈板228以手柄308为特征，如图5C中所展示。
[0044]为减少对齿轮齿的磨损、减少齿轮噪音及增加操作平稳度，滚珠轴承滚道309可形成到太阳齿轮208、行星护圈板228、行星架214及环形齿轮202中，如图5C中所展示。滚珠轴承滚道309允许滚珠轴承关于主要轮轴210沿同心圆滚动，因此允许平稳操作。替代地，可在不具有滚珠轴承的情况下进行且使用由耐磨材料(例如但不限于尼龙或缩醛)制成的滚道。在另一实施例中，还如图5C中所展示，多个辐条204可由将环形齿轮202连接到手推圈227的所形成圆盘310替换。所形成圆盘310具有额外益处，因为其防止手指被夹到辐条中。所形成圆盘310可为由塑料、玻璃纤维、碳纤维或任何其它材料制成的实心圆盘。
[0045]在操作中，用户旋转手推圈227。由旋转所赋予的动力将经由多个辐条204或所形成圆盘310传递到环形齿轮202，从而致使环形齿轮202旋转。环形齿轮202的旋转将通过其之间的咬合啮合而致使行星齿轮212旋转。由于太阳齿轮208固定地附接到轮轴210，因此行星齿轮212还将相对于旋转轴线206旋转。行星齿轮212关于旋转轴线206的旋转将使行星架214以及行星架214啮合到的轮子216旋转。通过调整环形齿轮202、太阳齿轮208、行星齿轮21 2及行星架214的大小，低速齿轮系统将使得手推圈227能够以与轮子216不同的角速度旋转。低速齿轮系统200可经配置以允许手推圈227以大于或小于轮子216的角速度(无论哪个为给定应用所期望的)的角速度旋转。
[0046]在先前所描述的实施例的情况下，可能的齿轮比包含大于1:1但小于2:1的任何比率。所述比率可通过相对于太阳齿轮的大小更改行星齿轮的大小而改变。当行星齿轮的大小减小时，齿轮比增加。如果环形齿轮连接到轮子且行星架附接到手推圈，那么在齿轮比完全相反的情况下实现高速齿轮系统。在以上实施例的此变化形式中，可能的齿轮比包含大于I '2但小于1:1的任何齿轮比。
[0047]在替代实施例中，行星架214固定地附接到手推圈227且环形齿轮202固定地附接到轮子216，如图6中所展示。行星架214可通过本文中以上所描述的附接到手推圈227的任何方法附接到手推圈227。在一个实施例中，行星护圈板228借助于多个辐条204同轴地固定到手推圈227，且在另一实施例中，行星护圈板228与所形成圆盘310附接。如上文所指示，板护圈板228可同轴地固定到手推圈227的中心点或内径。行星护圈板228包含行星柱224同轴地装配穿过的多个孔229，借此将行星架214固定地附接到手推圈227。类似地，环形齿轮202可通过本文中以上所描述的附接到轮子216的任何方法固定地附接到轮子216。在一个实施例中，环形齿轮202包含第一表面219上的安置于环形齿轮202的壁厚度内的一个或一个以上狭槽226，其中每一狭槽226适于接纳轮子216的辐条217中的一者且与轮子216的辐条217中的一者啮合。以类似方式，太阳齿轮208同轴地安置于环形齿轮202内且与至少一个行星齿轮212可旋转地相关联。至少一个行星齿轮212与行星柱224及环形齿轮202可旋转地相关联以将手推圈227及行星护圈板228的旋转传递到环形齿轮202及轮子216。太阳齿轮208可固定地附接到从太阳齿轮208的内表面同轴地延伸的轮轴210。在一些实施例中，环形齿轮202与行星架214的相对位置可颠倒以准许环形齿轮202附接到轮子216，如果需要如此附接方法的话。
[0048]图7A到7B中描绘本文中所揭示的本发明的进一步实施例。此处，低速齿轮系统500包括固定地附接到轮轴504的第一太阳齿轮502及固定地相关联到轮轴504的第二太阳齿轮506。低速齿轮系统500进一步包括第一行星齿轮508及第二行星齿轮510，其中第一行星齿轮508及第二行星齿轮510可旋转地耦合到行星架512。第一行星齿轮508可功能性地耦合到第二行星齿轮510，使得一者的旋转导致另一者的对应旋转。此外，第一行星齿轮508可与第一太阳齿轮502咬合且第二行星齿轮510可与第二太阳齿轮506咬合。
[0049]行星架512包含第一表面512a及第二表面512b,借此第一太阳齿轮502与第一表面512a可旋转地相关联且第二太阳齿轮506与第二表面506可旋转地相关联。第一行星齿轮508可旋转地耦合到行星架512的第一表面512a且第二行星齿轮510可旋转地耦合到行星架512的第二表面512b。在本实施例中，第一行星齿轮508及第二行星齿轮510经由包括行星柱514及滚珠轴承516的行星附接组合件513而耦合。第一行星齿轮508及第二行星齿轮510可通过任何适合方法(包含焊接、键、研磨扁平件、紧定螺钉及此项技术中已知的任何其它方法)可旋转地附接到行星柱514。为容纳滚珠轴承516，行星架512可包含经配置以允许滚珠轴承516安置于其中的孔口。滚珠轴承516可通过任何适合方法(例如通过焊接或压入配合)固定地附接到行星架512。行星柱514可接着附接到滚珠轴承516，使得行星柱514以及(延伸开来)第一行星齿轮508及第二行星齿轮510可相对于行星架512旋转。
