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TWI580415B - 電動輪椅的前懸吊系統 - Google Patents

電動輪椅的前懸吊系統 Download PDF

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Publication number
TWI580415B
TWI580415B TW104122860A TW104122860A TWI580415B TW I580415 B TWI580415 B TW I580415B TW 104122860 A TW104122860 A TW 104122860A TW 104122860 A TW104122860 A TW 104122860A TW I580415 B TWI580415 B TW I580415B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
frame
front wheel
segment
driving
suspension system
Prior art date
Application number
TW104122860A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201607525A (zh
Inventor
伍必翔
Original Assignee
電能有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 電能有限公司 filed Critical 電能有限公司
Priority to TW104122860A priority Critical patent/TWI580415B/zh
Publication of TW201607525A publication Critical patent/TW201607525A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI580415B publication Critical patent/TWI580415B/zh

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G3/00—Resilient suspensions for a single wheel
    • B60G3/02—Resilient suspensions for a single wheel with a single pivoted arm
    • B60G3/12—Resilient suspensions for a single wheel with a single pivoted arm the arm being essentially parallel to the longitudinal axis of the vehicle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
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    • A61G5/04—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
    • A61G5/041—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven having a specific drive-type
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    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
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    • A61G5/10—Parts, details or accessories
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Description

電動輪椅的前懸吊系統
本發明提供一種電動輪椅的懸吊結構，其是與車輛的懸架裝置有關。
