針對應(yīng)用于輪椅后軸的反向器機(jī)構(gòu)所作的改進(jìn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種針對應(yīng)用于輪椅后軸的反向器機(jī)構(gòu)所作的改進(jìn)。更準(zhǔn)確的說，本發(fā)明描述一種反向器機(jī)構(gòu)(1)，其特別是開發(fā)用來通過在手圈(H)上施加與后輪(RT)的轉(zhuǎn)動運動(R1)反向(與推進(jìn)反向的運動)的牽引力(F2)，在向前運動(DF)過程中為輪椅使用者(CD)提供更好的姿態(tài)和更有效的推進(jìn)(輪椅觸覺)，允許輪椅使用者(CD)在用力(F2)向前運動輪椅的過程中采用一種更加舒適(適當(dāng))和直的姿勢。
【專利說明】針對應(yīng)用于輪椅后軸的反向器機(jī)構(gòu)所作的改進(jìn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明描述針對應(yīng)用于輪椅后軸的反向器機(jī)構(gòu)所作的改進(jìn)，這種改進(jìn)特別是開發(fā)用來通過施加與輪子的轉(zhuǎn)動運動相反的力而促進(jìn)輪椅使用者姿勢調(diào)整，從而使得輪椅使用者在用力向前和向后運動過程中采用更加舒適(適當(dāng))的和直立的姿勢。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，輪椅根據(jù)其推進(jìn)方式而分類，即手動的或是機(jī)動的，但是機(jī)動輪椅通常具有更高的購置和維護(hù)成本，而手動推進(jìn)輪椅需要人用力才能移動，也就是說，它們由協(xié)助的人施加或是由使用者自己施力于手圈上的人工推動力來驅(qū)動，輪椅的手圈即安裝在后輪外側(cè)的圓形框架。
[0003]然而眾所周知，手圈的操作和轉(zhuǎn)動需要輪椅使用者用軀干和上肢前面的肌肉，SP輪椅使用者使用胸肌、二頭肌、三角肌前部、鋸肌和上臂施加運動力。
[0004]所述肌肉不恰當(dāng)?shù)倪\動可能導(dǎo)致輪椅使用者身體損傷和畸形。輪椅使用者的正確姿勢包括一些規(guī)則:從軀干開始，軀干必須保持豎直、居中、水平或是稍稍向前傾斜，但是避免橫向傾斜或是轉(zhuǎn)動。接下來，腿必須與臀部成90°角，膝蓋和腳踝屈曲以提供更好的穩(wěn)定性和重量分布。腳必須相互平行。骨盆穩(wěn)定后，軀干必須直并居中，脊柱處于自然的生理彎曲。由脖子支撐的頭必須直立并面向前方。上肢必須與軀干平行，向兩側(cè)伸出，肘成90°度彎曲。
[0005]所以，輪椅使用者為了完成輪椅的連續(xù)運動而采用的姿勢經(jīng)常導(dǎo)致前腹肌被過度使用，以使用手圈將輪椅向前移動，使用者必須向前推手圈，即，使得輪子被外面的觀察者看時順時針轉(zhuǎn)動。這種運動導(dǎo)致不正確的姿勢，因為使用者需要推動軀干向前并抬起肘部以產(chǎn)生向下、向前的力。`
[0006]這種不變的用力導(dǎo)致不好的脊柱姿勢、使肌肉畸形、消化系統(tǒng)出現(xiàn)問題、運動技能缺陷、肺活量降低，出現(xiàn)壓瘡和疼痛，接著直接反映在輪椅使用者的精神一社會方面，生活質(zhì)量負(fù)面變化。
[0007]另一方面，當(dāng)輪椅使用者想要將輪椅向后運動時，使用者靠在輪椅后背上，手放在手圈上，將其向后拉，即拉輪子使其逆時針轉(zhuǎn)動。這一姿勢與上述針對脊柱、臀部、腿和腳之間形成的正確角度的定義完全符合。
[0008]發(fā)明背景