[0050]第二太阳齿轮506可通过本文中以上所描述的用于附接到轮子216的任何附接方法固定地附接到轮子。举例来说，第二太阳齿轮506可包括从第二太阳齿轮506的表面506a凸出的多个突出部518。多个突出部518可围绕中心帽519径向地延伸，且突出部518可经配置以在突出部518中的每一者中间形成多个狭槽520。类似于以上将行星架214附接到轮子216的方法，多个狭槽520可经配置以与轮子216 (未画出)的辐条217相关联且与轮子216 (未画出)的辐条217固定地啮合，以便防止第二太阳齿轮506相对于轮子216旋转。因此，第二太阳齿轮506的旋转导致轮子216的辐条217的旋转。类似地，行星架512可通过本文中以上所描述的用于附接到轮子216的任何方法固定地附接到手推圈227的辐条204。或者，行星架512借助于所形成圆盘310或多个辐条204同轴地固定于手推圈227的内径内。
[0051]在替代实施 例中，行星架512可固定地附接到轮子216，而第一太阳齿轮502及第二太阳齿轮506可固定地附接到手推圈227。第一太阳齿轮502及第二太阳齿轮506可通过本文中以上所描述的方法中的任一者固定地附接到手推圈227，且行星架512可通过本文中以上所描述的方法中的任一者附接到轮子216。
[0052]在进一步替代实施例中，行星架512、第一太阳齿轮502、第二太阳齿轮506及第一行星齿轮508及第二行星齿轮510对可沿着轮轴210的长度以任何次序定位。此包含其中第一太阳齿轮502、第二太阳齿轮506及第一行星齿轮508及第二行星齿轮510对在行星架512的一侧上的配置。
[0053]虽然已结合各种实施例一起描述了本发明，但将理解，本发明能够进行进一步修改。本申请案打算涵盖本发明的任何变化、使用或改动，所述变化、使用或改动一股遵循本发明的原理且包含与本发明背离但归属于与本发明相关的技术内的已知及习惯实践内的此些变化、使用或改动。
【权利要求】
1.一种可适于轮椅的低速驱动齿轮轮子设备，其包括: 轮子； 手推圈，其与所述轮子相关联；及 低速齿轮驱动系统，其与所述轮子相关联； 其中所述低速齿轮驱动系统包括适于固定地附接到基于轮子的系统的主体框架的轮轴，所述低速齿轮驱动系统的输出耦合到所述轮子，且所述低速齿轮驱动系统的输入耦合到所述手推圈。
2.根据权利要求1所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述低速齿轮驱动系统是包括以下各项的行星齿轮传动系统: 太阳齿轮； 环形齿轮； 行星架；及 至少一个行星齿轮，其可旋转地耦合到所述行星架且与所述太阳齿轮及所述环形齿轮恒定咬合； 其中所述太阳齿轮固定地附接到所述低速齿轮驱动系统的所述轮轴。
3.根据权利要求2所述的低速驱动齿轮轮子设备，其进一步包括形成于所述太阳齿轮、所述环形齿轮及所述行星架中的至少一者中的滚珠轴承滚道；其中所述滚珠轴承滚道用于维持同轴旋转且所述滚珠轴承滚道具有安置于其中的滚珠轴承。
4.根据权利要求2所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述低速齿轮驱动系统的所述环形齿轮通过选自由辐条及大圆盘组成的群组的固定方法中的一者固定地附接到所述相关联手推圈。
5.根据权利要求2所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述轮子进一步包括多个辐条，且所述行星架包括主体部件，所述主体部件具有第一表面、第二表面及在所述第一表面与所述第二表面之间的厚度； 一个或一个以上行星柱，其从所述主体部件的所述第二表面凸出；及 一个或一个以上狭槽，其形成于所述第一表面上到所述主体部件的壁厚度中； 其中每一狭槽与所述轮子的所述多个辐条中的所述辐条中的一者相关联。
6.根据权利要求5所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述低速齿轮驱动系统进一步包括经由所述行星柱固定地附接到所述行星架的行星护圈板。
7.根据权利要求2所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述行星架通过选自由焊接、紧定螺钉、研磨扁平件及键轴组成的群组的附接方法中的一者固定地附接到所述轮子，或者将所述行星架及所述轮子制造为一个单件。
