ИНВАЛИДНАЯ КОЛЯСКА С БЕССТУПЕНЧАТЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ЗАДНИМИ КОЛЕСАМИ

Полезная модель относится к инвалидной технике, а именно к транспортным средствам для самостоятельного перемещения лиц с ограниченными возможностями.
Известна инвалидная коляска (см. патент РФ на полезную модель RU №175141, МПК A61G 5/04), которая выбрана в качестве прототипа. Она включает основную раму, смонтированные на ней сиденье, спинку, подлокотники, опоры для ног, два задних колеса, два передних ведущих колеса, выполненных в виде мотор-колес, электропривод, систему его управления, а также два механизма ступенчатого изменения расстояния между задними колесами, смонтированные на боковых поверхностях основной рамы. Механизмы изменения расстояния между задними колесами обеспечивают фиксацию задних колес в нескольких положениях (по направлению ширины колеи).
Недостатки прототипа:
1. Фиксация задних колес производится ступенчато, количество ступеней ограничено конструктивными особенностями.
2. Для изменения расстояния между задними колесами необходимо прикладывать мускульную силу.
3. Лицо с одной действующей рукой (пользователь) не может изменить расстояние между задними колесами
4. Невозможно изменить расстояние между задними колесами во время движения инвалидной коляски.
5. Так как визуальный контроль за положением рычагов с пазами затруднен, возможна фиксация асимметричного положения задних колес относительно продольной оси симметрии коляски, что приведет к нарушению намеченной траектории движения коляски.
max
min
6. Величина максимального L и минимального L расстояния между задними колесами задается конструктивно и не подлежит регулировке в процессе эксплуатации.
Задачи полезной модели:
1. Обеспечение бесступенчатого изменения расстояния между задними колесами.
2. Исключение использования мускульной силы для изменения расстояния между задними колесами.
3. Возможность изменения расстояния между задними колесами лицом (пользователем) с одной действующей рукой.
4. Возможность изменения расстояния между задними колесами во время движения инвалидной коляски.
5. Обеспечение симметричного положения задних колес относительно продольной оси симметрии коляски.
max
min
6. Обеспечение регулировки L и L в зависимости от условий эксплуатации коляски.
Для решения указанных задач предложена инвалидная коляска, включающая основную раму, смонтированные на ней сиденье, спинку, подлокотники, опоры для ног, два передних ведущих колеса, выполненные в виде мотор-колес, электропривод, систему его управления и механизм изменения расстояния между задними колесами, имеющий следующую конструкцию. В вертикальных отверстиях основной рамы установлены две вертикальные оси. На этих двух вертикальных осях установлены две боковые рамы с возможностью их поворота вокруг этих вертикальных осей. Каждая из боковых рам состоит из вертикальной втулки, а также совокупности стержней (верхнего, нижнего и наклонного), скрепленных между собой и с вертикальной втулкой и лежащих с ней в одной плоскости. Таким образом, вертикальная втулка и совокупность стержней лежат в одной плоскости и образуют плоскость боковой рамы. На нижнем стержне установлено заднее колесо, выполненное самоустанавливающимся.
К вертикальной втулке каждой боковой рамы прикреплен боковой стержень под углом β к плоскости боковой рамы. Этот боковой стержень скреплен вспомогательным стержнем с одним из стержней боковой рамы для увеличения жесткости бокового стержня. Таким образом, совокупность боковой рамы, бокового и вспомогательного стержней образуют пространственную поворотную раму.
К основной раме коляски прикреплен корпус актуатора. К штоку актуатора прикреплена головка с горизонтально расположенным сквозным пазом. В сквозной паз входят концы боковых стержней боковых рам с возможностью менять свое положение относительно головки с горизонтально расположенным сквозным пазом при ее перемещении, а также с возможностью взаимодействия с рабочими поверхностями горизонтально расположенного сквозного паза головки. Рабочие поверхности горизонтально расположенного сквозного паза головки выполнены по выпуклым кривым.
На основной раме коляски может быть установлен, по крайней мере, один регулируемый упор, взаимодействующий с боковым стержнем боковой рамы. На основной раме коляски может быть установлен с возможностью регулировки положения, по крайней мере, один концевой выключатель, взаимодействующий с боковым стержнем боковой рамы.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан вид на коляску сбоку.
