专利名称：轮椅双向限速防抱死装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种轮椅双向限速防抱死装置，主要用来装在轮椅上，以实现自动双向 限速和防抱死的功能，以确保轮椅和驾驶者的安全。
背景技术：
一般的轮椅是作为康复的重要工具出现的，它是肢体伤残者和老年人的代步工 具。在平坡上，一般轮椅的速度不能超过一定的限制，不然轮椅会因为速度过大而翻转，造 成轮椅毁坏和乘驾者的生命危险。尤其在上下坡时，由于肢体伤残者和老年人的体力有限， 比如肢体伤残者驾驶轮椅上坡，在半路中体力透支，轮椅开始下滑，当时已没有体力进行手 动制动，那么这样是一种很危险的情形。另一种情况是下坡，如果坡度过大以及路程较远， 势必造成轮椅速度过大，自动的限速制动就能实现一种保护作用。在现有的普通轮椅的设计中，已经有专利涉及到了轮椅自动限速的设计。但是这 种限速的设计，并没有涉及到轮椅的双向不同速度的限制。而且现有的普通轮椅并没有涉 及到轮椅防抱死设计，如果乘驾者在使用手动制动时产生抱死情况的话，那么对乘驾者的 生命威胁会更大。
发明内容
本发明的目的在于针对普通轮椅在限速和制动防抱死上的不足，提供了一种轮椅 双向限速防抱死装置。为达到上述目的，本发明的构思是这种轮椅双向限速防抱死装置，它包括传感器 系统、控制器、传动机构和电机等。传感器系统包括装在轮椅轮胎上的反射膜和感应器。在 轮椅轮胎速度达到一个限值时，(轮椅向前的速度阈值和向后的速度阈值不同，一般向前的 速度的阈值略高于向后的速度阈值)，速度传感器检测到此速度值，并产生电压和电流驱动 控制器工作，而控制器驱动电机使得传动机构工作，传动机构上带有制动装置(附有防抱 死功能)，使轮椅速度下降，当速度下降到比阈值小时，速度传感器停止工作。它的传感器系统是一种非接触式旋转型速度传感器，包括装在轮椅轮胎上的传感 反射膜和靠近轮胎的感应器。在轮椅向前滚动，而达到一定速度时，带动传感反射膜以一定 的速度从左往右通过感应器，感应器根据轮胎旋转一周的时间确定轮胎速度，当轮胎速度 达到一个阈值时，速度传感器产生的正向电流启动控制器。而当轮椅向后反转滚动时，达到 另个速度时，带动传感反射膜以另一个速度从右往左通过感应器，感应器根据轮胎旋转一 周的时间确定轮胎速度，当轮胎速度达到另一个阈值时，速度传感器产生的反向电流启动 控制器。它的控制器在接收到速度传感器或感应器传来的正向电流和反向电流作出不同 的反应。当接收到正向电流时，控制器启动控制电机以Vl的转速运动。当接收到反向电流 时控制器启动控制电机以V2的转速运动。以此确保轮椅在平地尤其是在坡上反向后退的 制动后速度比正向前进的平地或下坡制动后的速度要小。
它的传动机构，在不同转速的电机带动下，启动传动机构。并带动传动机构两边的 滑块向内移动，同时带动两边的钢索以及刹车装置进行刹车制动。两边共同作用以达到平 衡，避免制动时不受控转弯。此制动机构以点刹车形式制动，达到防抱死的效果。轮椅速度下降到阈值以下时，速度传感器将不产生电流，整个装置进入待机状态。根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案一种轮椅双向限速防抱死装置包括传感器系统、控制器、传动机构、刹车装置和电 机，其特征在于所述电机经传动机构联动两个刹车装置，所述控制器联接传感器系统和电 机；所述传感器系统是一个非接触式旋转型速度传感器，检测车轮转速，在接收到信号之 后，传输给控制器，控制器根据两种不同的信号控制电机两种不同的运转，电机驱动传动机 构运动，最终传动机构带动两个刹车装置对轮椅前进和后退的运动进行不同的制动限速。