手动轮椅轮子以及控制该轮椅轮子的装置的制作方法

专利名称：手动轮椅轮子以及控制该轮椅轮子的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及手动轮椅轮子，更具 体而言，提供一种通过内置齿轮毂进行变速以实现前进及后退驱动，具有防止后退功能，轻量且能够简单地与现有轮椅轮子交換的手动轮椅轮子。
背景技术：
很多轮椅使用者在办公室工作或休闲活动等日常生活中，希望无他人的帮助独立活动。但是，斜波、门槛、草坪或沙滩等由于路面不平而很难移动的地形等存在诸多阻碍轮椅使用者的独立活动的要素。而且，现有手动轮椅在搬运工具方面效率不佳。尤其，很多人由于受伤或腕力不足，或者难以保持推轮椅的姿势，因此有效地使用轮椅实在是困难重重。据研究，轮椅的推动效率是5%至18%。手动轮椅的低效率使得手动轮椅不能有效地使用或很难使用。由于轮椅使用者利用上半身的关节和肌肉，因此腕管综合症或肩袖腱炎等负伤的危险度达50%以上(一般人3% )，由于要推动轮椅不仅身体疲劳而且经常受伤。使用轮椅的时间越长受伤率也越高，还会出现随着年龄的增长心肺力量减小的倾向。因此需要ー种改善用手把轮环来进行推动的方案。为解决所述问题点，在国内外尝试各种试验，即杠杆驱动装置、曲柄驱动装置、自行车用齿轮毂等。但是，这些都不是能广泛适用在エ业上的解决方案。可能会认为只要将自行车变速方式适用在轮椅上，就能解决所有问题，但是，自行车只能进行前进的变速而不能后退变速，因此不能适用在轮椅上。所以需要可以两方向驱动的同时具有变速功能，井能够以少的力量驱动手把轮环的轮椅，还需要具有防止后退功能的轮椅。但是若不能适用于现有的轮椅而需要购买新的轮椅的话，不仅造成经济上的负担，还会浪费资源。因此，需要ー种不管轮子固定是一般的轮椅或可拆卸轮子的高级轮椅，不改变现有轮椅的车体，也能将具有所述功能的手动轮椅轮子与现有的轮椅轮子交換使用的固定装置。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够进行前进及后退的双方向驱动并具有变速功能的手动轮椅轮子。本发明的另一目的在于，提供ー种具有防止后退功能的手动轮椅轮子。本发明的其他另ー目的在于，提供一种即使不改变现有轮椅的车体，也能将现有轮椅轮子与符合所述目的的手动轮椅轮子交換使用的轮椅轮子以及固定部件。本发明的其他另ー目的在于，提供一种在安装有符合所述目的的手动轮椅轮子的轮椅上能够同时调整左右轮子的固定部件及手动把手。本发明的目的如下达成，S卩，本发明提供手动轮椅轮子，包括中心轴，具有轴向孔和半径方向的通孔，被设置为不能对车体进行旋转；输入部件，被支撑在所述中心轴，与手把轮环结合一起旋转；输出部件，被支撑在所述中心轴，与轮子结合一起旋转；行星齿轮组，具有设置在所述输入部件和输出部件中的ー个的多个行星齿轮和，啮合在所述行星齿轮的至少ー个太阳齿轮和，设置在所述输入部件和输出部件中的另ー个，并与所述行星齿轮啮合的环形齿轮；至少ー个变速离合器，參与所述太阳齿轮的旋转或不旋转；直接耦合离合器，与所述输入部件和输出部件结合一起旋转或分离而參与各自的自由旋转；变速凸轮，可旋转地设置在所述中心轴的轴向孔，控制所述变速离合器和直接耦合离合器的运转，从而根据所述变速凸轮的旋转方向位置，分别不同的离合器运转，而将所述手把轮环的前进及后退的驱动カ变速为两级以上传递至轮子。所述变速离合器，包括太阳齿轮，具有朝轴方向或半径方向突出的多个突起；变速离合器环，围绕所述中心轴，并具有能够与所述突起啮合或从所述突起脱离的多个突起，并设置为能够朝轴方向平移而不能进行旋转；弹性部件，按压所述变速离合器环以朝啮合位置移动。
