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一种无极调节传动比的手动轮椅   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-05-28
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2020-10-13
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-04-15
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-05-28
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202010467291.0 申请日 2020-05-28
公开/公告号 CN111658351B 公开/公告日 2022-04-15
授权日 2022-04-15 预估到期日 2040-05-28
申请年 2020年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 A61G5/02A61G5/10 主分类号 A61G5/02
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 7
权利要求数量 8 非专利引证数量 0
引用专利数量 10 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN102961223A、CN201258954Y、CN204072541U、CN204364262U、CN108567526A、CN201558239U、CN101204344A、CN101806343A、CN105864371A、CN110962990A 被引证专利
专利权维持 2 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 李晨、王志强、林林、刘绍卿 第一发明人 李晨
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 4
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州君度专利代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
黄前泽
摘要
本发明公开了一种无极调节传动比的手动轮椅。现有的手动轮椅爬坡十分费力;本发明包括椅架、手摇车轮组件和无级变速器。两个手摇车轮组件分别设置在椅架底部的两侧。手摇车轮组件包括主车轮、手轮圈、管状轮轴和驱动转轴。管状轮轴支承在椅架底部。主车轮与管状轮轴的外端固定。驱动转轴与管状轮轴同轴设置,并构成转动副。手轮圈与驱动转轴的外端固定。所述的无级变速器共有两个。两个无级变速器与两个手摇车轮组件分别对应,实现驱动转轴与管状轮轴的传动比的无极调节。本发明将现有技术中固定在一起的车轮和手轮圈分离为相互转动,并通过设置无级变速器来调节车轮与手轮圈的传动比,便于使用者根据自身的力量大小和当前的路况调节传动比。
  • 摘要附图
    一种无极调节传动比的手动轮椅
  • 说明书附图:图1
    一种无极调节传动比的手动轮椅
  • 说明书附图:图2
    一种无极调节传动比的手动轮椅
  • 说明书附图:图3
    一种无极调节传动比的手动轮椅
  • 说明书附图:图4
    一种无极调节传动比的手动轮椅
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-04-15 授权
2 2020-10-13 实质审查的生效 IPC(主分类): A61G 5/02 专利申请号: 202010467291.0 申请日: 2020.05.28
3 2020-09-15 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种无极调节传动比的手动轮椅,包括椅架、手摇车轮组件和无级变速器;其特征在于:两个手摇车轮组件分别设置在椅架底部的两侧;手摇车轮组件包括主车轮、手轮圈、管状轮轴和驱动转轴;管状轮轴支承在椅架底部;主车轮与管状轮轴的外端固定;驱动转轴与管状轮轴同轴设置,并构成转动副;手轮圈与驱动转轴的外端固定;所述的无级变速器共有两个;两个无级变速器与两个手摇车轮组件分别对应,连接对应手摇车轮组件内的管状轮轴与驱动转轴,实现驱动转轴与管状轮轴的传动比的无极调节;
所述的无级变速器包括驱动轮、传动轴、从动轮、弹簧和传动带;传动轴支承在椅架的底部;传动轴与管状轮轴传动连接;驱动轮安装在对应的驱动转轴上;从动轮安装在传动轴上;驱动轮和从动轮结构相同,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。

2.根据权利要求1所述的一种无极调节传动比的手动轮椅,其特征在于:还包括调节传动组件;所述的调节传动组件包括调节转轴、滑块和连接杆;水平设置的调节转轴支承在椅架的底部;调节转轴上设置有旋向相反的两段螺纹;两个滑块上均固定有螺母;两个螺母与调节转轴上旋向相反的两段螺纹分别构成螺旋副;两根连接杆的一端与两个滑块分别固定;两个连接杆的另一端均固定有变速推动环;两个变速推动环与两根驱动转轴分别构成圆柱副;两个变速推动环分别抵住两个从动轮中能够滑动的那个锥形单边轮。