懸吊系統，泛指一種由減震裝置及連桿所構成之車用系統，且主要是用以連接於車輛與車輪之間，透過懸吊系統系統的配置減緩顛簸路面對於行車產生的彈跳或震動，而能保持乘客乘坐於車體內的舒適性；
如圖1所示為一種電動輪椅C1，該電動輪椅C1係於一承載面G上平移，該電動輪椅C1的一車架C11前端設置二前懸臂C12，二該前懸臂C12上分別結合設置一前避震器C13，該車架C11的後端設置二後懸臂C14，二該後懸臂C14分別結合設置一後避震器C15，藉前、後避震器C13、C15緩衝該車架C11通過顛簸時產生的振動或起伏，提高乘坐的舒適性；
然而，就該前懸臂C12來說，該前懸臂C12係由一第一軀段C121銜接一第二軀段C122所構成，該第一軀段C121係呈與該承載面G具有夾角之傾斜狀態，該電動輪椅C1的該前懸臂C12之該第一軀段C121與該承載面G之間的夾角約有30度的夾角，而該第二軀段C122則呈與該承載面G平行之水平狀態，該第一軀段C121的一端可樞轉地設置於該車架C11上，另一端銜接該第二軀段C122，而該第二軀段C122的一端與該第一軀段C121銜接，另一端則設置前輪C16；且該前避震器C13的一端係可樞轉地設置於該第一軀段C121上，當該電動輪椅C1的前輪C16必須跨越凸起的障礙物時，該前輪C16通過障礙物時就必須帶動該前懸臂C12樞轉以讓該前輪C16順利通過障礙物；
由此可知，該電動輪椅C1能順利跨越凸起障礙物的可承受高度範圍與該前旋臂C12的樞轉範圍有關，一旦該前懸臂C12的樞轉範圍越大，該電動輪椅C1能跨越凸起障礙物的可承受高度範圍也就越大，對於承載面G的顛簸承受度也就越高；
而由於該前懸臂C12除了一端樞接於該車架C11外更同時受到該前避震器C13的拘束，因此該前懸臂C12的樞轉角度範圍主要與該前懸臂C12的態樣及該前避震器C13的組設位置息息相關，而由於該電動輪椅C1的該前避震器C13是樞接於該前懸臂C12的第一軀段C121，而該第一軀段C121成形為向前避震器C13靠近並傾斜於承載面G的傾斜態樣，如此代表該前懸臂C12的樞轉起始位置係由與該承載面G傾斜的第一軀段C121之角度位置作為起始位置，而樞轉的中止位置則是樞轉至該前避震器C13的位置，即該前懸臂C12的樞轉角度範圍界於該前避震器C13與該第一軀段C121之間的角度區間，由於該第一軀段C121向該前避震器C13靠近傾斜的態樣使得該前懸臂C12的樞轉角度區間大幅縮小，使該電動輪椅C1跨越凸起障礙物的可承受高度範圍受到限制；
此外，如圖2所示為另一種電動輪椅車的車體結構，該車體結構C2主要包含一主車架C21的前後兩側分別設置一前輪架C22及一後輪架C23，該前輪架C22及該後輪架C23分別供以結合前輪C24及後輪C25，而該車體結構C2的前懸吊系統則係包含該前輪架C22與垂直設置於該前輪架C22上的一彈簧C26，透過該彈簧C26之彈性位移能力提供前輪架C22可帶動該前輪C24適應顛簸路面位移，當該車體行駛於平坦或微幅顛簸的路面時，該前輪架C22對於該彈簧C26的壓縮力量的方向與該彈簧C26的壓縮方向相同，該彈簧C26能發揮最佳的緩衝及吸震之能力；
然而，當該前輪C24必須越過大幅顛簸路面而帶動前輪架C22位移時，該前輪架C22則會成為傾斜態樣壓縮該彈簧C26，如此，該前輪架C22變成於該彈簧C26的側方向施力，該前輪架C22施力的方向與該彈簧C26的壓縮方向不同，則該前輪架C22對於該彈簧C26的施力便可能造成該彈簧C26的彎折而影響壓縮效果，當然也會因此影響其緩衝之效；此外，當該前輪C24越過的路面越顛簸(路面斜度越大)時，該前輪架C22的受力也越大，當該前輪架C22的受力越大時，僅能靠該彈簧C26的彈性復位力量抵抗該前輪架C22向上壓縮的力道，一旦該彈簧C26的彈性復位力量無法抵抗該前輪架C22向上壓縮的力量時，該車體結構C2即有向後翻覆的可能，如此也就導致該車體結構C2無法確保在顛簸路面行駛時的安全性，因而有亟待改善之空間；
有鑑於此，本發明人潛心研究並更深入構思，歷經多次研發試作後，終於發明出一種電動輪椅的前懸吊系統。
本發明實施例提供一種電動輪椅的前懸吊系統，其主要目的是改善一般前懸吊系統跨越凸起障礙物的承受度待改善以及車體行駛於顛簸路面時仍有行車安全性之缺失。
為達前述目的，本發明提供一種電動輪椅的前懸吊系統，供以裝配於一車架上並結合前輪，該前輪設置於該車架的一端，另一端則設置後輪，該車架的兩端之間則透過一樞軸可樞轉地結合一裝配架的一端，且該前懸吊系統包含一前樞軸、一前輪架、一彈性抗力件以及一前避震器，該前樞軸的一端固定設置於該車架，且該前輪架的兩端分別結合於該前樞軸及該前輪，其特徵在於：