[0009] 申請人:在本領(lǐng)域經(jīng)營，并已經(jīng)有了一個于2005年6月27日申請的專利申請，申請?zhí)枮锽R P10502550-8，此專利申請描述了一種應(yīng)用到輪椅上的反向推進(jìn)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)幫助輪椅使用者在后退或是前進(jìn)運動過程中保持更好的姿態(tài)。該機(jī)構(gòu)被安裝在輪子的軸上，從而可以讓輪椅使用者沿輪子運動的相反方向施加力到安裝在輪子周邊輪廓上的支撐結(jié)構(gòu)上。按照這種方式，施加了移動力，其實際結(jié)果是臀部肌肉-骨架構(gòu)造用力，這樣更適合于獲得由上肢傳遞的體力。
[0010]所述文件的機(jī)構(gòu)包括用作行星齒輪的齒輪組，當(dāng)給定的力道施加到手圈上時，可以將運動傳遞到后輪軸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]最近，為了優(yōu)化輪椅的運動， 申請人:改進(jìn)了推進(jìn)機(jī)構(gòu)，特別是開發(fā)用來使輪椅使用者在向前運動輪椅時保持正確的姿態(tài)和更有效的推進(jìn)，因為當(dāng)將該機(jī)構(gòu)安裝到輪椅的后軸上時，使用者有一個選擇，沿逆時針方向施加力，這樣可以保持使用者的脊柱由椅背支撐，從而顛倒了傳統(tǒng)的推進(jìn)運動。如果使用者想要輪椅向后運動以做機(jī)動動作，必須施加向前(順時針)的力，因為反向器機(jī)構(gòu)顛倒了輪子的轉(zhuǎn)動，即，運動與推動力成反比。
[0012]為了做出上述運動，反向器機(jī)構(gòu)還有由使用者控制的鎖定系統(tǒng)。當(dāng)該裝置安裝到輪椅軸上時，為了操作保持未鎖定狀態(tài)，以允許使用者通過向后(逆時針)拉動手圈而使輪椅向前運動，也就是說，輪子以反向模式(運動與推動力相反)運轉(zhuǎn)。當(dāng)鎖定時，系統(tǒng)將輪椅的輪子轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)輪椅。
[0013]所述反向機(jī)構(gòu)由安裝到后輪軸上的轉(zhuǎn)動模塊和作為所述轉(zhuǎn)動模塊一部分并依靠行星齒輪組固定的方向轉(zhuǎn)動模塊構(gòu)造，所述方向轉(zhuǎn)動模塊包括與后輪上的手圈結(jié)合的固定
裝直。
[0014]固定的轉(zhuǎn)動模塊和方向轉(zhuǎn)動模塊都是軸向的，所述固定轉(zhuǎn)動模塊由回轉(zhuǎn)的“H”輪廓的輪轂構(gòu)造，其中心壁上有一正交突出物，用于結(jié)合所述輪軸。所述中心壁形成有若干獨立的腔。接收行星齒輪組的齒輪裝配在前腔中，其也接收方向轉(zhuǎn)動模塊。
[0015]接下來，方向轉(zhuǎn)動模塊包括帶有平底座的結(jié)構(gòu)盤(輪轂帽)，一對同心的管狀突出物從該結(jié)構(gòu)盤發(fā)展而來，同時行星齒輪組的傳動齒輪裝配(固定)到平底座上。
[0016]所述傳動和接收齒輪通過行星齒輪(結(jié)合到軸上)相互連接，其將反向轉(zhuǎn)動運動傳遞到固定的轉(zhuǎn)動模塊上，結(jié)果是輪椅沿直線向前(反向的)運動。
[0017]所述方向轉(zhuǎn)動模塊包括鎖定裝置，其由結(jié)合在存在于中間元件和輪轂的管狀突出物中的凹槽中的接合銷構(gòu)成。
