气动助力可上下楼梯的轮椅车

1.一种气动助力可上下楼梯的轮椅车，它由车架、车轮、贮气罐、配气装置和气缸组成，其特征在于两个中间轮(8)装于中轴(9)的两端，中轴(9)的中部与气缸(15)的活塞杆(10)的伸出端固定联结并且横向伸出一个T形支架(7)，T形支架(7)上有导向杆(31)和两个万向轮(6)。
2.根据权利要求1所述的气动助力可上下楼梯的轮椅车，其特征在于配气装置(18)具有第一调压器(44)和第二调压器(45)，压缩空气通过第一调压器(44)后气压为P1，通过第二调压器(45)后气压为P2，且P1大于P2。
3.根据权利要求1所述的气动助力可上下楼梯的轮椅车，其特征在于前轮(1)的立轴(35)可在制动器(36)中沿轴向移位并可被其上的闸瓦(38)刹住，制动器(36)用螺栓(39)固定在车架(16)前部的柱状体(34)上，该柱状体(34)上有一组通孔(40)，螺栓(39)可通过任一个通孔(40)将制动器(36)固定。
4.根据权利要求1所述的气动助力可上下楼梯的轮椅车，其特征在于具有可驱动后轮(11)转动的手摇驱动机构，该机构包括摇把(26)、楔头销(27)、芯轴(25)、弹簧(28)、传动轴(22)、减速器(3)、主动链轮(4)、链条(5)、被动链轮(14)和活动嵌销(13)。

气动助力可上下楼梯的轮椅车\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种气动助力可上下楼梯的轮椅车，属于运送病人或方便病人的设备。\n技术背景\n[0002] 住在无电动升降梯的楼房内的行动不便的伤病者，需要上下楼梯去接受诊治会遇到困难，他们渴望到户外活动的要求往往得不到满足，已知的可上下楼梯的轮椅装置，如CN2259884Y和CN2320234Y所公开的技术，前者靠电机驱动液压传动装置来实现其功能，后者靠电机驱动机械传动装置来实现其功能，二者构造较为复杂，而且后者采用履带式行走机构，在住宅楼内使用时，有可能因楼梯平台面积狭小给转向带来困难。还有CN2451090Y所公开的技术，该实用新型是一种用8只丝杆分做两组在轨道上交替移位的能上下楼梯的轮椅，它只有在收起该爬楼梯装置回复普通轮椅状态才能转向。\n[0003] 美国专利说明书US4569409A公开了一种可攀登楼梯的轮椅(STAIR CLIMBING WHEELCHAIR)，该发明以蓄电池和由它驱动的空气压缩机产生的压缩空气做动力，其组成部分除座位和框架外，有蓄电池箱、空气压缩机及其附带的贮气罐、10个气缸、8只轮子、8套电力驱动装置以及8套探测器，还有操向联动机构和一个包括微处理电脑的控制器，机构完备，只是其转向能力未能针对爬楼梯轮椅的特定使用环境相应地作出改进。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于提供一种利用压缩空气做动力，具有升降功能，供护理人员运送伤病者上下楼梯的轮椅车，而在平地上，如果乘坐者双手能够自主活动，可自行操纵轮椅车行驶，提高行动能力，或进行康复训练。\n[0005] 上述目的是这样实现的：在轮椅车的车架下面增设一根两端带轮子的中轴，该轴与车架之间设一个气缸，气缸体与车架固装一起，而活塞杆的伸出端固接中轴，这样，气缸可升举轮椅车，升举后又可在护理人员推动下平移，在平地上行驶时，气缸将中轴提起，使中间轮保持适当地隙，以利于转向和提高通过性；轮椅车带有贮气罐和配气装置，两者和气缸合起来组成气动助力系统；气缸的轴心线处在轮椅车的纵向对称平面内，与轮椅车在额定载重量下重心的重力线平行且距离应尽可能的小，考虑到乘坐者体重不同会使重心位置变化，故中轴向前水平地伸出一个T形支架，该支架上装两个万向轮，以保证轮椅车升举时重力线落在中间轮与万向轮四个支点所形成的四边形之内，T形支架上面设导向杆以限制活塞转动，使中间轴与后轮轴保持平行，活塞杆还应加粗，提高刚性以便克服因增加T形支架而带来的弯矩；贮气罐输出的压缩空气经两个调压器调出P1和P2两种工作压力，P1大于P2，上楼时，压力为P1的气体使气缸产生推力以升举轮椅车，压力为P2的气体使气缸产生拉力供活塞复位，活塞复位用较低压力再加上粗的活塞杆可降低气体的消耗，并减小轮椅车回落时的速度，下楼时，将压力为P2的气体送入气缸活塞顶部，活塞下移使中间轮落地，但气缸的推力不足以将轮椅车升起，此时向前移动轮椅车，中间轮首先从上一个梯级降到下一个梯级，而当后轮移动到下一梯级的上方时，整车的重量落到中间轮上，气缸内的气体被压缩，当气体压力超过工作压力P2一定数值后，管路中设置的溢流阀打开，后轮平缓地落下；气缸选用可调缓冲气缸，气体配送由数个换向阀来实现，并配有排气消声节流阀门，以保证轮椅车升降无冲击；后轮和中间轮的直径以及中轴与后轮轴的轴心线的水平投影距离经过适当地选择，使后轮与中间轮的接地点可以同处于一个梯级的宽度内；两个前轮装在各自的前叉上，前叉可绕一根加长的立轴转动，立轴从一个制动器中通过，它可以被固定在任意位置，制动器松开时它可上下移位，这样，上下楼梯时立轴下伸使车身保持水平状态，以保证安全，而到达平地后可以复位，还有，前、后轮轴心线之间的距离可以调整，以适应使用者住所的楼梯的梯级宽度；在轮椅车扶手的一侧或两侧设手摇驱动装置，该装置通过离合器与后轮或后轮轴联结，在离合器处于结合状态下，乘坐者可操纵轮椅车在平地上活动，如此时推动行驶，可将离合器置于分离状态；轮椅车配有使用单相电源的压缩机，其输出气体压力可达1.6MPa至2.5MPa，压缩机被卡装于车架上，用活接头与贮气罐联接，充气后可方便地卸下。