一种可提供下肢康复锻炼的辅助轮椅

技术领域

本发明涉及医疗康复设备技术领域，尤其是一种可提供下肢康复锻炼的辅助轮椅。

背景技术

轮椅是一种为行动不便的人设计的交通工具，它由座椅、轮子、把手、刹车等部件组成。轮椅的主要功能是帮助使用者在平坦的地面上移动，提高其生活质量和自主能力。轮椅的结构可以根据使用者的需求和身体状况进行调整，例如座椅的高度、宽度、角度等。轮椅的类型主要有手动轮椅、电动轮椅更省力、智能轮椅三种类型，其中因手动轮椅和电动轮椅的使用较为广泛。手动轮椅是由使用者或者陪护人员通过推动轮子来驱动的，它可以在较窄的空间内灵活转向，但是需要一定的体力和技巧。电动轮椅是由电池或者其他电源来驱动的，它可以让使用者在不费力的情况下移动。智能轮椅是由计算机或者其他智能设备来控制的，它可以根据使用者的语音或者手势来执行命令，甚至可以自动规划路线和避开障碍物，但是价格较高，并且需要适应不同的环境。使用者长期坐轮椅会对身体的腿部肌肉和腿部关节造成影响，让使用者的腿部肌肉和腿部关节的功能减弱，还可能增加罹患其他慢性疾病的风险。因此，对于长期使用轮椅的人来说，适当地锻炼和康复训练是非常重要的。市场上销售的轮椅的功能较为单一，仅是能够帮助腿脚不便的使用者自主移动，并不具备康复锻炼功能，使用者长期使用轮椅时，其腿部并没有得到更好的康复锻炼。

基于上述情况，现有技术中，公开号为CN104997597A的专利公开了一种脚踏式下肢外骨骼运动康复轮椅，该专利中的轮椅主要由两个部分组成，第一部分为结合了可自由活动的外骨骼的踏板，第二部分则是常规的轮椅主体结构，踏板和轮椅的车轮转轴之间通过齿轮和链条进行传动，使用者在踩踏踏板时，可在轮椅平坦的地面上移动，在使用腿部得到锻炼的同时，解决了轮椅前进的动力问题，但该轮椅在实际使用时，存在一个较为明显的不足就是，轮椅对不同场地的适应性不佳，外没有可及时接入的动力源和制动装置，在有一定斜度的斜坡，仅通过靠使用者踩踏踏板带动轮椅经过斜坡，对于腿部未康复的患者有一定的难度，同时长时间的踩踏，长时间的踩踏踏板，使用者会出现力竭的情况，在进过有一定的上坡度的路段时，轮椅会因动力不足发生倒退的情况，使用者重心后移，轮椅有向后倾翻的危险，在进过有一定的下坡度的路段时，轮椅会因为惯性发生向下俯冲，并让使用者的重心前移，轮椅有向前倾翻的危险。

发明内容

针对背景技术中存在的技术缺陷，本发明提出一种可提供下肢康复锻炼的辅助轮椅，在使用者腿部乏力时能够及时接入动力，在轮椅速度失控时可及时制动，增加轮椅的安全性。为了进一步解决上述技术问题以及满足实际需求，具体的技术方案如下所示：

一种可提供下肢康复锻炼的辅助轮椅，包括轮椅架，所述轮椅架的内部设有康复锻炼装置、第一传动装置、第二传动装置和变速轮系，所述康复锻炼装置和第二传动装置沿轮椅架长度方向平行设置，所述第一传动装置设置于康复锻炼装置和第二传动装置之间，且与所述康复锻炼装置和第二传动装置活动相连，所述第二传动装置的上方设有驱动装置，所述变速轮系与驱动装置和第二传动装置固定连接，所述驱动装置和第二传动装置通过变速轮系活动相接；

所述康复锻炼装置设有踏板，所述踏板设置于轮椅架的外部，所述变速轮系由齿轮和限位环组成，所述齿轮与驱动装置活动连接，所述限位环与驱动装置和齿轮与第二传动装置均为固定连接，所述驱动装置和第二传动装置的齿轮相互啮合，所述驱动装置设有离合器，所述离合器用于动力在驱动装置和变速轮系之间传递的分离与结合，所述第二驱动装置设有制动器，所述制动器与第二传动装置活动相连，所述制动器内部设有用于制动的棘轮机构，所述康复锻炼装置、驱动装置和第二传动装置与轮椅架活动连接，所述变速轮系和制动器与轮椅架固定连接。