3.根据权利要求1所述的一种无极调节传动比的手动轮椅,其特征在于:驱动轮的两个锥形单边轮均与驱动转轴构成滑动副;从动轮的两个锥形单边轮均与传动轴构成滑动副;
每根驱动转轴上各套置有两根弹簧;两根弹簧的相背端均与驱动转轴固定,另一端分别抵住驱动轮的相背侧面。

4.根据权利要求1所述的一种无极调节传动比的手动轮椅,其特征在于:还包括调节传动组件;所述的调节传动组件包括调节转轴、滑块和连接杆;水平设置的调节转轴支承在椅架的底部;所述的调节转轴上设置有依次排列的四段螺纹;任意两段相邻的螺纹均旋向相反;滑块共有四个;四个滑块上均固定有螺母;四个螺母与调节转轴上的四段螺纹分别构成螺旋副;四个滑块两两一组,分为两个滑块组;两个滑块组的对称面与两个无级变速器的对称面重合;四根连接杆的一端与四个滑块分别固定;四根连接杆的另一端均固定有变速推动环;同一组的两个变速推动环与对应的驱动转轴构成圆柱副;同一组的两个变速推动环分别抵住对应从动轮的两个侧面。

5.根据权利要求2或4所述的一种无极调节传动比的手动轮椅,其特征在于:还包括调速手柄;所述的调节传动组件还包括锥齿轮;调速手柄设置在椅架的其中一个扶手处,且与椅架构成公共轴线竖直设置的转动副;两个锥齿轮与调速手柄的底端、调节转轴的一端分别固定;两个锥齿轮啮合。

6.根据权利要求2或4所述的一种无极调节传动比的手动轮椅,其特征在于:所述的变速推动环与对应的驱动轮之间设置有平面轴承。

7.根据权利要求1所述的一种无极调节传动比的手动轮椅,其特征在于:所述的手轮圈位于车轮的外侧。

8.根据权利要求1所述的一种无极调节传动比的手动轮椅,其特征在于:还包括辅助轮;所述的辅助轮采用万向轮,安装在椅架的底部。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于手动轮椅技术领域,具体涉及一种无极调节传动比的手动轮椅。

