專利名稱：四輪轉向電動代步車的制作方法
技術領域：
，本發(fā)明涉及一種電動輪椅車，特別是一種帶有四輪轉向機構、便于在較小活動范圍內隨意轉向的電動代步車。
背景技術：
現有的電動輪椅車通常在底盤上設置有三個輪子或四個輪子，其中具有轉向功能的僅有一個或二個輪子。按常知，車子只有在轉向輪的軸線與其他無轉向功能的輪子的軸線相交于一點上時，輪子才能處于純滾動狀態(tài)，這時地面對車輪的摩擦力最小，才能非常輕松地轉彎，而該相交點與最近車輪之間的軸線距離，即定義為轉彎半徑。顯然，對于只有一個轉向輪的車子，其轉彎半徑相對于設置有二個轉向輪車子的轉彎半徑要小一些，但穩(wěn)定性相對差些；而對于設置有二個轉向輪的車子來講，車子進入純滾動狀態(tài)的前提條件是二個轉向輪的軸線相交點正好位于其它二個非轉向輪的固定軸線上，其轉彎半徑即為該點與最近的非轉向輪間的軸線距離，比只有一個轉向輪的車子的轉彎半徑相對要大些，如果用于室內，由于轉彎半徑不夠小，比較容易發(fā)生轉彎時碰撞的情況。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要提供一種控制方便、能在較小范圍內輕松轉彎、既適于室外使用、又適于室內使用的新穎輪椅車。
本發(fā)明是這樣實現的設置一套四輪轉向機構，使車子底盤上的四個輪子均具有受控轉向的功能，并從結構上確保每個輪子的最佳偏轉角度范圍，從而找出由該四個輪子軸線相交點決定的最小轉彎半徑，由此推斷采用本發(fā)明的車子進入純滾動狀態(tài)、實現輕松轉彎的最小活動范圍，從而得出能否用于室內代步的深刻含義。
基于上述構思，由于四個輪子均參予轉向行列，由四根軸線匯交于一點形成的轉彎半徑與由二個轉向輪子的軸線和二個非轉向輪的一根固定軸線匯集相交形成的轉彎半徑相比較，在前后軸距和寬度相同的前提條件下，可縮短30％左右。實際試驗證明，只要合理地設計和設置四輪轉向操縱機構和叉動系統，便可使電動輪椅車成為殘疾人或老年人在室內、室外均可使用的代步工具，因而具有很明顯的技術先進性和很強的實用性。


圖1是本發(fā)明現有技術的轉向機理示意圖；圖2是本發(fā)明的輪子工作于最大偏轉角度時的轉向機理示意圖；圖3是本發(fā)明的輪子工作于1/2偏轉角度時的轉向機理示意圖；圖4是本發(fā)明的輪子工作于無偏轉角度時的各構件位置示意圖；圖5是本發(fā)明的底盤基本結構示意圖；圖6是本發(fā)明的后叉動裝置結構示意圖；圖7是本發(fā)明的前叉動裝置結構示意圖。
圖中
1.左后輪2.右后輪 3.后左橫拉桿 4.后叉動板5.后右橫拉桿6.左搖臂 7.右搖臂 8.左前輪9.右前輪10.底盤框架11.前左橫拉桿 12.前叉動板13.前右橫拉桿 14.左梯形臂15.右梯形臂16.前后連桿17.后左轉向節(jié) 18.后右轉向節(jié) 19.前左轉向節(jié) 20.前右轉向節(jié)21.后叉動裝置 22.前叉動裝置 23.操縱鋼索24.鋼索定位支架25.叉動盤 26.含油軸承27.后叉動器基座28.后叉動器豎軸29.后叉動搖臂 30.軸套31.底座32.螺釘33.平鍵 34.擋圈35.滾珠36.平鍵37.小軸銷 38.平鍵39.關節(jié)球頭銷 40.平墊圈41.前叉動器豎軸 42.含油軸承43.前叉動搖臂 44.鋼索終端套圈45.底座軸套 46.螺母47.小軸銷具體實施方式