[0018]所以，當(dāng)方向轉(zhuǎn)動模塊從固定模塊上解鎖時，它的運動將發(fā)生在正常方向，即，逆時針方向，輪椅向前運動(運動與推動力方向相反)。當(dāng)方向轉(zhuǎn)動模塊與固定模塊鎖定時，運動將是逆向的，即順時針的和傳統(tǒng)的(運動與推動力方向相同)。
[0019]發(fā)明目的和優(yōu)點
[0020]所以，主要目的就是讓輪椅使用者在使用輪椅前行的過程中有更好的姿勢，而這通常是輪椅使用者采用的更一般的方向，為此，應(yīng)該在軀干和臀部處于適當(dāng)?shù)慕嵌任恢们闆r下完成。
[0021]此處提出的改進(jìn)的主要優(yōu)點在于，新的機(jī)構(gòu)構(gòu)造使得輪椅能夠以I比I的比例操作，即手圈轉(zhuǎn)動一圈引起輪子轉(zhuǎn)動一圈，與先前的裝置不同，其以3比I的比例工作，即手圈轉(zhuǎn)動三圈輪子轉(zhuǎn)動一圈。這是因為本新機(jī)構(gòu)有以不同的方式放置的錐形齒輪，比同一 申請人:提出的先前的方法更加穩(wěn)固，使齒輪運動更加精密，以平滑的、協(xié)調(diào)的和安全的方式獲得后輪的反向位移，防止輪椅使用者任何的失衡。
[0022]安裝這一機(jī)構(gòu)到輪椅上的另一優(yōu)點是與輪椅使用者的骨盆穩(wěn)定性合作，減少坐骨(臀肌)部位壓瘡的風(fēng)險，通過利用臀部肌肉提供輪椅更高的推進(jìn)效率，其更適合于這類活動。使用者會有更好的輸出，也就是說，更高質(zhì)量的推進(jìn)力，結(jié)果是在更少的物理磨損的情況下更好的運動，上肢的肌肉更加平衡，因此減少了損傷的風(fēng)險，其最終與使用者身體的和精神的狀況協(xié)作，使使用者重新融入社會。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了補(bǔ)充說明，也為了提供對本發(fā)明的特征更好的理解，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本說明書帶有一套附在后面的附圖，這些附圖提供的是例子，沒有限制，表示如下內(nèi)容:
[0024]圖1以側(cè)視圖表示現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)，說明使用手圈⑶的通常推進(jìn)方法(Fl)，其中可以觀察到使用者的軀干在向前運動輪椅(DF)時表現(xiàn)出的擺動(α)；
[0025]圖2所示為另一側(cè)視圖，現(xiàn)在輪椅裝備了革新后的反向器機(jī)構(gòu)(I)，其中可以看到使用者在向后運動手圈(F2)而允許輪子向前運動(DF)時保持脊柱由椅背支撐；
[0026]圖3所示為該機(jī)構(gòu)的透視圖和其相對于輪椅后輪軸的安裝位置；
[0027]圖4所示為該機(jī)構(gòu)的另一透視圖，以分解圖的方式展示了鎖定裝置，圖解了主要模塊；
[0028]圖5所示為組成反向器機(jī)構(gòu)的元件的分解透視圖；
[0029]圖6所示為反向器機(jī)構(gòu)的橫截面圖，反向器機(jī)構(gòu)是解鎖的以使手圈能夠被向后拉，使輪椅向前運動(順時針)，而手圈向前運動時，輪椅向后運動；
[0030]圖7和圖8為相互補(bǔ)充的圖。圖7所示為坐在配備有解鎖的反向器機(jī)構(gòu)的輪椅上的使用者的側(cè)視圖，但是手圈 的運動是逆時針的(向后拉)，沿與運動相反的方向，而圖8所示為用于使轉(zhuǎn)動反向，致使輪子向前轉(zhuǎn)動的行星齒輪組的運動；
