专利名称：单臂轮椅的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮椅，尤其涉及一种可单手操作的手动轮椅。
背景技术：
目前市场上常见的适用于残疾人、病患者或老年人使用的手动轮椅通常结构比较单一，大多是靠使用者双手操作或由护理人员推动轮椅前进。常见手动轮椅，主要结构有车架、分别设置在车架上的脚踏板、推把、靠背、坐垫以及一对前万向轮和一对后轮。所述的后轮直接通过轮轴安装在车架上。传统常见的手动轮椅一般适用于那些双手健全的使用者，对于一些偏瘫患者或上肢残疾的患者却没有考虑到他们的特殊体征，其无法通过单手操控轮椅，并且操控较费力。另外，目前市场上也有针对偏瘫患者的轮椅，如专利号为 200620119282. 8的专利，它是通过两根轴，一根主轴一根次轴，然后分别在主轴和次轴上设置轴承与齿轮结构实现传动控制，但是该方法结构复杂制造困难而且传动效率不高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的问题，提供一种结构简单、可靠的单边摇杆驱动式轮椅，以满足单侧上肢伤残人士或偏瘫患者的使用要求。为了实现以上技术要求，本发明采用如下技术方案一种单臂轮椅，包括一对左右对称的车架、转动设置在一对所述的车架上的前轮、同步转动设置在一对所述的车架上的后轮，该车架上固定设置有用于固定装设所述的后轮的后轮安装座，其中一个所述的车架的后轮安装座上通过后轮转轴转动连接有后轮花鼓和换向锁定机构，所述的换向锁定机构包括能够转动连接在所述的后轮转轴上的安装底板、活动设置在所述的安装底板上并能够绕自身轴心线单方向转动的第一单向齿轮和第二单向齿轮、同轴固定连接在所述的后轮花鼓上的传动齿轮，所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮的转动轴相互平行，且转动方向相反，所述的换向锁定机构具有至少三个工作状态，当所述的换向锁定机构处于第一工作状态时，所述的第二单向齿轮与所述的传动齿轮相分离，所述的第一单向齿轮与所述的传动齿轮相啮合；当所述的换向锁定机构处于第二工作状态时，所述的第一单向齿轮与所述的传动齿轮相脱离，所述的第二单向齿轮与所述的传动齿轮相啮合；当所述的换向机构处于第三工作状态时，所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮均与所述的传动齿轮相分离； 所述的车架上通过第一转轴转动连接有摇杆，且所述的摇杆上转动连接有连杆的一端部， 所述的连杆的另一端部转动连接在所述的安装底板上。优选地，所述的安装底板上设置有第二转轴，所述的第二转轴上转动连接有换向板，所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮分别转动连接在所述的换向板上。优选地，所述的换向锁定机构还包括固定安装在所述的安装底板上的罩壳以及与所述的换向板相连接且位于所述的罩壳外侧的换向手柄，所述的罩壳上开设有一对弧形导槽，所述的一对弧形导槽的圆心与所述的第二转轴的轴心重合。优选地，所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮的中心分别设置有单向轴承。
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优选地，所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮分别既可转动又可滑动地连接在所述的安装底板上。优选地，所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮的模数小于所述的传动齿轮的模数。优选地，一对所述的后轮之间还可拆卸地设置有可伸缩的传动轴。优选地，所述的前轮中的其中一个与所述的摇杆之间设置有万向转动关节。优选地，所述的万向转动关节包括可绕所述的第一转轴可转动的第一轴套、球铰链、转向连杆、前叉竖管，所述的摇杆能够绕自身轴心线转动地设置在所述的第一轴套内， 所述的球铰链偏心连接在所述的摇杆的下端部，所述的转向连杆的一端部与所述的球铰链万向连接，另一端部与所述的前叉竖管偏心连接。