PL234597B1 - Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm napędu wózka inwalidzkiego o typowej konstrukcji posiadającego ramę nośną z siedzeniem, oparciem i podnóżkami, dwa małe skrętne koła przednie, oraz dwa duże tylne koła nośne napędzane ręcznie poprzez dołączone do nich pierścienie zwane ciągami.

Znanych jest wiele rozwiązań technicznych napędu ręcznego wózka inwalidzkiego, w których w jednej z grup rozwiązań technicznych obok pierścieni napędowych zamocowanych do obręczy dużych kół nośnych, na osiach kół zamontowane są dźwignie z ręcznym uchwytem, poprzez które napęd przekazywany jest ciernie na pierścienie lub piasty kół, a w innej grupie konstrukcji podobne dźwignie zamontowane bezpośrednio na osiach kół względnie na osiach pośrednich, które poruszane ruchem wahadłowym przez użytkownika napędzają duże koła wózka inwalidzkiego poprzez segmenty zębate lub łańcuchy połączone z dźwigniami i napędzające piasty kół, względnie mechanizmy z kołami zębatymi zainstalowane bezpośrednio w piastach napędowych kół nośnych.

Konstrukcja wg amerykańskiego patentu US2007/0024021 A1 stosuje dźwignie napędowe z ręcznymi uchwytami zamocowane do osi obu kół nośnych z pierścieniami ręcznego napędu po zewnętrznej stronie kół, którymi użytkownik wózka może poruszać ruchem wahadłowym w kierunku promieniowym, jak również w kierunku osiowym, tj. odchylać ją od płaszczyzny zbliżonej do pionowej. Taki ruch pozwala na kontakt elementu ciernego zamocowanego na dźwigni z pierścieniem ręcznego napędu i przekazanie ruchu, względnie na połączenie sprzęgła ciernego zainstalowanego w piaście koła i w ten sposób przekazanie ruchu na wózek, lub hamowanie. Ruch dźwigni w jednym kierunku jazdy jest ruchem roboczym, natomiast ruch w kierunku powrotnym jest ruchem jałowym.

Konstrukcja wg niemieckiego patentu DE 11 2007 003 318 T5 przewiduje napęd obu kół nośnych wózka inwalidzkiego w lustrzanym wykonaniu, wyposażonymi w ręczne uchwyty dźwigniami wahliwymi, zamocowanymi na osiach tych kół po ich wewnętrznej stronie. Dźwignie łożyskowane są na osiach kół i poprzez zapadki sterowane cięgnami przez manetki sytuowane na uchwycie dźwigni napędowej, mogą napędzać koła zębate zapadkowe osobne dla napędu do przodu i napędu wózka do tyłu. Przy napędzie do tyłu pracuje koło zapadkowe nacięte bezpośrednio na piaście koła nośnego wózka, natomiast przy napędzie do przodu koło zapadkowe przekazuje napęd na zainstalowane w piaście koła elementy 3-biegowej przekładni z kołami zębatymi przekładni planetarnej i system sprzęgieł jednokierunkowych. Sterowanie 3-biegowej przekładni odbywa się manetkami z uchwytu dźwigni napędowej poprzez cięgna i popychacz zainstalowany w otworze osi koła nośnego. Na piastach kół nośnych zamontowane są tarcze hamulcowe, a zaciski zamocowane są do dźwigni napędowych i uruchamiane ręcznie typową klamką.

Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego wg niniejszego wynalazku o typowej konstrukcji z dwoma tylnymi kołami nośnymi napędzanymi ręcznie poprzez pierścienie i dwoma przednimi kołami skrętnymi, którego istotą jest fakt, że pierścienie, poprzez które przenoszony jest ręczny napęd na koła nośne, zamontowane są na niezależnych kołach, lewym i prawym, w wykonaniu lustrzanym, łożyskowanych na wspólnej z kołami nośnymi geometrycznej osi i połączone bezpośrednio z nimi rozłącznie zespołem ręcznie sterowanym uchwytem dźwigniowym, ustalonym w położeniu pracy i blokowanym w położeniu spoczynkowym. Zespół sterowania bezpośrednim łączeniem i rozłączaniem koła nośnego i koła z pierścieniem ręcznego napędu stanowi zamocowany do niego na sworzniu o osi zbliżonej do prostopadłej lub prostopadłej do promienia koła uchwyt dźwigniowy z obrotową nasadką, a odchylany od położenia spoczynkowego do góry, dezaktywujący przez zwalnianie cięgna ze sprężyną osadzony na kole zacisk cierny działający na tarczę zamocowaną do piasty koła nośnego, tj. rozłączający oba koła i służący do wahliwego obrotu pierścienia i koła ręcznego napędu.

Piasta koła z pierścieniem ręcznego napędu i uchwytem dźwigniowym łożyskowana jest na osi koła nośnego, połączona jest pośrednio z kołem nośnym sprzęgłem kłowym poprzez zainstalowany w jego piaście znany mechanizm (PL 178452 B1), w którym wahliwy napęd jednej z jego dwu piast z kołami zębatymi koronowymi i wewnętrznymi pierścieniami sprzęgieł jednokierunkowych przenoszony jest przez zapadki i zewnętrzne pierścienie sprzęgieł jako jednokierunkowy, na piastę koła nośnego.

W innej korzystnej postaci wynalazku, koło z pierścieniem ręcznego napędu i uchwytem dźwigniowym łożyskowane jest na obrzeżu tarczy zamocowanej do piasty koła nośnego za pomocą minimum 3 szt. rolek kołnierzowych zabezpieczonych osłoną, połączone jest pośrednio z kołem nośnym jarzmem poprzez znany mechanizm (PL 178452 B1) zainstalowany w jego piaście, w którym wahliwy napęd jednej z jego dwu piast z kołami zębatymi koronowymi i wewnętrznymi pierścieniami sprzęgieł

PL 234 597 B1 jednokierunkowych przenoszony jest przez zapadki i zewnętrzne pierścienie sprzęgieł jednokierunkowych jako jednokierunkowy, na piastę koła nośnego.

W otworze osi koła nośnego zainstalowany jest dwupołożeniowy popychacz, sterowany ręcznie od zewnętrznej strony koła mechanizmem krzywkowym, lub od strony wewnętrznej mechanizmem dźwigniowym z linką i manetką, zamontowaną na ramie wózka, który przesuwa podparty sprężyną klin blokujący obrót bazy satelitów względem nieruchomej osi koła.

Uchwyt dźwigniowy na kole z pierścieniem ręcznego napędu osadzony jest obrotowo na sworzniu w promieniowych elementach koła, lub stanowi obrotowy segment pierścienia ręcznego napędu i służy również do hamowania koła nośnego po odchyleniu go do dołu w kierunku położenia spoczynkowego, tj. naprężeniu cięgna ze sprężyną i aktywowanie zacisku ciernego.

Położenie kątowe uchwytu dźwigniowego na kole ręcznego napędu podtrzymywane jest w położeniu pracy ustalonym przez użytkownika wózka przez płytki cierne i pakiet sprężyn talerzowych zamontowanych na osi obrotu uchwytu dźwigniowego, a w położeniu spoczynkowym zablokowane jest zatrzaskiem sprężynowym zwalnianym ręcznie.

Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego wg niniejszego wynalazku może być zastosowany do typowych modeli wózków inwalidzkich spotykanych na rynku. Jego korzystną cechą jest fakt, że w niewielkim stopniu odbiega od rozwiązań akceptowanych i powszechnie stosowanych w wózkach inwalidzkich, do których użytkownicy są przyzwyczajeni, tj. napęd pierścieniami tzw. ciągami, który jest prosty i bardzo praktyczny przy poruszaniu się wózkiem w małych pomieszczeniach lub na niewielkie odległości. W przypadku konieczności przemieszczania się użytkownika na większe odległości, tj. dojazdy do miejsca pracy czy dłuższe spacery, napęd wózka poprzez uchwyty dźwigniowe i przekazywanie napędu przy ruchach dźwigni do przodu i do tyły, tj. bez ruchów jałowych, jest korzystne energetycznie i powiększa uniwersalność wózka. Korzystnym efektem niniejszego wynalazku jest również fakt, że uchwyty dźwigniowe sięgają powyżej górnej krawędzi kół nośnych i dzięki temu powiększa się ramię ich działania i moment obrotowy przekazywany przez użytkownika wózka na koła napędowe przy tej samej użytej sile jak przy napędzie ciągami i niewielkim wzroście obszerności wykonywanych ruchów.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok wózka inwalidzkiego z boku w pierwszym przykładzie wykonania, a fig. 2 - jego częściowy widok z tyłu.

Fig. 3 rysunku przedstawia przekrój koła nośnego i koła z pierścieniem ręcznego napędu i uchwytem dźwigniowym, a fig. 4 obrazuje widok z boku koła z pierścieniem ręcznego napędu i uchwytem dźwigniowym oraz zacisk i tarczę hamulcową. Fig. 5 rysunku przedstawia widok z boku wózka inwalidzkiego w drugim przykładzie wykonania, a fig. 6 przedstawia jego częściowy widok z boku. Fig. 7 przedstawia przekrój koła nośnego łącznie z kołem z pierścieniem ręcznego napędu i uchwytem dźwigniowym. Fig. 8 rysunku przedstawia szczegół zamocowania uchwytu dźwign iowego w segmencie pierścienia napędu ręcznego, a fig. 9 rysunku przedstawia szczegół sterowania popychacza klina blokującego bazę satelitów za pomocą mechanizmu krzywkowego. Fig. 10 rysunku przedstawia szczegół sterowania popychacza klina blokującego bazę satelitów za pomocą mechanizmu dźwigniowego.

Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego w pierwszym przykładzie wykonania wg fig. 1 przedstawia widok z boku wózka inwalidzkiego, który posiada ramę 1, w której zamocowana jest nieruchoma oś 2, na której osadzona jest piasta 3 koła nośnego 4, oraz piasta koła 5 z pierścieniem ręcznego napędu 6 i uchwytem dźwigniowym 7 z obrotową nasadką 8. Fig. 2 rysunku przedstawia częściowy widok z tyłu koła nośnego 4 oraz koła 5 z pierścieniem ręcznego napędu i uchwytem dźwigniowym.

Fig. 3 rysunku przedstawia częściowy przekrój koła nośnego 4 i jego piasty 3 łożyskowanej na nieruchomej osi 2 poprzez elementy znanego mechanizmu 9, z którego piastą 10 połączona jest sprzęgłem kłowym 11 piasta 12 koła 5 z pierścieniem ręcznego napędu 6 i uchwytem dźwigniowym 7. Uchwyt dźwigniowy 7 z obrotową nasadką 8 zamontowany jest w promieniowych elementach koła 5 na sworzniu 13. Tuleja uchwytu dźwigniowego posiada zaczep 17 dla cięgna 18 służącego do sterowania zaciskiem hamulcowym. Rysunek przedstawia uchwyt dźwigniowy 7 zabezpieczony w dolnym, nieaktywnym położeniu zatrzaskiem sprężynowym 19 zwalnianym ręcznie przez użytkownika.

