一种轮椅及其气囊控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种在轮椅受到撞击甚至发生侧翻时能够减少使用者损伤的轮椅及其气囊控制方法。

背景技术

目前，市面上虽然出现了不同结构和功能的轮椅产品，但是在设计和制造上还存在一些缺陷。比如，现有很多轮椅需要在街面行走，然而其并不具备安全保护系统，在轮椅受到撞击时，很容易发生侧翻，无法有效保护使用者。因此，如何在轮椅被汽车或其他物体冲撞时，减少使用者的损伤，是目前轮椅设计者亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮椅及其气囊控制方法，其通过设置安全防护单元能够防止轮椅在受撞击时发生侧翻，以解决现有轮椅受到撞击容易发生侧翻，从而无法有效保护使用者的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种轮椅，包括：

轮椅本体；

安全防护单元，其包括安全带和防侧翻气囊组件，所述安全带设置于所述轮椅本体的椅背上，用于将人固定在所述轮椅本体上；所述防侧翻气囊组件包括侧部气囊盒、防侧翻气囊、第一充气组件和侧部碰撞感应部件，所述侧部气囊盒设置于所述轮椅本体的轮子轮毂中心外侧，所述防侧翻气囊、所述第一充气组件和所述侧部碰撞感应部件均设置于所述侧部气囊盒内，其中，所述第一充气组件包括第一压缩气瓶、第一刺针和第一对接板，所述第一压缩气瓶的放气口与所述防侧翻气囊的充气口相对，所述第一对接板设置于所述第一压缩气瓶的放气口与所述防侧翻气囊的充气口之间，并通过第一对接板驱动件连接于所述侧部气囊盒内，所述第一刺针位于所述第一压缩气瓶的放气口外周，并通过第一刺针驱动件连接于所述侧部气囊盒内，所述侧部碰撞感应部件用于感应所述轮椅本体的侧部撞击，并通过第一控制模块与所述第一对接板驱动件、所述第一刺针驱动件通讯连接；所述轮椅本体两侧轮子的轮毂中心均设置有所述防侧翻气囊组件，在所述侧部碰撞感应部件感应到侧部撞击时，所述第一压缩气瓶能够为所述防侧翻气囊充气，以使所述防侧翻气囊从所述侧部气囊盒中弹出，支撑所述轮椅本体。

可选的，所述安全防护单元还包括背部气囊组件，所述背部气囊组件包括背部气囊盒、背部气囊、第二充气组件和背部碰撞感应部件，所述背部气囊盒设置于所述轮椅本体的椅背后侧，所述背部气囊、所述第二充气组件和所述背部碰撞感应部件均设置于所述背部气囊盒内，其中，所述第二充气组件包括第二压缩气瓶、第二刺针和第二对接板，所述第二压缩气瓶的放气口与所述背部气囊的充气口相对，所述第二对接板设置于所述第二压缩气瓶的放气口与所述背部气囊的充气口之间，并通过第二对接板驱动件连接于所述背部气囊盒内，所述第二刺针位于所述第二压缩气瓶的放气口外周，并通过第二刺针驱动件连接于所述背部气囊盒内，所述背部碰撞感应部件用于感应所述轮椅本体的前后方向撞击，并通过第二控制模块与所述第二对接板驱动件、所述第二刺针驱动件通讯连接，在所述背部碰撞感应部件感应到前后方向撞击时，所述第二压缩气瓶能够为所述背部气囊充气，以使所述背部气囊从所述背部气囊盒中弹出，保护人体头部。

可选的，所述背部气囊的两侧均设置有充气口，且每个充气口处均对应设置一组所述第二充气组件；所述防侧翻气囊的两侧均设置有充气口，且每个充气口处均对应设置一组所述第一充气组件。