本发明的工作原理是使用者通过换向手柄可以选择第一单向齿轮或第二单向齿轮与传动齿轮啮合，然后通过向一个方向摆动摇杆，使连杆带动安装底板转动，由于单向轴承的作用使与传动齿轮啮合的单向齿轮止转，进而使该单向齿轮拨动传动齿轮单向转动， 当逆向摆动摇杆时，该单向齿轮绕自身轴心线转动，因此不再为传动齿轮提供驱动力，因此轮椅不会反向行进，当使用者不断摆动摇杆，就能够使轮椅向单一方向不断前进。通过换向手柄使用者可以选择让轮椅前进、后退或处于空挡状态，轮椅的一对后轮之间通过传动轴实现同步转动，为使轮椅在转弯同样适于单手控制，将其中一个前轮与摇杆下部通过万向节连接，使用者只需要转动摇杆可以控制轮椅的转动方向。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果本发明利用一对单向齿轮分别可选择性地与传动齿轮配合，从而实现轮椅的前进、后退、转弯等动作，具有运动平稳，结构可靠，操作简单的优点，而操控部分通过曲柄摇杆机构传动，延长了施力力臂，因此比传统的手动式驱动更省力。
附图1为本发明的侧视图；附图2为本发明的立体图(未显示换向锁定机构的罩壳)；附图3为换向锁定机构的示意图(未显示罩壳)；附图4为换向锁定机构的立体图；附图5为换向锁定机构的主视图(未显示换向板)；其中100、曲柄摇杆机构；101、摇杆；102、连杆；200、万向转动关节；201、第一轴套；202、转向连杆；203、球铰链；205、前叉竖管；300、换向锁定机构；301、换向手柄；302、安装底板；303、第一单向齿轮；304、第二单向齿轮；306、传动齿轮；307、换向板；308、第二转轴；310、罩壳；311、弧形导槽；400、前轮；401、后轮；403、后轮花鼓；404、后轮转轴；405、传动轴；500、车架；501、踏板；502、推把；503、坐垫；504、靠背；505、后轮安装座；506、第一转轴；
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述，其中，本说明书中所述的“前方” 指附图1中左侧，“后方”指附图1中所示右侧，本说明书中所述的“上”、“下”位置关系与附图1中所示上下位置关系相对应一种单臂轮椅，包括一对左右对称的车架500、转动设置在一对所述的车架500 上的前轮400、能够同步转动地设置在一对所述的车架500上的后轮401，其中一个前轮402 通过万向转动关节200连接在车架上，以帮助轮椅完成转向等动作。该车架500上固定设置有用于固定装设所述的后轮401的后轮安装座505。车架500上装有踏板501、推把502、 坐垫503、靠背504等。其中一个所述的车架500的后轮安装座505上通过后轮转轴404转动连接有后轮花鼓403和换向锁定机构300，该换向锁定机构300与同侧的后轮401传动连接，通过该换向锁定机构300能够使后轮前进或后退锁定，从而实现轮椅的单向行进。一对后轮401的后轮转轴404均为快拆轴，因此根据不同使用者左侧或右侧操作的习惯，可以便捷将两侧后轮对调，从而将换向锁定机构换到轮椅的另外一侧。一对后轮401之间可拆卸地设置有传动轴405，该传动轴405使一对后轮得以同步转动，同时该传动轴405具有可伸缩式的结构，能够实现快速装卸，在折叠轮椅时，通过收缩该传动轴405能够将传动轴405 与一对后轮相脱离，从而实现轮椅的收折。所述的车架500上通过第一转轴506转动连接有摇杆101，且所述的摇杆101上转动连接有连杆102的一端部，所述的连杆102的另一端部转动连接在所述的换向锁定机构 300上。所示的第一转轴506、摇杆101、连杆102、换向锁定机构300和后轮转轴404组成曲柄摇杆机构100，使用者手握摇杆101前后摆动，可以使换向锁定机构300驱动后轮401 转动。通过摇杆101、连杆102能够延长作用力臂，起到省力的作用效果。所述的换向锁定机构300包括能够转动连接在所述的后轮转轴404上的安装底板302、通过第二转轴308转动设置在安装底板302上的一对换向板307、同轴固定连接在所述的后轮花鼓403上的传动齿轮306，所述的一对换向板307之间转动设置有能够绕自身轴心线单方向转动的第一单向齿轮303和第二单向齿轮304，所述的第一单向齿轮303和第二单向齿轮304的转动轴相互平行，且转动方向相反(附图3中所示，第一单向齿轮303的转动方向为逆时针方向，第二单向齿轮304的转动方向为顺时针方向)，所述的第一单向齿轮303和第二单向齿轮304的中心分别设置有单向轴承。