本實(shí)用新型屬于輪椅部件領(lǐng)域，涉及一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

由于高齡化因素而使得身體技能衰退從而難以行走，或因手術(shù)及意外而導(dǎo)致需以輪椅代步的人越來(lái)越多。目前，全世界約有6.5億殘障人，他們需要全社會(huì)予以更多的關(guān)注。老年人到一定年紀(jì)腿腳不便，也需要輪椅。我國(guó)現(xiàn)在的老年人已經(jīng)占到全世界老人的22％，全亞洲的14％。據(jù)世界衛(wèi)生組織的預(yù)測(cè)，2020年全球老年人口將達(dá)6.9億。在人數(shù)達(dá)十幾億的老年人和殘障人士中，即使僅有20％使用電動(dòng)輪椅，輪椅的市場(chǎng)空間也是極大的。

目前，在輪椅設(shè)備中越來(lái)越多地使用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，電力能源干凈清潔，綠色環(huán)保，無(wú)污染。在輪椅上加裝電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以使輪椅使用者得到更加舒適的乘坐服務(wù)。電動(dòng)輪椅具有省力、容易操作、快速平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛地使用。電動(dòng)輪椅通過(guò)單一控制手柄操作進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，并能靈活地完成前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)彎等理想動(dòng)作，確保安全可靠，以車代步。要實(shí)現(xiàn)其基本功能用途，取決于電氣控制、機(jī)械傳動(dòng)以及結(jié)構(gòu)部件的有機(jī)配合，是一種典型的機(jī)電一體化綜合產(chǎn)品。

電動(dòng)輪椅系統(tǒng)主要由車架主體、左右扶手、托腳、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是電動(dòng)輪椅的核心部件。電動(dòng)機(jī)作為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)輪椅功能的重要執(zhí)行部件，應(yīng)輸出足夠的轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)負(fù)載在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍，穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。電動(dòng)輪椅中的電動(dòng)機(jī)針對(duì)其使用范圍，分為有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)，有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)的區(qū)別是是否配置常用的電刷-換向器，有刷直流電機(jī)的換向一直是通過(guò)石墨電刷與安裝在轉(zhuǎn)子上的環(huán)形換向器相接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而無(wú)刷電機(jī)則通過(guò)霍爾傳感器把轉(zhuǎn)子位置反饋回控制電路，使其能夠獲知電機(jī)相位換向的準(zhǔn)確時(shí)間。目前輪椅上的有刷電機(jī)不都是電磁剎車的，在輪椅滑行時(shí)距離過(guò)長(zhǎng)，自鎖能力差，易導(dǎo)致事故發(fā)生；已出現(xiàn)的電磁剎車電機(jī)，是斷電剎車，斷電狀態(tài)則不能轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸，采用一般材料的磁鋼，使得電機(jī)尺寸較大，重量過(guò)大，效率低。目前使用較多的傳動(dòng)系統(tǒng)為蝸輪減速器，直流電機(jī)與蝸輪減速器輸出軸成90°夾角驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，蝸輪減速器屬于摩擦傳動(dòng)，其傳動(dòng)效率非常低，加工精密達(dá)高級(jí)的蝸桿副傳動(dòng)效率也小于65％。這種驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)大量能量消耗在摩擦傳動(dòng)的阻力上，克服摩擦傳動(dòng)阻力產(chǎn)生大量的熱不得不增加散熱結(jié)構(gòu)，以使阻力所產(chǎn)生的熱量盡快散發(fā)。同時(shí)蝸輪減速器輸出軸為直軸輸出，輸出力矩較小，需要電機(jī)較大的功率輸出，造成電機(jī)使用壽命較短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)體積較大，扭矩較小，損傷電機(jī)，不利于折疊等問(wèn)題，提供一種高效率、大扭矩、小體積的電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由順序裝配的減速箱、有刷電機(jī)和手動(dòng)電磁剎車組成，本實(shí)用新型采用有刷電機(jī)，有效降低了產(chǎn)品的成本，采用手動(dòng)電磁剎車，使輪椅剎車距離減小，輪椅的安全性能顯著提高，手動(dòng)手柄使得在斷電狀態(tài)輪椅推行更加輕松，減速箱內(nèi)設(shè)有中間齒輪、中間齒軸、輸出齒輪和輸出軸，中間齒輪和輸出齒輪為圓盤狀結(jié)構(gòu)；有刷電機(jī)內(nèi)有電機(jī)軸，電機(jī)軸的軸頭為螺旋齒輪結(jié)構(gòu)；