該車架上固定設置一抵座；
該前輪架面對該車架的一面具有一帶動結合部，該前輪架由依序銜接的一第一軀段、一第二軀段以及一第三軀段所構成，該第一軀段的延伸方向定義為與一第一方向垂直的一第二方向，且該第二軀段的延伸方向分別與該第一方向、第二方向具有夾角；
該彈性抗力件穿套於該前樞軸並位於該車架與該前輪架之間，該彈性抗力件包含依序成形的一帶動段、一抗力段以及一定止段，該抗力段為環繞成形為螺旋形態之結構，而該帶動段及該定止段分別銜接於該抗力段的兩端，且該帶動段及該定止段朝不同方向延伸，且該帶動段可帶動地結合於該帶動結合部，而該定止段則限止並靠抵於該抵座上；以及
該前避震器一端可樞轉地結合於該前輪架的第一軀段，另一端可樞轉地結合於該裝配架的另一端，該前避震器連接兩端的延伸線相較於第一方向具有１~１０度的夾角，且該前避震器結合於該裝配架的一端朝該後輪方向傾斜。
本發明透過將前避震器設置於水平形態的前輪架的第一軀段而能增加前輪架的向上樞擺角度範圍，提高前輪能通過凸起承載面的可承受高度範圍；再透過於車架與前輪架之間設置彈性抗力件，且彈性抗力件的一端帶動結合於前輪架，另一端則直接靠抵於車架上的抵座，據此，前輪經過顛簸路面帶動前輪架樞擺時，彈性抗力件被帶動扭緊而自然產生反作用力，彈性抗力件產生的反作用力施予前輪架確保前輪穩定地貼抵於承載面，而靠抵於車架上的彈性抗力件另端則同時被拉引而能直接下壓車架，避免車架發生後仰或翻覆的狀況。
為使貴審查委員對本發明實施例之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合圖式簡單說明詳述如後：
本發明實施例電動輪椅的前懸吊系統之較佳實施例如圖3至圖10所示，供以裝配於一電動輪椅的一車架20上，該車架20上供以配置座椅A，而該車架20一端設置二前輪21，該車架20另一端設置二後輪22，該車架20兩端之間的兩側則透過一樞軸23分別可樞轉地設置二裝配架24，二該裝配架24於該樞軸23的一側結合一驅動單元30，且各該驅動單元30分別結合一驅動輪31，二該前輪21與該車架20之間分別透過該前懸吊系統連結，且該車架20上固定設置一抵座25；
而該前懸吊系統包含：
一前樞軸40，一端固定設置於該車架20；
一前輪架50，由依序銜接的一第一軀段52、一第二軀段53以及一第三軀段54所構成，該第一軀段52的一端可樞轉地設置於該前樞軸40的另一端，該第一軀段52的另一端銜接該第二軀段53的一端，該第二軀段53的另一端銜接該第三軀段54的一端，該第三軀段54的另一端結合該前輪21，該第一軀段52的延伸方向定義為與一第一方向D1垂直的一第二方向D2，該第二軀段53的延伸方向分別與該第一方向D1、第二方向D2具有夾角，該第三軀段54沿第二方向D2延伸；且該前輪架50面對該車架20的一面具有一帶動結合部51；此外，該前樞軸40於該車架20上第一方向D1的位置低於該抵座25於該車架20上第一方向D1上的位置；
一彈性抗力件60，包含依序成形的一帶動段61、一抗力段62以及一定止段63，該抗力段62為環繞成形為螺旋形態之結構，而該帶動段61及該定止段63分別銜接於該抗力段62的兩端，且該帶動段61及該定止段63朝不同方向延伸，該定止段63包含一延伸部631及一施力部632，該延伸部631沿第一方向D1延伸，該施力部632沿第二方向D2延伸，該彈性抗力件60穿套於該前樞軸40並位於該車架20與該前輪架50之間，且該彈性抗力件60的帶動段61可帶動地結合於該前輪架50的帶動結合部51，本實施例之帶動結合部51具有一穿孔511，而該帶動段61貫穿結合於該穿孔511內，而該定止段63的施力部632則限止並靠抵於該車架20的抵座25上；以及
一前避震器70，一端可樞轉地結合於該前輪架50的該第一軀段52，另一端可樞轉地結合於該裝配架24樞軸23的另一側，且該前避震器70連接兩端的延伸線相較於第一方向D1具有1~10度的夾角θ，本實施例之該前避震器70連接兩端的延伸線相較於第一方向D1的夾角θ為４~６度，最佳為４度；並使該前避震器70結合於該裝配架24的一端成為向該後輪22方向傾斜的狀態。
以上為本發明實施例電動輪椅的前懸吊系統之結構組態及特徵，其運作時，如圖6、8所示為裝配本發明實施例前懸吊系統的車架20自然放置於一平面形態的承載面G時，該平面形態的承載面G平行於該第二方向D2，且各該驅動輪31、各該前輪21及各該後輪22皆平貼於該承載面G；