[0031]圖9所示為反向器機(jī)構(gòu)的橫截面圖，反向器機(jī)構(gòu)是鎖定的以便使得手圈能夠被向前拉(傳統(tǒng)方式)，使輪椅向前運動，當(dāng)手圈向后運動時，輪椅也向后運動；以及
[0032]圖10和圖11也是相互補(bǔ)充的圖。圖10所示為坐在配備有鎖定位置的反向器機(jī)構(gòu)的輪椅上的使用者，在此位置下，手圈的運動沿(通常)的順時針方向發(fā)生，而圖11所示的行星齒輪組是一致的，使得手圈和輪子都沿相同方向向前轉(zhuǎn)動。
【具體實施方式】
[0033]參見附圖，本發(fā)明命名為針對應(yīng)用于輪椅后軸的反向器機(jī)構(gòu)所作的改進(jìn)。更準(zhǔn)確的說，本發(fā)明是一種反向器機(jī)構(gòu)1，其特別是開發(fā)用來通過在手圈H上施加與后輪RT的轉(zhuǎn)動運動Rl反向的牽引力F2，在向前運動DF過程中為輪椅使用者CD提供更好的姿態(tài)和更有效的推進(jìn)(輪椅觸覺，wheelchair touch),允許輪椅使用者⑶在施加向前運動的用力F2的過程中采用一種更加適當(dāng)和直立的姿勢。
[0034]反向器機(jī)構(gòu)I裝配在輪椅每一后輪RT的輪轂2上并由驅(qū)動模塊3和輪轂本身構(gòu)造，輪轂在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)以與方向轉(zhuǎn)動模塊2相一致，然而當(dāng)模塊2和3相互解鎖時，該機(jī)構(gòu)以反向運動運行，即，為了讓輪子RT使輪椅向前運動DF，牽引力F2施加到手圈H上(與推動力反向運動)，當(dāng)模塊2和3相互鎖定時,輪椅有傳統(tǒng)的推進(jìn)(與推動力相同方向運動)，也就是說，施加推動力Fl使輪椅向前運動DF。方向轉(zhuǎn)動模塊2和驅(qū)動模塊3都相對于后軸E同心。
[0035]驅(qū)動模塊3由前柱狀支承3a形成，手圈H的支撐桿hi固定于其外周緣，同時前柱狀支承3a內(nèi)部同心地提供有另一個柱狀部件3b，柱狀部件3b通過包含至少兩個孔口 3d的后壁3c與前柱狀支承3a相互連接,鎖定銷5a穿過孔口 3d。這個鎖內(nèi)又設(shè)有柱狀部件3a和3b之間的彈簧M。該鎖5以下文所述的方向轉(zhuǎn)動模塊2和驅(qū)動模塊3之間的結(jié)合/脫離運動方式運行。
[0036]所述方向轉(zhuǎn)動模塊2由柱狀輪轂2a構(gòu)造，柱狀輪轂2a有一內(nèi)壁2b，短的柱狀部件2c穿過其中心，其前面上有多個柱狀凹槽2f，其內(nèi)表面接收軸承R和墊片Es用以使模塊2相對于軸E居中運動。輪轂2a的端部配備有正交的凸緣2d，其上包括多個孔口 2e用于裝配后輪RT上的輻條RA。
[0037]所述內(nèi)壁2b將輪轂2a內(nèi)部分為兩個獨立的腔。前腔CF接收行星齒輪組4，其有一個齒輪稱作接收齒輪4A，接收齒輪4A通過螺栓Pl固定在壁2b上。另一腔，即后腔CP空著。
[0038]行星齒輪組4由所述接收齒輪4A和另一相同并成鏡像的、稱作傳動齒輪4B的齒輪形成，這兩個齒輪由兩個或多個小齒輪類型的行星齒輪4C相互連接，行星齒輪4c通過銷P2和軸承R2固定到中心輪轂4D上，齒輪4C負(fù)責(zé)在牽引力F2施加到手圈H上時傳遞逆向轉(zhuǎn)動SI，或是在齒輪4A和4B之間保持鎖定以形成在希望通常運動時(見圖8和10)接收推動力Fl的單元BL。在任何情況下，該行星齒輪組4都促進(jìn)輪椅⑶的運動。