8.根据权利要求1所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述设备进一步包括用于将所述低速驱动齿轮轮子设备附接到基于轮子的系统的主体框架上的快速释放附接点的快速释放安装机构。
9.根据权利要求8所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述快速释放安装机构包括: a.辅助轮轴；及 b.轮轴板； c.其中所述基于轮子的系统的所述主体框架具有包括以下各项的快速释放附接点:i.动作组合件，其包括杠杆及连结螺栓，所述杠杆及所述连结螺栓可操作地彼此耦合； ii.辅助轮轴孔口，其适于接纳所述辅助轮轴；且所述辅助轮轴固定地耦合到所述轮轴板；所述轮轴板及辅助轮轴固定地耦合到所述低速齿轮驱动系统的所述轮轴；所述动作组合件可操作地耦合到所述辅助轮轴孔口以便在插入时使所述辅助轮轴孔口紧固在所述辅助轮轴周围，借此通过压缩摩擦力将所述辅助轮轴固定地耦合于所述辅助轮轴孔口内。
10.根据权利要求9所述的设备，其进一步包括经由所述行星柱固定地附接到所述行星架的行星护圈板。
11.根据权利要求1所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述低速齿轮驱动系统的所述轮轴适于通过包括托架的安装组合件固定地附接到基于轮子的系统的主体框架，其中所述托架经配置以不可旋转地耦合到所述基于轮子的系统的所述主体框架，且所述轮轴包括选自由螺纹耦合、研磨扁平件、紧定螺钉及键组成的群组的附接配置中的一者。
12.根据权利要求1所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述低速齿轮驱动系统包括: 第一太阳齿轮； 第二太阳齿轮； 行星架；及 至少一对第一行星齿轮及第二行星齿轮，其可旋转地耦合到所述行星架； 其中所述第一行星齿轮固定地耦合到所述第二行星齿轮，所述第一行星齿轮与所述第一太阳齿轮恒定咬合，且所述第二行星齿轮与所述第二太阳齿轮恒定咬合。
13.根据权利要求12所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述低速齿轮驱动系统进一步包括与一对第一行星齿轮及第二行星齿轮相关联的至少一个行星附接组合件，所述行星附接组合件固定地附接到所述行星架。
14.根据权利要求13所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述行星架包括与所述行星附接组合件相关联的孔口，所述孔口经配置以允许所述行星附接组合件安置于所述孔口内，且所述行星附接组合件安置于所述孔口内并焊接到所述行星架。
15.根据权利要求14所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述行星附接组合件包括滚珠轴承及一个或一个以上行星柱，其中所述第一行星齿轮及第二行星齿轮固定地附接到所述一个或一个以上行星柱，且所述行星柱可旋转地耦合到所述行星架。
16.根据权利要求12所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述第一太阳齿轮固定地附接到所述轮轴，所述第二太阳齿轮可旋转地耦合到所述轮轴，且所述第二太阳齿轮固定地附接到所述轮子。
17.根据权利要求12所述的低速驱动齿轮轮子设备，其中所述第一太阳齿轮及所述第二太阳齿轮两者均可旋转地耦合到所述轮轴，所述行星架固定地附接到所述轮轴，所述第一太阳齿轮通过选自由辐条及大圆盘组成的群组的附接方法固定地附接到所述手推圈，且所述第二太阳齿轮固定地附接到所述轮子。
18.根据权利要求12所述的设备，其进一步包括形成于所述太阳齿轮、环形齿轮及所述行星架中的至少一者中的滚珠轴承滚道；其中所述滚珠轴承滚道用于维持同轴旋转且所述滚珠轴承滚道具有安置于其中的滚珠轴承。
19.一种可适于轮椅的低速齿轮驱动系统,其包括:太阳齿轮； 环形齿轮； 行星架； 轮轴；及 至少一个行星齿轮，其可旋转地耦合到所述行星架且与所述太阳齿轮及所述环形齿轮两者恒定咬合； 其中所述太阳齿轮固定地附接到所述轮轴。
20.一种可适于轮椅的低速齿轮驱动系统,其包括 第一太阳齿轮； 第二太阳齿轮； 行星架； 至少一对第一行星齿轮及第二行星齿轮；及 轮轴； 其中所述第一行星齿轮及所述第二行星齿轮可旋转地耦合到所述行星架，所述第一行星齿轮固定地耦合到所述第二行星齿轮；所述第一行星齿轮与所述第一太阳齿轮恒定咬合，且所述第二行星齿轮与所述第二太阳齿轮恒定咬合。
【文档编号】A61G5/02GK103998002SQ201280048213
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2011年9月29日
【发明者】斯科特·C·戴格尔 申请人:智能车轮公司