ИНВАЛИДНАЯ БЕЗМОТОРНАЯ КОЛЯСКА С ПРЯМЫМ ЦЕПНЫМ ПРИВОДОМ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ ЛЕГКОГО ГОРОДСКОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ДЛЯ ПАРАЛИМПИЙСКОГО СПОРТА, ТУРИЗМА
NON-MOTORIZED WHEELCHAIR WITH A DIRECT CHAIN DRIVE FOR USE AS A LIGHT CITY VEHICLE, FOR PARALYMPIC SPORT, FOR TOURISM

Изобретение относится к области перевозки, индивидуальных средств передвижения или приспособления для ухода, специально предназначенных для пациентов или людей с ограниченными возможностями в движении (приспособления, помогающие пациентам или людям с ограниченными возможностями в движении). Оно также предназначено для повышения мобильности людей с повреждениями опорно-двигательного аппарата (ОДА), особенно в малых городах и поселках.
Из предшествующего уровня техники известны многочисленные конструкции инвалидных колясок, а также ручных велосипедов.
Наиболее распространенная конструкция инвалидной коляски представляет собой кресло с двумя ведущими колесами с прикрепленными к ним ободами, вращая которые руками, инвалид или больной приводит коляску в действие, а также опорными поворотными колесами. Управление осуществляется вращением колес в разные стороны. Эта конструкция очень маневренна, но малоэффективна, движение осуществляется со скоростью до 5 км/ч, что нормально для помещений, но недостаточно для улиц. Большинство современных патентов направлены на повышение некоторых качеств этой универсальной модели, в особенности, приспособления для движения по лестницам (например, коляска Копыловой В.А., патент RU №2055561), или портативности при складывании (например, коляска Колпакчиева И.Н., патент РФ №1814547), а эффективность и скорость колясок не увеличиваются.
В современном параолимпийском спорте (см. http://paralymp.ru/) используются ручные велосипеды (хендбайки и трициклы), где эффективно используется лишь две четверти оборота ведущей звездочки, верхняя и нижняя, т.е. 50%. Положение тела на ручном велосипеде (сильный наклон вперед) годится только для спорта, на реальной автомобильной дороге, велосипедной дорожке, тротуаре нормально ориентироваться невозможно. Этот недостаток пытается убрать, например, ручной велосипед С.С.Косоротова, патент №РФ 2000094, где посадка инвалида аналогична обычной коляске. Но и там те же 50% эффективного использования рабочего оборота.
Существуют также спортивные коляски, где вместо обода к колесам крепятся вращающиеся ручки, что позволяет использовать и толкающие, и тянущие движения, но и там налицо низкая посадка спортсмена с наклоном вперед и эффективно используется лишь две четверти оборота колеса, в сумме 50%.
Существуют также варианты давно известных рычажных инвалидных колясок (например, коляска Иванова Н.Н., патент РФ №2272605), где, казалось бы, руки на рычагах работают все 100 процентов времени, и на сгибание, и на разгибание, но из-за кривошипного механизма на деле максимальное усилие тоже приложено примерно на двух четвертях оборота кривошипа, т.е. 50%.
Наиболее близким к заявленной конструкции является инвалидная коляска конструкции И.Н. Колпакчиева, патент №РФ 2000991 с гибкими ободами, толкая которые инвалид передает момент к ведущим колесам. Однако здесь используется только толкающее движение (вперед) или только тянущее (назад), а значит, только 50% рабочего хода используются полностью.
Существующие конструкции имеют следующие недостатки:
1. Малая скорость (даже у спортивных колясок и ручных велосипедов).
2. Невозможность использования в качестве транспортного средства в условиях уличного движения.
Целью настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков и создание пригодной для массового производства и потребления конструкции с принципом действия, отличающимся простотой, широким спектром применения. Особо хотелось бы отметить полезность изобретения для инвалидов ОДА из малых городов и поселков (именно там проживает большая часть населения страны и, соответственно, инвалидов ОДА), а общественного транспорта, приспособленного для инвалидов-колясочников, практически нет. Эти люди особенно нуждаются в повышении собственной мобильности и качества жизни. Крейсерская скорость бытовых колясок предлагаемой конструкции должна составлять не менее 30 км/ч, а спортивных вариантов – 40 – 60 км/ч.
