一种适用于轮椅的双平行四杆越障机构

摘要

本发明公开了一种适用于轮椅的双平行四杆越障机构，该越障机构包括有前端组件、后端组件和中部组件，并采用销轴实现前端组件、后端组件和中部组件的连接。前梁、后梁、A横梁和B横梁构成了平行四杆。本发明的双平行四杆越障机构在有人推动轮椅的条件下，当前端组件接触障碍物时，前端组件将产生被动运动使前端组件能够沿着障碍物外轮廓运动；而当前端组件跨过障碍物后，后端组件接触到障碍物时，后端组件受到前端组件的力作用也产生被动运动，最终引导带动轮椅跨过障碍物；此外，四杆机构在运动过程中具有较强的变形适应能力也为轮椅顺利越障提供了可能。

权利要求

1.一种适用于轮椅的双平行四杆越障机构，其特征在于：该越障机构包括有前端组件（10）、后端组件（30）和中部组件（20）； 前端组件（10）包括有前梁（11）、前万向轮（12）、A销轴（13）、B销轴（14）、A关节转接件（15）、B关节转接件（16）； 所述A关节转接件（15）上设有E通孔（15A）和A盲孔（15B），该E通孔（15A）用于A销轴（13）穿过，该A盲孔（15B）用于放置A横梁（25）的一端； 所述B关节转接件（16）上设有F通孔（16A）和B盲孔（16B），该F通孔（16A）用于B销轴（14）穿过，该B盲孔（16B）用于放置B横梁（26）的一端； 所述前梁（11）为U形结构，U形叉内用于放置A关节转接件（15）和B关节转接件（16）；

前梁（11）的底部连接有前万向轮（12）；前梁（11）的前梁A支臂（11A）上设有A通孔（11C）和B通孔（11D）；前梁（11）的前梁B支臂（11B）上设有C通孔（11E）和D通孔（11F）； 所述A销轴（13）的一端穿过前梁（11）上的D通孔（11F）、A关节转接件（15）上的E通孔（15A）、前梁（11）上的B通孔（11D）后连接上螺母； 所述B销轴（14）的一端穿过前梁（11）上的C通孔（11E）、B关节转接件（16）上的F通孔（16A）、前梁（11）上的A通孔（11C）后连接上螺母； 后端组件（30）包括有后梁（31）、后万向轮（32）、C销轴（33）、D销轴（34）、C关节转接件（35）、D关节转接件（36）； 所述C关节转接件（35）上设有K通孔（35A）和C盲孔，该K通孔（35A）用于C销轴（33）穿过，该C盲孔用于放置A横梁（25）的另一端； 所述D关节转接件（36）上设有L通孔（36A）和D盲孔，该L通孔（36A）用于D销轴（34）穿过，该D盲孔用于放置B横梁（26）的另一端； 所述后梁（31）为U形结构，U形叉内用于放置C关节转接件（35）和D关节转接件（36）；

后梁（31）的底部连接有后万向轮（32）；后梁（31）的后梁A支臂（21A）上设有G通孔（31C）和H通孔（31D）；后梁（31）的后梁B支臂（31B）上设有I通孔（31E）和J通孔（31F）； 所述C销轴（33）的一端穿过后梁（31）上的J通孔（31F）、C关节转接件（35）上的K通孔（35A）、后梁（31）上的H通孔（31D）后连接上螺母； 所述D销轴（34）的一端穿过后梁（31）上的I通孔（31E）、D关节转接件（36）上的L通孔（36A）、后梁（31）上的G通孔（31C）后连接上螺母； 中部组件（20）包括有中部梁（21）、连接件（22）、E销轴（23）、F销轴（24）、A横梁（25）、B横梁（26）； 所述中部梁（21）为四边形框梁结构，中部梁（21）的一边框上设有O通孔（21A）、P通孔（21B），中部梁（21）的另一边框上设有Q通孔（21C）、R通孔（21D）；中部梁（21）的中部为空腔（21E），该空腔（21E）用于放置A横梁（25）、B横梁（26），且A横梁（25）与B横梁（26）为平行放置； 所述连接件（22）的一端连接在中部梁（21）的另一边框的外侧上，连接件（22）的另一端与轮椅的前支撑连接； 所述A横梁（25）的轴向中心设有M通孔（25A）；