圖1給示了本發(fā)明所涉及的現有技術，左后輪1和右后輪2為轉向輪，在左后輪1和右后輪2之間設置有后左橫拉桿3、后叉動板4和后右橫拉桿5；后左橫拉桿3的一端與左后輪1上的左搖臂6活動相連，另一端與后叉動板4活動相連；后右橫拉桿5的一端與右后輪2上的右搖臂7活動相連，另一端與后叉動板4活動相連；左后輪1和右后輪2的偏轉動作分別通過后左橫拉桿3和后右橫拉桿5受控于后叉動板4，它們軸線的相交點“0”的位置可隨左后輪1和右后輪2各自偏轉角度的變化而變化；左前輪8和右前輪9為非轉向輪，它們的軸線為一固定直線；只有當左后輪1和右后輪2的軸線相交點位于左前輪8和右前輪9的軸線上時，車子才可進入純滾動狀態(tài)，輕松轉彎。根據理論計算和實踐證明，左后輪1和右后輪2的可偏轉角度與車子底盤框架10的寬度、長度有關，在圖示狀態(tài)下，左后輪1的最大偏轉角度為25度，右后輪2的最大偏轉角度為41度，由此產生的最短轉彎半徑為47.5厘米左右。
圖2給示了本發(fā)明四輪轉向輪椅車采用與圖1中的底盤框架10，即前后軸間距、左右輪間距均相同情況下最大偏轉角度時的轉向機理，由于左后輪1和右后輪2、左前輪8和右前輪9四個輪子均參予轉向動作，各自軸線的匯交點“0”可自然地向前偏移，明顯有利于縮短轉彎半徑。在左前輪8和右前輪9之間設置有前左橫拉桿11、前叉動板12和前右橫拉桿13；前左橫拉桿11的一端與左前輪8上的左梯形臂14活動相連，另一端與前叉動板12活動相連，前右橫拉桿13的一端與右前輪9上的右梯形臂15活動相連，另一端與前叉動板12活動相連；在與前叉動板12和后叉動板4各自鋼性相連的構件之間設置有前后連桿16。工作時，由后叉動板4通過前后連桿16帶動前叉動板12同步動作、又通過與之反相連的后左橫拉桿3、后右橫拉桿5、前左橫拉桿11和前右橫拉桿13同步操縱控制左后輪1、右后輪2、左前輪8和右前輪9偏轉。根據理論計算和實踐證明，在保持左后輪1和右后輪2最大偏轉角度的基礎上，左前輪8的最大偏轉角度為7度，右前輪9的最大偏轉角度為11度，其最短轉彎半徑為32.5厘米左右。比同等條件下的現有技術縮短了30％左右。
圖3給示了各輪子工作于1/2最大偏轉角度時的轉向機理示意圖，它們的軸線仍能匯交于一點“0”上，說明在該角度偏轉范圍內，車輪均可處于純滾動狀態(tài)，無數個“0”點可形成一條純滾動軌跡線。
圖4是本發(fā)明的輪子工作于無偏轉角度時的各構件位置示意圖，在車子直行狀態(tài)下，左后輪1、右后輪2與底盤框架10呈軸向平行狀態(tài)。后左橫拉桿3、后右橫拉桿5、與底盤框架10呈軸向垂直狀態(tài)。
在圖5、圖6和圖7中，在本發(fā)明的四輪轉向電動代步車的底盤框架10上還設置有后左右轉向節(jié)17和18、前左右轉向節(jié)19和20、后叉動裝置21、前叉動裝置22、操縱鋼索23、鋼索定位支架24、鋼索叉動盤25及鋼索終端套圈44。其中左搖臂6、右搖臂7、左梯形臂14和右梯形臂15分別通過后左右轉向節(jié)17和18、前左右轉向節(jié)19和20與左后輪1、右后輪2、左前輪8和右前輪9活動裝配相連。
