[0022] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0023] 实施例1
[0024] 如图1和2所示,一种无极调节传动比的手动轮椅,包括椅架1、辅助轮、手摇车轮组件、无级变速器2、调速手柄3和调节传动组件4。椅架1上设置有坐垫、靠背和两个扶手。手摇车轮组件分别设置在椅架1底部的两侧。手摇车轮组件包括主车轮5、手轮圈6、管状轮轴7和驱动转轴8。管状轮轴7支承在椅架1底部的一侧。主车轮5与管状轮轴7的外端固定。驱动转轴8穿过管状轮轴7的中心孔,与管状轮轴7构成同轴的转动副。手轮圈6与驱动转轴8的外端同轴固定。手轮圈6位于车轮的外侧面。辅助轮采用万向轮,安装在椅架1的底部,用于辅助支撑。两个手摇车轮组件内的管状轮轴7同轴设置。
[0025] 如图2和3所示,无级变速器2共有两个。两个无级变速器2与两个手摇车轮组件分别对应,用于连接对应手摇车轮组件内的管状轮轴7与驱动转轴8,并无极调节传动比。无级变速器2包括驱动轮2‑1、传动轴2‑2、从动轮2‑3、弹簧2‑4、传动带2‑5和链传动组件2‑6。传动轴2‑2支承在椅架1的底部。驱动轮2‑1安装在对应的驱动转轴8上;从动轮2‑3安装在传动轴2‑2上。驱动轮2‑1和从动轮2‑3结构相同,均包括两个锥形单边轮;两个锥形单边轮相对且间隔设置,且相对面均呈圆台面状。两个锥形单边轮的间距可调。其中一个锥形单边轮均与驱动转轴8或传动轴2固定,另一个锥形单边轮均与驱动转轴8或传动轴2构成滑动副。
[0026] 传动带2‑5连接驱动轮2‑1与从动轮2‑3;无论驱动轮2‑1还是从动轮2‑3,传动带2‑5均搭在两个锥形单边轮的圆台面上,从而实现无极调速;驱动轮2‑1与从动轮2‑3中,能够滑动的锥形单边轮位于相反侧。由于驱动轮2‑1与从动轮2‑3能够滑动的锥形单边轮位于相反侧,故当传动比变化时,传动带2‑5能够自动找准。驱动转轴8上套置有弹簧2‑4;弹簧2‑4的一端均与驱动转轴8固定,另一端抵住驱动轮2‑1中能够滑动的锥形单边轮的外侧面。弹簧2‑4对驱动轮2‑1内的能够滑动的锥形单边轮施加弹力,使得驱动轮2‑1内的两个锥形单边轮有间距减小的趋势。
[0027] 当驱动轮2‑1和从动轮2‑3中,驱动轮2‑1内的两个锥形单边轮间距增大,从动轮2‑3的两个锥形单边轮间距减小时,则驱动轮2‑1到从动轮2‑3的传动比减小;驱动轮2‑1内的两个锥形单边轮间距减小,从动轮2‑3的两个锥形单边轮间距增大时,则驱动轮2‑1到从动轮2‑3的传动比增大。链传动组件2‑6包括链条和两个链轮;两个链轮与对应的传动轴2‑2、管状轮轴7固定。两个链轮通过链条连接。
[0028] 根据无级变速器2原理,设变速器驱动轮2‑1传动半径为R,从动轮2‑3传动半径为r。人工转动手轮圈6,手轮圈6的动力传动到无级变速器2的驱动轮2‑1;再将驱动轮2‑1再将动力通过传动带2‑5传递给从动轮2‑3,传动带对驱动轮2‑1和从动轮2‑3的摩擦力均为Ff。当输入转速为v0,输入转矩为M0=Ff×R时,输出转速v=v0×R/r;输出转矩M=M0×r/R=Ff×r。由此看出,当无级变速器2传动比减小(驱动轮2‑1内两个锥形单边轮间距增大,驱动轮
2‑1传动半径R减小,从动轮2‑3传动半径r增大)时,输出转速减小,输出转矩增大,轮椅驱动变慢且变省力。反之,则轮椅驱动变快且变费力。
[0029] 在无级变速器2的作用下,手轮圈6与主车轮5的传动比能任意调节,对于力量较小的的使用者,可以选择调小传动比,使得轮椅的驱动更加省力(传动比减小,输出扭矩增大);对于力量较大的的使用者,可以选择调大传动比,使得轮椅的驱动更加快速(传动比增大,输出扭矩减小);同理,上坡时调小传动比,使得轮椅的驱动更加省力;平路时调大传动比,使得轮椅的驱动更加快速。