Fig. 4 rysunku przedstawia częściowy widok z boku na koło 5 z pierścieniem ręcznego napędu 6 i uchwytem dźwigniowym 7. Na sworzniu 13 zamontowany jest element cierny 14 napinany pakietem sprężyn talerzowych 15 i śrubą 16. Elementy cierne na sworzniu uchwytu dźwigniowego (7) podtrzymują go w położeniu ustalonym przez użytkownika z niewielkim oporem. Rysunek uwidacznia również cięgno 18 sterowania zaciskiem hamulcowym 20 zamocowanym do promieniowych elementów koła 5

PL 234 597 B1 działającym na tarczę hamulcową 21 osadzoną na piaście koła nośnego 4. Cięgno 18 działa na dźwignię zacisku hamulcowego poprzez sprężynę regulacyjną 22.

Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego w drugim przykładzie wykonania przedstawia fig. 5 rysunku, na którym przedstawiono koło nośne 4 osadzone na nieruchomej osi 2 zamocowanej w ramie wózka 1 oraz widok z boku koła 23 z pierścieniem ręcznego napędu 24 i uchwytem dźwigniowym 25 z nasadką obrotową 26. Koło 23 z pierścieniem napędu i uchwytem dźwigniowym łożyskowane jest trzema rolkami 27 na obrzeżu tarczy hamulcowej 28 zamocowanej do piasty koła nośnego 4 oraz połączone jest jarzmem 29 ze znanym mechanizmem zainstalowanym w piaście koła nośnego 4. W promieniowych elementach koła 23 zamocowany jest zacisk hamulcowy 30 działający na tarczę hamulcową 28 i uruchamiany uchwytem dźwigniowym 25 oraz cięgnem 31. Rolki 27 oraz jarzmo 29 zamknięte są osłoną 32 zamocowaną do koła 23.

Fig. 6 rysunku przedstawia częściowy widok z tyłu koła nośnego 4 oraz koła 23 z pierścieniem ręcznego napędu i uchwytem dźwigniowym.

Fig. 7 rysunku przedstawia częściowy przekrój koła nośnego 4 i jego piasty (3) łożyskowanej na nieruchomej osi 2 poprzez elementy znanego mechanizmu 9, z którego piastą 10 połączone jest jarzmem 29 koło 23 z pierścieniem ręcznego napędu 24 i uchwytem dźwigniowym 25.

Fig. 8 rysunku przedstawia częściowy przekrój pierścienia ręcznego napędu 24 i obrotowego segmentu 39. Uchwyt dźwigniowy 25 z obrotową nasadką 26 zamontowany jest w obrotowym segmencie 39, na którym zamontowany jest element cierny 14 napinany pakietem sprężyn talerzowych 15 i śrubą 16. Elementy cierne na sworzniu uchwytu dźwigniowego podtrzymują go w położeniu ustalonym przez użytkownika z niewielkim oporem. Obrotowy segment uchwytu dźwigniowego 25 posiada zaczep dla cięgna służącego do sterowania zaciskiem hamulcowym 30.

Fig. 9 obrazuje sposób sterowania klinem 33 podpartym sprężyną poprzez popychacz 34 i uruchamiany ręcznie mechanizm krzywkowy 35 służący do połączenia nieruchomej osi kół 4 z bazą satelitów 36 znanego mechanizmu 9 zainstalowanego w piaście koła nośnego 4.

Fig. 10 rysunku obrazuje sposób sterowania klina 33 podpartego sprężyną poprzez popychacz 34 i mechanizm dźwigniowy 37 oraz cięgno i ręczną manetkę 38 zamocowaną na ramie wózka.

Rozwiązanie konstrukcyjne wg niniejszego wynalazku w stanie wyłączonym (A), tj. uchwyty dźwigniowe zablokowane w dolnym położeniu spoczynkowym i klin blokujący bazy satelitów względem nieruchomych osi kół nośnych w położeniu nieaktywnym, nie różni się od konstrukcji typowej, tj. możliwy jest napęd ciągami w obu kierunkach. Koła nośne i koła z pierścieniami ręcznego napędu są bezpośrednio połączone.