进一步地，所述轮椅架的底部沿轮椅长度方向对称、依次设置主动轮和辅助轮，所述主动轮通过第二传动装置与轮椅架活动相连，所述辅助轮和轮椅架之间设有连接杆，所述连接杆的一端与辅助轮活动相连，另一端与轮椅架固定相连，所述轮椅架的两侧分别设置与侧板固定相连的侧板。

进一步地，所述康复锻炼装置还包括圆盘、连接柱和第一旋转轴，所述连接柱的两端分别固定连接圆盘和踏板，所述连接柱连接于圆盘的盘面边缘位置，所述圆盘分别设置于第一旋转轴的两端的端部，并与第一旋转轴固定连接，所述第一旋转轴的中部同轴设置第一锥齿轮。

进一步地，所述驱动装置还包括电机、第一限位环和第三旋转轴，所述第三旋转轴和电机的动力输出轴之间通过离合器活动连接，所述第一限位环设置于电机和离合器之间，并与电机的动力输出轴固定连接，所述离合器活动套接在电机的动力输出轴外部，所述离合器和第一限位环之间设有套接与电机的动力输出轴外部的第一弹簧，所述离合器靠电机一侧设有固定相连的第一拨杆。

进一步地，所述第二传动装置包括第四旋转轴和四锥齿轮，所述第四旋转轴的两端的端部固定连接主动轮，所述四锥齿轮在第四旋转轴的中段部分同轴设置。

进一步地，所述制动器包括棘轮机构、支撑脚、第二套筒和固定杆，所述支撑脚与棘轮机构活动相连，所述制动器通过第二套筒与第四旋转轴活动相连，所述制动器通过固定杆与轮椅架固定相连。

进一步地，所述变速轮系还包括第一套筒和第二拨杆，所述齿轮分别与第四旋转轴和第三旋转轴同轴设置，所述限位环设置于第三旋转轴表面，所述限位环设置于齿轮的两侧，所述第三旋转轴上的齿轮通过第一套筒与第三旋转轴活动相连，所述套筒的一侧设置固定相连的第二拨杆。

进一步地，所述第一传动装置包括第二旋转轴、第二锥齿轮和第三锥齿轮，所述第二锥齿轮和第三锥齿轮分别固定于第二旋转轴两端的端部。

进一步地，所述棘轮机构包括内棘轮、若干棘爪和轮盘，所述轮盘边缘设有若干固定块，所述棘爪和轮盘设置于内棘轮的内部，所述棘爪在轮盘边缘旋转对称分布，所述棘爪的一端与轮盘活动连接，所述棘爪的另一端设有固定相连的滑动杆，所述滑动杆通过固定块与轮盘活动相连，所述滑动杆外部套接有第二弹簧。

本发明有益效果在于：

本发明设置带有踏板的康复锻炼装置，康复锻炼装置与第一传动装置和第二传动装置联动，使用者踩踏可通过踩踏踏板锻炼腿部的肌肉力量，有助于使用者腿部的康复，使用者可用过踩踏踏板驱动轮椅，驱动装置内设有手动单向的离合器，可在使用者进行康复锻炼中腿部乏力时，通过拉动第一拨杆，使轮椅能够及时接入动力，变速轮系使轮椅作为电动轮椅使用时的速度可调，满足不同场景的使用需求，第二传动的第四旋转轴上设有制动器，制动器内部的棘轮机构可在轮椅在上坡或下坡失控时，及时对第四旋转轴进行制动，控制轮椅的速度，同时棘轮机构可将制动器的支撑脚自动弹出，避免轮椅发生向前和向后的倾翻，增加轮椅使用时的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的康复锻炼装置、第一传动装置和第二传动装置连接关系示意图。

图4为本发明的驱动装置、第二传动装置和变速轮系连接关系示意图。

图5为本发明的驱动装置示意图。

图6为本发明的制动器结构示意图。

图7为本发明的图6中A-A截面图。

附图标记：轮椅架1，坐垫11，靠背12，辅助轮13，连接杆14，第一卡槽15，第二卡槽16，侧板17，主动轮18，康复锻炼装置2，踏板21，连接柱22，圆盘23，第一锥齿轮24，第一旋转轴25，第一传动装置3，第二旋转轴31，第二锥齿轮32，第三锥齿轮33，驱动装置4，电机41，离合器42，卡环43，第一弹簧44，第一拨杆45，第三旋转轴46，变速轮系5，齿轮51，第一齿轮511，第二齿轮512，第三齿轮513，第四齿轮514，限位环52，第一限位环521，第二限位环522，第一套筒53，第二拨杆54，第二传动装置6，第四旋转轴61，第四锥齿轮62，制动器7，棘轮机构71，内棘轮711，棘爪712，轮盘713，固定块714，滑动杆715，第二弹簧716，固定栓717，支撑脚72，顶块721，第三弹簧722，支撑杆723，第二套筒73，固定杆74。

