多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的技術(shù)是多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車。包括由手動搖桿、模式撥叉、模式撥盤、滑鎖盤、彈子以及鏈輪、鏈條等組成的多模式鏈輪傳動機構(gòu)主要用于小直徑輪轂的可折疊輪椅，該機構(gòu)可以通過旋轉(zhuǎn)模式撥叉的旋鈕選擇前進、倒退、雙向和空轉(zhuǎn)等四種傳動方式。與之配套的輪椅展開折疊鎖緊機構(gòu)主要包括鎖緊手柄、鎖緊拉鉤、鎖緊彈簧等零件構(gòu)成，只需要一個動作即可完成折疊輪椅的展開或折疊操作。
【專利說明】多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于民用非機動可折疊輪椅自行車【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前民用非機動輪椅自行車的發(fā)展大多使用較大直徑的輪轂直接推拉輪圈的結(jié)構(gòu)模式，折疊后占用空間較大。另一問題是為了便于使用者對輪圈的操作，使得輪椅重心較高并偏后，極易發(fā)生側(cè)傾和后仰等事故，方向輪后置的輪椅容易發(fā)生前傾和轉(zhuǎn)彎時的側(cè)翻。使用較小輪轂的輪椅對于使用者難以操作，使用手搖鏈輪機構(gòu)驅(qū)動前輪的輪椅喪失了輪椅的靈活性(如原地旋轉(zhuǎn)等)，且折疊后的尺寸依然較大。目前民用輪椅自行車產(chǎn)品大多注重實用性而忽略了安全性、娛樂性以及自主易操作性。
[0003]隨著人口結(jié)構(gòu)老齡化的發(fā)展趨勢，喪失騎行自行車能力的群體相對增加；隨著對生活質(zhì)量要求的提高，下肢殘障和患有腿疾的群體對社區(qū)交往以及戶外運動的參與訴求增加；隨著全民健身保健和殘障康復(fù)事業(yè)的進步，使用者獨立(不借助他人)使用運動娛樂型輪椅的需求將會出現(xiàn)。
[0004]同樣隨著人口結(jié)構(gòu)的老齡化，普通家庭擁有輪椅的數(shù)量會增加，帶上輪椅出行郊游甚至旅游的需求也會增加，因此輪椅的收納和存儲將成為重要指標，輪椅的重量、折疊后的緊湊度、以及展開和折疊操作的方便程度都將要求有較大的提高。隨著輪椅數(shù)量和用量的增加對輪椅安全性的要求也將大為提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一款展開時較為穩(wěn)定折疊后較為緊湊的可折疊運動型輪椅自行車。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:使用多模式鏈輪傳動機構(gòu)以及可簡單快速展開與折疊的鎖緊機構(gòu)。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點:
[0007]1.利用大小鏈輪的傳動比在同樣幅度動作下實現(xiàn)較高的運動速度；
[0008]2.具有前進、倒退、雙向和由他人推行的空檔等四種行進模式；
[0009]3.專用手杖操作行進方向，在搖柄的配合下可以實現(xiàn)一般城市行道路階的跨越；
[0010]4.較低的重心和向前、向后以及向外的著地點設(shè)計具有較高的安全性；
[0011]5.簡單的展開和折疊操作，鎖緊機構(gòu)確保展開和折疊后輪椅的穩(wěn)定性；
[0012]6.折疊后緊湊的尺寸可以輕松地收儲于一般家用小型三廂汽車。
[0013]下面結(jié)合附圖對本設(shè)計以及操作進一步詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1、多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車正視圖；
[0015]附圖2、多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車側(cè)視圖；
[0016]附圖3、多模式鏈輪傳動機構(gòu)展開圖和部分零件局部圖；
[0017]附圖4、多模式鏈輪傳動機構(gòu)模式變換部分零件局部圖；