背景技术

[0002] 根据世界银行的统计资料,2019年中国已是人口老龄化国家排行榜第十位,老龄人口占比高达11%,老龄人口数高达2.46亿,失能及半失能的老龄人口高达4000万,目前我国老年人人数持续增长,残疾人数量居高不下,轮椅的出现为两类人群带来极大便利,但随着其使用率的增加,一个严重的问题便显现了出来——轮椅的操作费力,手动上坡比较困难。为提高轮椅的便利性,现在发明了电动轮椅,轮椅使用者操作更加便利,上坡不再是问题,也为使用者节省了很多力气。
[0003] 但电动轮椅的价格在2000到10000不等,约是普通轮椅的3倍左右。部分轮椅使用者对电动轮椅的需求不存在必要性,但在使用轮椅爬坡时,又十分费劲,所以会面临是否要花费3倍价钱来解决上坡问题。目前已有应对这种情况的发明专利诞生,比如CN201520004697.X号专利,其应用的就是一种棘轮链式变速器,能够像变速自行车一样实现变速,然而这种链式棘轮变速器最大的缺陷是容易掉链子,对链条要求质量很高,而且其变速效果会随着时间而降低,会出现最大挡最小档掉速问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种无极调节传动比的手动轮椅。
[0005] 本发明一种无极调节传动比的手动轮椅,包括椅架、手摇车轮组件和无级变速器。两个手摇车轮组件分别设置在椅架底部的两侧。手摇车轮组件包括主车轮、手轮圈、管状轮轴和驱动转轴。管状轮轴支承在椅架底部。主车轮与管状轮轴的外端固定。驱动转轴与管状轮轴同轴设置,并构成转动副。手轮圈与驱动转轴的外端固定。所述的无级变速器共有两个。两个无级变速器与两个手摇车轮组件分别对应,连接对应手摇车轮组件内的管状轮轴与驱动转轴,实现驱动转轴与管状轮轴的传动比的无极调节。
[0006] 作为优选,所述的无级变速器包括驱动轮、传动轴、从动轮、弹簧和传动带。传动轴支承在椅架的底部。传动轴与管状轮轴传动连接。驱动轮安装在对应的驱动转轴上;从动轮安装在传动轴上。驱动轮和从动轮结构相同,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。
[0007] 作为优选,驱动轮的其中一个锥形单边轮与驱动转轴固定,另一个锥形单边轮与驱动转轴构成滑动副。从动轮的其中一个锥形单边轮均与传动轴固定,另一个锥形单边轮与传动轴构成滑动副。传动带连接驱动轮与从动轮;驱动轮与从动轮中,能够滑动的锥形单边轮位于相反侧。驱动转轴上套置有弹簧;弹簧的一端均与驱动转轴固定,另一端抵住驱动轮中能够滑动的锥形单边轮的外侧面。
[0008] 作为优选,本发明一种无极调节传动比的手动轮椅还包括调节传动组件。所述的调节传动组件包括调节转轴、滑块和连接杆。水平设置的调节转轴支承在椅架的底部。调节转轴上设置有旋向相反的两段螺纹。两个滑块上均固定有螺母。两个螺母与调节转轴上旋向相反的两段螺纹分别构成螺旋副。两根连接杆的一端与两个滑块分别固定。两个连接杆的另一端均固定有变速推动环。两个变速推动环与两根驱动转轴分别构成圆柱副。两个变速推动环分别抵住两个从动轮中能够滑动的那个锥形单边轮。
[0009] 作为优选,驱动轮的两个锥形单边轮均与驱动转轴构成滑动副。从动轮的两个锥形单边轮均与传动轴构成滑动副。每根驱动转轴上各套置有两根弹簧;两根弹簧的相背端均与驱动转轴固定,另一端分别抵住驱动轮的相背侧面。
[0010] 作为优选,本发明一种无极调节传动比的手动轮椅还包括调节传动组件。所述的调节传动组件包括调节转轴、滑块和连接杆。水平设置的调节转轴支承在椅架的底部。所述的调节转轴上设置有依次排列的四段螺纹。任意两段相邻的螺纹均旋向相反。滑块共有四个;四个滑块上均固定有螺母。四个螺母与调节转轴上的四段螺纹分别构成螺旋副。四个滑块两两一组,分为两个滑块组。两个滑块组的对称面与两个无级变速器的对称面重合。四根连接杆的一端与四个滑块分别固定。四根连接杆的另一端均固定有变速推动环。同一组的两个变速推动环与对应的驱动转轴构成圆柱副。同一组的两个变速推动环分别抵住对应从动轮的两个侧面。
[0011] 作为优选,本发明一种无极调节传动比的手动轮椅还包括调速手柄。所述的调节传动组件还包括锥齿轮。调速手柄设置在椅架的其中一个扶手处,且与椅架构成公共轴线竖直设置的转动副。两个锥齿轮与调速手柄的底端、调节转轴的一端分别固定。两个锥齿轮啮合。
[0012] 作为优选,所述的变速推动环与对应的驱动轮之间设置有平面轴承。
[0013] 作为优选,所述的手轮圈位于车轮的外侧。
[0014] 作为优选,本发明一种无极调节传动比的手动轮椅还包括辅助轮。所述的辅助轮采用万向轮,安装在椅架的底部。
[0015] 本发明具有的有益效果是:
[0016] 1、本发明将现有技术中固定在一起的车轮和手轮圈分离为相互转动,并通过设置无级变速器来调节车轮与手轮圈的传动比,便于使用者根据自身的力量大小和当前的路况调节传动比。
[0017] 2、本发明可以有效解决使用者上坡费力问题,为老年人残疾人带来极大方便。由于使用了无级变速原理,结构中没有链式结构,所以并不存在掉链子问题。

实施方案

[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。

附图说明

[0018] 图1为本发明实施例1的整体结构示意图;
[0019] 图2为本发明实施例1隐藏椅架的俯视示意图;
[0020] 图3为本发明实施例1中无级变速器及调节传动组件的装配示意图。
[0021] 图4为本发明实施例2隐藏椅架的俯视示意图;
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