CN104739589A - 一种三维变形多功能电动轮椅车 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供-种新型交通工具，其三角架结构的车体长、宽、高可伸缩，座椅高低和车架前后左右可调整的电动轮椅车整车系统。它具有中速行驶时低重心低风阻特性和车架底盘伸展后的稳定特性，又具有小巧轻便，车体转弯半径小，轮距和轴距可同步伸缩的特性，并且在特定环境下(如缓慢行驶、停放、进电梯、房间及道路狭窄时)，本发明可收缩变形到常见轮椅般左右宽度并低速行驶，也可伸长变形而进行中速行驶，实现室内和室外行驶的无缝对接。

Description

一种三维变形多功能电动轮椅车

技术领域

本发明涉及一种交通工具，尤其是车体建立在三角架构的基础上，车体的长度和宽度可伸缩，座椅的高度上下可调节，车身可封闭的新型电动轮椅车整车系统，涉及一种为老人和残障人代步的多功能电动轮椅车。

背景技术

现有的电动轮椅车虽然在一定程度上能解决推轮椅的人力，但这种轮椅对路面质量的要求很高，室外行驶速度不高且容易前倾和侧翻，轮距和轴距不可调，尤其是座位的高度是固定不变的，这大大地限制了这种轮椅的使用范围和使用者的活动空间。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种稳定、可靠、方便、灵活、使用范围广的倒三轮式电动轮椅车，其能实现前轮轮距及前后轮轴距可调、后轮驱动、后轮转向和座椅高度可调等功能；它具有中速行驶时低重心低风阻特性和车架底盘伸展后的稳定特性，又具有小巧轻便、车体转弯半径小、轮距和轴距可同步伸缩的特性，并且在特定环境下(如室内缓慢移动、停放、进电梯、房间及道路狭窄时)，本发明可收缩变形到常见轮椅般左右宽度及前后长度并低速行驶，也可在室外伸长变形而进行中速行驶，实现室内和室外使用的无缝对接，使作为室内移动工具的电动轮椅扩展成为具有室外交通工具功能的新型车辆，并同时具备室内缓慢移动和室外中速行驶的使用特性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三角变形多功能电动轮椅车，包括由前轮、车架、座椅和后桥组成活动的三角支撑关系，通过操作安装在车架上的液压驱动单元控制前轮、车架、座椅与后桥之间距离的活塞杆的长短，改变前轮、车架、座椅与后桥之间的几何关系，以达到对车架宽度、长度和座椅高低之间的控制；所述可伸缩三角形结构车架、以及设置在车架上的座椅、前轮、后轮、转向控制机构、驱动装置、调速控制机构、刹车机构和照明警示装置；所述可伸缩三角形结构车架前端连接有轮距可调的两个前轮，其后端连接有一个后桥，后桥下连接一个后轮，所述后轮由驱动装置驱动成为主动轮，从而推动两前轮转动，所述后轮通过后叉总成与转向控制机构的转向转轴连接，并与该转向转轴同步转动成为方向轮。

进一步地，为了实现前轮轮距和轴距可调，所述车架为可伸缩三角形结构，通过左右固定块两边与前轮相连，并且两边前轮通过可伸缩三角形结构的车架尾部固定块与后桥有固定关系，这样当后桥移动时，车架、座椅和前轮的位置关系也相应改变；所述可伸缩三角形结构，包括装设于伸缩机构内的第一油缸体、第二油缸体和第三油缸体，油缸体一端设有油缸体头，油缸体另一端设有活塞杆，活塞杆一端设在油缸体内，活塞杆另一端设有活塞杆头，油缸体头和活塞杆头可分别连接到固定块的连接凹块上，固定块连接相应的后桥和前轮，形成三角形可伸缩油缸组；所述油缸体之间刚性连接，三油缸体等分布置，在可伸缩三角形结构车架前端油缸体上分别设置有中间连接块和左右连接块，并通过连接杆定位固定，中间连接块和左右连接块上安装有托辊，为伸缩底板提供滑动支撑；所述的油缸体头和活塞杆头可分别用柱销螺杆连接到固定块的连接凹块上，油缸体两头设有与油缸内腔连通的油管接头，通过液压驱动单元提供双向作用，实现三角形架的同步伸缩；所述的可伸缩三角形结构，在固定块上设有连接套，连接套内设有内伸缩管和外伸缩管，并与活塞杆同步伸缩，以实现两个前轮之间及后桥距离的调整。