[0018]附圖5、多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車前輪機構(gòu)和零件展開示意圖；
[0019]附圖6、多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車后輪機構(gòu)與鎖緊機構(gòu)示意圖；
[0020]附圖7、多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車折疊過程示意圖；
[0021]附圖8、示意折疊后輪椅大致的外觀與尺寸。

【具體實施方式】
[0022]參照中華人民共和國國家標準(IS09633:2001，ITD)關(guān)于自行車鏈條的標準鏈號082C。節(jié)距為12.7mm，鏈寬7.4-8.2mm。后輪直徑為305mm (12英寸)的標準充氣輪胎，前輪直徑為152mm(6英寸)的硬質(zhì)橡膠輪胎。由于輪椅屬于對稱結(jié)構(gòu)，附圖大多僅給出單側(cè)示意圖；附圖中大致參照使用者為身高175cm，體重80kg以內(nèi)的范圍；附圖中某些零件尺寸加大僅僅為了示意圖更為清晰。
[0023]附圖1和附圖2分別為多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車的正視圖和側(cè)視圖。包括靠背(8)中軸架(I)與之軸連左右對稱的座椅板(12)鎖緊手柄(5);由控制方向的手杖(20)前支中架(21)以及左右對稱的前輪(27)裝有避震器的前輪支架(26)腳踏板(24)構(gòu)成的前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)；由靠背架(8)后輪架(11)和帶有無棘輪機構(gòu)小鏈輪的后輪
(18)手動搖桿(30)模式旋鈕(34)模式撥盤(33)鏈輪(31)鏈條(35)以及鏈輪護罩(14)止動叉(15)組成的后輪驅(qū)動機構(gòu)。選用較小的前后輪以期達到折疊后具備較小的儲納體積，使用手動搖桿(30)通過鏈輪機構(gòu)帶動后輪(18)轉(zhuǎn)動，間接完成使用者無法直接對小直徑后輪的操作以及避免用手觸碰輪轂輪胎，適度降低重心高度增大兩后輪之間距離以及前后輪著地點向外的傾角增加了支撐面積提高輪椅的穩(wěn)定性。實際輪椅的鏈輪機構(gòu)可以根據(jù)使用者的具體情況單側(cè)安裝或兩側(cè)對稱安裝。
[0024]附圖3為多模式鏈輪傳動機構(gòu)展開圖和部分零件局部圖。多模式鏈輪傳動機構(gòu)包括可以繞軸心搖動或轉(zhuǎn)動的手動搖桿(30)和裝于其內(nèi)部可以做旋轉(zhuǎn)運動的模式選擇旋鈕
(34)，與搖桿緊固連接的滑鎖盤(32)，滑鎖盤(32)上有9個由相切圓加工成的長孔(41)以及置于長孔(41)中自由活動的9?；i彈子(40)，在手動搖桿(30)內(nèi)端面和滑鎖盤(32)之間的是模式撥盤(33)，按軸心角10度一個孔位劃分每隔兩個孔位鉆兩個不大于半徑2mm的對孔(42)，其上固定有彈性鋼片沖壓成型共九組的彈子托簧(35)，其末端彎曲并穿透至對孔(42)的另一端面，該對孔(42)與滑鎖盤(32)的接觸面加工成可容納滑鎖彈子(40)的半徑深度的長圓型彈子沉孔(43)，鏈輪(31)外端面有均勻分布在同心圓周上24個(每15度一個)半圓的圓柱形波浪凸起(45)。
[0025]本設(shè)計中模式撥盤(33)上的對孔(42)、滑鎖盤(32)上的長孔(41)和鏈輪(31)上的波浪凸起(45)相對共軸軸心的半徑一致?；i盤(32)和模式撥盤(33)的厚度與波浪凸起(45)的突起高度和滑鎖彈子(40)的半徑一致均為2.5_，模式撥盤(33)上的對孔
(42)半徑小于2mm以確?；i彈子(40)不能穿過?；i盤(32)、模式撥盤(33)與鏈輪波浪凸起(45)之間無間隙同軸可轉(zhuǎn)動接觸。
[0026]旋轉(zhuǎn)或搖動手動搖桿(30)將帶動緊固連接的滑鎖盤(32)同時轉(zhuǎn)動，置于滑鎖盤
(32)長孔(41)中的滑鎖彈子(40)在鏈輪(31)上波浪凸起(45)的作用下做軸向運動，因為模式撥盤(33)與滑鎖盤(32)相對軸心的配合角度不同可產(chǎn)生四種不同的運動結(jié)果，因9粒滑鎖彈子(40)的作用原理相同，以下僅用一粒滑鎖彈子(40)的運動過程闡述:
