一种具有全姿态调节的电动轮椅的制作方法

本发明涉及一种电动轮椅，尤其是一种具有坐姿、站姿、躺姿、零重力以及动态摇椅等功能的全姿态调节电动轮椅。

背景技术：

轮椅是康复的重要工具，它不仅是肢体伤残者、老年人的代步工具，更重要的是使他们借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。目前，市场上的轮椅多种多样，为了更好的满足残障人士、老年人生活自理的需要，增加了多种功能，例如有的轮椅增加了电动驱动功能，这些改进极大的满足了残障人士、老年人生活自理的需要。

普通的电动轮椅通常只是在轮椅上加装电动马达以驱动轮椅移动，随着中国老年人越来越多，电动轮椅也深受广大群众的喜欢，但现有的普通电动轮椅只有坐姿一种姿势，久坐不能随意改变姿势，会使臀部肌肉长期受压迫血液循环受阻，不利于尚未恢复站立能力的患者进行站立康复训练；另外，市面上的平躺式轮椅都是手动控制平躺、坐姿的切换的，需要护理人员的帮助才能完成姿态调节，操作不方便，不能满足使用者多种姿态调整的需求、不利于使用者的康复训练。

技术实现要素：

本发明提供了一种具有全姿态调节的电动轮椅，能够实现坐姿、站姿、躺姿、零重力姿态以及动态摇椅等多种姿态的自动调节，满足使用者任意姿态调节的需求，有助于使用者进行康复训练。

为了解决上述问题，本发明提供一种具有全姿态调节的电动轮椅，包括主架，所述主架上固定有滚轮，所述主架上固定有支撑机构，所述支撑机构包括座板、脚托板和靠背板，所述座板的两端还分别铰接固定有所述脚托板和所述靠背板，所述座板与所述脚托板之间、所述座板与所述靠背板之间分别固定有用于调节位置关系的电动推杆；所述主架与所述座板之间设有座板姿态调节机构，所述座板姿态调节机构通过调节、保持或动态调节所述座板的位置实现所述电动轮椅的全姿态调节；所述电动轮椅还包括与电动推杆相连以控制电动推杆伸缩的主控制器。

本发明提供的具有全姿态调节的电动轮椅还具有以下技术特征：

进一步地，所述座板姿态调节机构包括固定在所述主架上的底座，所述座板铰接固定在所述底座上，所述座板姿态调节机构还包括设置在所述底座与所述座板之间用于调节所述座板位置的电动推杆，所述主控制器通过控制电动推杆调节所述座板的位置，所述座板姿态调节机构还包括设置在所述主架与所述主架之间用于驱动所述支撑机构摆动的摇摆机构。

进一步地，所述座板与所述脚托板之间设有第一电动推杆，所述第一电动推杆的两端分别铰接固定在所述座板与所述脚托板上；所述座板与所述靠背板之间设有第二电动推杆，所述第二电动推杆的两端分别铰接固定在所述座板与所述靠背板上；所述座板与所述底座之间设有第三电动推杆，所述第三电动推杆的两端分别铰接固定在所述座板与所述底座上。

进一步地，所述主控制器可通过控制所述第一电动推杆、所述第二电动推杆、所述第三电动推杆和所述摇摆机构使得所述支撑机构处于零重力姿态，所述支撑机构处于零重力姿态时，所述座板与所述靠背板之间的夹角为115°至135°，所述座板与水平面之间的夹角为25°至35°。

进一步地，所述主架包括底板和固定在所述底板上的竖直杆，所述底座铰接固定在所述竖直杆上，所述摇摆机构为固定在所述主架与所述底座之间的第四电动推杆，所述主控制器与所述第四电动推杆相连并控制所述第四电动推杆伸缩运动以驱动所述底座摆动。

进一步地，所述主控制器驱动所述第四电动推杆伸缩运动使得所述底座绕所述底座与所述主架的铰接轴摆动，或所述主控制器驱动所述第四电动推杆伸缩运动使得所述支撑机构绕所述底座与所述座板的铰接轴摆动。