所述直接耦合离合器，包括所述输入部件及输出部件，在相面对的侧面具有朝轴方向或半径方向突出的多个突起；旋转离合器环，围绕所述中心轴，并具有能够与所述突起啮合或从所述突起脱离的多个突起，并与所述输入部件及输出部件中的一个部件一同旋转朝轴方向滑动；导向环，被设置为可朝轴方向平移而不能进行旋转，所述导向环与所述旋转离合器环接触；弾性部件，按压所述旋转离合器环以朝啮合位置移动。所述变速凸轮，包括轴向凸轮面，其通过所述中心轴的半径方向的通孔与所述变速离合器环或导向环结合，按照所述变速凸轮的旋转方向位置将所述变速离合器环引导至脱离位置，并允许所述变速离合器环移动到啮合位置；轴向凸轮面，将所述旋转离合器环引导至脱离位置，并允许所述旋转离合器环移动到啮合位置。所谓引导是接触在凸轮面而勉强移动，允许移动是在要移动的位置形成凸轮面，被弾性部件按压而移动到目标位置。所述弹性部件优选为螺旋弹簧或波形垫圈。所述弹性部件对变速凸轮的圆滑的旋转起重要的作用。即，若使变速凸轮旋转，则在离合器的啮合过程中，需要啮合的离合器的两侧突起的端部会发生相接触的情况，此时，与啮合与否无关，弾性部件帮助变速凸轮能够旋转。本发明的手动轮椅轮子，优选包括制动部件，不能旋转地设置在所述中心轴，在外周面形成有多个凹槽，在该凹槽具有动カ传递面；输出部件，围绕所述制动部件，在其内周面具有动カ传递面；多个结合部件，设置在所述各凹槽，接触所述两个动カ传递面被嵌入结合；弾性部件，朝后退旋转方向按压所述结合部件以使所述结合部件接触在所述两个动カ传递面；防止后退离合器，进ー步包括引导所述结合部件以免与所述两个动カ传递面中的至少ー个接触的结合部件导向板，从而控制所述结合部件导向板的旋转方向位置，能够选择性地防止后退。中心轴，包括车体支撑部，通过形成在所述车体的通孔而支撑车体；变速部,容納所述变速凸轮，并可旋转地支撑所述输入部件及输出部件；旋转固定部，不能旋转地固定所述中心轴，从而所述中心轴安装成不会从车体脱离且不能旋转。进一歩，为了构成能够迅速安装在车体或从车体拆卸的手动轮椅轮子，优选构成为，包括推杆，贯穿具有所述中心轴和通孔的变速凸轮而配置；中心轴端部，当对所述推杆施加轴向压カ时，被缩小成能自如地移动在所述车体的通孔，当解除对所述推杆的压力时，被扩张而紧固固定在所述车体的通孔，从而能够迅速地安装在车体或从车体脱离。为了将轮椅轮子适用在各种轮椅车体的通孔，以组装的方式构成所述中心轴的车体支撑部和变速部，优选构成为仅交换卡式车体支撑部。所述输出部件优选作为围绕所述中心轴和输入部件、行星齿轮组、变速离合器、直接耦合离合器、变速凸轮的轮毂运转。可通过将变速轴朝轮子的外侧突出，容易达成在汽车的侧面分别进行变速的方法，但是需要分别控制左右轮椅轮子。为了分别控制左右轮椅轮子，优选通过从所述变速凸轮贯穿所述中心轴朝车体相反方向突出的突起和结合在所述突起的变速杆来控制所述变速凸轮的旋转方向位置，所述结合部件导向板通过 经中心轴可旋转地贯穿变速凸轮的制动连杆和结合在所述制动连杆的制动杆来控制所述结合部件导向板的旋转方向位置。但是，由于变速杆和制动杆互相独立地形成在车体外侧，因此不仅操作不方便，而且，在行驶中杠杆受周围环境的影响而引起变形或有可能妨碍轮椅的行驶，而且，不可避免在不同时控制两侧轮子时发生的两侧轮子的不均衡。这些不均衡会改变行驶方向，因此不太理想。因此，变速杆和制动杆在车体内左右统合控制为佳。为了在车体同时控制左右轮椅轮子，所述变速凸轮具备朝ー侧旋转方向按压的弾性部件以保持旋转方向上的ー侧位置，此时优选将左右轮子配置为左右対称。并优选具备，变速销，从所述变速凸轮贯穿所述中心轴朝车体方向突出；中心轴，形成通孔以允许所述变速销能够朝旋转方向摇动；控制装置，能够在车体控制所述变速凸轮的旋转方向位置，所述结合部件导向板优选具备控制装置，所述控制装置具有朝车体方向突出的突起，能够在车体控制所述结合部件导向板的旋转方向位置。所述变速凸轮优选通过弾性部件朝一侧旋转方向按压以保持旋转方向上的ー侧位置。在可拆卸地安装轮椅轮子时有利于排列位置。