На фиг. 2 показан вид на коляску сверху при Lmax. В вырыве «Б» показаны корпус 14 актуатора, шток 15 актуатора, головка с горизонтально расположенным сквозным пазом 16, концы боковых стержней 12, регулируемые упоры 18 и 19, или концевые выключатели 20 и 21.
На фиг. 3 показан разрез А-А по фиг. 1.
На фиг. 4 показан вид сверху (аналогично фиг. 2) на механизм изменения расстояния между задними колесами при Lmin. Все остальные детали коляски, не входящие в механизм изменения расстояния между задними колесами, не показаны.
На фиг. 5 показан разрез В-В по фиг. 2 (увеличено). На фиг. 6 показан разрез Г-Г по фиг. 5.
1
2
max
min
На изображениях и в тексте приняты следующие обозначения: 1 - основная рама коляски; 2 - сиденье; 3 - спинка, 4 - подлокотники; 5 -опоры для ног; 6 - переднее ведущее колесо; 7 - джойстик; 8 - вертикальная ось; 9 - вертикальная втулка; 10 - совокупность стержней боковой рамы; 11-заднее самоустанавливающееся колесо; 12 - боковой стержень; 13 -вспомогательный стержень; 14 - корпус актуатора; 15 - шток актуатора; 16 - головка с горизонтально расположенным сквозным пазом 17; 17 - сквозной паз головки 16; 18, 19 - регулируемые упоры; 20, 21 - концевые выключатели; β - угол между боковым стержнем 12 и плоскостью боковой рамы; Z - осевой зазор; Z - боковой зазор; N и М - рабочие поверхности горизонтально расположенного сквозного паза 17. L - расстояние между задними колесами; L - максимальное расстояние между задними колесами; L - минимальное расстояние между задними колесами; стрелка K - направление движения штока 15 актуатора по управляющему сигналу «на увеличение L»; стрелка R - направление движения штока 15 актуатора по управляющему сигналу «на уменьшение L».
На основной раме 1 коляски (фиг. 1, 2) смонтированы сиденье 2, спинка 3, подлокотники 4, опоры для ног 5, два передних ведущих колеса 6, которые выполнены в виде мотор-колес, а также электропривод, система его управления и орган его управления в виде джойстика 7. На основной раме 1 коляски (фиг. 1, 2) смонтирован также механизм изменения расстояния между задними колесами (фиг. 4, 5, 6), включающий две вертикальные оси 8 (фиг. 3), установленные в вертикальных отверстиях основной рамы 1 коляски. На этих двух вертикальных осях 8 установлены две боковые рамы с возможностью их поворота вокруг этих вертикальных осей 8. Каждая из боковых рам состоит из вертикальной втулки 9, а также совокупности стержней 10 (верхнего, нижнего и наклонного), скрепленных между собой и с вертикальной втулкой 9 с помощью сварки и лежащих с ней в одной плоскости. Таким образом, вертикальная втулка 9 и совокупность стержней 10 лежат в одной плоскости и образуют плоскость боковой рамы. На нижнем стержне совокупности стержней 10 установлено заднее колесо 11, выполненное самоустанавливающимся.
К вертикальной втулке 9 каждой боковой рамы прикреплен с помощью сварки боковой стержень 12 под углом β к плоскости боковой рамы. К боковому стержню 12 и к одному из стержней 10 (верхнему, нижнему или наклонному) боковой рамы приварен вспомогательный стержень 13 для увеличения жесткости бокового стержня 12. Таким образом, совокупность боковой рамы, бокового 12 и вспомогательного 13 стержней образуют пространственную поворотную раму.
К основной раме 1 коляски снизу прикреплен корпус 14 актуатора со встроенным механизмом самоторможения. (Могут быть использованы линейные или шаговые актуаторы. В интернете предлагается большой выбор актуаторов, см., например, http://www.linearmotion.ru/?yclid=7600216967669355908; http://wexon.ru/sites/default/files/magazine/pdf/aktuatory_shagovye_vekson_-haydon_kerk_hybrid.pdf).
К штоку 15 актуатора прикреплена (привернута) головка 16 с горизонтально расположенным сквозным пазом 17 (фиг. 5, 6). В сквозной паз 17 входят концы боковых стержней 12 боковых рам с возможностью менять свое положение относительно головки 16 с горизонтально расположенным сквозным пазом 17 при ее перемещении.
