[发明专利]一种杠杆式间歇与无间歇互换变速轮椅及其工作方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种杠杆式间歇与无间歇互换变速轮椅及其工作方法，属于辅助医疗设备的技术领域。

背景技术：

残疾人是社会广泛关注的群体，轮椅则是助残器械中的重要分支，由于轮椅与残疾人的关系相当密切，因此设计一种结构简单，成本低廉，效率高且省力，方便调节的轮椅，对残疾人提高自理能力具有非常重要的意义。

轮椅的种类很多，但主要分为两大类：普通轮椅和特殊轮椅。普通轮椅一般由车架，座椅，车轮，刹车装置以及扶手等部分组成；具有结构简单，成本低廉的特点。但普通轮椅有功能单一，使用费力，舒适度和可调节性能较差，且体积较大，不能适应复杂地形和大坡度地形等缺点。特殊轮椅则是根据功能和使用目的在普通轮椅上派生出来的一类轮椅，常见的有固定式轮椅、折叠式轮椅、站立式轮椅、躺式轮椅和电动轮椅等。目前市场上的特殊轮椅中，可以自行驱动的有两种，一种是电动轮椅，通过电机来提供动力，从而实现变速和爬坡功能，但电动轮椅由于附加了电动机和电源以及控制装置，所以体积较大，重量较大且不易携带，成本很高，远远超出了大部分残疾人的经济承受水平；另一种是通过手动来驱动轮椅，但手动驱动的效率很低，变速效果和连续驱动能力差，不能适合复杂地形和大坡度地形的使用条件。

中国专利CN201375626提出了一种无间断手动轮椅驱动机构，其工作原理是驱动手柄和短驱动手柄通过连杆关系来实现无间歇传动，此装置虽然可以实现无间歇传动，并且可以实现变速功能，但由于其结构复杂，传动过程中能量损失较大，所以效率不高，同时，该驱动装置未能实现间歇驱动和无间歇驱动的随意切换。

中国专利CN201333139提出了一种手摇轮椅结构，采用的是两个手动摇动的轮通过链条带动两个飞轮实现运动，主要目的为通过两个手轮实现手轮与车轮的分离，此装置虽然也是通过链轮和棘爪式飞轮通过链条连接实现传动，但因其采用手摇轮的方式，提供的力矩较小。

中国专利CN202960975U提出了一种可变速轮椅，通过驱动手柄和不同传动比的齿轮组传动方式来实现变速，其驱动方式主要是摇动手轮。与本发明相比，对比材料中变速原理复杂，且无法实现连续传动。

综上，现有技术的轮椅驱动方式较为单一，传动结构较为复杂，能量损失大，使用者使用时较为费力，且传动效率不高，不能很好的帮助使用者适应复杂的地形条件、提高自理能力。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明提供一种杠杆式间歇与无间歇互换变速轮椅。该轮椅要解决的技术问题是提供一种自助、省力、间歇传动和连续传动可调且速度可调的新型轮椅，使其满足残疾人对自助、省力、适合复杂地形和大坡度条件、调节速度的需求。

本发明还公开一种上述轮椅的工作方法，该工作方法用以实现轮椅的间歇和连续驱动。

本发明的技术方案如下：

一种杠杆式间歇与无间歇互换变速轮椅，包括车体部分，驱动部分和传动部分；

其中，所述车体部分包括车轮、车轮轴、车架和座椅；

所述驱动部分包括驱动手柄、同轴安装的第一主动链轮和第二主动链轮；

所述传动部分包括链条、换向机构和同轴安装的第一从动棘轮和第二从动棘轮；所述第一从动棘轮和第二从动棘轮同轴驱动所述车轮轴；

所述第一主动链轮通过链条驱动第一从动棘轮；所述第二主动链轮通过链条和换向机构驱动第二从动棘轮；

其中，所述驱动手柄单独与所述第一主动链轮相连或所述驱动手柄分别与所述第一主动链轮和第二主动链轮相连。

本发明巧妙的设计在于：

a.本发明利用杠杆原理来实现车轮的驱动。本发明采用驱动手柄代替了现有技术中的手摇轮，通过驱动手柄的摆动来提供轮椅前进的动力。主动链轮的大小、轮椅的重量等因素使得阻力力矩基本恒定，通过杠杆的长度可以增加提供驱动动力一方的长度，以达到相等的力矩，从而节省使用者的力的大小。

b.本发明还通过杠杆驱动原理改变速度和力矩。当手部施力位置在靠近手柄顶部时，力臂增大，摆动幅度增大，从而输出较大的力矩和较慢的速度；当手部施力位置在靠近手柄底部时，力臂减小，摆动幅度减小，摆动频率增加，从而输出较小的力矩和较快的输出速度，从而实现调节力矩和调节速度。

c.利用驱动手柄实现对第一主动链轮单独驱动或对第一主动链轮和第二主动链轮同时驱动，结合第一从动棘轮和第二从动棘轮，进而实现对车轮轴的连续驱动和间接驱动，能够根据使用者的习惯随意转换驱动方式，实现驱动手柄的单程驱动或往复驱动；其中所述换向机构用于：转换第二主动链轮传动方向，进而驱动第二从动棘轮与所述第一从动棘轮交替驱动车轮轴连续同向转动。