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 (пользователь) с одной действующей рукой 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 О-О 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 О-О 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 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 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 упомянутой основной раме прикреплен корпус актуатора, ось которого совпадает с продольной осью О-О симметрии коляски. К штоку этого актуатора прикреплена головка с вертикальным сквозным пазом, перпендикулярным оси актуатора. Указанная головка расположена с зазором в пазу каждой вилки, которая закреплена на конце каждого бокового стержня. В отверстиях каждой вилки, перпендикулярных пазу этой вилки, и в пазу головки размещена вертикальная ось с возможностью ее перемещения вдоль вертикального сквозного паза.
На основной раме может быть установлен, по крайней мере, один регулируемый упор, взаимодействующий с боковым стержнем боковой рамы. На основной раме может быть установлен с возможностью регулировки положения, по крайней мере, один концевой выключатель, взаимодействующий с боковым стержнем боковой рамы.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показан вид на коляску сбоку. На фиг. 2 показан вид на коляску сверху. В вырыве Б показаны корпус 14 актуатора, шток 15 актуатора, головка 16, концы боковых стержней 12, концы вспомогательных стержней 13, оси 23, регулируемые упоры 18 и 19 и/или концевые выключатели 20 и 21.
На фиг. 3 показан разрез А-А по фиг. 1. На фиг. 4 показан вид на механизм изменения расстояния между задними колесами (как на фиг. 2). Все остальные детали коляски, не входящие в механизм изменения расстояния между задними колесами, не показаны. На фиг. 5 показан разрез В-В по фиг. 4 (повернуто на 90° против часовой стрелки, увеличено). На фиг. 6 показан разрез Г-Г по фиг. 5.
max
min
На изображениях и в тексте приняты следующие обозначения: 1 - основная рама; 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; 17 - вертикальный сквозной паз головки; 18, 19 - регулируемые упоры; 20, 21 - концевые выключатели; 22 - вилка; 23 - вертикальная ось; β - угол между боковым стержнем 12 и плоскостью боковой рамы; L - расстояние между задними колесами; L - максимальное расстояние между задними колесами; L - минимальное расстояние между задними колесами; K - направление движения штока 15 актуатора по управляющему сигналу «на увеличение L»; R - направление движения штока 15 актуатора по управляющему сигналу «на уменьшение L», О-О - продольная ось симметрии коляски (см. фиг. 2) (если не учитывать наличие джойстика 7).
На основной раме 1 (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 (фиг. 1, 2) смонтирован также механизм бесступенчатого изменения расстояния между задними колесами (фиг. 4), включающий две вертикальные оси 8 (фиг. 3), установленные в отверстиях основной рамы 1. 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 (верхнего, нижнего и наклонного) лежат в одной плоскости и образуют плоскость боковой рамы. На нижнем стержне установлено заднее колесо 11, выполненное самоустанавливающимся.
К вертикальной втулке 9 каждой боковой рамы прикреплен с помощью сварки боковой стержень 12 под углом Р 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 (и всей пространственной поворотной рамы). Таким образом, совокупность боковой рамы, бокового 12 и вспомогательного 13 стержней образуют пространственную поворотную раму.
К основной раме 1 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.m/sites/default/files/magazine/pdf/aktuatory_shagovye_vekson_-haydon_kerk_hybrid.pdf).
К штоку 15 актуатора прикреплена (привернута) головка 16 с вертикально расположенным сквозным пазом 17, который перпендикулярен оси корпуса 14 актуатора (фиг. 4,5). Эта головка 16 расположена с зазором в пазу каждой вилки 22 таким образом, что вертикальная ось 23 находится внутри вертикального сквозного паза 17 (фиг. 5, 6) головки 16 с возможностью перемещения вертикальной оси 23 вдоль сквозного паза 17. При этом резьбовой хвостовик вилки 22 ввернут в резьбовое отверстие бокового стержня 12 (фиг. 6). Между осью 23 и отверстиями вилки 22 предусмотрен зазор.
max
min
На основной раме 1 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 (и/или концевых выключателей 20 и 21) регулируется, что позволяет изменять расстояния L и L. Для увеличения надежности работы механизма регулируемые упоры 18 и 19 (и/или концевые выключатели 20 и 21) могут быть установлены для взаимодействия также с боковым стержнем 12 левой (по фиг. 2) боковой рамы.
max
min
min
На фиг. 4 показаны два положения деталей механизма бесступенчатого изменения расстояния между задними колесами коляски при L и L. Положение задних колес коляски при L 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 бесступенчатого 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 K (фиг. 4). При этом боковая поверхность паза 17 головки 16 воздействует на оси 23, которые в свою очередь воздействуют через вилки 22 на боковые стержни 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 О-О коляски (см. фиг. 2).
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).
Боковая поверхность паза 17 головки 16 воздействует на оси 23, которые в свою очередь воздействуют через вилки 22 на боковые стержни 12 пространственной поворотной рамы. 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
min
Необходимое расстояние L выбирается пользователем исходя из условий эксплуатации. Максимальное L и минимальное L расстояние L обеспечивается соответствующими положениями регулируемых упоров 18 и 19 (и/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 11 и регулировка L и L 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 (пользователем) 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 О-О 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 О-О коляски.
max
min
6. Обеспечение регулировки L и L в зависимости от условий эксплуатации коляски.