所述控制装置，具备控制装置连接部，安装在车体两侧并与每个轮子相面对，容纳所述突起或变速销；控制装置把手，通过钢丝或与其类似的连接手段连接在设置于车体两侧的控制装置连接部，从而同时控制两侧轮子。本发明的手动轮椅轮子控制装置，优选包括轮子固定装置，不能旋转地支撑所述轮椅轮子的中心轴；所述控制装置的连接部，具备变速环，围绕所述轮子固定装置，容纳所述变速销；制动环，围绕所述轮子固定装置，容纳控制防止后退功能的突起；把手，操作控制装置；连杆，连接所述连接部和把手，从而用所述把手同时控制两侧轮子，所述控制装置的连接部分别通过钢丝连接在所述把手，根据所述把手的旋转来拉或解开所述钢丝，所述变速环和制动环进一步具备朝各自的钢丝被卷绕的方向施力的回位弹簧。所述把手，优选包括张カ调整螺栓，由管围绕并支撑管的端部，并贯穿容纳所述钢丝；支架，具有容纳所述张カ调整螺栓的内螺纹；变速把手，通过所述钢丝与所述变速环结合；制动把手，通过所述钢丝与所述制动环结合，通过拧紧或解开每个张カ调整螺栓而能够调整钢丝的张力。因此，本发明的手动轮椅轮子具有I)双方向驱动的变速功能；2)防止后退功能；3)即使不改变现有轮椅车体也能将现有轮椅轮子与具有所述功能(1、2)的手动轮椅轮子交換使用；4)并提供在安装有所述功能(1、2、3)的手动轮椅轮子的轮椅上能够同时调整左右轮子的固定部件和手动把手。因此，其结构简单且轻量，能迅速地安装在车体上或从车体上迅速拆除



图I是示出根据本发明的手动轮子轮椅的一实施例的立体图。图2是在车体安装根据本发明的手动轮椅轮子和固定部件以及调整把手组件的一实施例的立体图。图3是图I的后面立体图。图4是图I的分解立体图。图5是图I的轴截面图。图6是图5的BB截面图。图7是图5的CC截面图。图8是在轮椅上安装根据本发明的手动轮椅轮子的固定装置和控制装置的连接部的一实施例的立体图。图9是图8的分解立体图。图10是图8的变速部分截面图。图11是图8的制动部分截面图。图12是根据本发明的手动轮椅轮子控制装置的把手的立体图。图13是作为根据本发明的手动轮椅轮子的另ー实施例，示出可拆卸地安装有中心轴的手动轮椅轮子的轴截面图。
具体实施例方式本说明书以及权利要求范围中所使用的术语或单词不能解释为通常的词典上的含义，发明人基于为了以最佳的方法说明自己的发明而可适当地定义术语的概念的原则，应解释为符合本发明的技术思想的含义或概念。因此，本说明书中所记载的实施例和图中所示的构成只不过是本发明的最佳实施例而已，不能代替本发明的技术思想，所以可以理解为在本发明的申请时点存在代替本发明的各种均等物以及变形例。以下，參照附图详细说明本发明的优选实施例。图I是示出根据本发明的手动轮椅轮子的一实施例的立体图，图3是图I的后面立体图。图4是图I的分解立体图，图5是图I的轴截面图，图2是在车体安装根据本发明的手动轮椅轮子和固定部件以及调整把手组件的一实施例的立体图。根据本发明的手动轮椅轮子的中心轴10在一侧端部形成通过形成在车体5的通孔而支撑车体5的半径小的支撑部10a，在表面形成有用于固定中心轴10的螺丝。并且，在轴中心朝轴向形成有容纳变速凸轮11的深孔，并由配置轴承26、37的半径大的中心部构成，其中，所述轴承可旋转地支撑输入部件的所谓行星载体21和输出部件的所谓轮毂31。在所述中心部形成有朝径向贯穿的离合器导向槽10c，并形成有用于轴承的阶梯部10e，所述轴承支撑轮毂31。离合器导向槽IOc弓丨导变速离合器环24和导向环33朝轴方向同时移动，此时并不旋转。在所述中心部和支撑部IOa之间形成有朝轴方向突出的突起10b，突起的外周面的一部分呈平面10b，并在外周面IOe形成有螺丝。通过该螺丝结合在制动部件15并固定轴承37。制动部件15施加阻止朝后退方向旋转的力，因此，为避免制动部件15拆卸，在左右轮子的中心轴10分别形成左螺丝和右螺丝。在突起的轴向侧壁的一部分形成有用于容纳变速凸轮11的通孔IOd以便从中心轴10的外部连接变速凸轮11。