所述B横梁（26）的轴向中心设有N通孔（26A）；

所述E销轴（23）的一端穿过中部梁（21）上的R通孔（21D）、A横梁（25）上的M通孔（25A）、中部梁（21）上的P通孔（21B）后连接上螺母； 所述F销轴（24）的一端穿过中部梁（21）上的Q通孔（21C）、B横梁（26）上的N通孔（26A）、中部梁（21）上的O通孔（21A）后连接上螺母； 其中，A横梁（25）、B横梁（26）、前梁（11）和后梁（31）构成平行四杆。

说明书

一种适用于轮椅的双平行四杆越障机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种双平行四杆越障机构，更特别地说，是指一种能够安装在轮椅前支撑的双平行四杆越障机构。

背景技术

[0002] 越障轮椅作为一种帮助行动不便人群的代步工具，近年来已经取得了长足的发展。在申请公布号CN 101703440 A，申请公布日2010年05月12日中介绍了一种电动爬楼轮椅车。其包括座椅、扶手、前轮、后轮和复合底盘总成，动力箱的行走输出轴连接前轮，越障爬楼输出轴连接后轴齿轮箱，后轴齿轮箱驱动越障履带的带轮，后轮的翻转架通过轴套安装在后轮轴上，副履带架与履带架相铰接，副履带架与动力箱之间由前连杆活动相连，副履带架与后轮的翻转架之间由链轮相连，电动推杆一端连接在机架上，另一端通过变姿态机构驱动后轮翻转，承载架、机架和后连杆的一端同轴固定在支轴上，支轴两端的月形定位块与履带架端部的月形扣环相配合，后连杆另一端与履带架铰接。该种轮椅车采用了履带与履带架实现轮椅的前行或者越障。

[0003] 在公开号CN 101091680A，公开日2007年12月26日中介绍了一种自平衡电动车，尤其涉及一种具有后仰保护轮的自平衡电动轮椅车。其包括车体，车体装有电力驱动系统，两侧转轴连接有车轮，车体上装有带有控制开关的座椅，所述座椅下方前后两侧装有前后车轮架，前车轮架装有一对平衡轮，后车轮架装有一对后仰保护轮。该种轮椅车采用了大小轮系进行转换来实现轮椅的前行或者越障。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种适用于轮椅的双平行四杆越障机构，该双平行四杆越障机构安装在现有普通轮椅的前支撑下端，从而替代轮椅的前轮。在有人推动轮椅的条件下，通过倾斜放置的平行四杆来实现轮椅越障。本发明的双平行四杆越障机构在人推动轮椅向前运动时，若前端组件接触障碍物，前端组件将产生被动运动使前端组件能够沿着障碍物外轮廓运动；而当前端组件跨过障碍物后，后端组件接触到障碍物时，后端组件受到前端组件的力作用也产生被动运动，最终引导带动轮椅跨过障碍物；此外，四杆机构在运动过程中具有较强的变形适应能力也为轮椅顺利越障提供了可能。

[0005] 本发明的一种适用于轮椅的双平行四杆越障机构，该越障机构包括有前端组件(10)、后端组件(30)和中部组件(20)；

[0006] 前端组件(10)包括有前梁(11)、前万向轮(12)、A销轴(13)、B销轴(14)、A关节转接件(15)、B关节转接件(16)；

[0007] 所述A关节转接件(15)上设有E通孔(15A)和A盲孔(15B)，该E通孔(15A)用于A销轴(13)穿过，该A盲孔(15B)用于放置A横梁(25)的一端；

[0008] 所述B关节转接件(16)上设有F通孔(16A)和B盲孔(16B)，该F通孔(16A)用于B销轴(14)穿过，该B盲孔(16B)用于放置B横梁(26)的一端；

[0009] 所述前梁(11)为U形结构，U形叉内用于放置A关节转接件(15)和B关节转接件(16)；前梁(11)的底部连接有前万向轮(12)；前梁(11)的前梁A支臂(11A)上设有A通孔(11C)和B通孔(11D)；前梁(11)的前梁B支臂(11B)上设有C通孔(11E)和D通孔(11F)；