进一步地，为了实现后轮转向，所述转向控制机构包括单手操纵杆和折叠转向车把两套装置，均设有调整转把和刹车把手，单手操纵杆铰接在可拨出竖轴顶端，可拨出竖轴下端设有花键结构与立轴外管的内花键槽配合，便于拆卸及包装运输，立轴外管内设有立管芯轴、轴承、活卡销和卡销孔，活卡销用于转换转向控制机构，单手操纵杆适合在车架收缩状态的室内低速行驶使用，能减小座椅前的占用空间，改变单手操纵杆立轴安装座位置，还可选择左手和右手操纵，在室外行驶时，通过可伸缩三角形结构同步伸展左右前轮和后桥的距离，使车架伸长加宽以增加稳定性，可转换成中速行驶；中速行驶前，翻转收折单手操纵杆，向上拉起折叠车转向把并锁定，即可使用传统方式操作双把手控制转向；所述折叠式转向车把，包括装设于折叠机构内的折叠立管、转向车把、上部绞链、中部绞链、下部绞链、转向连接底座、锁定卡钩、卡钩缺口、解锁钮、滑块和拉簧，所述的折叠立管为四连杆折叠机构，通过上、中、下三点绞链连接，中部位置设有锁定卡钩并与对应的卡钩缺口锁定，锁定卡钩与折叠立管一侧内腔的滑块和拉簧连接，向上拉出折叠式转向车把即锁定使用；操作解锁钮向下折叠可将转向车把收折，便于在室内使用时恢复单手操纵杆；所述可伸缩三角形结构车架为倒三轮布置，左右前轮轮距可调，后轮连接在后桥下，前后轮之间的轴距同步变化，后轮具有驱动和转向功能，通过转向齿轮、换向齿轮、同步带轮及同步带与单手操纵杆和折叠转向车把手连接，单手操纵杆和折叠转向车把之间可转换操作。

进一步地，当前轮轮距调宽时，轮椅车的轴距也会同步伸长，所述可伸缩三角形结构车架上后桥底部连接有伸缩底板，伸缩底板两侧分别和可伸缩三角形结构的外伸缩管连接块固定，前端连接单手操纵杆和折叠转向车把手，在可伸缩三角形结构车架伸缩变形时，伸缩底板、单手操纵杆、折叠转向车把手、轮椅座椅、后桥和驱动后轮的相对位置不变。

进一步地，为了实现座椅高度可调，所述伸缩底板上设置有电动升降机构，用座椅护手上的开关按钮控制，电动升降机构上固定有轮椅座椅，并且在固定连接处设有减震器；轮椅座椅的扶手设有折叠机构；轮椅座椅的靠背可调整倾斜角度和向后翻转平躺，平躺时下方设有折叠支架；轮椅座椅的座垫带有按摩椅的功能。

进一步地，为了实现后轮驱动，所述驱动装置包括电机和于给电机供电的蓄电池，所述电机置于后轮的轮毂内且与后轮联动，所述蓄电池固定连接在车架的伸缩底板上。

进一步地，为了实现可伸缩三角形结构车架伸缩变形驱动，所述驱动装置包括油缸体、活塞杆和通过管路连接的液压驱动单元，液压驱动单元包括油泵和驱动油泵的电机、换向阀、同步阀和按钮开关，固定连接在车架上的伸缩底板下相应位置，按钮开关固定在座椅护手上。

进一步地，为了实现室外中速行驶安全性，所述整车设置有车壳外罩，以适应在室外挡风遮雨的需要，车壳外罩相应位置设置有前照明灯、后警示灯、刹车灯、速度控制器、伸缩调节控制器、转向灯和喇叭。