所述安装底板302与传动齿306 共用后轮转轴404，当单向齿轮拨动传动齿轮转动时，传动齿轮306又带动后轮401旋转实现轮椅的前进与后退。在本发明的其他实施例中，所述的第一单向齿轮303和第二单向齿轮304还可以通过既转动又滑动地连接在所述的安装底板302上实现，这样就不在需要换向板307来安装单向齿轮了，单向齿轮通过滑动变换工作位置，从而实现与传动齿轮啮合或不啮合。所述的换向锁定机构300还包括固定安装在所述的安装底板302上的罩壳310以及与所述的换向板307相连接且位于所述的罩壳310外侧的换向手柄301，所述的罩壳310 上开设有一对弧形导槽311，所述的一对弧形导槽311的圆心与所述的第二转轴308的轴心重合，所述的换向手柄301上固定有2个螺柱，2个螺柱分别插在在一对弧形导槽311中穿过罩壳310分别与换向板307的两端连接，因此拨动换向手柄301可以使换向板307转动， 从而使第一单向齿轮303和第二单向齿轮304选择性地与传动齿轮306啮合。所述的换向锁定机构300具有三个工作状态
一、使用者通过拨动换向手柄301，使所述的第二单向齿轮304与所述的传动齿轮 306相分离，所述的第一单向齿轮303与所述的传动齿轮306相啮合时，所述的换向锁定机构处于第一工作状态。参见附图3 5，这时，当使用者顺时针摇动摇杆101，摇杆101带动安装底板302顺时针转动，而第一单向齿轮303在单向轴承的作用下顺时针方向止转，因此第一单向齿轮303随着安装底板302的转动拨动传动齿轮306绕后轮转轴404转动，传动齿轮306进一步带动一对后轮401顺时针转动，轮椅向后运动；当摇杆101顺时针摆动到达极限位置后，使用者开始逆时针反向摆动摇杆101，带动安装底板302反向逆时针转动，此时，第一单向齿轮303在绕自身轴线自转的同时又绕传动齿轮306公转，由于第一单向齿轮 303不再对传动齿轮306施力，因此传动齿轮306不会反方向向前运动，如此重复摆动摇杆 101，可使轮椅不断向后运动；二、使用者通过拨动换向手柄301，使所述的第一单向齿轮303与所述的传动齿轮 306相脱离，所述的第二单向齿轮304与所述的传动齿轮306相啮合时，所述的换向锁定机构处于第二工作状态。这时，当使用者顺时针摇动摇杆101，摇杆101带动安装底板302顺时针转动，第二单向齿轮304既绕传动齿轮306公转，叉绕自身轴心线沿顺时针方向自转， 因此第二单向齿轮304不对传动齿轮306施力，当摇杆101顺时针摆动到达极限位置后，使用者将摇杆101逆时针摆动，带动安装底板302绕后轮转轴404逆时针转动，第二单向齿轮 304反向转动，由于第二单向齿轮304逆时针方向止转，因此在安装底板302逆时针转动的过程中，第二单向齿轮304拨动传动齿轮306逆时针转动，传动齿轮306带动一对后轮401 逆时针转动，从而使轮椅前进，反复摆动摇杆101，使轮椅不断向前运动；三、使用者通过拨动换向手柄301，使所述的第一单向齿轮303和第二单向齿轮 304均与传动齿轮306分离，在所述的换向锁定机构处于第三工作状态的情况下，此时，传动齿轮306脱离驱动，需要通过第三者看护控制轮椅前进或后退。所述的单臂轮椅通过与摇杆101同侧的前轮400来控制轮椅的方向，具体地说，前轮400通过前叉转动连接在车架500上，前叉上部具有前叉竖管205，前叉竖管205与摇杆 101之间通过万向转动关节200连接，万向转动关节200包括可绕第一转轴506可转动的第一轴套201、偏心连接在所述的第一轴套201内的球铰链203、转向连杆202，转向连杆202 的一端部与球铰链203万向连接，另一端部与前叉竖管205偏心连接。所述的摇杆101绕自身轴心线(垂直于第一转轴506)可转动地设置在所述的第一轴套201内，所述第一轴套 201随摇杆101绕第一转轴506转动，同时由于球铰链203偏心连接在摇杆101的下端部， 因此使用者手握摇杆101绕其自身的轴心线转动时，摇杆101能够转动并带动前叉竖管205 转动，从而带动前轮400转动任意角度。该万向转动关节200和摇杆等机构通过快拆结构连接在车架上，以便于迅速更换轮椅的操作方向。此外，所述的第一单向齿轮303和第二单向齿轮304的模数小于所述的传动齿轮 306的模数。