電機(jī)軸與減速箱的內(nèi)部構(gòu)件形成二級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)，電機(jī)軸的軸頭穿入減速箱內(nèi)部與中間齒輪嚙合，并通過(guò)軸承固定在減速箱內(nèi)，電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)中間齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，中間齒輪緊密套于中間齒軸上且與中間齒軸壓卯連接，中間齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)中間齒軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，中間齒軸的兩端加軸承固定在減速箱內(nèi)，中間齒軸與輸出齒輪嚙合，中間齒軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輸出齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出齒輪套于輸出軸上且與輸出軸鍵連接，輸出齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸與電機(jī)軸平行，普通電機(jī)減速箱都是采用蝸輪蝸桿減速箱，其減速箱的輸出軸和電機(jī)輸出軸成90°造成電機(jī)有效使用功率大大降低，同時(shí)電機(jī)的體積和重量較大，本實(shí)用新型的輸出軸與電機(jī)軸相互平行，有利于提高電機(jī)的使用效率，減小電機(jī)的體積和重量，輸出軸的輸入端加軸承固定在減速箱的箱體內(nèi)，輸出端從減速箱的箱體內(nèi)穿出；

所述輸出軸的輸出端為法蘭盤結(jié)構(gòu)，輸出端與電動(dòng)輪椅的車輪為法蘭式連接，而普通輸出軸的結(jié)構(gòu)為直軸，通過(guò)將輸出軸的輸出端與離合器聯(lián)接，離合器插入電動(dòng)輪椅的車輪軸中實(shí)現(xiàn)同步傳動(dòng)，其他條件相同時(shí)，本實(shí)用新型的輸出軸的力臂長(zhǎng)度小于普通輸出軸的力臂長(zhǎng)度，而力臂越長(zhǎng)，同樣負(fù)載的情況下，需要電機(jī)更大的功率輸出，力臂越短，同樣負(fù)載的情況下，需要電機(jī)更小的功率輸出，因此本實(shí)用新型輸出端為法蘭盤結(jié)構(gòu)的輸出軸能夠增大輸出力矩，減少對(duì)電機(jī)和減速箱內(nèi)齒輪的損壞。作為優(yōu)選的技術(shù)方案：

如上所述的一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述有刷電機(jī)置于電機(jī)外殼內(nèi)，所述電機(jī)外殼與減速箱的箱體為一體成型加工，所述電機(jī)外殼的長(zhǎng)度為41mm，遠(yuǎn)小于普通電機(jī)外殼的長(zhǎng)度(55mm)。

如上所述的一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述有刷電機(jī)的最大效率為82％，本實(shí)用新型的有刷電機(jī)為通過(guò)改進(jìn)加工工藝制得的有刷電機(jī)，電機(jī)的效率遠(yuǎn)大于普通電機(jī)的最大效率(72％)，能夠高效率地將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，提高了輪椅的行程，在相同的耗電量下(5A)，采用本實(shí)用新型有刷電機(jī)的電動(dòng)輪椅的行程為25-29km，普通電動(dòng)輪椅的行程為20-22km。

如上所述的一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述手動(dòng)電磁剎車的厚度為28mm，本實(shí)用新型的電磁剎車為經(jīng)過(guò)改進(jìn)加工工藝制得的電磁剎車，在同樣的剎車扭矩下(3N*M)，普通電磁剎車的厚度為38mm，手動(dòng)電磁剎車的厚度明顯減小，有利于輪椅的收合。

如上所述的一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，有刷電機(jī)內(nèi)設(shè)有4塊磁鋼，所述磁鋼充磁時(shí)N-S和S-N各半，BH(磁能積)≥90KJ/m³。

如上所述的一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述磁鋼為粘結(jié)釹鐵硼磁鋼，粘結(jié)釹鐵硼磁鋼的磁性較強(qiáng)，電機(jī)達(dá)到相同磁力時(shí)，使用粘結(jié)釹鐵硼磁鋼的材料用量遠(yuǎn)小于其他材料，材料用量的減少使得電機(jī)的整體體積減小，能夠?qū)崿F(xiàn)輪椅最大限度的收合，保持平穩(wěn)傳動(dòng)，在相同的減速比下(25倍)，本實(shí)用新型電動(dòng)輪椅收合后的寬度為360mm，普通電動(dòng)輪椅收合后的寬度為310mm。

如上所述的一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述手動(dòng)電磁剎車置于電磁剎車罩內(nèi)，所述手動(dòng)電磁剎車連接用于調(diào)節(jié)電磁剎車離合的手柄，所述手柄從手動(dòng)電磁剎車罩穿出，所述手動(dòng)電磁剎車通過(guò)調(diào)節(jié)電磁剎車手柄可在斷電狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸。

如上所述的一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述手動(dòng)電磁剎車罩與所述電機(jī)外殼通過(guò)螺絲固定連接。

如上所述的一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述電機(jī)軸的軸頭齒數(shù)為7，所述中間齒輪的齒數(shù)為45，第一級(jí)減速時(shí)，電機(jī)軸的軸頭帶動(dòng)中間齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)完成6.4倍減速，所述中間齒軸的齒數(shù)為10，所述輸出齒輪的齒數(shù)為62，第二級(jí)減速時(shí)，中間齒軸帶動(dòng)輸出齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)完成6.2倍減速。

如上所述的一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述輸出軸的軸長(zhǎng)為54mm，所述輸出軸的內(nèi)部設(shè)有圓柱狀空心部分用于減輕輸出軸的重量，所述法蘭盤上開有4～16個(gè)孔眼。