并且，在外周面形成有止动环12和半径方向通孔10g，其中，所述止动环朝轴向支撑所述变速凸轮11以使所述变速凸轮不能朝轴向旋转，所述通孔IOg支撑朝旋转方向按压变速凸轮11的螺旋弹簧13。中心轴10可由ー个主体形成，也可以单独制成中心部IOe和支撑部10a、10k之后用螺丝结合，此方法更为容易制作。用于固定中心轴10的支撑部IOa的螺丝通过螺母紧固地固定在车体。但是，并不容易拆卸轮子。因此，当需要迅速地安装及拆卸轮子时 ，如图13所示，也可以构成拆卸装置10k、51、52、53、54、55。变速凸轮11插入在中心轴10的深槽内进行旋转，从而控制变速离合器23、24和直接耦合离合器21、34。在变速凸轮11的外周面形成凸轮导向面Ilb和凸轮导向面11a，其中，凸轮导向面Ilb用于引导使变速离合器23、24运转的变速离合器环24，凸轮导向面Ila用于引导使直接f禹合离合器21、34运转的导向环33。2个凸轮导向面lla、llb在相对应的离合器结合的位置分别形成凹槽，在各凹槽的ー侧壁形成朝轴方向缓慢地凹陷的凸轮导向面。2个凸轮导向面IlaUlb互相朝反方向倾斜，一侧导向面呈最深的凹槽时，另ー侧凸轮导向面并不朝轴方向凹陷，由此2个离合器互相在不同的角度进行运转。所述角度约为30° -90°。在变速凸轮11的一侧端部形成用于容纳螺旋弹簧13的一端部的凹槽，在相反侧端部形成用于容纳变速销14的凹槽11c。变速销14是“L”字形部件，贯穿朝车体5内侧的中心轴10的轴向通孔结合在变速凸轮11，容纳在安装于车体5的变速圈102而控制变速凸轮11。变速销14与变速凸轮11结合朝车体5的外侧突出形成，此时，可在轮子的外侧分别使轮子变速。螺旋弹簧13的ー侧端朝轴方向弯曲成能够啮合在变速凸轮11的一侧凹槽，另ー侧端朝半径方向弯曲成能够啮合在中心轴10的通孔10g。螺旋弹簧13组装成由中心轴10支撑，并朝一侧旋转方向按压变速凸轮11，此时，变速销14控制旋转方向的旋转，在可拆卸地安装轮椅轮子时用于排列位置，从而配置成左右轮子的按压方向成为对称。输入部件的所谓输入载体21被轴承26支撑旋转，在一侧径向形成有3个通孔21b以容纳行星齿轮22。在相反侧外周面具有支撑输出部件的所谓轮毂31的轴承面21c，在侧面形成有与手把轮环2结合的手把轮环适配器28安装螺栓孔30，在相反侧面朝径向形成有多个朝轴方向突出的突起21a以便能与旋转离合器环34啮合或从旋转离合器圈34脱离。行星齿轮22是分别啮合在输入载体21的通孔的2个双小齿轮，一个以较小的半径配置成与太阳齿轮23啮合，另ー个以较大的半径配置成与环形齿轮32啮合。与行星齿轮22啮合的太阳齿轮形成有围绕中心轴10而旋转的通孔，在侧面均等地形成有朝轴方向突出的多个突起23b以便与离合器环24啮合或从离合器环24脱离。并且，太阳齿轮23通过卡环或止动环等朝轴方向被支撑为不朝轴方向移动而保持其位置进行旋转。变速离合器环24是具有朝中心突出的突起24b通过中心轴10的半径方向的通孔而与变速凸轮的凸轮导向面Ilb接触的凸轮面，沿中心轴10朝轴方向滑动移动的圆筒形环，变速离合器环24不能旋转。在所述变速离合器环的侧面均等地形成有朝轴方向突出的多个突起24a以便与太阳齿轮的突起23b啮合或从太阳齿轮的突起23b脱离。将变速离合器环24朝 太阳齿轮23侧按压的弾性部件的所谓波形垫圈25支撑在中心轴10上形成的阶梯部并将变速离合器环24朝轴方向按压。波形垫圈25在变速离合器环24和太阳齿轮23的突起啮合时也按压变速离合器环24以防啮合被解除。由于所述变速凸轮11被引导至啮合被解除的位置吋，为了确保变速离合器环24和太阳齿轮23的突起互不干渉而能够旋转的传送距离具有充分的伸长力。本发明的实施例中，每个突起具有1-4_的高度，因此变速凸轮11的凸轮面也具有l-4mm以上的段差。而且，波形垫圈具有l_4mm的伸长力。