[0010] 所述A销轴(13)的一端穿过前梁(11)上的D通孔(11F)、A关节转接件(15)上的E通孔(15A)、前梁(11)上的B通孔(11D)后连接上螺母；

[0011] 所述B销轴(14)的一端穿过前梁(11)上的C通孔(11E)、B关节转接件(16)上的F通孔(16A)、前梁(11)上的A通孔(11C)后连接上螺母；

[0012] 后端组件(30)包括有后梁(31)、后万向轮(32)、C销轴(33)、D销轴(34)、C关节转接件(35)、D关节转接件(36)；

[0013] 所述C关节转接件(35)上设有K通孔(35A)和C盲孔，该K通孔(35A)用于C销轴(33)穿过，该C盲孔用于放置A横梁(25)的另一端；

[0014] 所述D关节转接件(36)上设有L通孔(36A)和D盲孔，该L通孔(36A)用于D销轴(34)穿过，该D盲孔用于放置B横梁(26)的另一端；

[0015] 所述后梁(31)为U形结构，U形叉内用于放置C关节转接件(35)和D关节转接件(36)；后梁(31)的底部连接有后万向轮(32)；后梁(31)的后梁A支臂(21A)上设有G通孔(31C)和H通孔(31D)；后梁(31)的后梁B支臂(31B)上设有I通孔(31E)和J通孔(31F)；

[0016] 所述C销轴(33)的一端穿过后梁(31)上的J通孔(31F)、C关节转接件(35)上的K通孔(35A)、后梁(31)上的H通孔(31D)后连接上螺母；

[0017] 所述D销轴(34)的一端穿过后梁(31)上的I通孔(31E)、D关节转接件(36)上的L通孔(36A)、后梁(31)上的G通孔(31C)后连接上螺母；

[0018] 中部组件(20)包括有中部梁(21)、连接件(22)、E销轴(23)、F销轴(24)、A横梁(25)、B横梁(26)；

[0019] 所述中部梁(21)为四边形框梁结构，中部梁(21)的一边框上设有O通孔(21A)、P通孔(21B)，中部梁(21)的另一边框上设有Q通孔(21C)、R通孔(21D)；中部梁(21)的中部为空腔(21E)，该空腔(21E)用于放置A横梁(25)、B横梁(26)，且A横梁(25)与B横梁(26)为平行放置；

[0020] 所述连接件(22)的一端连接在中部梁(21)的另一边框的外侧上，连接件(22)的另一端与轮椅的前支撑连接；

[0021] 所述A横梁(25)的轴向中心设有M通孔(25A)；

[0022] 所述B横梁(26)的轴向中心设有N通孔(26A)；

[0023] 所述E销轴(23)的一端穿过中部梁(21)上的R通孔(21D)、A横梁(25)上的M通孔(25A)、中部梁(21)上的P通孔(21B)后连接上螺母；

[0024] 所述F销轴(24)的一端穿过中部梁(21)上的Q通孔(21C)、B横梁(26)上的N通孔(26A)、中部梁(21)上的O通孔(21A)后连接上螺母。

[0025] 本发明双平行四杆越障机构的优点在于：

[0026] ①对单个车轮而言，平行四杆的存在使得阻碍车轮运动的力转换为车轮抬升(即越障)的动力。

[0027] ②对中部梁而言，平行四杆可以提高越障机构的位置，避免中部梁和障碍物干涉，因此提高了越障能力。

[0028] ③将中部的中横梁斜置，提高了越障机构的越障能力，在平行四杆机构的前端组件遇到障碍时，前轮组件更容易绕后万向轮转动，使得前轮组件抬高实现越障；而后轮组件遇到障碍时，后轮组件更容易绕前万向轮转动，使得后轮组件抬高，提高了越障性能。

附图说明

[0029] 图1是本发明双平行四杆越障机构的结构图。

[0030] 图1A是本发明双平行四杆越障机构的另一视角的结构图。

[0031] 图2是本发明双平行四杆越障机构的分解图。

[0032] 图2A是本发明A关节转接件的放大示意图。

[0033] 图3是将本发明双平行四杆越障机构与轮椅的装配图。

[0034] 图中：1.左前支撑2.左端越障机构 3.右前支撑 4.右端越障机构[0035] 10.前端组件11.前梁11A.前梁A支臂 11B.前梁B支臂 11C.A通孔[0036] 11D.B通孔11E.C通孔 11F.D通孔 12.前万向轮 13.A销轴[0037] 14.B销轴15.A关节转接件15A.E通孔 15B.A方形盲孔