具体实施方式

如图1至图7示，本发明提供一种技术方案：一种可提供下肢康复锻炼的辅助轮椅，包括轮椅架1，所述轮椅架1的连接有康复锻炼装置2、第一传动装置3、第二传动装置6和变速轮系5，所述康复锻炼装置2和第二传动装置6沿轮椅架1长度方向平行设置，所述第一传动装置3设置于康复锻炼装置2和第二传动装置6之间，且与所述康复锻炼装置2和第二传动装置6活动相连，所述第二传动装置6的上方设有驱动装置4，所述变速轮系5与驱动装置4和第二传动装置6固定连接，所述驱动装置4和第二传动装置6通过变速轮系5活动相接。

所述康复锻炼装置2设有踏板21，所述踏板21设置于轮椅架1的外部，所述变速轮系5由齿轮51和限位环52组成，所述齿轮51与驱动装置4活动连接，所述限位环52与驱动装置4和齿轮51与第二传动装置6均为固定连接，所述驱动装置4和第二传动装置6的齿轮51相互啮合，所述驱动装置4设有离合器42，所述离合器42用于动力在驱动装置4和变速轮系5之间传递的分离与结合，所述第二传动装置6设有制动器7，所述制动器7与第二传动装置6活动相连，所述制动器7内部设有用于制动的棘轮机构71，所述康复锻炼装置2、驱动装置4和第二传动装置6与轮椅架1活动连接，所述变速轮系5和制动器7与轮椅架1固定连接。

康复锻炼装置2设有踏板21，使用者通过踩踏推动踏板21运动，可对使用者的下肢进行康复锻炼，让使用者的腿部肌肉得到一定程度的锻炼，腿部力量得到一定的恢复，有助于使用者的腿部康复，康复锻炼装置2与第一传动装置3和第二传动装置6联动，使用者可用过踩踏踏板21驱动轮椅，康复锻炼装置2通过踩踏踏板21产生动力，第一传动装置3将动力传导到第二传动装置6，第二传动装置6的转动可带动轮椅整体进行移动。

驱动装置4内设有手动单向的离合器42，可在使用者进行康复锻炼中腿部乏力时，通过拉动第一拨杆45，使轮椅能够及时接入动力，为轮椅提供动力，变速轮系5使轮椅作为电动轮椅使用时的速度可以调节，满足不同场景的使用需求，变速轮系5设置于驱动装置4和第二传动装置6内，当离合器42结合时，动力通过驱动装置4传导到第二传动装置6并驱动轮椅运动，通过切换在变速轮系5中的齿轮51啮合，可改变驱动装置4传导到第二传动装置6的动力大小，再通过第二传动装置6驱动轮椅运行，实现轮椅的运动速度可调节。

第二传动装置6设有制动器7，制动器7内部的棘轮机构71可在轮椅在上坡或下坡失控时，及时对第二传动装置6进行制动，控制轮椅的速度，同时棘轮机构71可将制动器7的支撑装置自动弹出，避免轮椅发生向前和向后的倾翻，增加轮椅使用时的安全性。

作为本发明的一个优选实施例，图1所示，所述轮椅架1的底部沿轮椅长度方向依次设置主动轮18和辅助轮13，所述主动轮18通过第二传动装置6与轮椅架1活动相连，所述辅助轮13和轮椅架1之间设有连接杆14，所述连接杆14的一端与辅助轮13活动相连，另一端与轮椅架1固定相连，所述轮椅架1的两侧分别设置与侧板17固定相连的第一卡槽15和第二卡槽16。

轮椅架1设有坐垫11和靠背12，坐垫11的长度两侧竖直设置有固定相连侧板17，侧板17与轮椅架1通过焊接的形式连接，主动轮18为动力轮，由第二传动装置6的第四旋转轴61驱动旋转，辅助轮13为从动轮，依靠主动轮18的驱动旋转，主动轮18和辅助轮13支撑轮椅架1，使轮椅能够平稳地移动，轮椅架1为相对封闭的箱体，可对轮椅架1内部的机构进行保护，延长轮椅的使用寿命，第一卡槽15用于固定第一拨杆45的滑动位置，第二卡槽16用于固定第二拨杆54的滑动位置。