而當該車架20位移且需通過凸起型態之承載面G時，如圖9所示，各該驅動輪31驅動整體車架20向前位移，各該前輪21首先接觸凸起型態之承載面G，且各該驅動單元30的傳動動力驅使則各該前輪21帶動各該前輪架50以各該前樞軸40為樞轉軸心向上樞轉而順利爬升至凸起型態之承載面G，而由於該前輪架50是以該第一軀段52樞接於該前樞軸40，且該第一軀段52上又設置該前避震器70，而該第一軀段52係沿第二方向D2延伸之水平形態，因此該前輪架50的樞擺起始位置係由該第一軀段52作為起始位置，而該前輪架50的樞擺範圍則界於水平形態的第一軀段52位置至該前避震器70之間的角度範圍，且本發明實施例之前避震器70又係朝向該後輪22方向傾斜，則該電動輪椅放置於水平面形態的承載面G時，該第一軀段52的樞轉角度範圍將由水平形態起始至該前避震器70的位置為止，使得該第一軀段52的可樞轉角度範圍大於90度，而能大幅度地樞轉，並據此顯著地提高該前輪21可跨越凸起障礙物之可承受高度範圍；
除此之外，在該前樞軸40樞轉的同時，該前輪架50位移而帶動固定於其帶動結合部51上之該彈性抗力件60的帶動段61，當該前輪架50上仰時，該前輪架50上之該帶動段61帶動該彈性抗力件60的抗力段62扭緊，當該抗力段62被扭緊時，被扭緊的該彈性抗力件60產生反作用力而使該帶動段61對於該前輪架50產生下壓的反作用力，同時，該抗力段62扭緊並拉引該定止段63，使該定止段63對該車架20的抵座25施以下壓的力量，於此狀態下，雖然該前輪21通過高起的承載面G，但本發明實施例透過該彈性抗力件60整體的反作用力施與該前輪架50下壓的力量，同時透過該定止段63被拉引而施與車架20的抵座25下壓的力量，如此，該前輪架50下壓使得該前輪21常態保持貼抵於承載面G，同時，車架20亦被下壓而能避免車架20發生後仰的狀況，據此提高整體車架20的抓地力，並確保行車的安全性；
同時，該前輪架50樞轉的動作同時推抵各該前避震器70的一端，各該前避震器70受力壓縮，各該前避震器70的另一端則同時施力予各該裝配架24的一側，該裝配架24結合該前避震器70的一側上仰，而各該裝配架24的另一側以該樞軸23為樞轉中心向下樞擺，如此使該前輪架50上仰的力量能同時被該前避震器70之壓縮動作以及該裝配架24另側向下樞擺的動作所吸收抵銷，而能持續抵銷該前輪架50持續向上翻轉的力量，避免該車架20產生後仰翻覆的狀況發生；
反之，當該車架20位移而需通過凹陷型態之承載面G時，如圖10所示，各該驅動輪31驅動整體車架20向前位移，各該前輪21首先接觸凹陷型態之承載面G，各該前輪21下降至凹陷型態之承載面G，而當該前輪21下降至該凹陷型態之承載面G而與各該驅動輪31、後輪22之高度位置不同時，各該前避震器70拉伸使該車架10及各該驅動輪31、後輪22維持其高度位置，確保整體結構之平穩；
同時，當各該前輪21下降至凹陷型態之承載面G時，各該前輪21帶動各該前輪架50以該前樞軸40為樞轉軸心向下樞轉，該前輪架50之該帶動結合部51帶動該彈性抗力件60的帶動段61扭轉，則該彈性抗力件60整體產生反向的反作用力，該彈性抗力件60產生的反作用力使該車架20產生與該前輪架50反向之作用力，而能確保該前輪21確實地貼抵於承載面G，避免該車架20向前翻起，據此提高整體之抓地力，大幅降低整體車架使用於電動輪椅通過顛簸時產生傾倒之狀況，提高使用的安全性；
綜上可知，本發明實施例前懸吊系統透過將該前避震器70設置於水平形態的第一軀段52而能增加前輪架50的向上樞擺角度範圍，提高前輪能通過凸起承載面G的可承受高度範圍；再透過該彈性抗力件60的配置，使各該前輪架50帶動各該前輪21越過顛簸時，該彈性抗力件60能據以產生反向的反作用力，而能抑止該車架20產生翻覆，提高使用的安全性，同時，當該車架20通過顛簸路況時又能透過該前避震器70的作用而能確實緩和該車架20產生的起伏，提高乘坐於車架20上座椅A之舒適性。
《習知技術》
C1‧‧‧電動輪椅
C11‧‧‧車架
C12‧‧‧前旋臂
C121‧‧‧第一軀段
C122‧‧‧第二軀段
C13‧‧‧前避震器
C14‧‧‧後懸臂
C15‧‧‧後避震器
C16‧‧‧前輪
G‧‧‧承載面
C2‧‧‧車體結構
C21‧‧‧主車架
C22‧‧‧輪架
C23‧‧‧後輪架
C24‧‧‧前輪
C25‧‧‧前後輪
C26‧‧‧彈簧
《本發明實施例》
20‧‧‧車架
21‧‧‧前輪
22‧‧‧後輪
23‧‧‧樞軸
24‧‧‧裝配架
25‧‧‧抵座
30‧‧‧驅動單元