[0038] 16.B关节转接件16A.F通孔 16B.B方形盲孔 20.中部组件[0039] 21.中部梁21A.O通孔 21B.P通孔 21C.Q通孔 21D.R通孔[0040] 21E.中部空腔22.连接件 23.E销轴 24.F销轴 25.A横梁[0041] 25A.M通孔26.B横梁 26A.N通孔 30.后端组件 31.后梁[0042] 31A.后梁A支臂31B.后梁B支臂 31C.G通孔31D.H通孔 31E.I通孔[0043] 31F.J通孔 32.后万向轮 33.C销轴 34.D销轴[0044] 35.C关节转接件 35A.K通孔 36.D关节转接件 36A.L通孔具体实施方式

[0045] 下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

[0046] 参见图3所示，将本发明设计的双平行四杆越障机构安装在现有普通轮椅前端，从而替代轮椅的两个前轮。装配时，拆卸下轮椅的左前轮，然后在左支撑1的下方安装上左端越障机构2，即左端越障机构2的连接件22与左支撑1固定连接；拆卸下轮椅的右前轮，然后在右支撑3的下方安装上右端越障机构4，即右端越障机构4的连接件与右支撑3固定连接。左端越障机构2与右端越障机构4的结构相同，为了方便叙述，下文仅对左端越障机构2进行详细的分解说明。

[0047] 参见图1、图1A、图2所示，本发明的一种适用于轮椅的双平行四杆越障机构(即左端越障机构2、右端越障机构4)，该越障机构包括有前端组件10、后端组件30和中部组件20。

[0048] (一)前端组件10

[0049] 参见图1、图1A、图2所示，在本发明中，前端组件10包括有前梁11、前万向轮12、A销轴13、B销轴14、A关节转接件15、B关节转接件16；A销轴13与B销轴14的结构相同；A关节转接件15与B关节转接件16的结构相同。

[0050] 参见图2A所示，A关节转接件15为六面体结构件，该六面体的各个板面分别记为A板面、B板面、C板面、D板面、E板面和F板面，且A板面与C板面为相对板面，B板面与D板面为相对板面，E板面与F板面为相对板面。A关节转接件15上设有E通孔15A，该E通孔15A用于A销轴13穿过，且E通孔15A贯穿A板面与C板面；A关节转接件15的E板面上设有A盲孔15B，该A盲孔15B用于放置A横梁25的一端。

[0051] B关节转接件16为六面体结构件，该六面体的各个板面分别记为A板面、B板面、C板面、D板面、E板面和F板面，且A板面与C板面为相对板面，B板面与D板面为相对板面，E板面与F板面为相对板面。B关节转接件16上设有F通孔16A，该F通孔16A用于B销轴14穿过，且F通孔16A贯穿A板面与C板面；B关节转接件16的E板面上设有B盲孔16B，该B盲孔16B用于放置B横梁26的一端。

[0052] 前梁11为U形结构，U形叉内用于放置A关节转接件15和B关节转接件16；前梁11的底部连接有前万向轮12；前梁11的前梁A支臂11A上设有A通孔11C和B通孔11D；
前梁11的前梁B支臂11B上设有C通孔11E和D通孔11F。

[0053] A销轴13的一端穿过前梁11上的D通孔11F、A关节转接件15上的E通孔15A、前梁11上的B通孔11D后连接上螺母。

[0054] B销轴14的一端穿过前梁11上的C通孔11E、B关节转接件16上的F通孔16A、前梁11上的A通孔11C后连接上螺母。

[0055] (二)后端组件30

[0056] 参见图1、图1A、图2所示，在本发明中，后端组件30包括有后梁31、后万向轮32、C销轴33、D销轴34、C关节转接件35、D关节转接件36；C销轴33与D销轴34的结构相同；C关节转接件35与D关节转接件36的结构相同。