后叉動裝置21設置在底盤框架10的后部橫檔1/2處，主要由后叉動器基座27、后叉動器豎軸28、后叉動搖臂29、叉動盤25、軸套30、底座31和后叉動板4組成，底座31固定設置在底盤框架10的后部橫檔1/2處，其外表面上設置有下陷半圓槽，后叉動器豎軸28通過軸套30、底座31活動設置在底盤框架10的后部橫檔上，其伸出于直檔上部軸上套裝設置有后叉動器基座27、叉動盤25及后叉動板4，叉動盤25和后叉動板4通過螺釘32固定裝配于叉動器基座27上，并由平鍵33和擋圈34加以固定限位，在后叉動板4上設置有供活動限位安裝設置后左橫拉桿3的一端和后右橫拉桿5的一端用的關節(jié)球頭銷39，后叉動器基座27的下部表面上設置有內陷半圓槽，在其與底座31外表面上的下陷半圓槽之間鑲嵌設置有一圈滾珠35，在后叉動器豎軸28伸出于橫檔的下部軸端上，通過平鍵36緊配有后叉動搖臂28，在后叉動搖臂28的端部上設置有一小孔，孔內鑲嵌設置有含油軸承26，由小軸銷37串過含油軸承26及前后連桿16一端的小孔加以限位裝配。
前叉動裝置22安裝設置在底盤框架10的前部直檔上，主要由前叉動器豎軸41、前叉動板12、前叉動器底座軸套45和前叉動搖臂43組成，前叉動器豎軸41通過底座軸套45活動設置在底盤框架10的前部直檔上，其伸出于直檔的上端部上通過平鍵33和螺母46及墊圈41固定套裝設置有前叉動板12，前叉動板12上設置有供活動安裝前左橫拉桿11和前右橫拉桿13用的關節(jié)球頭銷39，其伸出于直檔的下端部上通過平鍵38限位固定設置有前叉動搖臂43，在前叉動搖臂43端部位置上設置有一小孔，其內部鑲嵌設置有含油軸承42，由小軸銷47串過含油軸承42及前后連桿16另一端的小孔加以限位裝配。
工作時，由手控方向盤通過操縱鋼索23帶動叉動盤25轉動，同時帶動與之呈鋼性裝配的后叉動板4左右轉動，從而通過帶動與之活動相連的后左橫拉桿3和后右橫拉桿5左右移位，并通過與之活動相連的左搖臂6、右搖臂7、后左轉向節(jié)17、后右轉向節(jié)18帶動左后輪1、右后輪2左右偏轉，同時后叉動器豎軸28也同步發(fā)生轉動，從而在驅使后叉動搖臂偏轉的同時帶動前后連桿16前后移動，帶動前叉動裝置22上的前叉動搖臂43偏轉，同時驅使前叉動器豎軸41轉動、前叉動板12偏轉，帶動與之相連的前左橫拉桿11和前右橫拉桿13、及左梯形臂14、右梯形臂15、前左轉向節(jié)19、前右轉向節(jié)20帶動左前輪8和右前輪9同步左右偏轉，當左后輪1、右后輪2、左前輪8和右前輪9四輪軸線相交一點時，車子處于純滾動狀態(tài)，便可輕松轉彎。由于四個輪子可按設計的最小理論轉彎半徑作同步偏轉動作，便于在較小的活動范圍內自由轉彎，成為室內外均可使用的實用型代步車。
權利要求
1.一種電動輪椅車，其特征在于左后輪(1)、右后輪(2)、左前輪(8)和右前輪(9)均能同時受控偏轉，參預轉向動作，有效縮短車子的最小轉彎半徑。
2.根據權利要求1所述的電動輪椅車，其特征在于所述的最小轉彎半徑在軸距和寬度相同的底盤框架條件下，與現有技術二輪轉向車相比至少可縮短30％。