输出部件的所谓轮毂31由轴承37受支撑进行旋转，在内周面固定结合环形齿轮32直接耦合离合器环35以及制动环38，外周面通过刹车与轮子固定結合。围绕轴承37的侧面及外周面的轮毂31，在其内周面径向形成有朝半径方向突出的突起31a，所述突起不能旋转地坚固地啮合固定在直接耦合离合器环的突起35a。在以圆锥形扩张的轮毂31的一侧端部的内周面也径向形成有朝半径方向突出的突起31c而坚固地啮合固定在环形齿轮的突起32a。在围绕环形齿轮32朝半径方向扩张的轮毂31的侧壁形成有用于与轮子连接的多个刹车孔31d。而且，围绕轴承37的轮毂31的外周面朝半径方向扩张并朝轴方向围绕制动环38旋转后再朝半径方向扩张。在该扩张的轮毂31的侧壁形成有用干与轮子连接的多个刹车孔31e。在朝轴方向围绕制动环38旋转的轮毂31的内周面形成有半径方向的突起31b，所述突起31b不能旋转地坚固地啮合固定在制动环的突起38a。环形齿轮32具有与小齿轮22啮合的内齿轮32b，在外周面具有与轮毂31c不能旋转地结合的多个突起32a。而且，在朝侧面扩张的圆筒形内周面形成轴承面32c，与输入载体的轴承面21b结合可旋转地支撑轮毂31。直接稱合离合器环35,在其外周面的ー侧形成有径向突起35a,所述突起35a不能旋转地结合在轮毂31a,在内周面的ー侧端部径向形成有半径方向的突起35b,所述半径方向的突起35b与旋转离合器环34b朝轴方向滑动啮合。旋转离合器环34是圆筒形部件，与直接耦合离合器环35 —起旋转，通过导向环33及弹性部件36朝轴方向平移，与输入载体21啮合一起旋转或脱离互相自如旋转。在旋转离合器环34的一侧端部形成围绕中心轴10而滑动的圆板，在圆板的端部围绕接触导向环33 ο在朝轴方向扩张的中央外周面径向形成有半径方向突起34b,所述半径方向突起与直接耦合离合器环的突起35b结合朝轴方向滑动并不相对旋转。在旋转离合器环34的另ー侧端部均等地形成有朝轴方向突出的多个突起34a以能够与输入载体的突起21a啮合或从输入载体的突起21a脱离。导向环33是具有朝中心突出的突起33a通过中心轴的半径方向通孔IOc与变速凸轮的凸轮导向面Ila接触的凸轮面33a，沿中心轴10朝轴方向滑动平移而不能旋转的圆筒形环。导向环33通过轴承接触在旋转离合器环34的圆板内侧面以限制旋转离合器环朝输入载体侧轴方向移动。弹性部件的所谓波形垫圈36被轴承37支撑并朝轴方向按压旋转离合器环34。当旋转离合器环34和输入载体21的突起向啮合时，波形垫圈36按压旋转离合器环34以防啮合状态被解开。并且，由于导向环33引导至啮合被解开的位置吋，为了确保旋转离合器环34和输入载体21的突起互不干渉而能够旋转的位置为止的传送距离具有充分的伸长力。如图7所示，能够选择性地防止后退的制动部是将单向离合器设置在输出部件的所谓轮毂31和固定的中心轴10之间而成的。固定于中心轴10的制动部件15，在其外周面形成8个用于容纳结合部件41的凹槽，在该凹槽的ー侧形成动カ传递面15a，在另ー侧面15b构成按压结合部件的弾性部件42。动カ传递面15a朝轮子3后退的旋转方向配置，在内周面15c形成螺丝按压轴承37以与中心轴10螺丝结合。并朝轮子3后退的旋转方向拧紧螺丝以防螺丝被松开。结合部件41在制动部件的动カ传递面15a 和固定在轮毂31的制动环38的动カ传递面之间被弹性部件42按压，从而接触在所述两个动カ传递面而嵌入结合的圆筒形滚筒。弾性部件的所谓结合部件按压弹簧42是成型螺旋弹簧或薄板而成的板簧，提供较弱的弾力以使结合部件同时轻微地接触在两个动力传达面结合部件导向板40通过止动环支撑在制动环的内周面并配置成能够旋转，在结合部件41和制动部件15的两个动力传递面之间朝轴方向突出的突起40b通过旋转接触在结合部件41。结合部件导向板朝前进方向旋转以防结合部件同时与两个动カ传递面接触。