W stanie częściowo załączonym (B), tj. uchwyty dźwigniowe w górnym położeniu pracy, koła nośne i koła z pierścieniami ręcznego napędu są rozłączone, klin blokujący bazy satelitów względem nieruchomych osi kół nośnych w położeniu nieaktywnym. Użytkownik napędza wózek poruszając wahliwie uchwyty dźwigniowe, a ich ruch do przodu napędza koło nośne pośrednio poprzez mechanizm zamontowany w piaście koła nośnego, a ruch do tyłu jest ruchem jałowym. Przechylenie uchwytów dźwigniowych w kierunku ku dołowi, tj. napinanie cięgien zacisków hamulcowych, powoduje hamowanie kół nośnych, a ich zablokowanie w dolnym spoczynkowym położeniu powoduje powrót do stanu (A). Wózek może się toczyć do przodu wolnym biegiem. Uchwyty dźwigniowe z obrotową nasadką pozwalają na stały kontakt użytkownika wózka z tym elementem napędowym unikając uciążliwego przechwytywania typowego pierścienia napędowego i konieczności wielokrotnego zaciskania na nim dłoni.

W stanie załączonym (C), tj. uchwyty dźwigniowe w górnym położeniu pracy, cięgna zacisków hamulcowych poluzowane, a klin blokujący bazy satelitów w położeniu aktywnym. Użytkownik napędza wózek do przodu poprzez mechanizm zamontowany w piaście koła nośnego, poruszając wahliwie uchwyty dźwigniowe, a ich ruch do tyłu jest również ruchem aktywnym, tj. napędza wózek do przodu. Wózek może się toczyć do przodu wolnym biegiem. Przechylenie uchwytów w kierunku ku dołowi, tj. napinanie cięgien zacisków hamulcowych, powoduje hamowanie kół nośnych. Jazda do tyłu np. na wzniesieniu, tj. rampy podjazdowe do budynków, jest zablokowana. Cofanie się wózka jest niemożliwe, bowiem obrót obu kół nośnych do tyłu blokuje mechanizm zainstalowany wewnątrz ich piast.

W stanie załączonym (D), uchwyty dźwigniowe zablokowane są w dolnym spoczynkowym położeniu, a klin blokujący bazy kół satelitów w położeniu aktywnym, tj. bazy satelitów są zblokowane z nieruchomymi osiami kół nośnych. W takim stanie możliwy jest napęd wózka ciągami do przodu, natomiast cofanie się wózka na podjazdach jest zablokowane mechanizmem zainstalowanym w piastach kół nośnych.

Ze względu na prostotę konstrukcji wynalazek może być zrealizowany przez producentów z podstawowym wyposażeniem, poprzez produkcję zespołu kół, nośnego, z zainstalowanym w jego piaście