[0057] C关节转接件35为六面体结构件，该六面体的各个板面分别记为A板面、B板面、C板面、D板面、E板面和F板面，且A板面与C板面为相对板面，B板面与D板面为相对板面，E板面与F板面为相对板面。C关节转接件35上设有K通孔35A，该K通孔35A用于C销轴33穿过，且K通孔35A贯穿A板面与C板面；C关节转接件35的E板面上设有C盲孔(图2中未示出)，该C盲孔用于放置A横梁25的另一端。

[0058] D关节转接件36为六面体结构件，该六面体的各个板面分别记为A板面、B板面、C板面、D板面、E板面和F板面，且A板面与C板面为相对板面，B板面与D板面为相对板面，E板面与F板面为相对板面。D关节转接件36上设有L通孔36A，该L通孔36A用于D销轴34穿过，且L通孔36A贯穿A板面与C板面；D关节转接件36的E板面上设有D盲孔(图2中未示出)，该D盲孔用于放置B横梁26的另一端。

[0059] 后梁31为U形结构，U形叉内用于放置C关节转接件35和D关节转接件36；后梁31的底部连接有后万向轮32；后梁31的后梁A支臂21A上设有G通孔31C和H通孔31D；
后梁31的后梁B支臂31B上设有I通孔31E和J通孔31F。

[0060] C销轴33的一端穿过后梁31上的J通孔31F、C关节转接件35上的K通孔35A、后梁31上的H通孔31D后连接上螺母。

[0061] D销轴34的一端穿过后梁31上的I通孔31E、D关节转接件36上的L通孔36A、后梁31上的G通孔31C后连接上螺母。

[0062] 在本发明中，四个关节转接件(A关节转接件15、B关节转接件16、C关节转接件35和D关节转接件36)的结构是相同的。四个销轴(A销轴13、B销轴14、C销轴33和D销轴34)的结构是相同的。在本发明中，A横梁25、B横梁26、前梁11和后梁21构成平行四杆。

[0063] (三)中部组件20

[0064] 参见图1、图1A、图2所示，在本发明中，中部组件20包括有中部梁21、连接件22、E销轴23、F销轴24、A横梁25、B横梁26；

[0065] 中部梁21为四边形框梁结构，中部梁21的一边框上设有O通孔21A、P通孔21B，中部梁21的另一边框上设有Q通孔21C、R通孔21D；中部梁21的中部为空腔21E，该空腔21E用于放置A横梁25、B横梁26，且A横梁25与B横梁26为平行放置。

[0066] 连接件22的一端连接在中部梁21的另一边框的外侧上，连接件22的另一端与轮椅的前支撑连接。通过连接件将本发明设计的双平行四杆越障机构与轮椅实现装配，未对现有轮椅的结构进行改变，降低了越障轮椅的生产成本。同时也说明双平行四杆越障机构可以与更多的代步工具进行整合。

[0067] A横梁25的轴向中心设有M通孔25A。

[0068] B横梁26的轴向中心设有N通孔26A。

[0069] E销轴23的一端穿过中部梁21上的R通孔21D、A横梁25上的M通孔25A、中部梁21上的P通孔21B后连接上螺母。

[0070] F销轴24的一端穿过中部梁21上的Q通孔21C、B横梁26上的N通孔26A、中部梁21上的O通孔21A后连接上螺母。

[0071] 在本发明中，将平行摆放的A横梁25与B横梁26置于中部梁21的空腔21E中，有利于前端组件10和后端组件20在遇到障碍物时，进行越障的抬起。同时也是对A横梁25与B横梁26在越障时形变的限制。

[0072] 本发明设计的双平行四杆越障机构的运动方式为：

[0073] 当前端组件10碰到障碍物，此时后端组件30继续前进，后端组件30通过A横梁25和B横梁26产生对前端组件10的推力，进而产生前端组件10绕A销轴13的逆时针转动，前端组件10的前万向轮12跨过障碍物，实现前端组件10的越障；此时前后轮(前万向轮12、后万向轮32)同时前进，当后端组件30碰到障碍物时，前端组件10继续前进，前端组件10通过A横梁25和B横梁26产生对后端组件30的拉力，从而实现后端组件30绕C销轴33的顺时针转动，实现后端组件30的后万向轮32跨过障碍物。