[發明專利]用于手推式輪椅的低速齒輪系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201280048213.0
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103998002B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 斯科特·C·戴格爾
• 申請（專利權）人: 智能車輪公司
• 主分類號: A61G5/02
• 分類號: A61G5/02;F16H1/46;B60B1/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 瞿衛軍;王瑩

背景技術

本發明一股來說涉及醫療裝置。明確地說，本發明涉及手推式輪椅。

美國存在經估計150萬手動輪椅用戶(mWCU)且全球存在經估計2億輪椅用戶。手動輪椅用戶依賴于其上肢來進行日常生活的移動及活動。然而，高達70％的手動輪椅用戶表示肩痛。mWCU的肩痛直接關聯到進一步無能，包含難以執行日常生活的活動、減少的身體活動及降低的生活質量。總的來說，由疼痛所致的任何上肢功能損失不利地影響mWCU的獨立性及可動性。因此，提供用以使肩痛最小化的創新技術、治療及介入是必要的。

另外，一些輪椅用戶可能具有其上肢的經減弱力量。減弱的量值可使以(明確地說)移動上坡所需的扭矩使用傳統手動輪椅變得過度困難且不可行。因此，需要一種適應具有其上肢的經減弱力量的輪椅用戶的手動輪椅。

使用電動輪椅消除對肩的所有勞損且減少肩痛。然而，電動椅對于大部分輪椅用戶不是可行的選項，因為電動椅是昂貴的、沉重的(即，太沉重而不能裝載到汽車中、需要特殊的廂式車及升降機)、因電池壽命而具有有限使用持續時間、需要頻繁再充電、給能夠手動推進其自己的椅的人提供較小靈活性、有時太寬而不適合穿過門口且因有限的上身移動而導致降低的身體健康。另外，在手動輪椅用戶當中通過存在依附于這些裝置的使用的消極羞恥感。大部分手動輪椅用戶從不利用電動輪椅，除非電動輪椅是其最后的選項。

為了為經歷難以推動輪椅的群體中的此很大一部分人解決問題，此項技術中已提供各種設計。實例包含動力輔助輪椅、杠桿操作輪椅及手動齒輪換擋輪椅。推圈激活式動力輔助輪椅(PAPAW)是解決此需要的最初技術中的一者。所述PAPAW類似于電動輪椅，但輪轂中的電池及電機有助于用戶推動其椅。這些裝置已展示將顯著減小mWCU所使用的能量的量。然而，PAPAW是不理想的，因為其是沉重的(例如，53lbs的附加重量)且與手動輪椅相比較難以操縱，因為其需要兩個大電動機及電池。此外，在需要對電池進行再充電之前，此些裝置的范圍是有限的。此外，這些裝置是相當昂貴的(例如，貴于進口水平的電動椅)，且價格不包含輪椅框架的成本。

杠桿操作輪椅是利用輪椅用戶的較人體工學劃船運動的創新方式。購自Wijit?Wheelchairs(羅茲維爾，加利福尼亞州)的附加裝置中提供實例杠桿操作輪椅。對這些裝置的評估已展示杠桿是推進的較舒適方法，且其減小肩的工作量。然而，這些裝置不遵循傳統輪椅設計的概念；即，使用手推圈。因此，此些輪椅需要相對高的學習過程以在向前推進與倒退推進之間進行切換。由于當前手動輪椅用戶進行倒退中剎車及推動的非直觀方法，因此對這些裝置了解起來極慢。

Magic?Wheels(西雅圖，華盛頓州)創造了其中第二齒輪特定滿足上坡的雙速輪椅附加系統。在使用此裝置的臨床試驗中，實驗對象經歷肩痛的嚴重程度的顯著降低。然而，限制是用戶必須停止并手動換擋到其它齒輪中，例如，用身體轉動輪子的側上的轉盤以換擋。對于其手(例如，因脊椎損傷)具有有限靈敏性的許多輪椅用戶，轉動此轉盤是身體上不可能的。此外，用戶必須知道何時換擋且因此具有認知障礙(例如創傷性腦損傷、癡呆等)的個人不能利用此裝置。

此項技術中需要一種在手動輪椅與電動輪椅之間配合的適合裝置。

發明內容

本文中提供用于輪椅的低速齒輪驅動系統的方法、系統及設備。所述低速齒輪驅動系統可包括太陽齒輪、環形齒輪、一個或一個以上行星齒輪、行星架、輪軸及用于將所述低速齒輪系統安裝到輪椅的框架的安裝組合件。所述低速齒輪驅動系統的輸入耦合到所述輪椅的手推圈，且輸出耦合到所述輪椅的輪子。在一股實施例中，所述低速齒輪驅動系統的所述輸入可耦合到任何驅動電源，例如電機、杠桿組合件及／或類似物。所述行星架及所述環形齒輪可固定地附接到所述手推圈或所述輪子。在替代實施例中，所述低速齒輪驅動系統可包括兩個太陽齒輪、行星架、一個或一個以上行星齒輪對、輪軸及安裝組合件。在此實施例中，第二太陽齒輪可與所述輪子嚙合，且所述行星架或第一太陽齒輪可耦合到所述手推圈。

在另一實施例中，用于輪椅的所述低速齒輪驅動系統可進一步包括用于將所述輪子及驅動系統附接到所述輪椅的快速釋放安裝組合件。所述快速釋放安裝組合件包括輔助輪軸、輪軸板及與快速釋放組合件相關聯的輔助輪軸孔口，所述快速釋放組合件包括杠桿及連結螺栓。通過嚙合所述杠桿及連結螺栓，所述輔助孔口摩擦地嚙合主要輪軸以將所述輪子及驅動系統附接到所述輪椅。在另一實施例中，所述快速釋放安裝組合件包括從所述輪軸突出以防止從輪軸孔口的無意移除的彈簧加壓式滾珠軸承。