可选的，所述第一对接板驱动件为液压缸、气缸或电动伸缩杆，所述第一刺针驱动件与所述第一对接板驱动件相同；

所述第二对接板驱动件为液压缸、气缸或电动伸缩杆，所述第二刺针驱动件与所述第二对接板驱动件相同。

可选的，所述安全防护单元还包括乳胶板，所述轮椅本体的两侧扶手的外侧均设置有所述乳胶板。

可选的，所述乳胶板的厚度为3cm～5cm。

可选的，所述防侧翻气囊充气并弹出所述侧部气囊盒后呈扇形结构。

可选的，所述侧部碰撞感应部件包括碰撞传感器和压力传感器；所述背部碰撞感应部件与所述侧部碰撞感应部件相同。

本发明还提出一种基于上述轮椅的气囊控制方法，包括：

所述第一控制模块接收所述侧部碰撞感应部件的碰撞信号和压力信号，并判断所述侧部碰撞感应部件的压力信号对应的压力数值是否超过阈值，若小于阈值，所述防侧翻气囊不充气，若超过阈值，所述第一控制模块控制启动所述第一对接板驱动件和所述第一刺针驱动件，以使所述第一对接板在所述第一对接板驱动件的驱动下在所述第一压缩气瓶的放气口与所述防侧翻气囊的充气口之间撤离，所述第一刺针在所述第一刺针驱动件的驱动下刺破所述第一压缩气瓶的放气口，实现所述第一压缩气瓶对所述防侧翻气囊充气；

所述第二控制模块接收所述背部碰撞感应部件的碰撞信号和压力信号，并判断所述背部碰撞感应部件的压力信号对应的压力数值是否超过阈值，若小于阈值，所述背部气囊不充气，若超过阈值，所述第二控制模块控制启动所述第二对接板驱动件和所述第二刺针驱动件，以使所述第二对接板在所述第二对接板驱动件的驱动下在所述第二压缩气瓶的放气口与所述背部气囊的充气口之间撤离，所述第二刺针在所述第二刺针驱动件的驱动下刺破所述第二压缩气瓶的放气口，实现所述第二压缩气瓶对所述背部气囊充气。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提出的轮椅，通过在轮椅本体的轮毂中心外侧安装防侧翻气囊组件，由于侧部气囊盒是突出于轮椅后轮设置的，这样当汽车等物体从侧面撞到轮椅时会首先碰到侧部气囊盒，当其内侧部碰撞感应部件感受到碰撞时就会立刻对防侧翻气囊充气并使其弹开，从而避免轮体整个侧翻在地，保护使用者的手臂和手，减少事故发生时使用者的损伤。于此同时，考虑到轮椅被撞击时人体很可能被撞飞，即使防侧翻气囊的缓冲性能再好也无法避免人体的损伤，所以本发明在椅背配置了安全带，防侧翻气囊这一安全气囊配合安全带使用能发挥最大的用处，可进一步提升轮椅的使用安全性。所以轮椅使用者平时尽量佩带安全带，尤其是坐轮椅在路上行走时。

在本发明公开的一些技术方案中，在安装了防侧翻气囊组件的基础上，还在椅背后侧安装背部气囊组件，背部气囊可在轮椅受到前后方向撞击时充气弹出，对人体头部进行有效保护。同时，背部气囊可配合防侧翻气囊使用，背部气囊和防侧翻气囊能够在轮椅受撞击时同时充气弹出，以实现对人体的全方位缓冲保护，可进一步提升轮椅的安全使用等级。

在本发明公开的一些技术方案中，通过在轮椅扶手两侧安装乳胶板，轮椅受到撞击时，两侧的乳胶板也会起到缓冲作用，可以减少汽车等物体对轮椅的冲击力，达到对人体二次保护的目的，进一步提升了轮椅的安全使用等级。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所公开的轮椅的整体结构示意图(轮椅中的气囊均未弹出)；

图2为本发明实施例所公开的轮椅受侧向撞击时的防侧翻气囊的弹出状态示意图；

图3为本发明实施例所公开的轮椅的防侧翻状态示意图；

图4为本发明实施例所公开的轮椅中防侧翻气囊组件的结构示意图；

图5为本发明实施例所公开的气囊控制流程示意图。

其中，附图标记为：

1、轮椅；2、座椅；3、椅背；4、扶手；5、前轮；6、脚踏板；7、后轮；8、推手；9、安全带；10、乳胶板；11、防侧翻气囊组件；11-1、侧部气囊盒；11-2、防侧翻气囊；11-3、第一压缩气瓶；11-4、第一刺针；11-5、第一对接板；11-6、第一对接板驱动件；11-7、第一刺针驱动件；12、背部气囊组件；12-1、背部气囊盒；12-2、背部气囊；13、汽车。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的之一是提供一种轮椅，其通过设置安全防护单元能够防止轮椅在受撞击时发生侧翻，以解决现有轮椅受到撞击容易发生侧翻，从而无法有效保护使用者的问题。