作为本发明的另一个优选实施例，图1和图2所示，所述康复锻炼装置2还包括圆盘23、连接柱22和第一旋转轴25，所述连接柱22的两端分别固定连接圆盘23和踏板21，所述连接柱22连接于圆盘23的盘面边缘位置，所述圆盘23分别设置于第一旋转轴25的两端的端部，并与第一旋转轴25固定连接，所述第一旋转轴25的中部同轴设置第一锥齿轮24。

连接柱22的两端分别通过焊接的形式固定连接圆盘23和踏板21，第一旋转轴25的两端的端部焊接圆盘23，康复锻炼装置2的踏板21设置于轮椅架1的外部，圆盘23、第一锥齿轮24和第一旋转轴25设置于轮椅架1的内部，连接柱22连接踏板21和圆盘23，使用者踩踏并推动踏板21，踏板21带动连接柱22转动，连接柱22围绕圆盘23的圆心做圆周运动，两个踏板21交替上下运动，继而带动圆盘23转动，圆盘23带动第一旋转轴25转动，第一旋转轴25通过第一锥齿轮24将动力传导到第一传动装置3，锻炼康复装置让使用者腿部得到锻炼的同时，踩踏踏板21产生的动力可作为驱动轮椅移动的动力源，让使用者能够利用轮椅自由移动，为使用者提供便利。

作为本发明的另一个优选实施例，图2、图4和图5所示，所述驱动装置4还包括电机41、卡环43和第三旋转轴46，所述第三旋转轴46和电机41的动力输出轴之间通过离合器42活动连接，所述卡环43设置于电机41和离合器42之间，并与电机41的动力输出轴固定连接，所述离合器42活动套接在电机41的动力输出轴外部，所述离合器42和卡环43之间设有套接于电机41的动力输出轴外部的第一弹簧44，所述离合器42靠电机41一侧设有固定相连的第一拨杆45。

卡环43焊接在电机41的动力输出轴表面，离合器42靠电机41一侧的轴表面焊接第一拨杆，45当使用者在腿部康复锻炼过程中出现腿部乏力的情况时，驱动装置4可提供动力，驱动轮椅移动，连接于电机41和第三旋转轴46之间的离合器42可以控制电机41产生的动力在驱动装置4内部的接入或断开，离合器42为手动拨推式单向的离合器42，与电机41相连的一侧离合器42套接在电机41的动力输出轴上，离合器42的另一侧与第三旋转轴46卡合固定，当需要接入电机41输出的动力时，通过手动拨动第一拨杆45，使离合器42的中间部分合并，此时，电机41的动力输出轴就可以通过离合器42带动第三旋转轴46旋转，实现动力由电机41传导到第三旋转轴46，当需要断开动力时，只需要手动拨动第一拨杆45，使离合器42的中间部分分开，即可完成动力的断开。

作为本发明的另一个优选实施例，图2至图4所示，所述第二传动装置6包括第四旋转轴61和第四锥齿轮62，所述第四旋转轴61的两端的端部固定连接主动轮18，所述第四锥齿轮62在第四旋转轴61的中段部分同轴设置。第四旋转轴61的两端的端部连接主动轮18，第二传动装置6可分别传导来自驱动装置4的动力和来自康复锻炼装置2的动力，并将上述两种动力用于驱动轮椅的主动轮18转动，驱动装置4的动力通过变速轮系5传导到第四旋转轴61，来自康复锻炼装置2的动力通过第一传动装置3传导到第四旋转轴61。

作为本发明的另一个优选实施例，图2和图4所示所述变速轮系5还包括第一套筒53和第二拨杆54，所述齿轮51分别与第四旋转轴61和第三旋转轴46同轴设置，所述限位环52设置于第三旋转轴46表面，所述限位环52设置于齿轮51的两侧，所述第三旋转轴46上的齿轮51通过第一套筒53与第三旋转轴46活动相连，所述第一套筒53的一侧设置固定相连的第二拨杆54。