进一步地，所述主架包括底板和固定在所述底板上的齿条，所述底座包括直线段和与所述齿条配合的齿轮，所述底座铰接固定在所述直线段上，所述摇摆机构包括所述齿轮、所述齿条和固定在所述主架与所述底座之间的第四电动推杆，所述主控制器与所述第四电动推杆相连并控制所述第四电动推杆伸缩运动以驱动所述底座摆动。

进一步地，所述底座与所述底板之间还设有拉簧以防止所述齿轮与所述齿条脱离。

进一步地，所述主架为固定有所述滚轮的底板，所述底座为铰接固定在所述底板上的第一摆杆，所述第一摆杆的另一端与所述座板铰接相连，所述座板与所述底板之间还铰接固定与第二摆杆，所述第三电动推杆的两端分别铰接固定在所述底板和所述第二摆杆上；所述摆动机构包括所述第一摆杆、所述第二摆杆和所述第三电动推杆，所述主控制器控制所述第三电动推杆伸缩运动以驱动所述座板摆动。

进一步地，所述主架包括底板和固定在所述底板上的侧板，所述底座包括水平板和竖直板，所述座板铰接固定在所述竖直板上，所述水平板的下部固定有滑轮使得所述底座支撑在所述底板上，所述水平板与所述侧板之间设有所述第四电动推杆；所述摆动机构包括所述滑轮和所述第四电动推杆，所述主控制器控制所述第四电动推杆伸缩运动以驱动所述底座在所述底板上往复运动。

进一步地，所述主架为固定有所述滚轮的底板，所述底座包括水平板和固定在所述水平板上的竖直板，所述座板铰接固定在所述竖直板上，所述水平板的一端通过第一摆杆与所述底板相连，所述第一摆杆的两端分别于所述水平板和所述底板铰接相连，所述水平板的另一端铰接固定有曲柄，所述底板上固定有电机，所述曲柄固定在所述电机的转轴上。

本发明具有如下有益效果：座板与脚托板和靠背板铰接相连，且座板与脚托板之间、座板与靠背板之间分别固定有用于调节位置关系的电动推杆，由此可以通过控制电动推杆的伸缩调整座板、脚托板和靠背板之间的相对位置关系，实现坐姿、躺姿和站姿等多种姿态，还可以根据用户或程序设定的方案通过控制电动推杆的伸缩量实现任意姿态的调整及固定以满足使用者的需求，根据不同用户自身的特点使用户可以选择最舒服的姿态；通过主控制器控制各电动推杆伸缩运动使各电动推杆的伸缩运动相互配合还能实现多种姿态的动态调整以进行辅助康复训练；主架与座板之间设有用于调节座板位置的座板姿态调节机构，可以根据需要对座板的位置进行调节，使座板可以保持在不同的位置，也可以根据需要对座板的位置进行动态调节，使座板在不同的位置之间往复运动，使得由座板、脚托板和靠背板构成的支撑机构在摆动机构的驱动下进行摇摆以模拟摇椅的摆动，为用户提供不同的使用体验，满足用户的多种功能需求，扩展该电动轮椅的用户群体。