本发明的有益效果：本发明解决了背景技术中存在的缺陷，(一)采用倒三角支撑，大大提高行车的稳定性，防止前倾和侧翻，更便于上下车；(二)根据使用环境可方便快捷地调整前轮轮距和前后轮轴距，轮距越宽，轴距越长，车辆的稳定性越好，在不平整的室外路面上可适当放宽轮距，伸长轴距，这样就增加了车辆的稳定性，并能提高车速，当要进电梯、洗手间或其他较窄的过道等室内环境时，可缩小轮距和轴距，利于车辆通过；(三)可以自由升降座位并随时自锁，扩大了使用者活动范围内的高度空间和降低重心；(四)后轮驱动，有效驱动力大，结构简单，制造成本低，使用方便；(五)后轮转向，理论转弯半径为零，转向灵活，理论上可实现原地旋转。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的可伸缩三角形结构车架收缩时的平面结构示意图；

图2是本发明的可伸缩三角形结构车架伸展时的平面结构示意图；

图3是本发明的尾部固定块的外观图；

图4是本发明的伸缩底板的外观图；

图5、图6是本发明的左右固定块的外观图；

图7是本发明的整车外观图；

图8、图9是本发明的连接块的外观图；

图10是本发明的托辊外观图；

图11是本发明的省缺伸缩底板以上部分的结构示意图；

图12是本发明的省缺伸缩底板后可伸缩三角形结构车架伸展时的结构示意图：

图13是本发明的立轴组合结构示意图；

图14是本发明的折叠式转向车把手使用状态外观图；

图15是本发明的省缺伸缩底板以下部分的结构示意图；

图16是本发明的单手操纵杆使用状态外观图；

图17是本发明的伸缩前后对比侧面位置示意图。

其中：1.油缸体；2.油管接头；3.活塞杆；4.连接凹块；5.柱销螺杆；6.尾部固定块；7.内伸缩管；8.外伸缩管；9.连接杆；10.中间连接块；11.左右连接块；12.外伸缩管连接块；13.油缸体头；14.活塞杆头；15.左固定块16.右固定块17.连接套；18.后桥；19前轮；.20驱动后轮；.21.后叉总成；22.转向转轴；23.换向齿轮；24.同步带轮一；25.上同步带；26.同步带轮二；27.单手操纵杆立轴；28.单手操纵杆；29.伸缩底板；30.电动升降机构；31.减震器；32.座椅；33.护手；34.靠背；35.单手操纵杆立轴安装座；36.同步带轮三；37.下同步带38.同步带轮四；39.转向连接底座；40.折叠立管；41.中部绞链；42.锁定卡钩；43.下部绞链；44.上部绞链；45.转向车把；46.托辊；47.可拨出竖轴；48.立管芯轴；49.立轴外管；50.花键结构；51.轴承；52.活卡销；53.卡销孔；54.蓄电池；55.卡钩缺口；56.解锁钮；57.拉簧；58.滑块。

具体实施方式

如图1--图7所示的一种三维变形多功能电动轮椅车，包括由前轮19、车架、座椅32和后桥18组成活动的三角支撑关系，通过操作安装在车架上的液压驱动单元(图中未画出)控制前轮19、车架、座椅32与后桥18之间距离的活塞杆3的长短，改变前轮19、车架、座椅32与后桥18之间的几何关系，以达到对车架宽度、长度和座椅32高低之间的控制；所述可伸缩三角形结构车架、以及设置在车架上的座椅32、前轮19、后轮20、转向控制机构、驱动装置、调速控制机构、刹车机构和照明警示装置；所述可伸缩三角形结构车架前端连接有轮距可调的两个前轮19，其后端连接有一个后桥18，后桥18下连接一个后轮20，所述后轮20由驱动装置驱动成为主动轮，推动两前轮19转动，所述后轮20通过后叉总成21与转向控制机构的转向转轴22连接，并与该转向转轴22同步转动成为方向轮；所述车架为可伸缩三角形结构，通过左固定块15、右固定块16两边与前轮19相连，并且两边前轮19通过可伸缩三角形结构的车架尾部固定块6与后桥18有固定关系，这样当后桥18移动时，车架、座椅32和前轮19的位置关系也相应改变；所述可伸缩三角形结构，包括装设于伸缩机构内的第一油缸体、第二油缸体和第三油缸体，油缸体1一端设有油缸体头13，油缸体1另一端设有活塞杆3，活塞杆3一端设在油缸体1内，活塞杆3另一端设有活塞杆头14，油缸体头13和活塞杆头14可分别连接到固定块的连接凹块4上，固定块连接相应的后桥18和前轮19，形成三角形可伸缩油缸组；