本发明的另一目的还在于提供一种上述轮椅的气囊控制方法。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1～图3所示，本实施例提供一种轮椅100，主要包括轮椅本体和安全防护单元，安全防护单元包括安全带9和防侧翻气囊组件11，安全带9设置于轮椅本体的椅背3上，用于将人固定在轮椅本体上；防侧翻气囊组件11包括侧部气囊盒11-1、防侧翻气囊11-2、第一充气组件和侧部碰撞感应部件，侧部气囊盒11-1设置于轮椅本体的轮子轮毂中心外侧，突出于轮椅轮子设置，如图1所示轮椅本体一般包括设置于前方的前轮5和设置于后方的后轮7，侧部气囊盒11-1往往设置于后轮7的轮毂中心外侧，由于前轮5直径较小，一般不设置防侧翻气囊组件11。防侧翻气囊11-2、第一充气组件和侧部碰撞感应部件均设置于侧部气囊盒11-1内，如图4所示，第一充气组件包括第一压缩气瓶11-3、第一刺针11-4和第一对接板11-5，第一压缩气瓶11-3的放气口与防侧翻气囊11-2的充气口相对，第一对接板11-5设置于第一压缩气瓶11-3的放气口与防侧翻气囊11-2的充气口之间，并通过第一对接板驱动件11-6连接于侧部气囊盒11-1内，防侧翻气囊11-2在未弹出时往往处于未充气状态，第一对接板11-5设置于第一压缩气瓶11-3的放气口与防侧翻气囊11-2的充气口之间，目的便是阻隔第一压缩气瓶11-3的放气口与防侧翻气囊11-2的充气口，避免在轮椅没有受到撞击时第一压缩气瓶11-3向防侧翻气囊11-2内充气，导致防侧翻气囊11-2误弹，造成防侧翻气囊组件11的浪费使用。第一刺针11-4位于第一压缩气瓶11-3的放气口外周，并通过第一刺针驱动件11-7连接于侧部气囊盒11-1内，侧部碰撞感应部件用于感应轮椅本体的侧部撞击，并通过第一控制模块与第一对接板驱动件11-6、第一刺针驱动件11-7通讯连接；轮椅本体的两侧后轮7的轮毂中心均设置有防侧翻气囊组件11，在侧部碰撞感应部件感应到轮椅本体的侧部撞击时，第一控制模块会接收侧部碰撞感应部件感应信号，并判断撞击压力数值是否超过预设的阈值，若撞击压力数值小于阈值，防侧翻气囊11-2不充气，若撞击压力数值超过预设的阈值，第一控制模块会控制启动第一对接板驱动件11-6和第一刺针驱动件11-7，以使第一对接板11-5在第一对接板驱动件11-6的驱动下在第一压缩气瓶11-3的放气口与防侧翻气囊的充气口之间撤离，第一刺针11-4在第一刺针驱动件11-7的驱动下刺破第一压缩气瓶11-3的放气口，一般情况下，在第一控制模块发出充气信号后，第一刺针11-4的刺破动作和第一对接板11-5的撤离动作基本同时进行，以实现第一压缩气瓶11-3对防侧翻气囊11-2快速充气，使充气后的防侧翻气囊11-2迅速从侧部气囊盒11-1中弹出，以支撑轮椅本体。

在本实施例中，如图1～图3所示，为了进一步提升轮体100的安全防护等级，安全防护单元还设置了背部气囊组件12，背部气囊组件12包括背部气囊盒12-1、背部气囊12-2、第二充气组件和背部碰撞感应部件，背部气囊盒12-1设置于轮椅本体的椅背3后侧，背部气囊12-2、第二充气组件和背部碰撞感应部件均设置于背部气囊盒12-1内，其中，第二充气组件的结构组成以及在背部气囊盒12-1内相对背部气囊12-2的布置形式均与第一充气组件相同，在此不再赘述。背部气囊组件12的背部碰撞感应部件用于感应轮椅本体的前后方向撞击，第二控制模块会接收背部碰撞感应部件感应信号，并判断撞击压力数值是否超过预设的阈值，若撞击压力数值小于阈值，背部气囊12-2不充气，若撞击压力数值超过预设的阈值，第二控制模块会控制启动第二对接板驱动件和第二刺针驱动件，以使第二对接板在第二对接板驱动件的驱动下在第二压缩气瓶的放气口与背部气囊12-2的充气口之间撤离，第二刺针在第二刺针驱动件的驱动下刺破第二压缩气瓶的放气口，一般情况下，在第二控制模块发出充气信号后，第二刺针的刺破动作和第二对接板的撤离动作基本同时进行，以实现第二压缩气瓶对背部气囊12-2的快速充气，使充气后的背部气囊12-2迅速从背部气囊盒12-1中弹出，以保护人体头部。上述背部气囊12-2、第二充气组件在背部气囊盒12-1的布置形式参见图4中给出的防侧翻气囊组件11，在此不再赘述。一般情况下，充气后的背部气囊12-2可以从背部气囊盒12-1向后或向上弹出，主要是起到保护人体头部的作用，一般情况下优选充气后的背部气囊12-2从背部气囊盒12-1向上弹出，在轮椅发生后翻时，充气后的背部气囊12-2能够直接垫放在人体头部下方，保护人体头部不受撞击。