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种单臂轮椅，包括一对左右对称的车架、转动设置在一对所述的车架上的前轮、 同步转动设置在一对所述的车架上的后轮，该车架上固定设置有用于固定装设所述的后轮的后轮安装座，其特征是其中一个所述的车架的后轮安装座上通过后轮转轴转动连接有后轮花鼓和换向锁定机构，所述的换向锁定机构包括能够转动连接在所述的后轮转轴上的安装底板、活动设置在所述的安装底板上并能够绕自身轴心线单方向转动的第一单向齿轮和第二单向齿轮、同轴固定连接在所述的后轮花鼓上的传动齿轮，所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮的转动轴相互平行，且转动方向相反，所述的换向锁定机构具有至少三个工作状态，当所述的换向锁定机构处于第一工作状态时，所述的第二单向齿轮与所述的传动齿轮相分离，所述的第一单向齿轮与所述的传动齿轮相啮合；当所述的换向锁定机构处于第二工作状态时，所述的第一单向齿轮与所述的传动齿轮相脱离，所述的第二单向齿轮与所述的传动齿轮相啮合；当所述的换向机构处于第三工作状态时，所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮均与所述的传动齿轮相分离；所述的车架上通过第一转轴转动连接有摇杆，且所述的摇杆上转动连接有连杆的一端部，所述的连杆的另一端部转动连接在所述的安装底板上。
2.根据权利要求1所述的单臂轮椅，其特征在于所述的安装底板上设置有第二转轴， 所述的第二转轴上转动连接有换向板，所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮分别转动连接在所述的换向板上。
3.根据权利要求2所述的单臂轮椅，其特征在于所述的换向锁定机构还包括固定安装在所述的安装底板上的罩壳以及与所述的换向板相连接且位于所述的罩壳外侧的换向手柄，所述的罩壳上开设有一对弧形导槽，所述的一对弧形导槽的圆心与所述的第二转轴的轴心重合。
4.根据权利要求1所述的单臂轮椅，其特征在于所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮的中心分别设置有单向轴承。
5.根据权利要求1所述的单臂轮椅，其特征在于所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮分别既可转动又可滑动地连接在所述的安装底板上。
6.根据权利要求1所述的单臂轮椅，其特征在于所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮的模数小于所述的传动齿轮的模数。
7.根据权利要求1所述的单臂轮椅，其特征在于一对所述的后轮之间还可拆卸地设置有可伸缩的传动轴。
8.根据权利要求1所述的单臂轮椅，其特征在于所述的前轮中的其中一个与所述的摇杆之间设置有万向转动关节。
9.根据权利要求8所述的单臂轮椅，其特征在于所述的万向转动关节包括可绕所述的第一转轴可转动的第一轴套、球铰链、转向连杆、前叉竖管，所述的摇杆能够绕自身轴心线转动地设置在所述的第一轴套内，所述的球铰链偏心连接在所述的摇杆的下端部，所述的转向连杆的一端部与所述的球铰链万向连接，另一端部与所述的前叉竖管偏心连接。
全文摘要
一种单臂轮椅，包括一对车架、前轮、一对同步转动的后轮，其中一个车架的后轮安装座上转动连接有换向锁定机构，其包括转动连接在后轮转轴上的安装底板、活动设置在安装底板上且转轴平行的第一单向齿轮和第二单向齿轮、同轴固定在后轮花鼓上的传动齿轮，第一单向齿轮和第二单向齿轮的转动方向相反，换向锁定机构具有三种工作状态1.第二单向齿轮与传动齿轮相分离，第一单向齿轮与传动齿轮相啮合；2.第一单向齿轮与传动齿轮相脱离，第二单向齿轮与传动齿轮相啮合；3.第一单向齿轮和第二单向齿轮均与传动齿轮相分离；车架上转动连接有摇杆，且摇杆上转动连接有连杆的一端部，连杆的另一端部转动连接在安装底板上。
文档编号A61G5/10GK102370548SQ201110208580
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者王仰昆 申请人:卫美恒(苏州)医疗器械有限公司