如图8、图9、图10、图11和图12所示的一种三维变形多功能电动轮椅车，所述油缸体1之间刚性连接，三油缸体等分布置，在可伸缩三角形结构车架前端油缸体上分别设置有中间连接块10和左右连接块11，并通过连接杆9定位固定，中间连接块10和左右连接块11上安装有托辊46，为伸缩底板29提供滑动支撑；所述的油缸体头13和活塞杆头14可分别用柱销螺杆5连接到固定块的连接凹块4上，油缸体1两头设有与油缸内腔连通的油管接头2，通过液压驱动单元提供双向作用，实现三角形架的同步伸缩；所述的可伸缩三角形结构，在固定块上设有连接套17，连接套17内设有内伸缩管7和外伸缩管8，并与活塞杆3同步伸缩，以实现两个前轮19之间及后桥18距离的调整。

如图13、图14、图15、和图16所示的一种三维变形多功能电动轮椅车，所述转向控制机构包括单手操纵杆28和折叠转向车把两套装置，均设有调整转把(图中未画出)和刹车把手，单手操纵杆28铰接在可拨出竖轴47顶端，可拨出竖轴47下端设有花键结构50与立轴外管49的内花键槽配合，便于拆卸及包装运输，立轴外管49内设有立管芯轴48、轴承51、活卡销52和卡销孔53，活卡销52用于转换转向控制机构，单手操纵杆28适合在车架收缩状态的室内低速行驶使用，能减小座椅32前的占用空间，改变单手操纵杆立轴安装座35位置，还可选择左手和右手操纵，在室外行驶时，通过可伸缩三角形结构同步伸展左右前轮19和后桥18的距离，使车架伸长加宽以增加稳定性，可转换成中速行驶；中速行驶前，翻转收折单手操纵杆28，向上拉起折叠车转向把手并锁定，活卡销52插入卡销孔53，即可使用传统方式操作双把手控制转向；所述折叠式转向车把手，包括装设于折叠机构内的折叠立管40、转向车把45、上部绞链44、中部绞链41、下部绞链43、转向连接底座39、锁定卡钩42、卡钩缺口55、解锁钮56、滑块57和拉簧58，所述的折叠立管40为四连杆折叠机构，通过上部绞链44、中部绞链41、下部绞链43三点绞接，中部位置设有锁定卡钩42并与对应的卡钩缺口55锁定，锁定卡钩42与折叠立管40一侧内腔的滑块58和拉簧57连接，向上拉出折叠式车把手即锁定使用；操作解锁钮56向下折叠可将转向车把45收折，便于在室内使用时恢复单手操纵杆28；所述可伸缩三角形结构车架为倒三轮布置，左右前轮19轮距可调，后轮20连接在后桥18下，前后轮之间的轴距同步变化，后轮20具有驱动和转向功能，通过转向转轴22、换向齿轮23、同步带轮一24、同步带轮二26、同步带轮三36、同步带轮四38、上同步带25及下同步带37与单手操纵杆28和折叠转向车把45连接，单手操纵杆28和折叠转向车把45之间可转换操作；所述可伸缩三角形结构车架上后桥18底部连接有伸缩底板29，伸缩底板29两侧分别和可伸缩三角形结构的外伸缩管连接块12固定，前端连接单手操纵杆28和折叠转向车把45，在可伸缩三角形结构车架伸缩变形时，伸缩底板29、单手操纵杆28、折叠转向车把45、轮椅座椅32、后桥18和驱动后轮20的相对位置不变；所述伸缩底板29上设置有电动升降机构30，用座椅护手33上的开关按钮控制，电动升降机构30上固定有轮椅座椅32，并且在固定连接处设有减震器31；轮椅座椅32的扶手33设有折叠机构；轮椅座椅32的靠背34可调整倾斜角度和向后翻转平躺，平躺时下方设有折叠支架；轮椅座椅32的座垫带有按摩椅的功能(图中未画出)；所述驱动装置包括电机和于给电机供电的蓄电池54，所述电机置于后轮20的轮毂内且与后轮联动，所述蓄电池54固定连接在车架的伸缩底板29上；所述驱动装置包括油缸体1、活塞杆3和通过管路连接的液压驱动单元，液压驱动单元包括油泵和驱动油泵的电机、换向阀、同步阀和按钮开关(图中未画出)，固定连接在车架上的伸缩底板29下相应位置，按钮开关固定在座椅护手33上；所述整车设置有车壳外罩，以适应在室外挡风遮雨的需要，车壳外罩相应位置设置有前照明灯、后警示灯、刹车灯、速度控制器、伸缩调节控制器、转向灯和喇叭(图中未画出)。