本实施例中，如图4所示，防侧翻气囊11-2的左右两侧均设置有充气口，且每个充气口处均对应设置一组第一充气组件，多个充气口同时充气，能够保障充气迅速。相应的，背部气囊12-2的左右两侧均设置有充气口，且每个充气口处均对应设置一组第二充气组件。由于防侧翻气囊11-2是在轮椅受到侧向撞击时充气弹出，侧向撞击有时会诱发轮椅的前后晃动，进而诱发背部气囊组件12，就是说，在轮椅受侧向撞击或前后方向撞击时，均有可能同时诱发防侧翻气囊组件11和背部气囊组件12，使防侧翻气囊11-2和背部气囊12-2基本同时充气弹出，防侧翻气囊11-2和背部气囊12-2配合能够全方位保护人体。

本实施例中，上述的第一对接板驱动件11-6、第一刺针驱动件11-7、第二对接板驱动件和第二刺针驱动件均可为液压缸、气缸或电动伸缩杆，主要用于实现对第一、第二刺针和第一、第二对接板的伸缩驱动。以防侧翻气囊组件11为例，第一对接板驱动件11-6、第一刺针驱动件11-7均采用电动伸缩杆，如图4所示，若初始状态(防侧翻气囊11-2未充气弹出)下，第一对接板驱动件11-6位于侧部气囊盒11-1的顶部，第一刺针11-4位于第一压缩气瓶11-3放气口的下方，相应的第一刺针驱动件11-7则位于侧部气囊盒11-1的底部。在第一控制模块发出充气信号后，第一对接板驱动件11-6会向上回缩并带动第一对接板11-5上移，以从第一压缩气瓶11-3的放气口与防侧翻气囊11-2的充气口之间撤离，第一刺针驱动件11-7则会向上伸出并带动第一刺针11-4上移，以刺破第一压缩气瓶11-3放气口，进而实现第一压缩气瓶11-3的放气口与防侧翻气囊11-2的充气口的对接连通，第一压缩气瓶11-3对防侧翻气囊11-2快速充气。第一对接板驱动件11-6、第一刺针驱动件11-7、第二对接板驱动件和第二刺针驱动件除选用上述的液压缸、气缸或电动伸缩杆之外，还可以选用现有电磁模块与弹簧的配合结构，其利用电磁模块的通断电，实现磁性的有无，并通过磁性消失时弹簧的复位动作实现对第一、第二刺针和第一、第二对接板的伸缩驱动。

本实施例中，为了进一步提升轮体100的安全防护等级，安全防护单元还设置了乳胶板10，轮椅本体的两侧扶手4的外侧均设置有乳胶板10。乳胶板10的厚度优选为3cm～5cm。

本实施例中，防侧翻气囊11-2充气后可呈圆形、方形或扇形，如图2和图3所示，为了保障防侧翻效果，优选防侧翻气囊11-2充气并弹出侧部气囊盒11-1后呈扇形结构，支撑和缓冲效果好。背部气囊12-2充气并弹出侧部气囊盒11-1后优选呈圆形或方形。防侧翻气囊11-2和背部气囊12-2均采用现有的安全气囊，具体不再赘述。