并且，在侧面形成有与轮子控制装置的制动环103结合的突起41a。由此，中心轴10、变速凸轮11、制动部件、结合部件导向板左右成对组装，并区分左右轮子。设置在轮椅车体5，并使轮椅车体与轮椅轮子I结合的轮子固定装置101形成有通孔101d，在该通孔IOld形成轴向突起101c，并容纳中心轴的支撑部IOa ;轴向凹槽101a，容纳中心轴的轴向突起IOb并不能旋转地支撑轴向突起10b，在外周面的ー侧形成有平面101b，根据轮椅的各种规格通过螺栓或突起等固定在车体。參照图8至12说明轮子控制装置。轮子控制装置由变速部和防止后退部以及把手部构成。变速部的变速环围绕轮子固定装置的突起IOlc旋转，为了限制在预定角度内旋转，在内周面形成突起102a，并形成容纳变速销14的凹槽102a，在相反侧容纳并固定变速线105以通过拉紧变速线105能够进行旋转。而且，进一歩配置回位弹簧106以便当拉变速线105的力被解除时，恢复到原位。防止后退部的制动环103具有用于与结合部件导向板40结合的多个轴向突起103a,并配置成能够在连接部盖104和变速环102之间旋转。所述防止后退部的制动环构成为在其后面容纳固定制动线107，以通过拉制动线107能够进行旋转。进ー步配置回位弹簧108以便当拉制动线107的力被解除时,恢复到原位。把手部有变速把手207a和制动把手207b，从两侧轮子分别连接变速线105a、105b和制动线107a、107b，从而能够同时控制两侧轮子la、lb。各钢线105a、105b、107a、107b为了具有适当的张カ通过张カ调节螺栓205固定在把手207，张カ调整螺栓205的位置通过张カ调整固定螺母208来固定。说明本发明的动作过程则为如下。若以与标准轮椅相同的功能使用，则变速把手位干“直接耦合”位置，制动把手位干“防止后退，不操作”位置。此时，变速把手被松开而钢丝处于松弛的状态，从而与变速环结合的变速销和变速凸轮通过弹簧13、106位于直接耦合位置，变速凸轮的直接耦合离合器(导向环)凸轮面位于导向环允许前进的位置，旋转离合器环的突起通过弹簧36前进到与输入载体的突起啮合的位置。同时，变速凸轮的变速离合器 凸轮面将变速离合器环引导至变速离合器环的突起与太阳齿轮的突起的啮合被解除的位置。同时，与制动把手结合的制动线被拉紧。制动线使与制动环结合的结合部件导向板旋转，结合部件导向板的突起推动结合部件旋转，结合部件仅与制动环和制动部件中的ー个接触并不嵌入结合，从而轮毂能够朝后退方向旋转，并能够前进或后退。当解开防止后退制动把手而处干“防止后退动作”位置，则与制动环结合的结合部件导向板推动结合部件导向板的突起移动以便制动线的张カ被消失的同时由于制动弹簧的按压结合部件嵌入在制动环和制动部件之间。因此，能够朝前进方向旋转，但后退方向的旋转是由于制动部件被嵌入结合，因此中心轴和轮毂结合而轮毂不能与中心轴一起旋转。当变速把手处于“减速”位置时，变速线被拉而与变速环结合的变速销和变速凸轮旋转而位于减速位置，变速凸轮的直接耦合离合器(导向环)凸轮面引导导向环至旋转离合器环的突起和输入载体的突起的啮合被脱离的位置。同时，变速凸轮的变速离合器凸轮面位于变速离合器环允许前进的位置，变速离合器环的突起通过弹簧25前进到与太阳齿轮的突起啮合的位置。从而太阳齿轮通过变速离合器环停止旋转，此时行星齿轮组运转而轮毂减速旋转。再次拉防止后退制动把手处于“防止后退，不动作”位置，则与制动环结合的结合部件导向板通过钢丝进行旋转，同时结合部件导向板的突起推动嵌入结合在制动环和制动部件之间的结合部件，从而结合部件仅与制动环和制动部件中的ー个接触并不嵌入結合，轮毂能够向后退方向旋转，因此能够进行前进及后退。如上所述，尽管图示说明了本发明的优选实施例，但本发明并不局限于所述实施例，本发明所属领域的技术人员可在不脱离本发明的精神的范围内，在本发明的技术思想以及权利要求范围的均等范围内进行各种修改以及变形。
权利要求
