[实用新型]电动轮椅的动力传动系统

说明书

(一)技术领域

本实用新型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。 

(二)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≤45kg，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。 

(三)实用新型内容

本实用新型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。 

本实用新型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。 

本实用新型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。 

(四)附图说明