专利名称：电动轮椅的动力传动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动轮椅技术领域，具体为一种电动轮椅的动力传动系统。
背景技术：
对于有行走障碍的人都需要使用轮椅作为代步工具。目前全世界约有6. 5亿残障人，他们需要全社会予以更多的关注。老年人到一定年纪腿脚不便，也需要轮椅。我国现在的老年人已经占到全世界老人的22%，全亚洲的14%。去年年底我国65岁以上的老年人口统计数已达1. 67亿，据世界卫生组织的预测，2020年全球老年人口将达到6. 9亿。在人数达十几亿的老年人和残障人士中，即使仅有20%使用电动轮椅，轮椅的市场空间也是极大。电动轮椅因有电机作为动力，省力，易操作，快而稳，已被广泛使用。电动轮椅的传动系统是其核心部件。传统的电动轮椅车所采用的动力传动系统、大部份均为有刷直流电机与蜗轮减速器输出轴成90°夹角驱动结构。其优点是结构非常简单，但是传动效率低。众所周知，蜗轮减速器属摩擦传动，其传动效率是很低的，加工精度达最高级的蜗杆付传动效率也小于 65%。这种驱动结构大量能量消耗在摩擦传动的阻力上，克服摩擦传动的阻力产生大量的热，不得不增加散热结构，以使阻力所产生的热量尽快散发。另外有刷直流电机的传动效率和使用寿命同样是较低的。碳刷与转子的摩擦、压触阻力等因素均使有刷直流电机的能耗加大，传动效率降低。由于传统电动轮椅动力驱动结构的总体效率低，只得加大电机功率。 目前一辆普通电动轮椅的电机功率高达600瓦。从理论上计算；采用制造技术要求合符工业标准的轮椅车底盘，其负载为90kg， 车辆自重< 4^g，车辆从停止状态启动时，其输出扭矩只需约12牛顿/米。当使用36v直流电源驱动一台功率310W的直流电机，如果传动效率为80%左右，即可达到设计要求。按此理论数据，目前市场上的电动轮椅的普遍能耗都超标30 40%，其资源的浪费是惊人的，而且这也增加了轮椅使用者的经济负担。在当今节能、环保低碳的大潮下，电动轮椅的动力传动系统需要改进。
发明内容
本发明的目的是设计一种电动轮椅的动力传动系统，采用无刷直流电机和行星传动机构，显著提高传动效率。本发明设计的电动轮椅的动力传动系统包括直流电机和传动机构，所述直流电机固定安装于轮椅车架，直流电机与控制机构连接，控制机构具有电机电流调节模块，根据所接的控制装置的信号，调节电机供电电流，控制电机转速。电机输出轴连接两级行星齿轮组，减速后的行星齿轮组的输出轴与轮椅的驱动轮的轮毂连接。电机输出轴上固定输出齿轮，一级星架的内侧面上的三个一级行星齿轮轴上各安装有一个一级行星齿轮，齿环有与一级行星齿轮相配合的内齿、固定安装于传动外壳内，传动外壳与轮椅车架固定连接。三个一级行星齿轮与电机的输出齿轮相啮合、同时与齿环的内齿相啮合；一级星架的外侧面上有中心轴齿轮，二级星架的内侧面上的三个二级行星齿轮轴上各安装有一个二级行星齿轮，三个二级行星齿轮与一级星架的中心轴齿轮相啮合、同时与齿环的内齿相啮合；二级星架的外侧面中心为键轴，即本行星齿轮组的输出轴， 与轮椅驱动轮的轮毂连接。所述直流电机为无刷直流电机。行星齿轮组的输出轴经离合器与轮椅驱动轮的轮毂连接。离合器为轴套，其内环面的键槽与键轴相配合，二者为动配合，离合器的外端面有凸齿，与轮毂内端面上的凹槽相配合，离合器外环面上为环形卡槽，拨叉为倒Y形，其上为拨杆，底端接2个拨爪，拨爪卡在离合器的环形卡槽内，当拨杆摆动，拨叉拨动离合器在键轴上滑动，当离合器外移、其凸齿与轮毂凹槽啮合，电机输出的动力经行星齿轮组减速后带动轮毂转动，拨叉拨动离合器内移、脱离轮毂，轮椅驱动轮与电机分离，可用手动。