所述两套转向装置的车把上设置有刹车机构、调速控制机构和高低速转换开关(图中未画出)，所述刹车把通过刹车线连接到设置在后轮20外侧的刹车块上；所述高低速转换开关通过智能控制器与电机电连接。本发明具有前轮轮距可调、前后轮轴距同步可调、后轮驱动、后轮转向、座椅高度可调、靠背倾斜及平躺、单手操作转向、折叠转向车把、车壳挡风遮雨和座椅按摩这十个实用功能，折叠转向车把的优点在于：解决采用电子方向控制器不宜控制灵敏度和角度、难以直观操作转向，传统的转向把手又遮挡轮椅座位前的空间等问题，从而简化了整体结构和操作转向的难度，改良了车把立管的折叠结构，布局更为合理，外观更为简洁，制造成本低，故障概率小，提高了转向控制的安全性和使用寿命。

本发明的电动轮椅并不限于上述实施例所举者，如可将后轮转向改为前轮转向等，本发明还可进行种种设计变更。再者，上述电动轮椅是以液压驱动单元控制可伸缩三角形结构同步变形伸缩为实施例而说明的，但本发明也可适用于气动或电动变形伸缩方式是不言而喻的，在此场合，有关折变形伸缩动作以外的构成仍具有相同的功能。以上所述仅为本发明的较佳可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及权利要求范围所为的等效结构变化，理应包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种三维变形多功能电动轮椅车，其特征是：由车前轮、车架、座椅和后桥组成活动的三角支撑关系，通过操作安装在车架上的液压驱动单元控制前轮、车架、座椅与后桥之间距离的液压活塞杆的长短，改变前轮、车架、座椅与后桥之间的几何关系，以达到对车架宽度、长度和座椅高低之间的控制。

2.根据权利要求1所述的三维变形多功能电动轮椅车，其特征是：所述车架为可伸缩三角形结构，通过左右固定块两边与前轮相连，并且两边前轮通过可伸缩三角形结构的车架尾部固定块与后桥有固定关系，这样当后桥移动时，车架、座椅和前轮的位置关系也相应改变。

3.根据权利要求1所述的三维变形多功能电动轮椅车，其特征是：所述可伸缩三角形结构，包括装设于伸缩机构内的第一油缸体、第二油缸体和第三油缸体，油缸体一端设有油缸体头，油缸体另一端设有活塞杆，活塞杆一端设在油缸体内，活塞杆另一端设有活塞杆头，油缸体头和活塞杆头可分别连接到固定块的连接凹块上，固定块连接相应的后桥和前轮，形成三角形可伸缩油缸组；所述油缸体之间刚性连接，三油缸体等分布置，在可伸缩三角形结构车架前端油缸体上分别设置有中间连接块和左右连接块，并通过连接杆定位固定，中间连接块和左右连接块上安装有托辊，为伸缩底板提供滑动支撑；所述的油缸体头和活塞杆头可分别用柱销螺杆连接到固定块的连接凹块上，油缸体两头设有与油缸内腔连通的油管接头，通过液压驱动单元提供双向作用，实现三角形架的同步伸缩；所述的可伸缩三角形结构，在固定块上设有连接套，连接套内设有内伸缩管和外伸缩管，并与活塞杆同步伸缩，以实现两个前轮之间及后桥距离的调整。