有益效果：

1)本實(shí)用新型的電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便靈活、使用安全可靠、方便整車折疊等優(yōu)點(diǎn)；

2)本實(shí)用新型的電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使用的是有刷電機(jī)，降低了產(chǎn)品的加工成本；

3)本實(shí)用新型的電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的有刷電機(jī)體積小，功率大，有利于實(shí)現(xiàn)輪椅最大限度的收合，同時(shí)能高效率地將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；

4)本實(shí)用新型的電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的輸出軸一端為法蘭盤結(jié)構(gòu)，使得輸出軸的輸出扭矩增大，減少了對(duì)電機(jī)和減速箱內(nèi)齒輪的破壞；

5)本實(shí)用新型的電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中手動(dòng)電磁剎車可以使輪椅剎車距離減小，提高輪椅的安全性能，輪椅在斷電狀態(tài)下也可推行。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型的剖面示意圖；

其中，1-電機(jī)軸，2-中間齒軸，3-中間齒輪，4-輸出齒輪，5-輸出軸，6-電機(jī)前端蓋，7-電機(jī)外殼，8-電磁剎車罩，9-有刷電機(jī)，10-法蘭盤。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

一種電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖1和圖2所示，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由順序裝配的減速箱、有刷電機(jī)9和手動(dòng)電磁剎車組成，減速箱內(nèi)設(shè)有中間齒輪3、中間齒軸2、輸出齒輪4和輸出軸5，中間齒輪3和輸出齒輪4為圓盤狀結(jié)構(gòu)；

有刷電機(jī)9置于電機(jī)外殼7內(nèi)，電機(jī)外殼7與減速箱的箱體為一體成型加工，電機(jī)外殼7的長(zhǎng)度為41mm，有刷電機(jī)9的效率為82％，有刷電機(jī)9內(nèi)有電機(jī)軸1，電機(jī)軸1的軸頭為螺旋齒輪結(jié)構(gòu)，有刷電機(jī)9內(nèi)設(shè)有4塊磁鋼，磁鋼為粘結(jié)釹鐵硼磁鋼，磁鋼充磁時(shí)N-S和S-N各半，BH為90KJ/m³；有刷電機(jī)9的定子上安裝有固定的主磁極和電刷，轉(zhuǎn)子上安裝有電樞繞組和換向器，直流電通過(guò)電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組，產(chǎn)生電樞電流，電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與主磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)軸1旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)負(fù)載；

手動(dòng)電磁剎車的厚度為28mm；手動(dòng)電磁剎車置于電磁剎車罩8內(nèi)，手動(dòng)電磁剎車連接用于調(diào)節(jié)電磁剎車離合的手柄，手柄從手動(dòng)電磁剎車罩8穿出，手動(dòng)電磁剎車罩8與電機(jī)外殼7通過(guò)螺絲固定連接，通電狀態(tài)下，電磁剎車電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸緊壓簧片，壓簧壓縮，離合塑料片可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸1也可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，屬于剎車松開狀態(tài)，手柄不起作用，當(dāng)斷電時(shí)，磁場(chǎng)消失，壓簧恢復(fù)原長(zhǎng)使得離合塑料片被壓簧片和固定底片夾緊因摩擦力而無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，六角固定塊及電機(jī)軸1也被鎖住，完成剎車功能，此時(shí)扳動(dòng)電磁剎車手柄可實(shí)現(xiàn)斷開剎車功能，電機(jī)軸1可自由轉(zhuǎn)動(dòng)；

電機(jī)軸1與減速箱的內(nèi)部構(gòu)件形成二級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)，電機(jī)軸1的軸頭穿過(guò)電機(jī)前端蓋6穿入減速箱內(nèi)部與中間齒輪3嚙合，并通過(guò)軸承固定在減速箱內(nèi)，中間齒輪3緊密套于中間齒軸2上且與中間齒軸2壓卯連接，中間齒軸2的兩端加軸承固定在減速箱內(nèi)，中間齒軸2與輸出齒輪4嚙合，輸出齒輪4套于輸出軸5上且與輸出軸5鍵連接，輸出軸5與電機(jī)軸1平行，輸出軸5的輸入端加軸承固定在減速箱的箱體內(nèi)，輸出端從減速箱的箱體內(nèi)穿出；電機(jī)軸1的軸頭齒數(shù)為7，中間齒輪3的齒數(shù)為45，第一級(jí)減速時(shí)，電機(jī)軸1的軸頭帶動(dòng)中間齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)完成6.4倍減速，中間齒軸2的齒數(shù)為10，輸出齒輪4的齒數(shù)為62，第二級(jí)減速時(shí)，中間齒軸2帶動(dòng)輸出齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)完成6.2倍減速；

輸出軸5的軸長(zhǎng)為54mm，輸出軸5的內(nèi)部設(shè)有圓柱狀空心部分，輸出軸5的輸出端為法蘭盤結(jié)構(gòu)，法蘭盤10上開有4個(gè)孔眼。