拨叉的拨杆上端与转轴相接，转轴为水平、且处于与键轴垂直的面上，可转动地固定于轮椅车架，转轴一端安装有离合手柄，转动离合手柄，转轴同轴转动，其所接的拨叉摆动。为保证键轴的稳定，键轴轴端经轮毂轴承可转动地安装于轮毂，键轴轴端有限位卡槽，限位卡卡嵌于限位卡槽内，进行轴向限位。键轴上还至少有1个轴承，安装于传动外壳或轮椅车架。本发明电动轮椅的动力传动系统的优点为1、采用行星齿轮传动，减速比大，且效率达95%以上，大大高于蜗轮减速器的传动效率，采用本传动系统普通电动轮椅所用电机的功率可减少1/3以上，节能效果明显，且降低了成本；2、体积小，结构简单，利于优化轮椅整体结构，减轻轮椅自重；3、承载能力大，工作平稳，易于操作，便于残障人士使用。
图1为本电动轮椅的动力传动系统实施例整体外观立体示意图；图2为本电动轮椅的动力传动系统实施例与轮毂连接面的示意图；图3为图2的A-A向剖视图；图4为本电动轮椅的动力传动系统实施例与后轮连接示意图；图5为图4的B-B向剖视图；图6为本电动轮椅的动力传动系统实施例各部件分解装配示意图。图内标号为1、电机，2、行星传动机构，21、键轴，211、键轴轴承，22、二级星架，23、 二级行星齿轮，24、齿环，25、一级星架，26、一级行星齿轮，3、拨叉，31、转轴，32、离合手柄， 4、轮椅车架，41、护罩，5、离合器，6、后轮，61、轮毂，611、轮毂轴承，612、限位卡。
具体实施例方式本电动轮椅的动力传动系统实施例外观如图1、2和4所示，包括直流电机1和行星传动机构2，所述直流电机1为无刷直流电机，固定安装于轮椅车架4，直流电机1与控制机构连接，控制机构具有调节电机供电电流，控制电机转速的电机电流调节模块。电机输出轴连接两级行星齿轮组，减速后的行星齿轮组的输出轴与轮椅的后轮毂61连接。如图3、5和6所示，电机输出轴上固定输出齿轮，一级星架25的内侧面上的三个一级行星齿轮轴上各安装有一个一级行星齿轮26，齿环M有与一级行星齿轮沈相配合的内齿、固定安装于传动外壳41内，传动外壳41与轮椅车架4固定连接。三个一级行星齿轮 26与电机的输出齿轮相啮合、同时与齿环M的内齿相啮合；一级星架25的外侧面上有中心轴齿轮，二级星架22的内侧面上的三个二级行星齿轮轴上各安装有一个二级行星齿轮 23，三个二级行星齿轮23与一级星架25的中心轴齿轮相啮合、同时与齿环M的内齿相啮合；二级星架的22外侧面中心为键轴21，即本行星齿轮组的输出轴。本例轮椅驱动轮为后轮6，行星齿轮组的键轴21经离合器5与后轮6的轮毂61 连接。离合器5为轴套，其内环面的键槽与键轴21相配合，二者为动配合，离合器5的外端面有凸齿，与轮毂61内端面上的凹槽相配合，离合器5外环面上为环形卡槽，拨叉3为倒Y 形，其上为拨杆，底端接2个拨爪，拨爪卡在离合器3的环形卡槽内，当拨叉3摆动，其拨爪拨动离合器5在键轴21上滑动，当离合器5外移、其凸齿与轮毂61凹槽啮合，电机输出的动力经行星齿轮组减速后带动轮毂61转动，拨叉3拨动离合器5内移、脱离轮毂61，轮椅驱动轮与电机分离，可用手动。拨叉3的拨杆上端与转轴31相接，转轴31为水平、且处于与键轴21垂直的面上， 可转动地固定于轮椅车架4，转轴31 —端安装有离合手柄32，转动离合手柄32，转轴31同轴转动，其所接的拨叉3摆动。键轴21轴端经轮毂轴承611安装于轮毂61。在轮毂轴承611外侧，键轴21轴端有限位卡槽，限位卡612卡嵌于限位卡槽内。键轴21中部经2个轴承211安装于传动外壳 41。