1
2
2
Это обеспечивается наличием осевого Z и бокового Z зазоров (фиг. 5, 6). (Боковой зазор Z распределяется между плоскостями сквозного паза 17 головки 16 и плоскостями боковых стержней 12). Концы боковых стержней 12 расположены друг над другом (фиг. 6) и имеют возможность взаимодействия с рабочими поверхностями N и М (фиг. 5) горизонтально расположенного сквозного паза 17 головки 16. Рабочие поверхности N и М горизонтально расположенного сквозного паза 17 головки 16 выполнены по выпуклым кривым (фиг. 6).
max
min
На основной раме 1 коляски могут быть установлены один или два регулируемых упора 18 и 19 (или один - два концевых выключателя 20 и 21 с возможностью регулировки их положения), взаимодействующие с боковым стержнем 12 правой (по фиг.2) боковой рамы. Положение упоров 18 и 19 (а также концевых выключателей 20 и 21) регулируется, это позволяет изменять расстояния L и L. Для увеличения надежности работы механизма регулируемые упоры 18 и 19 (или концевые выключатели 20 и 21) могут быть установлены для взаимодействия и с боковым стержнем 12 левой (по фиг. 2) боковой рамы.
На фиг. 4 показано положение деталей механизма изменения расстояния между задними колесами коляски при минимальном значении расстояния L. Это положение используется при преодолении коляской узких проходов. После преодоления коляской узкого прохода необходимо увеличить расстояние L между задними колесами коляски для увеличения ее устойчивости.
Управление механизмом изменения расстояния между задними колесами коляски осуществляется следующим образом. После подачи пользователем с помощью джойстика 7 управляющего сигнала «на увеличение L» шток 15 актуатора вместе с головкой 16 перемещается по направлению стрелки К (фиг. 2). Рабочая поверхность N головки 16 воздействует на концы боковых стержней 12 пространственной поворотной рамы. При этом пространственные поворотные рамы поворачиваются вокруг осей 8, увеличивая расстояние L между задними колесами 11.
При достижении требуемой величины (оптимальной для данной конкретной ситуации) расстояния L сигнал «на увеличение L» отключается пользователем. Достигнутая величина расстояния L фиксируется благодаря наличию в актуаторе механизма самоторможения. При этом обеспечивается симметричное положение задних колес относительно продольной оси симметрии коляски.
После подачи управляющего сигнала «на уменьшение L» с помощью джойстика 7 шток 15 актуатора вместе с головкой 16 перемещается по направлению стрелки R (фиг. 4).
На концы боковых стержней 12 пространственной поворотной рамы воздействует рабочая поверхность М головки 16. При этом пространственные поворотные рамы поворачиваются вокруг осей 8 в противоположном (по отношению к предыдущему случаю) направлении, уменьшая расстояние L между задними колесами 11.
При достижении требуемой (оптимальной) величины расстояния L сигнал «на уменьшение L» отключается пользователем.
max
min
max
m
n
Необходимое расстояние L выбирается пользователем исходя из условий эксплуатации. Максимальное L и минимальное L расстояние L обеспечивается соответствующими положениями регулируемых упоров 18 и 19 (или концевых выключателей 20 и 21). Благодаря наличию в актуаторе встроенного механизма самоторможения возможна фиксация любого промежуточного значения расстояния L. Таким образом, обеспечивается бесступенчатое изменение расстояния L между задними колесами и регулировка L и Lj в зависимости от условий эксплуатации коляски.
Так как управление направлением движения коляски, скоростью ее движения и изменением расстояния L между задними колесами осуществляется с помощью джойстика 7 (фиг. 1, 2), исключается использование мускульной силы и обеспечивается возможность бесступенчатого изменения расстояния между задними колесами лицом с одной действующей рукой и во время движения инвалидной коляски.
Так как механизм изменения расстояния между задними колесами имеет симметричную конструкцию относительно продольной оси симметрии коляски, то эта симметрия сохраняется и при изменении расстояния между задними колесами.
Технический результат:
1. Обеспечение бесступенчатого изменения расстояния между задними колесами.
2. Исключение использования мускульной силы для изменения расстояния между задними колесами.
3. Возможность изменения расстояния между задними колесами лицом (пользователем) с одной действующей рукой.
4. Возможность изменения расстояния между задними колесами во время движения инвалидной коляски.
5. Обеспечение симметричного положения задних колес относительно продольной оси симметрии коляски.
max
min
6. Обеспечение регулировки L и L в зависимости от условий эксплуатации коляски.