Эта цель достигается:
Во-первых, использованием максимально эффективного для инвалида ОДА движения рук, аналогичного движениям при пилке дров, причем рабочий ход осуществляется как при тянущем движении, так и при толкающем (см. фиг.1). Работают мышцы рук, груди и спины. Холостой ход составляет всего порядка 30 мм при переходе с верхней ветви цепи на нижнюю и наоборот, т.е. практически 100% силовых движений используются максимально эффективно, так как усилие передается непосредственно на цепь. Необходимый отдых в процессе движения осуществляется за счет обгонных муфт колес и движения накатом.
Во-вторых, торможение осуществляется легко, не снимая рук с рукояток за счет обратного движения, тормозящего муфты. При торможении одной муфты и продолжения вращения другого колеса осуществляется поворот в нужную сторону.
В-третьих, инвалид сидит в коляске максимально удобно, хорошо видит дорогу, дорожные знаки, сигналы и препятствия.
В-четвертых, коляска вполне пригодна и для передвижения в общественных помещениях.
Прилагаемые графические материалы:
на фиг.1 показана схема работы и конструкция коляски;
на фиг.2 - схема зацепления.
Конструкция инвалидной коляски (см. фиг.1) представляет собой несущую раму 1 (складную или нескладную), к которой гайками крепятся задние приводные колеса 2 (стандартные 28'' колеса для дорожного велосипеда, стопорящиеся при обратном движении цепи, причем в левом колесе зубчатка муфты перевернута – левое исполнение). Звездочки 3 крепятся механически к колесам 2 (аналогично ведомым звездочкам велосипеда) и на подшипниках впереди к раме 1. Число зубьев подбирается по физическим кондициям инвалида. На звездочки надеты цепи 4. Верхняя ветвь цепи 4 работает при толкающем движении, нижняя – при тянущем движении.
Усилие на цепи 4 передается при помощи приводных рукояток 5. Все время движения руки инвалида находятся на рукоятках 5. Рукоятка 5 (см. фиг.2) состоит из ручки 6, двух гребенок 7 и двух защитных кожухов 8. Гребенки 7 регулируются так, чтобы одновременно был контакт не более чем с одной ветвью цепи 4.
Гребенки 7 имеют пазы по размерам цепи, зубья между ними несколько заострены для облегчения ввода в зацепление с цепью 4. Перед толкающим движением инвалид поднимает рукоятку 5 вверх до упора, при этом верхняя гребенка 7 входит в зацепление с верхней ветвью цепи 4. Начинается первая половина рабочего хода, определяемого длиной руки инвалида (порядка 700 мм для человека среднего роста). В конце рабочего хода инвалид опускает рукоятку вниз до упора, при этом нижняя гребенка 7 входит в зацепление с нижней ветвью цепи 4. Начинается вторая половина рабочего хода вплоть до исходного положения.
Защитные кожухи 8, во-первых, не дают рукояткам 5 уйти с плоскости цепной передачи, во-вторых, свободно, с достаточным зазором пропускают неработающую в данный момент ветвь цепи внутри себя, а в-третьих, предотвращают попадание рукавов в зацепление. Осевые зазоры кожухов достаточны, чтобы свободно переместить рукоятку 5 вдоль цепи 4 при необходимости.
Руки инвалида работают последовательно (правая тянет, левая толкает и наоборот). Если инвалиду удобнее работать параллельно, это вполне возможно при фиксации тела к спинке сиденья 9.
Для торможения инвалид меняет направление движения рук на противоположное, цепи движутся в обратную сторону, стопоря обгонные муфты колес 2 (точно так же, как осуществляется торможение ногами на дорожном велосипеде).
Для поворота стопорится одно колесо, а другое вращается. За счет этого коляска поворачивается в сторону застопоренного колеса 2, а переднее опорное колесо10 (или 2 передних опорных колеса 10) свободно поворачивается вокруг вертикальной оси по направлению движения.
Движение задним ходом для данной конструкции невозможно из-за стопорения обгонных муфт колес 2.
Щитки 11 служат для предотвращения попадания деталей одежды в спицы колес 2.