1.一种手动轮椅轮子，其安装于手动轮椅的车体，所述手动轮椅轮子包括 中心轴，具有轴向孔和半径方向的通孔，被设置为相对车体不进行旋转； 输入部件，其被支撑在所述中心轴，输入部件与手把轮环相结合，与手把轮环一起旋转; 输出部件，其被支撑在所述中心轴，与轮子相结合，且与轮子一起旋转； 行星齿轮组，具有设置在所述输入部件和输出部件中的一个的多个行星齿轮、啮合在所述行星齿轮的至少一个太阳齿轮、设置在所述输入部件和输出部件中的另一个并与所述行星齿轮啮合的环形齿轮； 至少一个变速离合器，其参与所述太阳齿轮的旋转或不旋转； 直接耦合离合器，与所述输入部件和输出部件结合一起旋转或分离而参与各自的自由旋转； 变速凸轮，其可旋转地设置于所述中心轴的轴向孔，控制所述变速离合器和直接耦合离合器的运转；根据所述变速凸轮的旋转方向位置，不同的离合器运转，将所述手把轮环的前进及后退的驱动力分别变速为两级以上传递至轮子。
2.根据权利要求I所述的手动轮椅轮子，其特征在于，所述变速离合器包括 太阳齿轮，具有朝轴方向或半径方向突出的多个突起； 变速离合器环，围绕所述中心轴，并具有能够与所述突起啮合或从所述突起脱离的多个突起，并设置为能够朝轴向方向平移而不进行旋转； 弹性部件，其按压所述变速离合器环以朝啮合位置移动。
3.根据权利要求I所述的手动轮椅轮子，其特征在于，所述直接耦合离合器包括 所述输入部件及输出部件在相面对的侧面具有朝轴方向或半径方向突出的多个突起; 旋转离合器环，其围绕所述中心轴，并具有能够与所述突起啮合或从所述突起脱离的多个突起，并与所述输入部件及输出部件中的一个部件一同旋转并朝轴方向滑动； 导向环，被设置为可朝轴方向平移而不进行旋转，所述导向环与所述旋转离合器环接触； 弹性部件，按压所述旋转离合器环以朝啮合位置移动。
4.根据权利要求2或3所述的手动轮椅轮子，其特征在于，所述变速凸轮包括 轴向凸轮面，其通过所述中心轴的半径方向的通孔与所述变速离合器环或导向环结合，按照所述变速凸轮的旋转方向位置将所述变速离合器环引导至脱离位置，并允许所述变速离合器环移动到啮合位置； 轴向凸轮面，将所述旋转离合器环引导至脱离位置，并允许所述旋转离合器环移动到啮合位置。
5.根据权利要求I所述的手动轮椅轮子，其特征在于，所述变速凸轮具备朝一个旋转方向按压的弹性部件，以保持旋转方向上的任一个位置。
6.根据权利要求I所述的手动轮椅轮子，其特征在于，通过从所述变速凸轮贯穿所述中心轴朝与车体相反的方向突出的突起和结合在所述突起的变速杆来控制所述变速凸轮的旋转方向位置。
7.根据权利要求I所述的手动轮椅轮子，其特征在于包括变速销，从所述变速凸轮贯穿所述中心轴朝车体方向突出； 中心轴，形成有通孔允许所述变速销在旋转方向移动； 控制装置，能在车体控制所述变速凸轮的旋转方向位置。
8.根据权利要求2或3所述的手动轮椅轮子，其特征在于，所述弹性部件是螺旋弹簧或波形垫圈。
9.根据权利要求I所述的手动轮椅轮子，其特征在于，包括 制动部件，不能旋转地设置在所述中心轴，在外周面形成有多个凹槽，在该凹槽具有动力传递面； 输出部件，围绕所述制动部件，且在其内周面具有动力传递面； 多个结合部件，设置在所述各凹槽，接触所述两个动力传递面被嵌入结合； 弹性部件，朝后退旋转方向按压所述结合部件以使所述结合部件接触在所述两个动力传递面； 防止后退离合器，进一步包括引导所述结合部件以免与所述两个动力传递面中的至少一个接触的结合部件导向板，从而控制所述结合部件导向板的旋转方向位置，能够选择性地防止后退。
10.根据权利要求9所述的手动轮椅轮子，其特征在于，所述结合部件导向板通过制动连杆和结合在所述连杆的制动杆来控制所述结合部件导向板的旋转方向位置，所述制动连杆经中心轴并可旋转地贯穿变速凸轮。
11.根据权利要求9所述的手动轮椅轮子，其特征在于，所述结合部件导向板具有控制装置；所述控制装置具有朝车体方向突出的突起，并能在车体控制所述结合部件导向板的旋转方向位置。