31‧‧‧驅動輪
40‧‧‧前樞軸
50‧‧‧前輪架
51‧‧‧帶動結合部
511‧‧‧穿孔
52‧‧‧第一軀段
53‧‧‧第二軀段
54‧‧‧第三軀段
60‧‧‧彈性抗力件
61‧‧‧帶動段
62‧‧‧抗力段
63‧‧‧定止段
631‧‧‧延伸部
632‧‧‧施力部
70‧‧‧前避震器
A‧‧‧座椅
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
G‧‧‧承載面
θ‧‧‧夾角
圖1       為習知電動輪椅車的車體結構之示意圖。 圖2       為另一種習知電動輪椅車的車體結構之示意圖。 圖3       本發明實施例電動輪椅的前懸吊系統運用於電動輪椅車架上之使用狀 態。 圖4       為本發明實施例電動輪椅的前懸吊系統設置於車架之立體結構示意圖。 圖5       為本發明實施例電動輪椅的前懸吊系統設置於車架之俯視圖。 圖6       為本發明實施例電動輪椅的前懸吊系統設置於車架的側視圖。 圖7       為本發明實施例電動輪椅的前懸吊系統與車架的部分結構示意圖。 圖8       為本發明實施例電動輪椅的前懸吊系統設置於車架並承載於平坦承載 面的狀態圖。 圖9       為本發明實施例電動輪椅的前懸吊系統設置於車架並越過凸起承載面 的狀態圖。 圖10     為本發明實施例電動輪椅的前懸吊系統設置於車架並越過凹陷承載面 的狀態圖。
20‧‧‧車架
21‧‧‧前輪
22‧‧‧後輪
23‧‧‧樞軸
24‧‧‧裝配架
25‧‧‧抵座
30‧‧‧驅動單元
31‧‧‧驅動輪
40‧‧‧前樞軸
50‧‧‧前輪架
51‧‧‧帶動結合部
511‧‧‧穿孔
52‧‧‧第一軀段
53‧‧‧第二軀段
54‧‧‧第三軀段
60‧‧‧彈性抗力件
61‧‧‧帶動段
62‧‧‧抗力段
63‧‧‧定止段
631‧‧‧延伸部
632‧‧‧施力部
70‧‧‧前避震器
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
G‧‧‧承載面
θ‧‧‧夾角

Claims (5)

  1. 一種電動輪椅的前懸吊系統，供以裝配於一車架上並結合前輪，該前輪設置於該車架的一端，另一端則設置後輪，該車架的兩端之間則透過一樞軸可樞轉地結合一裝配架的一端，且該前懸吊系統包含一前樞軸、一前輪架、一彈性抗力件以及一前避震器，該前樞軸的一端固定設置於該車架，該前輪架的兩端分別結合於該前樞軸及該前輪，其特徵在於：該車架上固定設置一抵座；該前輪架面對該車架的一面具有一帶動結合部，該前輪架由依序銜接的一第一軀段、一第二軀段以及一第三軀段所構成，該第一軀段的延伸方向定義為與一第一方向垂直的一第二方向，且該第二軀段的延伸方向分別與該第一方向、第二方向具有夾角；該彈性抗力件穿套於該前樞軸並位於該車架與該前輪架之間，該彈性抗力件包含依序成形的一帶動段、一抗力段以及一定止段，該抗力段為環繞成形為螺旋形態之結構，而該帶動段及該定止段分別銜接於該抗力段的兩端，且該帶動段及該定止段朝不同方向延伸，且該帶動段可帶動地結合於該帶動結合部，而該定止段則限止並靠抵於該抵座上；以及該前避震器一端可樞轉地結合於該前輪架的第一軀段，另一端可樞轉地結合於該裝配架的另一端，該前避震器連接兩端的延伸線相較於第一方向具有1~10度的夾角，且該前避震器結合於該裝配架的一端朝該後輪方向傾斜。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電動輪椅的前懸吊系統，其中，該前避震器連接兩端的延伸線相較於第一方向的夾角為4~6度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電動輪椅的前懸吊系統，其中，該帶動結合部具有一穿孔，該帶動段貫穿結合於該穿孔內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電動輪椅的前懸吊系統，其中，該前樞軸於該車架上第一方向的位置低於該抵座於該車架上第一方向上的位置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電動輪椅的前懸吊系統，其中，該彈性抗力件的該定止段包含一延伸部及一施力部，該延伸部沿該第一方向延伸，該施力部沿該第二方向延伸，該彈性抗力件以該施力部限止並靠抵於該抵座上。
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