附图说明

图1为本发明实施例1的具有全姿态调节的电动轮椅的坐姿状态的结构示意图；

图2为本发明实施例1的电动轮椅的站姿状态的结构示意图；

图3为本发明实施例1的电动轮椅的躺姿状态的结构示意图；

图4为本发明实施例1的电动轮椅的摇椅及零重力状态的结构示意图；

图5为本发明实施例1的电动轮椅零重力状态时的使用状态示意图；

图6为本发明实施例2的具有全姿态调节的电动轮椅的坐姿状态的结构示意图；

图7为本发明实施例2的电动轮椅的站姿状态的结构示意图；

图8为本发明实施例2的电动轮椅的躺姿状态的结构示意图；

图9为本发明实施例2的电动轮椅的摇椅及零重力状态的结构示意图；

图10为本发明实施例3的具有全姿态调节的电动轮椅的坐姿状态的结构示意图；

图11为本发明实施例3的电动轮椅的站姿状态的结构示意图；

图12为本发明实施例3的电动轮椅的躺姿状态的结构示意图；

图13为本发明实施例3的电动轮椅的摇椅及零重力状态的结构示意图；

图14为本发明实施例4的具有全姿态调节的电动轮椅的坐姿状态的结构示意图；

图15为本发明实施例4的电动轮椅的站姿状态的结构示意图；

图16为本发明实施例4的电动轮椅的躺姿状态的结构示意图；

图17为本发明实施例4的电动轮椅的摇椅及零重力状态的结构示意图；

图18为本发明实施例5的具有全姿态调节的电动轮椅的坐姿状态的结构示意图；

图19为本发明实施例5的电动轮椅的站姿状态的结构示意图；

图20为本发明实施例5的电动轮椅的躺姿状态的结构示意图；

图21为本发明实施例5的电动轮椅的摇椅及零重力状态的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图21所示的本发明的具有全姿态调节的电动轮椅的五个实施例中，该具有全姿态调节的电动轮椅包括主架10，主架10上固定有滚轮11，主架10上固定有支撑机构30，支撑机构30包括座板31、脚托板32和靠背板33，座板31的两端还分别铰接固定有脚托板32和靠背板33，座板31与脚托板32之间、座板31与靠背板33之间分别固定有用于调节位置关系的电动推杆；主架10与座板31之间设有座板姿态调节机构，所述座板姿态调节机构通过调节、保持或动态调节座板31的位置实现所述电动轮椅的全姿态调节；所述电动轮椅还包括与电动推杆相连以控制电动推杆伸缩的主控制器。可以理解的是，所述主控制器为包含微控制单元（MCU，Microcontroller Unit）或处理器（CPU，Central Processing Unit）的控制模块，微控制单元及处理器为本领域技术人员熟知的技术，在此不再赘述。该实施例中的具有全姿态调节的电动轮椅，座板与脚托板和靠背板铰接相连，且座板与脚托板之间、座板与靠背板之间分别固定有用于调节位置关系的电动推杆，由此可以通过控制电动推杆的伸缩调整座板、脚托板和靠背板之间的相对位置关系，实现坐姿、躺姿和站姿等多种姿态，还可以根据用户或程序设定的方案通过控制电动推杆的伸缩量实现任意姿态的调整及固定以满足使用者的需求，根据不同用户自身的特点使用户可以选择最舒服的姿态；通过主控制器控制各电动推杆伸缩运动使各电动推杆的伸缩运动相互配合还能实现多种姿态的动态调整以进行辅助康复训练；主架与座板之间设有用于调节座板位置的座板姿态调节机构，可以根据需要对座板的位置进行调节，使座板可以保持在不同的位置，也可以根据需要对座板的位置进行动态调节，使座板在不同的位置之间往复运动，可以使得由座板、脚托板和靠背板构成的支撑机构在摆动机构的驱动下进行摇摆以模拟摇椅的摆动，为用户提供不同的使用体验，满足用户的多种功能需求，扩展该电动轮椅的用户群体。

在上述五个实施例中，具有全姿态调节的电动轮椅还具有以下技术特征：所述座板姿态调节机构包括固定在主架10上的底座20，座板31铰接固定在底座20上，所述座板姿态调节机构还包括设置在底座20与座板31之间用于调节座板31位置的电动推杆，所述主控制器通过控制电动推杆调节座板31的位置，所述座板姿态调节机构还包括设置在主架10与座板31之间用于驱动支撑机构30摆动的摇摆机构。座板31与脚托板32之间设有第一电动推杆41，第一电动推杆41的两端分别铰接固定在座板31与脚托板32上；座板31与靠背板33之间设有第二电动推杆42，第二电动推杆42的两端分别铰接固定在座板31与靠背板33上；座板31与底座20之间设有第三电动推杆43，第三电动推杆43的两端分别铰接固定在座板31与底座20上，由此可通过主控制器控制第一电动推杆41、第二电动推杆42和第三电动推杆43的伸缩运动及伸缩量，实现座板31、脚托板32和靠背板33之间位置关系的调整，以及座板31与底座20之间位置关系的调整，由此可实现坐姿、站姿及躺姿的调整，满足使用者不同的使用需求。所述主控制器可通过控制第一电动推杆41、第二电动推杆42、第三电动推杆43和所述摇摆机构使得支撑机构30处于零重力姿态，支撑机构30处于零重力姿态时，座板31与靠背板33之间的夹角为115°至135°，座板31与水平面之间的夹角为25°至35°，在所述零重力姿态，使用者的身体重量有座板31和靠背板33承担且使得用户的体重被最大程度地平均分配到座板31和靠背板33上，使得用户获得最佳的使用体验。为了便于理解本发明的具有全姿态调节的电动轮椅的原理，对各实施例进行具体说明如下。