12.根据权利要求7或11所述的手动轮椅轮子，其特征在于，所述控制装置具备 控制装置连接部，安装在车体两侧并与每个轮子相面对，容纳所述突起或变速销； 控制装置把手，通过钢丝或与其类似的连接手段连接在设置于车体两侧的控制装置连接部，从而同时控制两侧轮子。
13.根据权利要求I所述的手动轮椅轮子，其特征在于，所述中心轴包括 车体支撑部，其穿过形成在所述车体的通孔而支撑车体； 变速部，容纳所述变速凸轮，并可旋转地支撑所述输入部件及输出部件； 旋转固定部，不能旋转地固定所述中心轴，从而所述中心轴被安装成不会从车体脱离且不能旋转。
14.根据权利要求13所述的手动轮椅轮子，其特征在于包括 推杆，贯穿具有所述中心轴和通孔的变速凸轮而配置； 中心轴端部，当对所述推杆施加轴向压力时,被缩小成能自如地移动穿过所述车体的通孔，当解除对所述推杆的压力时，被扩张而紧固固定在所述车体的通孔，从而能够迅速地安装在车体或从车体脱离。
15.根据权利要求13所述的手动轮椅轮子，其特征在于，以预装的方式构成所述中心轴的车体支撑部和变速部，通过仅替换车体支撑部即可适用在各种轮椅车体的通孔。
16.根据权利要求I所述的手动轮椅轮子，其特征在于，所述输出部件是围绕所述中心轴、输入部件、行星齿轮组、变速离合器、直接耦合离合器、变速凸轮的轮毂。
17.—种手动轮椅轮子控制装置，其控制在车体两侧设置轮子的手动轮椅，所述轮椅轮子的轮毂具有变速功能和防止后退功能，控制所述变速功能的变速销和控制防止后退功能的突起朝车体侧突出，其特征在于，包括 轮子固定装置，不能旋转地支撑所述轮椅轮子的中心轴； 控制装置的连接部，其具备变速环，其围绕所述轮子固定装置，容纳所述变速销；制动环，其围绕所述轮子固定装置，容纳控制防止后退功能的突起； 把手，操作控制装置； 连杆，连接所述连接部和把手，从而用所述把手同时控制两侧轮子。
18.根据权利要求17所述的手动轮椅轮子控制装置，其特征在于，所述控制装置的连接部通过钢丝连接在所述把手，根据把手的旋转来拉紧或松开所述钢丝，所述变速环和制动环进一步具有回位弹簧以朝卷绕各钢丝的方向施力。
19.根据权利要求17所述的手动轮椅轮子控制装置，其特征在于，所述把手包括 张力调整螺栓，其被管围绕并支撑管的端部，并贯穿容纳所述钢丝； 支架，具有容纳所述张力调整螺栓的内螺纹； 变速把手，通过所述钢丝与所述变速环结合； 制动把手，通过所述钢丝与所述制动环结合，通过拧紧或解开各张力调整螺栓而能够调整钢丝的张力。
全文摘要
本发明涉及一种手动轮椅轮子，所述手动轮椅轮子通过内置齿轮毂进行变速实现前进及后退驱动，具有防止后退功能的同时，轻量且能够简单地与现有轮椅轮子交换的手动轮椅轮子。本发明的手动轮椅轮子，包括中心轴，具有轴向孔和半径方向的通孔，被设置为不能对车体进行旋转；输入部件，被支撑在所述中心轴，与手把轮环结合一起旋转；输出部件，被支撑在所述中心轴，与轮子结合一起旋转；行星齿轮组，具有设置在所述输入部件和输出部件中的一个的多个行星齿轮和，啮合在所述行星齿轮的至少一个太阳齿轮和，设置在所述输入部件和输出部件中的另一个，并与行星齿轮啮合的环形齿轮；至少一个变速离合器，参与所述太阳齿轮的旋转或不旋转；直接耦合离合器，与所述输入部件和输出部件结合一起旋转或分离而参与各自的自由旋转；变速凸轮，可旋转地设置在所述中心轴的轴向孔，控制变速离合器和直接耦合离合器的运转，从而根据所述变速凸轮的旋转方向位置，分别不同的离合器运转，而将手把轮环的前进及后退驱动力变速为两级以上传递至轮子。
文档编号A61G5/10GK102711704SQ200980162476
公开日2012年10月3日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者卞东奂 申请人:卞东奂