第一套筒53靠近离合器一侧焊接第二拨杆54，驱动装置4和第二传动装置6的连接方式，是通过变速轮系5之间的齿轮51啮合实现驱动装4和第二传动装置6之间的活动相接，变速轮系5用于调节驱动装置4传导到第二传动装置6的动力大小，变速轮系5的第一齿轮511和第二齿轮512通过第一套筒53活动套接在第三旋转轴46表面，变速轮系5的第三齿轮513和第四齿轮514设置在第四旋转轴61表面，第一齿轮511和第四齿轮514的大小相同，第二齿轮512和第三齿轮513大小相同，第一齿轮511和第四齿轮514的齿轮直径大于第二齿轮512和第三齿轮513的齿轮直径，第一齿轮511和第四齿轮514位置相对应设置，第二齿轮512和第四齿轮514位置相对应设置，第一限位环521设置于第一齿轮511靠离合器42一侧位置，第二限位环522设置于第二齿轮512远离离合器42一侧位置。

在需要调节轮椅速度时，通过拨动第二拨杆54，使第二齿轮512和第四齿轮514的齿轮直径或第一齿轮511和第三齿轮513啮合，当使第二齿轮512和第四齿轮514啮合时，轮椅的移动速度较快，当第一齿轮511和第三齿轮513啮合时，轮椅的移动速度较慢。

作为本发明的另一个优选实施例，图2和图3所示，所述第一传动装置3包括第二旋转轴31、第二锥齿轮32和第三锥齿轮33，所述第二锥齿轮32和第三锥齿轮33分别固定于第二旋转轴31两端的端部。第一传动装置3用于连接康复锻炼装置2和第二传动装置6，使动力能够从康复锻炼装置2传导到第二传动装置6，第二锥齿轮32与康复锻炼装置2的第一锥齿轮24啮合，第三锥齿轮33与第二传动装置6第四锥齿轮62啮合，使用者踩踏踏板21转动并产生动力，踏板21带动圆盘23和第一旋转轴25转动，第一旋转轴25带动第一锥齿轮24轮转动，第一锥齿轮24与第二锥齿轮32啮合转动，使动力从康复锻炼装置2传导到第一传动装置3，第二锥齿轮32带动第二旋转轴31转动，第二旋转轴31带动第三锥齿轮33转动，第三锥齿轮33与第二传动装置6第四锥齿轮62啮合转动，使动力从第一传动装置3传导到第二传动装置6。

作为本发明的另一个优选实施例，图2、图6和图7所示，所述制动器7包括棘轮机构71、支撑脚72、第二套筒73和固定杆74，所述支撑脚72与棘轮机构71活动相连，所述制动器7通过第二套筒73与第四旋转轴61活动相连，所述制动器7通过固定杆74与轮椅架1固定相连，所述棘轮机构71包括内棘轮711、若干棘爪712和轮盘713，所述轮盘713边缘设有若干固定块714，所述棘爪712和轮盘713设置于内棘轮711的内部，所述棘爪712在轮盘713边缘旋转对称分布，所述棘爪712的一端与轮盘713活动连接，所述棘爪712的另一端设有固定相连的滑动杆715，所述滑动杆715通过固定块714与轮盘713活动相连，所述滑动杆715外部套接有第二弹簧716。

制动器7内部设有两个转向方向相反棘轮机构71，棘爪712的一端通过固定栓717实现与轮盘713活动连接，棘爪712被固定栓717固定部分可围固定栓717的轴心旋转，棘爪712的另一端设有固定相连的滑动杆715，滑动杆715焊接在棘爪712表面，两个转动方向相反的棘轮机构71轴向重叠构成制动器7的主体结构，棘轮机构71的内棘轮711通过固定杆74与轮椅架1固定相连，固定杆74通过焊接的形式与轮椅架1固定连接，第四旋转轴61穿过棘轮机构71，并与轮盘713连接，轮盘713可跟随第四旋转轴61转动，轮盘713带动棘爪712转动，带动当第四旋转轴61转速过快，棘爪712转动产生的离心力超过第二弹簧716的弹力，棘爪712与滑动杆715相连的一端与轮盘713分离，并与内棘轮711的内齿卡合，使第四旋转轴61停止转动，避免轮椅在上坡路段时出现下滑的情况和下坡路段时出现俯冲的情况，同时棘爪712快速斜压支撑脚72的顶块721，顶块721斜压支撑杆723，将支撑脚72快速从制动器7内顶出，此时，棘爪712的惯性消失，在第二弹簧716的带动下回弹到原来的位置，同时第四旋转轴61对于轮盘713施加的力并没有消失，与顶块721相接的棘爪712在轮盘713的带动下，继续顶压住支撑脚72，避免支撑脚72在第三弹簧722的带动下发生回弹，这能够在轮椅向前或向后倾倒时对轮椅进行支撑，避免轮椅倾倒，增加轮椅的安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。