[0027]1.空轉(zhuǎn)模式:當模式撥盤(33)上的彈子沉孔(43)與滑鎖盤(32)上的長孔(41)完全對齊重合時，手動搖桿(30)無論向何方向轉(zhuǎn)動或外力推動輪椅后輪通過鏈條帶動鏈輪(31)轉(zhuǎn)動，滑鎖彈子(40)受鏈輪(31)上波浪凸起(45)的壓迫被推至長孔(41)前端并克服模式撥盤(33)上的彈子托簧(35)的彈力沉入彈子沉孔(43)，導(dǎo)致鏈輪(31)上的波浪凸起(45)失去阻擋，結(jié)果是手動搖桿(30)或鏈輪(31)處于可自由空轉(zhuǎn)狀態(tài)，該狀態(tài)通常用于由他人推行移動；
[0028]2.雙向模式:當模式撥盤(33)上的彈子沉孔(43)與滑鎖盤(32)上的長孔(41)完全不重疊時，手動搖桿(30)無論向何方向轉(zhuǎn)動或外力推動輪椅后輪通過鏈條帶動鏈輪
(31)轉(zhuǎn)動，滑鎖彈子(40)受鏈輪(31)上波浪凸起(45)的壓迫被推至長孔(41)前端并受到模式撥盤(33)端平面的阻擋不可再移動，形成滑鎖彈子(40)對鏈輪(31)上的波浪凸起
(45)的力矩傳遞，結(jié)果是前推手動搖桿(30)迫使鏈輪(31)帶動后輪(18)前行，后拉手動搖桿(30)迫使鏈輪(31)帶動后輪(18)倒行，該狀態(tài)可用于娛樂、健身康復(fù)等活動。將手動搖桿(30)置于止動叉(15)內(nèi)時(見附圖1)，輪椅處于駐車狀態(tài)；
[0029]3.前進和倒退模式:當模式撥盤(33)上的彈子沉孔(43)與滑鎖盤(32)上的長孔(41)僅有一個孔位重疊時，鏈輪(31)上波浪凸起(45)僅受單向阻擋，反方向空轉(zhuǎn)，當長孔(41)超前彈子沉孔(43) —個孔位時，前推手動搖桿(30)輪椅前行，回拉手動搖桿(30)時不受力。反之，當長孔(41)滯后彈子沉孔(43) —個孔位時，前推手動搖桿(30)時不受力，回拉手動搖桿(30)輪椅倒行。
[0030]相對轉(zhuǎn)動軸心互差120度的三顆滑鎖彈子(40)形成一組三點受力的力臂，另外六顆滑鎖彈子(40)分成兩組相對軸心均勻分布，這使得與之發(fā)生關(guān)系的波浪凸起(45)存在一角度差，三組滑鎖彈子(40)交替作用，同時受力的滑鎖彈子(40)只有三顆。相當于波浪凸起(45)的數(shù)量增加至三倍，使得回拉手動搖桿(30)后再次反推時鏈輪(31)被重新鎖住的過渡角不大于5度。
[0031]附圖4為多模式鏈輪傳動機構(gòu)模式變換部分零件局部圖。以上所述各種運動模式是由裝于手動搖桿(30)內(nèi)部可以做旋轉(zhuǎn)運動的模式選擇旋鈕(34)的操作實現(xiàn)的。附圖4中標出的相關(guān)零件有與模式選擇旋鈕(34)固定連接的彈性扭力鋼絲(47)圓角方柱體(48)和其上鉚接的四齒撥叉(49)，在模式撥盤(33)的最外緣分布有36個與四齒撥叉(49)相配合的模式撥孔(44)。當手動旋轉(zhuǎn)模式選擇旋鈕(34)帶動扭力鋼絲(47)轉(zhuǎn)動90度時，圓角方柱體(48)在手動搖桿(30)內(nèi)側(cè)的導(dǎo)槽(46)、模式撥盤(33)的外端平面和模式撥孔(44)的制約下旋轉(zhuǎn)90度，同時撥動模式撥盤(33)轉(zhuǎn)動一個孔位角度，使得模式產(chǎn)生一次改變，連續(xù)地旋轉(zhuǎn)模式選擇旋鈕(34)則連續(xù)地轉(zhuǎn)換鏈輪的四種驅(qū)動模式。
[0032]附圖5為多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車前輪機構(gòu)和零件展開示意圖。包括中軸架(I)前斜拉軸(2)前折鉸(3)前鎖鉤(4)鎖緊拉手(5)鎖緊鎖簧(6)前支中架
(21)轉(zhuǎn)向片(22)踏板鉸鏈(23)腳踏板(24)轉(zhuǎn)向連桿(25)前輪架(26)前輪(27)。裝配后用于折疊的前折鉸(3)受到中軸架(I)前斜端面的限制使得前支中架(21)只能展開至垂直面過15度，構(gòu)成整個前輪機構(gòu)展開時前出角度。對稱的兩個腳踏板(24)展開時在踏板鉸鏈(23)的作用下迫使前輪架(26)同時展開并保持對稱平行，展開時一端連接在前折鉸(3)的前鎖鉤(4)末端鉤部落入中軸架(I)的鉤槽中并被鎖緊彈簧(6)壓住。手杖(20)前端的方錐體通過前支中架(21)中心孔插入轉(zhuǎn)向片(22)的方孔中，轉(zhuǎn)動手杖(20)帶動轉(zhuǎn)向片(22)經(jīng)轉(zhuǎn)向連桿(25)迫使前輪(27)轉(zhuǎn)向。具有彈性的斜拉桿(28)可保持前支中架(21)與中軸架(I)對稱面重合，以及在不平整路面上四輪著地。在攀越路崖時使用者橫拉手杖(20)克服斜拉桿(28)的彈力，前支中架(21)繞前折鉸(3)孔心在限位構(gòu)件的制約下可左右轉(zhuǎn)動各30度角，則一側(cè)前輪可抬起大約20cm高(未減去緩沖器壓縮高度)，再用手動搖桿(30)配合驅(qū)動后輪即可成功翻越一般路崖。