上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.电动轮椅的动力传动系统，包括直流电机(1)和传动机构O)，所述直流电机(1)固定安装于轮椅车架G)，电机与控制机构连接，控制机构具有调节电机供电电流、控制电机转速的电机电流调节模块，其特征在于所述电机输出轴连接两级行星齿轮组，减速后的行星齿轮组的输出轴与轮椅的驱动轮的轮毂(61)连接；电机输出轴上固定输出齿轮，一级星架0 的内侧面上的三个一级行星齿轮轴上各安装有一个一级行星齿轮(26)，齿环04)有与一级行星齿轮06)相配合的内齿、固定安装于传动外壳Gl)内，三个一级行星齿轮06)与电机的输出齿轮相啮合、同时与齿环04) 的内齿相啮合；一级星架0 的外侧面上有中心轴齿轮，二级星架0 的内侧面上的三个二级行星齿轮轴上各安装有一个二级行星齿轮(23)，三个二级行星齿轮与一级星架 (25)的中心轴齿轮相啮合、同时与齿环04)的内齿相啮合；二级星架的0 外侧面中心为键轴(21)，即本行星齿轮组的输出轴；所述传动外壳Gl)与轮椅车架固定连接。
2.根据权利要求1所述的电动轮椅的动力传动系统，其特征在于所述直流电机(1)为无刷直流电机。
3.根据权利要求1或2所述的电动轮椅的动力传动系统，其特征在于所述行星齿轮组的键轴经离合器(5)与驱动轮(6)的轮毂(61)连接；离合器(5) 为轴套，其内环面的键槽与键轴相配合，二者为动配合，离合器(5)的外端面有凸齿， 与轮毂(61)内端面上的凹槽相配合；离合器( 外环面上为环形卡槽，拨叉C3)为倒Y形， 其上为拨杆，底端接2个拨爪，拨爪卡在离合器C3)的环形卡槽内，当拨叉C3)摆动，其拨爪拨动离合器( 在键轴上滑动，当离合器( 外移、其凸齿与轮毂(61)凹槽啮合，电机输出的动力经行星齿轮组减速后带动轮毂(61)转动，拨叉C3)拨动离合器(5)内移、脱离轮毂(61)，轮椅驱动轮与电机分离。
4.根据权利要求3所述的电动轮椅的动力传动系统，其特征在于所述拨叉(3)的拨杆上端与转轴(31)相接，转轴(31)为水平、且处于与键轴垂直的面上，转轴(31)可转动地固定于轮椅车架，转轴(31) —端安装有离合手柄(32)。
5.根据权利要求1或2所述的电动轮椅的动力传动系统，其特征在于所述键轴轴端经轮毂轴承(611)安装于轮毂(61)，键轴中部经至少1个轴承011)安装于传动外壳01)。
6.根据权利要求5所述的电动轮椅的动力传动系统，其特征在于所述键轴在轮毂轴承(611)外侧的轴端有限位卡槽，限位卡(61 卡嵌于限位卡槽内。
全文摘要
本发明为电动轮椅的动力传动系统，包括直流电机和传动机构，直流电机与控制电机转速的控制机构连接。电机输出轴上的输出齿轮连接两级行星齿轮组，行星齿轮组的输出轴与轮椅的驱动轮的轮毂连接。离合器为轴套，其内环面的键槽与作为行星齿轮组输出轴的键轴为动配合，离合器外端面有凸齿，与轮毂内端面上的凹槽相配合，倒Y形拨叉底端所接拨爪卡在离合器外环面上的环形卡槽内，拨叉的拨杆摆动，拨抓拨动离合器在键轴上滑动，离合器外移与轮毂凹槽啮合，电机带动轮毂转动，离合器内移脱离轮毂，轮椅驱动轮可手动。本发明用行星齿轮传动，减速比大，效率达95％以上，节能明显，成本低；体积小，结构简单，减轻轮椅自重；工作平稳，便于使用。
文档编号A61G5/04GK102499831SQ20111035158
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月5日 优先权日2011年11月5日
发明者陈戈平 申请人:桂林埃力克电控智能车业制造有限公司, 陈戈平