本实施例中，侧部碰撞感应部件和背部碰撞感应部件结构相同，均包括碰撞传感器和压力传感器，其中，碰撞传感器用于感知撞击方向，压力传感器用于感知撞击值。

下面对上述轮椅100的气囊控制方法作具体说明。

如图2所示，当轮椅100在行走过程中侧部受到汽车或其他物体的撞击时，侧部碰撞感应部件的碰撞传感器和压力传感器感应到轮椅本体的侧部撞击，第一控制模块会接收碰撞传感器的碰撞信号以及压力传感器的压力信号，并判断撞击压力数值是否超过预设的阈值，若撞击压力数值小于阈值，防侧翻气囊11-2不充气，若撞击压力数值超过预设的阈值，第一控制模块会控制启动第一对接板驱动件11-6和第一刺针驱动件11-7，以使第一对接板11-5在第一对接板驱动件11-6的驱动下上移或下移，实现第一对接板11-5在第一压缩气瓶11-3的放气口与防侧翻气囊11-2的充气口之间撤离，并使第一刺针11-4在第一刺针驱动件11-7的驱动下上移以刺破第一压缩气瓶11-3的放气口，一般情况下，在第一控制模块发出充气信号后，第一刺针11-4的刺破动作和第一对接板11-5的撤离动作基本同时进行，以实现第一压缩气瓶11-3对防侧翻气囊11-2的快速对接、连通和充气，使充气后的防侧翻气囊11-2迅速从侧部气囊盒11-1中弹出，以支撑轮椅本体。当轮椅100任意一侧部受到汽车或其他物体的撞击时，轮椅100两个后轮7上的侧部碰撞感应部件均会检测到碰撞信号以及压力信号，即当轮椅100任意一侧部受到汽车或其他物体的撞击时，轮椅100两个后轮7上的防侧翻气囊11-2同时充气弹出，为轮椅100两侧提供支撑，保持轮椅100的左右平衡，避免轮椅100在撞击力下发生侧翻，保护患者手和手臂。当汽车与轮椅发生碰撞时，最先受到伤害和挤压的是手和手臂。

在轮椅本体受到前后方向撞击，或轮椅100受侧部撞击程度较大引发轮椅前后晃动时，背部碰撞感应部件的碰撞传感器和压力传感器感应到轮椅本体的前后方向撞击，第二控制模块会接收碰撞传感器的碰撞信号以及压力传感器的压力信号，并判断撞击压力数值是否超过预设的阈值，若撞击压力数值小于阈值，背部气囊12-2不充气，若撞击压力数值超过预设的阈值，第二控制模块会控制启动第二对接板驱动件和第二刺针驱动件，以使第二对接板在第二对接板驱动件的驱动下上移或下移，实现第二对接板在第二压缩气瓶的放气口与背部气囊12-2的充气口之间的撤离，并使第二刺针在第二刺针驱动件的驱动下上移以刺破第二压缩气瓶的放气口，一般情况下，在第二控制模块发出充气信号后，第二刺针的刺破动作和第二对接板的撤离动作基本同时进行，以实现第二压缩气瓶对背部气囊12-2的快速对接、连通和充气，使充气后的背部气囊12-2迅速从背部气囊盒12-1中弹出，以保护人体头部。背部气囊12-2一般和轮椅两侧的防侧翻气囊11-2同时充气弹出，以为在轮椅受到任意一侧撞击时，均能够全方位保护患者。

如图5所示，为本实施例所公开的气囊控制流程示意图，上述背部气囊12-2的充气弹出流程与防侧翻气囊11-2的充气弹出流程均以图5所示的流程示意图为准。

本技术方案基于对轮椅上路时的安全问题考虑，特别是路上汽车对轮椅的伤害，提出了上述轮椅100的设计。该轮椅100具体为一种与车碰撞时可减少手臂和手部损伤的轮椅。轮椅100通过在轮椅后轮轮毂中心外侧安装防侧翻气囊组件，由于侧部气囊盒是突出于轮椅后轮设置的，这样当汽车等物体从侧面撞到轮椅时会首先碰到侧部气囊盒，当其内传感器感受到压力和碰撞时就会立刻对防侧翻气囊充气并使其弹开，从而避免轮体整个侧翻在地，保护使用者的手臂和手，减少事故发生时使用者的损伤。于此同时，考虑到轮椅被撞击时人体很可能被撞飞，即使防侧翻气囊的缓冲性能再好也无法避免人体的损伤，所以本方案在椅背配置了安全带9，防侧翻气囊这一安全气囊需要配合安全带使用才能发挥最大的用处，所以轮椅使用者平时尽量佩带安全带，尤其是坐轮椅在路上行走时。上述安全带9为现有安全带结构，比如常规的尼龙绑带或现有汽车座椅中常用的安全带，具体不再赘述。

在安装了防侧翻气囊组件的基础上，本技术方案还在椅背后侧安装背部气囊组件，背部气囊可配合防侧翻气囊使用，背部气囊和防侧翻气囊能够在轮椅受撞击时同时充气弹出，以实现对人体的全方位缓冲保护，可进一步提升轮椅的安全使用等级。

进一步地，本方案通过在轮椅扶手两侧安装了乳胶板，轮椅受到撞击时，两侧的乳胶板也会起到缓冲作用，可以减少汽车对轮椅的冲击力，达到对人体二次保护的目的，进一步提升了轮椅的安全使用等级。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。