PL 234 597 B1 o średnicy wewnętrznej poniżej 60 mm znanym mechanizmem i koła z pierścieniem napędu ręcznego z uchwytem dźwigniowym z zastosowaniem typowych części z przemysłu rowerowego, tj. zacisk i tarcza hamulcowa, jako zamiennik typowego koła w wózku inwalidzkim.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego, który składa się z ramy nośnej z zamocowanym w niej siedzeniem, oparciem oraz podnóżkami, wyposażony w dwa tylne koła nośne napędzane ręcznie poprzez pierścienie, oraz dwa skrętne koła przednie, znamienny tym, że pierścienie (6), poprzez które przenoszony jest ręczny napęd na koła nośne (4) wózka inwalidzkiego zamocowane są na niezależnych kołach (5), lewym i prawym w wykonaniu lustrzanym, łożyskowanych na wspólnej z kołami nośnymi geometrycznej osi (2) i połączone bezpośrednio z nimi rozłącznie zespołem ręcznie sterowanym uchwytem dźwigniowym (7) ustalonym w położeniu pracy i blokowanym w położeniu spoczynkowym.
2. 2. Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół sterowania bezpośrednim łączeniem i rozłączaniem koła nośnego (4) i koła z pierścieniem ręcznego napędu (5) stanowi zamocowany do niego na sworzniu o osi zbliżonej do prostopadłej lub prostopadłej do promienia koła uchwyt dźwigniowy (7) z obrotową nasadką (8), a odchylany od położenia spoczynkowego do góry dezaktywujący przez zwalnianie cięgna (18) ze sprężyną (22) osadzony na kole (5) zacisk cierny (20) działający na tarczę (21) zamocowaną do piasty koła nośnego (3), tj. rozłączający oba koła, oraz służący do wahliwego obrotu pierścienia i koła ręcznego napędu.
3. 3. Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego według zastrz. 1,2, znamienny tym, że piasta (12) koła z pierścieniem ręcznego napędu i uchwytem dźwigniowym łożyskowana jest na osi (2) koła nośnego i połączona jest pośrednio z kołem nośnym sprzęgłem kłowym (11) poprzez znany mechanizm (9) zainstalowany w jego piaście (3), w którym wahliwy napęd jednej z dwu piast mechanizmu (10) z kołami zębatymi koronowymi i wewnętrznymi pierścieniami sprzęgieł jednokierunkowych przenoszony jest przez zapadki i zewnętrzne pierścienie sprzęgieł jednokierunkowych jako jednokierunkowy na piastę (3) koła nośnego (4) wózka inwalidzkiego.
4. 4. Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego według zastrz. 1, 2, znamienny tym, że koło (23) z pierścieniem ręcznego napędu (24) i uchwytem dźwigniowym (25) łożyskowane jest na obrzeżu tarczy (28) zamocowanej do piasty (3) koła nośnego za pomocą minimum 3 szt. rolek kołnierzowych (27) zabezpieczonych osłoną (32), połączone jest pośrednio z kołem nośnym jarzmem (29) poprzez znany mechanizm (9) zainstalowany w jego piaście, w którym wahliwy napęd jednej z dwu piast (10) mechanizmu z kołami zębatymi koronowymi i wewnętrznymi pierścieniami sprzęgieł jednokierunkowych przenoszony jest przez zapadki i zewnętrzne pierścienie sprzęgieł jednokierunkowych jako jednokierunkowy na piastę (3) koła nośnego wózka inwalidzkiego.
5. 5. Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego według zastrz. 1,2, 3, 4, znamienny tym, że w otworze osi koła nośnego zainstalowany jest dwupołożeniowy popychacz (34), sterowany ręcznie od zewnętrznej strony koła nośnego mechanizmem krzywkowym (35), lub od strony wewnętrznej mechanizmem dźwigniowym (37) z linką i manetką (38), który przesuwa podparty sprężyną klin (33) blokujący obrót bazy satelitów (36) mechanizmu względem nieruchomej osi (2).
6. 6. Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego według zastrz. 1, 2, 3, 4, 5, znamienny tym, że uchwyt dźwigniowy na kole z pierścieniem ręcznego napędu osadzony jest obrotowo na sworzniu (13) w promieniowych elementach koła (5), lub stanowi obrotowy segment (39) pierścienia ręcznego napędu (24) i w położeniu pracy służy również do hamowania koła nośnego po odchyleniu go w kierunku położenia spoczynkowego, tj. naprężenie cięgna (18) ze sprężyną (22) i aktywowanie zacisku ciernego (30) na tarczy (28).
7. 7. Mechanizm napędu wózka inwalidzkiego według zastrz. 1,2, 3, 4, 5, 6, znamienny tym, że położenie kątowe uchwytu dźwigniowego (7) na kole ręcznego napędu (5) podtrzymywane jest w położeniu pracy ustalonym przez użytkownika wózka przez płytki cierne (14) i pakiet sprężyn talerzowych (15) zamontowanych na osi obrotu uchwytu dźwigniowego, a w położeniu spoczynkowym zablokowane jest zatrzaskiem sprężynowym (19) zwalnianym ręcznie.