4.根据权利要求1所述的三维变形多功能电动轮椅车，其特征是：所述转向控制机构包括单手操纵杆和折叠转向车把两套装置，均设有调整转把和刹车把手，单手操纵杆铰接在可拨出竖轴顶端，可拨出竖轴下端设有花键结构与立轴外管的内花键槽配合，便于拆卸及包装运输，立轴外管内设有立管芯轴、轴承、活卡销和卡销孔，活卡销用于转换转向控制机构，单手操纵杆适合在车架收缩状态的室内低速行驶使用，能减小座椅前的占用空间，改变单手操纵杆立轴安装座位置，，还可选择左手和右手操纵，在室外行驶时，通过可伸缩三角形结构同步伸展左右前轮和后桥的距离，使车架伸长加宽以增加稳定性，可转换成中速行驶；中速行驶前，翻转收折单手操纵杆，向上拉起折叠车转向把手并锁定，即可使用传统方式操作双把手控制转向。

5.根据权利要求1所述的三维变形多功能电动轮椅车，其特征是：所述折叠式转向车把手，包括装设于折叠机构内的折叠立管、转向车把、上部绞链、中部绞链、下部绞链、转向连接底座、锁定卡钩、卡钩缺口、解锁钮、滑块和拉簧，所述的折叠立管为四连杆折叠机构，通过上、中、下三点绞链连接，中部位置设有锁定卡钩并与对应的卡钩缺口锁定，锁定卡钩与折叠立管一侧内腔的滑块和拉簧连接，向上拉出折叠式车把手即锁定使用；操作解锁钮向下折叠可将车双把手收折，便于在室内使用时恢复单手操纵杆。

6.根据权利要求1所述的三维变形多功能电动轮椅车，其特征是：所述可伸缩三角形结构车架为倒三轮布置，左右前轮轮距可调，后轮连接在后桥下，前后轮之间的轴距同步变化，后轮具有驱动和转向功能，通过转向齿轮、换向齿轮、同步带轮及同步带与单手操纵杆和折叠转向车把手连接，单手操纵杆和折叠转向车把手之间可转换操作。

7.根据权利要求1所述的三维变形多功能电动轮椅车，其特征是：所述可伸缩三角形结构车架上后桥底部连接有伸缩底板，伸缩底板两侧分别和可伸缩三角形结构的外伸缩管连接块固定，前端连接单手操纵杆和折叠转向车把手，在可伸缩三角形结构车架伸缩变形时，伸缩底板、单手操纵杆、折叠转向车把手、轮椅座椅、后桥和驱动后轮的相对位置不变；所述伸缩底板上设置有电动升降机构，用座椅护手上的开关按钮控制，电动升降机构上固定有轮椅座椅，并且在固定连接处设有减震器；轮椅座椅的扶手设有折叠机构；轮椅座椅的靠背可调整倾斜角度和向后翻转平躺，平躺时下方设有折叠支架；轮椅座椅的座垫带有按摩椅的功能。

8.根据权利要求1所述的三维变形多功能电动轮椅车，其特征是：所述驱动后轮包括电机和用于给电机供电的蓄电池，所述电机置于后轮的轮毂内且与后轮联动，所述蓄电池固定连接在车架的伸缩底板上。

9.根据权利要求1所述的三维变形多功能电动轮椅车，其特征是：所述油缸体通过管路连接有液压驱动单元，液压驱动单元包括油泵和驱动油泵的电机、换向阀、同步阀和按钮开关，固定连接在车架上的伸缩底板下相应位置，按钮开关固定在座椅护手上。

10.根据权利要求1所述的三维变形多功能电动轮椅车，其特征是：所述整车设置有车壳处罩，以适应在室外挡风遮雨的需要，车壳处罩相应位置设置有前照明灯、后警示灯、刹车灯、速度控制器、伸缩调节控制器、转向灯和喇叭。