[0030] 调速手柄3设置在椅架1的其中一个扶手处,且与椅架1构成公共轴线竖直设置的转动副。调节传动组件4包括锥齿轮4‑1、调节转轴4‑2、滑块4‑4和连接杆4‑5。水平设置的调节转轴4‑2支承在椅架1的底部。两个锥齿轮4‑1与调速手柄3的底端、调节转轴4‑2的一端分别固定。两个锥齿轮4‑1啮合。调节转轴4‑2的中部同轴固定有旋向相反的两段螺纹4‑3。两个滑块4‑4均与椅架1构成沿水平方向滑动的滑动副。两个滑块4‑4上均固定有螺母。两个螺母与调节转轴4‑2上旋向相反的两段螺纹分别构成螺旋副。两根连接杆4‑5的一端与两个滑块4‑4分别固定。两个连接杆4‑5的另一端均固定有变速推动环。两个变速推动环的对称面与两个无级变速器2的对称面重合。两个变速推动环与两根驱动转轴8分别构成圆柱副,即变速推动环能够沿着驱动转轴8的轴线滑动,但不随驱动转轴8转动。两个变速推动环分别抵住两个从动轮2‑3中能够滑动的那个锥形单边轮的外侧面。从而推动该锥形单边轮滑动,调节从动轮2‑3内两个锥形单边轮的间距。变速推动环与对应的驱动轮2‑1之间设置有平面轴承,能够避免变速推动环阻挡驱动轮2‑1的转动。
[0031] 当调速手柄3正转时,两个滑块4‑4在两段螺纹4‑3的驱动下相背滑动,两个变速推动环各自向外推动对应的驱动轮2‑1,使得驱动轮2‑1内两个锥形单边轮的间距减小,使得无级变速器2的传动比增大。当调速手柄3反转时,两个滑块4‑4在两段螺纹4‑3的驱动下相向滑动,两个变速推动环各自向内松开驱动轮2‑1,由于从动轮2‑3处设有弹簧2‑4,故驱动轮2‑1在传动带2‑5的拉动下两个锥形单边轮的间距增大,使得无级变速器2的传动比减小。
[0032] 实施例2
[0033] 如图4所示,本实施例与实施例1的区别在于:
[0034] 1、驱动轮2‑1、从动轮2‑3中,两个锥形单边轮均与驱动转轴8或传动轴2构成滑动副。每根驱动转轴8上各套置有两根弹簧2‑4;两根弹簧2‑4的相背端均与驱动转轴8固定,另一端分别抵住驱动轮2‑1的相背侧面;两根弹簧2‑4对驱动轮2‑1内的两个锥形单边轮施加弹力,使得驱动轮2‑1内的两个锥形单边轮有间距减小的趋势。
[0035] 2、调节转轴4‑2上设置有依次排列的四段螺纹4‑3。任意两段相邻的螺纹4‑3均旋向相反。滑块4‑4共有四个;四个滑块4‑4均与椅架1构成沿水平方向滑动的滑动副。四个滑块4‑4上均固定有螺母。四个螺母与调节转轴4‑2上的四段螺纹4‑3分别构成螺旋副。四个滑块4‑4两两一组,分为两个滑块组。两个滑块组的对称面与两个无级变速器2的对称面重合。四根连接杆4‑5的一端与四个滑块4‑4分别固定。四根连接杆4‑5的另一端均固定有变速推动环。四个变速推动环两两一组,分为两个变速推动环组。两个变速推动环组与两个无级变速器2分别对应。同一组的两个变速推动环与对应的驱动转轴8构成圆柱副,即变速推动环能够沿着驱动转轴8的轴线滑动,但不随驱动转轴8转动。同一组的两个变速推动环分别抵住对应从动轮2‑3的两个侧面。变速推动环与对应的从动轮2‑3之间设置有平面轴承,能够避免变速推动环阻挡从动轮2‑3的转动。
[0036] 当调速手柄3正转时,同一组的两个滑块4‑4在对应的螺纹4‑3的驱动下相向滑动,同一组的两个变速推动环使得驱动轮2‑1内两个锥形单边轮的间距减小,使得无级变速器2的传动比增大。当调速手柄3反转时,同一组的两个滑块4‑4在对应的螺纹4‑3的驱动下相背滑动,同一组的两个变速推动环使得驱动轮2‑1内两个锥形单边轮的间距增大,使得无级变速器2的传动比减小。