上述的传动机构安装在轮椅靠背上的安装板上，其结构是一个处在最上端的圆 盘，该圆盘中心与电机转轴相连，并可随电机转轴一起旋转。该圆盘的外圈部分与连杆一端 铰接。该连杆另一端带动一个双连杆滑块机构运动，该双连杆滑块机构的两个滑块分别与 两条钢索的一端相连。该两条钢索的另一端分别与两个刹车装置相连接。上述的电机通过导线与控制器连接，控制器装在与传动机构同个平面的下方。上述的控制器通过导线与传感系统连接，传感系统包括感应器和反射膜，感应器 与导线的一端相连，而反射膜安装在轮胎外圈内侧上。感应器和反射膜不接触相距3mm左 右，转动轮胎可以使感应器和反射膜相对应。本发明与现有技术相比较，具有以下显而易见的突出实质性特点和显著优点1.能自动进行轮椅双向限速，也能进行上下坡的限速，且前进限制后的速度比后 退限制后速度大。2.具有防止抱死的刹车特点，采取的是点刹车技术。3.并且此装置价格便宜、体积小、性能高，可适用于折叠式轮椅。
图1为本发明安装总2为本发明的传感器系统、控制器的连接结构示意3为本发明的传动结构和制动系统的结构示意4为本发明的传动机构和制动系统的结构示意图
具体实施例方式本发明的优选实施例结合
如下。实施例一参见图1至图4，本轮椅双向限速防抱死装置，整个装置安装在轮椅靠 背里面，它包括传感器系统4、控制器5、传动机构7、刹车装置10、11和电机6。传感器系统 4是一个非接触式旋转型速度传感器，在接收到信号之后，传输给控制器5，控制器5根据两 种不同的信号控制电机6两种不同的运转，电机6连接控制传动机构7运动，最终传动机构 7带动两个刹车装置10、11对轮椅前进和后退的运动进行不同的制动限速。实例二 参见图1至图4，本实施例与实例一基本相同，特别之处如下所述的传动 机构7安装在轮椅靠背13上的安装板14上，其结构是一个处在最上端的圆盘，该圆盘中心与电机6转轴相连，并可随电机6转轴一起旋转。圆盘的外圈部分与连杆一端铰接。连 杆另一端带动一个双连杆滑块机构运动，该双连杆滑块机构的两个滑块12分别与两条钢 索8、9的一端相连。两条钢索8、9的另一端分别与两个刹车装置10、11相连接。所述的传 动机构7的圆盘中心与电机6转轴相连，电机6通过导线与控制器5连接，控制器5装在与 传动机构7同个平面的下方。所述的控制器5通过导线与传感系统4连接，传感系统4包 括感应器3和反射膜2，感应器3与导线的一端相连，而反射膜2安装在轮胎1外圈内侧上。 感应器3和反射膜2不接触相距3mm左右，转动轮胎1可以使感应器3和反射膜2相对应。基本工作原理轮椅是向前滚动，带动传感反射膜2以一个速度从左往右通过感 应器3，感应器3根据轮胎1旋转一周的时间确定轮胎1速度，当轮胎1速度达到另一个阈 值设为V3时，速度传感器产生正向电流启动控制器5，控制器5在接受到正向向电流信号 之后，启动电机6以转速Vl运转。同时电机6带动传动机构的曲柄圆盘工作。在曲柄圆盘 工作开始，带动传动机构运作，最终拉动传动机构两边的滑块12水平移动。而滑块12即与 制动系统的两根钢索8、9和两个刹车装置10、11连接，最后带动两边的刹车装置10、11 一 起制动。这种刹车装置同样可以避免由于手动刹车中左右手刹车力度不同产生的车身偏 转，保持平衡，并且由于具有周期性的点刹车装置，可以防止产生抱死现象从而避免肢体伤 残者翻车事故发生。与实例1不同的是，由于乘驾者是以正面的方式下坡，可以用眼看到路 况，比较符合人的行为习惯，所以此时限制的速度可以比后退时限制后的速度大些。而产生 这种限制速度差异，正是因为正负不同电流控制控制器，并有控制器最终控制电机转速而 形成。轮椅后退滚动时，带动传感反射膜2以一个速度从右往左通过感应器3，感应器3 根据轮胎1旋转一周的时间确定轮胎1速度，当轮胎1速度达到一个阈值设为V4时，速度 传感器产生反向电流启动控制器5，控制器在接受到反向电流信号之后，启动电机6以转速 V2运转。