实施例一：如图1至图5所示，主架10包括底板12和固定在底板12上的竖直杆13，底座20铰接固定在竖直杆13上，所述摇摆机构为固定在主架10与底座20之间的第四电动推杆43，所述主控制器与第四电动推杆43相连并控制第四电动推杆43伸缩运动以驱动底座20摆动；具体而言，底座20绕底座20与竖直杆13的铰轴摆动，由此使得底座20带动支撑机构30整体摆动以模拟摇椅的摆动。另外，在该实施例中，所述主控制器驱动第四电动推杆43伸缩运动使得底座20绕底座20与主架10的铰接轴摆动，也可以通过所述主控制器驱动所述第三电动推杆43伸缩运动使得支撑机构30绕底座20与座板31的铰接轴摆动，由此形成至少两种形式的摇椅，也可以由第三电动推杆43和第四电动推杆44共同运动叠加形成不同的摆动轨迹，模拟摇椅功能，为用户提供不同的使用体验，满足用户的多种功能需求，扩展该电动轮椅的用户群体。

实施例二：如图6至图9所示，主架10包括底板12和固定在底板上的齿条13，底座20包括直线段21和与齿条13配合的齿轮22，底座20铰接固定在直线段21上，所述摇摆机构包括齿轮22、齿条13和固定在主架10与底座20之间的第四电动推杆44，所述主控制器与第四电动推杆44相连并控制第四电动推杆44伸缩运动以驱动底座20摆动，由此使得底座20带动支撑机构30整体摆动以模拟摇椅的摆动，为用户提供不同的使用体验，满足用户的多种功能需求，扩展该电动轮椅的用户群体。底座20与底板12之间还设有拉簧14以防止齿轮22与齿条13脱离。

实施例三：如图10至图13所示，主架10为固定有滚轮11的底板12，底座20为铰接固定在底板12上的第一摆杆51，第一摆杆51的另一端与座板31铰接相连，座板31与底板12之间还铰接固定与第二摆杆52，第三电动推杆43的两端分别铰接固定在底板12和第二摆杆52上；所述摆动机构包括所述第一摆杆51、第二摆杆52和所述第三电动推杆43，所述主控制器控制第三电动推杆43伸缩运动以驱动座板31摆动，模拟摇椅功能，为用户提供不同的使用体验，满足用户的多种功能需求，扩展该电动轮椅的用户群体。

实施例四：如图14至图17所示，主架10包括底板12和固定在底板12上的侧板13，底座20包括水平板21和竖直板22，座板31铰接固定在竖直板22上，水平板21的下部固定有滑轮23使得底座20支撑在底板12上，水平板与21侧板13之间设有第四电动推杆44；所述摆动机构包括滑轮23和第四电动推杆44，所述主控制器控制所述第四电动推杆44伸缩运动以驱动底座20在底板12上往复运动。 可以理解的是，主控制器可通过控制第三电动推杆43的伸缩运动使得支撑机构30绕座板31与竖直板22的铰接轴摆动，由此可配合底座20在底板12上的往复运动模拟摇椅功能，为用户提供不同的使用体验，满足用户的多种功能需求，扩展该电动轮椅的用户群体。

实施例五：如图18至图21所示，主架10为固定有滚轮11的底板12，底座20包括水平板21和固定在水平板21上的竖直板22，座板31铰接固定在竖直板22上，水平板21的一端通过第一摆杆51与底板12相连，第一摆杆51的两端分别于水平板21和底板12铰接相连，水平板21的另一端铰接固定有曲柄52，底板12上固定有电机53，曲柄52固定在电机53的转轴上，通过主控制器控制电机53旋转，电机转轴上的曲柄52驱动底座20摆动，由此模拟摇椅功能，为用户提供不同的使用体验，满足用户的多种功能需求，扩展该电动轮椅的用户群体。可以理解的是，主控制器同时控制电机53和第三电动推杆43可通过运动叠加使得座板31按不同轨迹的摆动，模拟不同形式的摇椅运动轨迹。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。