3.一種電動輪椅車，包含有底盤框架(10)、左后輪(1)、右后輪(2)、左前輪(8)、右前輪(9)、后左橫拉桿(3)、后右橫拉桿(5)、左搖臂(6)、右搖臂(7)和后叉動裝置(21)，其特征在于a.后叉動裝置(21)設置在底盤框架(10)的后部橫檔1/2處，主要由后叉動器基座(27)、后叉動器豎軸(28)、后叉動搖臂(29)、叉動盤(25)、軸套(30)、底座(31)和后叉動板(4)組成，底座(31)固定設置在底盤框架(10)的后部橫檔1/2處，其外表面上設置有下陷半圓槽，后叉動器豎軸(28)通過軸套(30)、底座(31)活動設置在底盤框架(10)的后部橫檔上，其伸出于橫檔上部的軸上套裝設置有后叉動器基座(27)、叉動盤(25)及后叉動板(4)，叉動盤(25)和后叉動板(4)通過螺釘(32)固定裝配于叉動器基座(27)上，并由平鍵(33)和擋圈(34)加以固定限位，在后叉動板(4)上設置有關節(jié)球頭銷(39)，后叉動器基座(27)的下部表面上設置有內陷半圓槽，在其與底座(31)外表面上的下陷半圓槽之間鑲嵌設置有一圈滾珠(35)，在后叉動器豎軸(28)伸出于橫檔的下部軸端上，通過平鍵(36)緊配有后叉動搖臂(28)，在后叉動搖臂(28)的端部上設置有一小孔，孔內鑲嵌設置有含油軸承(26)，由小軸銷(37)串過含油軸承(26)及前后連桿(16)一端的小孔加以限位裝配；b.在左前輪(8)和右前輪(9)之間設置有前左橫拉桿(11)、前叉動板(12)和前右橫拉桿(13)，前左橫拉桿(11)的一端與設置在左前輪(8)上的左梯形臂(14)活動相連，另一端與前叉動板(12)活動相連，前右橫拉桿(13)的一端與設置在右前輪(9)上的右梯形臂(15)活動相連，另一端與前叉動板(12)活動相連；c.在底盤框架(10)的前部直檔上安裝設置有主要由前叉動器豎軸(41)、前叉動板(12)、前叉動器底座軸套(45)和前叉動搖臂(43)組成的前叉動裝置(22)，前叉動器豎軸(41)通過底座軸套(45)活動設置在底盤框架(10)的前部直檔上，在其伸出于直檔的上部軸端上通過平鍵(33)和螺母(46)及墊圈(41)固定套裝設置有前叉動板(12)，前叉動板(12)上設置有關節(jié)球頭銷(39)，其伸出于直檔的下端部上通過平鍵(38)限位固定設置有前叉動搖臂(43)，在前叉動搖臂(43)端部位置上設置有一小孔，其內部鑲嵌設置有含油軸承(42)，由小軸銷(47)串過含油軸承(42)及前后連桿(16)另一端的小孔加以限位裝配。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有四輪轉向機構的電動輪椅車，在車子底盤框架的后部橫檔和前部直檔上設置有前、后叉動裝置，由各自叉動搖臂間相連的前后連桿確保同步動作，并由各自的叉動板同步控制相應車輪的偏轉動作，使四個輪子同時具有受控轉向的功能，只要在結構上保證每個輪子的最佳偏轉角度范圍，從而找出由該四輪軸線相交點決定的最小轉彎半徑，推斷出本發(fā)明的電動輪椅車進入純滾動狀態(tài)、實現輕松轉彎的最小活動范圍，根據理論計算和實踐證明，在車子底盤框架前后軸距和左右寬度相同的前提條件下，與現有技術的二輪轉向車相比，其最小轉彎半徑可縮短30％左右，因而方便于在較小活動范圍內的轉向，可成為殘疾人或老年人在室內、室外均可使用的代步車。
文檔編號A61G5/00GK1698563SQ20051002586
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權日2005年5月17日
發(fā)明者葛家瑩 申請人:葛家瑩