同时电机6带动传动系统的曲柄圆盘工作。在曲柄圆盘工作开始，带动传动机构 运作，最终拉动传动机构两边的滑块12水平移动。而滑块12与制动系统的两根钢索8、9和 两个刹车装置10、11连接，最后带动两边的刹车装置10、11 一起制动。由于这种刹车装置 10、11是两边同时制动，可以避免由于手动刹车中左右手刹车力度不同产生的车身偏转。另 外在两个制动的时候应用周期性制动方式，这种制动方式正是利用了点刹车的方法，以避 免由于刹车装置卡死在车轮上使得车轮产生抱死现象。假如车轮抱死，车轮以平滑的形式 下滑，很容易使得车身翻转。安装了此轮椅双向限速防抱死装置之后，能够很好的避免抱死 状况，以保证车上老人的人生安全。
权利要求
一种轮椅双向限速防抱死装置，包括传感器系统(4)、控制器(5)、传动机构(7)、刹车装置(10、11)和电机(6)，其特征在于所述电机(6)经传动机构(7)联动两个刹车装置(10、11)，所述控制器(5)联接传感器系统(4)和电机(6)；所述传感器系统(4)是一个非接触式旋转型速度传感器，检测车轮转速，在接收到信号之后，传输给控制器(5)，控制器(5)根据两种不同的信号控制电机(6)两种不同的运转，电机(6)驱动传动机构(7)运动，最终传动机构(7)带动两个刹车装置(10、11)对轮椅前进和后退的运动进行不同的制动限速。
2.根据权利要求1所述的轮椅双向限速防抱死装置，其特征在于所述传动机构(7)安 装在轮椅靠背(13)上的安装板(14)上，其结构是一个处在最上端的圆盘，该圆盘中心与 电机(6)转轴相连，并随电机(6)转轴一起旋转。该圆盘的外圈部分与一根连杆的一端铰 接，该连杆另一端带动一个双连杆滑块机构运动，该双连杆滑块机构的两个滑块(12)分别 与两条钢索(8、9)的一端相连，该两条钢索(8、9)的另一端分别与两个刹车装置(10、11) 相连接。
3.根据权利要求1所述的轮椅双向限速防抱死装置，其特征在于所述电机(6)通过导 线与控制器(5)连接，控制器(5)装在与传动机构(7)同个平面的下方。
4.根据权利要求1所述的轮椅双向限速防抱死装置，其特征在于所述控制器(5)通过 导线与传感系统(4)连接，传感系统(4)包括一个感应器(3)和一个反射膜(2)，感应器(3) 与导线的一端相连，而反射膜(2)安装在轮胎(1)外圈内侧上。感应器(3)和反射膜(2) 不接触相距3mm左右，转动轮胎(1)能使感应器(3)和反射膜(2)相对应。
全文摘要
本发明涉及一种轮椅双向限速防抱死装置。它包括传感器系统、控制器、传动机构和电机。传动机构在装置的上端，传动机构的圆盘与中心与电机相连，电机与处在装置下端的控制器相连，控制器最终与传感器系统相连传。感器系统是一种非接触式旋转型速度传感器，包括装在轮椅轮胎上的传感反射膜和靠近轮胎的感应器。在轮椅轮胎速度达到一个限值时(轮椅向前的速度阈值和向后的速度阈值不同，一般向前的速度的阈值略高于向后的速度阈值)，速度传感器检测到此速度值，并产生电压和电流驱动控制系统工作，而控制器驱动电机使得传动机构工作，传动机构上带有制动装置(附有防抱死功能)，使轮椅速度下降，当速度下降到比阈值小时，速度传感器停止工作。本发明实现轮椅限速和防抱死的功能，提高轮椅的安全性能。此装置价格便宜、体积小、性能高，可适用于折叠式轮椅。
文档编号A61G5/10GK101953739SQ20101022762
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者丁中久, 屠冉冉, 於骞, 李毅, 洪跃, 金士良 申请人:上海大学