[0039]呈"S"輪廓的驅(qū)動盤6裝配在傳動齒輪4B的內(nèi)表面和軸E的端部凸緣FL之間，而較大直徑的凸緣配備有多個容納鎖5的銷5a的端部的凹槽6a和至少兩個銷6b，銷6b容納在輪轂4D的凹槽2g中并沿著凹槽2g滑動，以使銷6a與制作在正交突出物2c的周邊邊緣上的凹槽2f接合或是脫離。盤6的較小直徑的凸緣用作錨定在軸E的凸緣FL上的拉伸彈簧Ml的制動器。
[0040]當(dāng)處于靜止位置(圖6)時，所述驅(qū)動按鈕5b允許施加到手圈和桿hi上的牽引力F2使模塊3轉(zhuǎn)動，從而使得傳動齒輪4B轉(zhuǎn)動，當(dāng)銷5a結(jié)合于孔口 7時，由此使得傳動齒輪4B能夠轉(zhuǎn)動，并且將運動SI施加`于行星齒輪4C,而行星齒輪又將該轉(zhuǎn)動傳遞給齒輪4A,齒輪4A相對于齒輪4B是反向的。當(dāng)齒輪4A固定到輪轂上或是方向轉(zhuǎn)動模塊2上時，輪椅向前運動DF(見圖2、7和8)。
[0041]當(dāng)驅(qū)動模塊3的鎖5被壓進(jìn)該機(jī)構(gòu)中時，銷5a推動驅(qū)動盤6，推動盤6又在輪轂4D的凹槽4g上運動，將其端部鎖定在方向轉(zhuǎn)動模塊2的凹槽2f，從而使得整套機(jī)構(gòu)一驅(qū)動模塊3、轉(zhuǎn)動模塊2和齒輪組一能夠形成單個的單元在向前的力Fl的作用下運動(與推動力同向運動)，從而限定一種通常向前運動DF的輪椅(見圖1和10)。
[0042]當(dāng)然，當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用到實踐中時，可以對某些結(jié)構(gòu)和形狀的一些細(xì)節(jié)引入多種改進(jìn)，而不會明顯偏離權(quán)利要求書中清楚描述的基本原理。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本文采用的術(shù)語不旨在限制本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種針對應(yīng)用于輪椅后軸的反向器機(jī)構(gòu)所作的改進(jìn)，包括反向器機(jī)構(gòu)(1)，反向器機(jī)構(gòu)(I)特別是開發(fā)用來通過將與后輪(RT)的轉(zhuǎn)動運動(Rl)相反的牽引力(F2)施加于手圈(H)，在向前運動(DF)過程中，為輪椅使用者(CD)提供更好的姿態(tài)和更有效的推進(jìn)，允許輪椅使用者(CD)用力(F2)使輪椅向前的過程中采用一種更加舒適和直的姿勢，其特征在于，反向器機(jī)構(gòu)(I)裝配在輪椅的后輪(RT)的輪轂⑵上并由驅(qū)動模塊(3)和輪轂本身構(gòu)造，輪轂在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)以容納方向轉(zhuǎn)動模塊(2)，在方向轉(zhuǎn)動模塊(2)的內(nèi)部工作著行星齒輪組(4)，設(shè)置有鎖(5)，鎖(5)能手動致動用于方向轉(zhuǎn)動模塊(2)和驅(qū)動模塊(3)之間的結(jié)合/脫離，當(dāng)模塊(2)和(3)相互解鎖時，該機(jī)構(gòu)作為反向機(jī)構(gòu)運行，即，為了讓輪子(RT)使輪椅向前運動(DF)，牽引力(F2)施加到手圈(H)上(與推進(jìn)反向運動)，當(dāng)模塊⑵和⑶相互鎖定時，輪椅有傳統(tǒng)的運行，也就是說，施加推動力(Fl)使輪椅向前運動(DF)(與推進(jìn)相同方向運動)；方向轉(zhuǎn)動模塊(2)和驅(qū)動模塊(3)都與后軸