\n[0006] 本发明实质上是将轮椅车上下楼的过程分解为垂直和水平两个方向的运动，上楼时靠气力升举，下楼时靠重力下落，而水平方向的移动则由人力实现，使用时乘坐者和护理者均佩带安全带与轮椅车系在一起，以确保安全。\n[0007] 本发明采用气力驱动，结构简单，操纵方便，维护容易，可采用标准化元件，利于制造；空气蓄能器工作可靠，寿命长，充压所需时间短，方便；用压缩空气做动力成本低，无污染，安全。使用本技术制造的轮椅车其自重和外形尺寸较小，不仅适于医疗单位使用，而且使其进入家庭成为可能。\n附图说明\n[0008] 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。\n[0009] 图1是本发明所述的气动助力可上下楼梯的轮椅车结构示意图。\n[0010] 图2是本发明所述的气动助力可上下楼梯的轮椅车气动系统图。\n[0011] 图3、图4分别是本发明所述的气动助力可上下楼梯的轮椅车上楼、下楼过程分步示意图。\n具体实施方式\n[0012] 如图1所示，车架16上有支板33，其上固定气缸15，活塞杆10的伸出端固接有中轴9，中轴9的中部有一横向延伸的T形支架7，T形支架7上有导向杆31和两个万向轮6，两个中间轮8装于中轴9的两端，在平地上行驶时中间轮8和万向轮6与地面保持一定距离。气缸15工作时由贮气罐17供给压缩空气，中间需经过配气装置18，使用者操纵配气装置18内的阀门以实现上下楼的功能。压缩机32可向贮气罐17供压力达1.6MPa至2.5MPa的压缩空气，它使用单相电源，被卡装在车架16上，与贮气罐17用活接头连接。前轮1通过前轮轴2与前叉41联结一起，前叉41可绕立轴35转动，立轴35从制动器36中通过并被阐瓦38刹住，拉动销柄37使闸瓦38松开，立轴35可沿轴向自由活动。制动器36用螺栓39固定于车架16向前伸出的柱状体34上，柱状体34上有一组通孔40，改变螺栓39与通孔40的结合可调整前轮轴2与后轮轴12的距离。车架16的前部左右两侧各设前把29，供上楼时操持用，前把29上装有操纵把手30，分别操纵配气装置18中的阀门和制动器36上的销柄37。两个后把20供下楼时操持用，两个操纵把手19与操纵把手30的作用相同。\n传动轴22从车架16前部的立管21中通过，它近上端的一段带有花键23，摇把26一端的圆孔套在花键23上，摇把26是中空的，其间装有芯轴25，芯轴25头部的扁舌24嵌入花键\n23的齿槽内，转动摇把26可带动传动轴22旋转。按下楔头销27可使芯轴25移位，扁舌\n24退出花键23的齿槽，此时可调整摇把26与传动轴22的相对位置，松开楔头销27，弹簧\n28使芯轴25复位。传动轴22下端与减速器3联接可驱动主动链轮4转动，主动链轮4通过链条5、被动链轮14、活动嵌销13带动后轮11一起转动。活动嵌销13与后轮11通常处于非结合状态，以防止轮椅车被推动时使摇把26旋转。\n[0013] 如图2所示，压缩机32通过活接头42与贮气罐17联接，压缩空气在截止阀43处于开启状态下进入配气装置18并分成两路，一路经第一调压器44调至压力P1，另一路经第二调压器45调至压力P2，第一换向阀46与压力为P1的气路连接，它是常闭式的，其上装有第一排气消声节流阀50，第二换向阀47与压力为P2的气路连接，它是常通式的，其上装有第二排气消声节流阀51，当第三换向阀48的手柄处于位置I时，压力为P2的空气进入气缸\n15的拉力腔，使中间轮8离开地面，如果此时操纵联动装置52，使第二换向阀47切断气路，第一换向阀46接通气路，气缸15拉力腔与第二换向阀47的排气口相通，压力为P1的空气进入气缸15的推力腔，活塞杆10推动中轴9下移将轮椅车升起。如果第一换向阀46和第二换向阀47处于图中所示状态，将第三换向阀48的手柄扳到位置II，则气缸15拉力腔与第一换向阀46的排气口相通，压力为P2的空气进入气缸15的推力腔，活塞下移使中间轮8着地，由于压力P2小于P1，故不能将轮椅车举起，但是当活塞杆10受外力作用使气缸15推力腔内的空气受压缩且压力大于P2一定数值时，溢流阀49打开，活塞被推上移。\n[0014] 图3所示的气动助力可上下楼梯的轮椅车登楼过程是：(a)举升车身，前轮下降；\n(b)平移车身，后轮进阶；(c)车身下落，中轴收起；(d)平移车身，中轴进阶；(e)举升车身，前轮再降；(f)平移车身，后轮进阶。\n[0015] 图4所示的气动助力可上下楼梯的轮椅车下楼过程是：(p)气缸充气，中轴下落；\n(q)平移车身，前轮下降；(r)平移车身，前轮再降；(s)平移车身，中轴下落；(t)平移车身，后轮降阶；(u)平移车身，中轴下落。