[0033]附圖6為多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車后輪機構(gòu)與鎖緊機構(gòu)示意圖。包括有可以用以推行的靠背架(13)手動搖桿(30)中軸架(I)座椅面板(12)和裝有鏈輪機構(gòu)的后輪架(11)與后輪(18)，有與中軸架(I)、座椅面板(12)和后輪架(11)構(gòu)成可折疊四邊形的平行拉桿(15)以及展開時保持穩(wěn)定的后斜拉桿(17)，其余是鎖緊鉤(4)鎖緊彈簧(6)和鎖緊拉手(5)，用于展開和折疊后輪椅的鎖緊。當輪椅展開且鎖緊拉手(5)處于合攏狀態(tài)時，后斜拉鉸(7)被鎖緊拉手(5)的上緣限制在上端，后輪架(11)處于穩(wěn)定狀態(tài)，同時鎖緊拉手(5)壓住鎖緊彈簧(6)迫使鎖緊鉤(4)落于中軸架(I)前部的溝槽，前支中架
(21)處于鎖緊狀態(tài)。當輪椅為折疊且鎖緊拉手(5)處于合攏狀態(tài)時，后斜拉鉸(7)被鎖緊拉手(5)的下緣限制在下端，后輪架(11)處于收攏狀態(tài)，同時鎖緊拉手(5)壓住鎖緊彈簧
(6)迫使鎖緊鉤(4)落于中軸架(I)后部的溝槽，前支中架(21)處于收攏的鎖緊狀態(tài)。
[0034]附圖7為多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車折疊過程示意圖。附圖7A示意折疊前要做的準備工作包括取下靠背(簡易帆布靠背不用拆卸)，靠背架(13)向內(nèi)轉(zhuǎn)至下垂狀態(tài)，將手動搖桿(30)放入止動叉(15)并翻起踏腳板(24)。附圖7B示意一手扶住手杖(20) —手拉出鎖緊手柄(5)，釋放了對后斜拉鉸(7)的限制和對鎖緊彈簧(6)的壓力，這時后斜拉桿(17)和前鎖鉤(4)均被釋放。附圖7C示意提升鎖緊手柄(5)前推手杖(20)則前輪機構(gòu)合攏轉(zhuǎn)入輪椅下方，兩后輪架向中間靠攏。附圖7D示意繼續(xù)上提鎖緊手柄(5)，直至整個輪椅收縮到位并合上鎖緊手柄(5)，此時折疊狀態(tài)被鎖住，拉出手杖(20)，完成折疊操作。還可以在展開或折疊的中間位置合上鎖緊手柄(5)，此時后輪和地面垂直與前輪基本同寬，同樣可以使輪椅處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時的輪椅可以用來作為商場購物車使用。
[0035]展開的操作與折疊的動作順序相反。
[0036]附圖8示意折疊后的輪椅總體大致狀態(tài)和大致尺寸。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明的多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車的鏈輪傳動機構(gòu)。其特征在于多模式鏈輪傳動機構(gòu)不同于一般自行車棘輪機構(gòu)的原理，可以有前進、倒退、雙向和空轉(zhuǎn)四種不同的轉(zhuǎn)動模式，包括手動搖桿、旋轉(zhuǎn)撥叉、模式撥盤、滑鎖盤、彈子以及側(cè)面圓周分布半球凸起的鏈輪等組成，可用于較小輪轂的輪椅自行車。
2.本發(fā)明的多模式鏈輪傳動可折疊運動型輪椅自行車的展開與折疊鎖緊機構(gòu)。其特征在于該輪椅鎖緊機構(gòu)只需要一個動作即可完成輪椅的展開或折疊并鎖緊的主要操作，包括前輪支架、鎖緊手柄、鎖緊拉鉤、鎖緊彈簧以及各種拉桿等組成，專用于可折疊的輪椅自行車。
【文檔編號】A61G5/02GK104434426SQ201410756327
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】李凌軍 申請人:李凌軍