(E)同心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對應(yīng)用于輪椅后軸的反向器機(jī)構(gòu)所作的改進(jìn)，其特征在于，驅(qū)動模塊(3)由前柱狀支承(3a)形成，手圈(H)的支撐桿(hi)固定于其外周邊，同時另一個柱狀部件(3b)設(shè)置在前柱狀支承(3a)內(nèi)部并與前柱狀支承(3a)同心，并通過包含至少兩個孔口(3d)的后壁(3c)與前柱狀支承(3a)相互連接，鎖(5)的鎖定銷(5a)穿過孔口(3d)，該鎖內(nèi)又設(shè)有柱狀部件(3a)和(3b)之間的彈簧(M)，鎖(5)以下文所述的方向轉(zhuǎn)動模塊(2)和驅(qū)動模塊(3)之間的結(jié)合/脫離運動方式運行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對應(yīng)用于輪椅后軸的反向器機(jī)構(gòu)所作的改進(jìn)，其特征在于，方向轉(zhuǎn)動模塊(2)由柱狀輪轂(2a)構(gòu)造，柱狀輪轂(2a)設(shè)有內(nèi)壁(2b)，短柱狀部件(2c)穿過柱狀輪轂(2a)的中心，短柱狀部件(2c)的前表面上有多個柱狀凹槽(2f)，軸承(r)和墊片(Es)裝配到短柱狀部件(2c)的內(nèi)表面以使模塊(2)相對于軸(E)居中運動，輪轂(2a)的端部配備有正交的凸緣(2d)，凸緣(2d)具有多個孔口(2e)用于接收后輪(RT)的輻條(RA)，所述內(nèi)壁(2b)將 輪轂(2a)的內(nèi)部分為兩個獨立的腔，前腔(CF)包含行星齒輪組(4)，行星齒輪組(4)包括通過螺栓(Pl)固定于壁(2b)的接收齒輪(4A)，后腔(CP)是空著的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的針對應(yīng)用于輪椅后軸的反向器機(jī)構(gòu)所作的改進(jìn)，其特征在于，行星齒輪組(4)由所述接收齒輪(4A)和另一完全相同并成鏡像的、稱作傳動齒輪(4B)的齒輪形成，這兩個齒輪由兩個或多個小齒輪類型的行星齒輪(4C)相互連接，行星齒輪(4c)通過銷(P2)和軸承(R2)結(jié)合于中心輪轂(4D)，齒輪(4C)負(fù)責(zé)在牽引力(F2)施加到手圈(H)上時傳遞逆向轉(zhuǎn)動(SI)，或是在齒輪(4A)和(4B)之間保持鎖定以形成單元(BL)，單元(BL)在通常的向前運動(與推動力相同方向運動)過程中接收推動力(Fl)，驅(qū)動盤(6)裝配在傳動齒輪(4B)的內(nèi)表面和軸(E)的端部凸緣(FL)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針對應(yīng)用于輪椅后軸的反向器機(jī)構(gòu)所作的改進(jìn)，其特征在于，驅(qū)動盤(6)具有“S”輪廓，較大直徑的凸緣具有多個接收鎖(5)的銷(5a)的端部的凹槽(6a)和至少兩個銷(6b)，銷(6b)容納在輪轂(4D)的凹槽(2g)中并在凹槽(2g)上滑動，以使銷(6a)與正交突出物(2c)的周邊邊緣上的凹槽(2f)接合或是脫離，盤(6)的較小直徑的凸緣用作錨固在軸(E)的凸緣(FL)上的拉伸彈簧(Ml)的制動器。
【文檔編號】A61G5/02GK103561709SQ201180069231
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月1日
【發(fā)明者】杰斐遜·加西亞·弗蘭薩 申請人:杰斐遜·加西亞·弗蘭薩