Коляска для инвалидов

 

Использование: в качестве транспортного средства для инвалидов. Сущность изобретения: коляска состоит из каркаса в виде емкости для сжатого воздуха с передними и задними колесами и сиденьем, привода управления с рычагами и пневмосистемы. На каркасе установлены четыре пневмоцилиндра с поршнями, на штоках которых шарнирно закреплено сиденье. Каждое из колес выполнено из подвижной и неподвижной частей и снабжено механизмом вращения в виде коленчатого вала. Подвижная часть выполнена из двух дисков с ободом. Неподвижная часть также выполнена из двух дисков, жестко прикрепленных к каркасу. Между дисками двух частей колеса установлены на осях ролики. Подвижная часть установлена с возможностью взаимодействия внутренней поверхностью дисков и обода с роликами. Между дисками неподвижной части взаимно перпендикулярно в горизонтальной и вертикальной плоскостях установлены две пары пневмоцилиндров с поршнями и с общими штоками. Механизм вращения имеет шарнирную связь со штоками поршней с дисками и приводом управления. На каждом рычаге установлен сектор - копир и стопор. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к транспортным средствам передвижения для инвалидов, и может быть использовано при движении по лестничным маршам, по ровной и пересеченной местности и в помещении.

Известны кресла-коляски, имеющие колесную и гусеничную ходовые части. Например, кресло-коляска, содержащее каркас с сиденьем, гусеничную и колесную ходовые части и привод управления. /см. а.с. N 1676621, A 61 G 5/02, от 11.02.88 г./. Кресло-коляска снабжено также передаточным механизмом, обеспечивающим попеременное кинематическое соединение колесной и гусеничной ходовых частей с электроприводом и ручным приводом. Недостатками колясок подобной конструкции является сложность изготовления, громоздкость, наличие дополнительных деталей с планетарными механизмами и шестернями. Многозвенность узлов механизмов ведет к непредсказуемому выходу из строя любого механизма, усложняет ремонт.

Известны также кресла-коляски, содержащие каркас с сиденьем, ведущими и ведомыми колесами, механизм перемещения по лестничным маршам и привод /см. а. с. N 1607806, кл. А 61 G 5/06 от 19.04.88/. Механизм перемещения выполнен в виде выдвижных опор и двух пар лопастей. Привод содержит храповые механизмы и системы зубчатых и цепных передач. Недостатком известных конструкций является наличие большого количества звеньев в механизмах, что усложняет конструкцию и приводит к высокому непредсказуемому выходу из строя любого механизма. Усложняет ремонт.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является коляска для инвалидов, содержащая каpкас, на котором закреплены четыре передних и четыре задних колеса и установлено сиденье, привод управления с рычагами, пневмосистему и набор батарей для питания током приводных двигателей для колес /см. заявка ФРГ N 3225354, кл. А 61 G 5/00 от 07.07.82 г./ Каркас выполнен в виде двух рам, расположенных параллельно друг над другом. Пневмосистема включает установленные на раме емкость для сжатого воздуха с компрессором и вертикальные поршни с цилиндрами двойного действия. Сиденье шарнирно закреплено на верхней раме и снабжено стабилизирующей системой для сохранения горизонтального положения при различных относительных положениях верхней и нижней рам каркаса. Применение пневмосистемы для придания креслу с инвалидом вертикального положения при любом наклонном движении коляски позволяет повысить удобство в эксплуатации, исключить ударные нагрузки для инвалида при движении по лестнице. Однако применение воздушных цилиндров для поднятия четырех колес из восьми и перемещение нижней рамы относительно верхней и наоборот делают коляску весьма громоздкой и многоотказной.

Кроме того, необходимость наличия большого количества электробатарей для питания электрокомпрессора и приводных двигателей усложняет эксплуатацию коляски, так как требует подзарядки, ежедневного осмотра, проверки электробезопасности. В случае выхода из строя двигателей инвалид может оказаться в опасной ситуации.

Задачей изобретения является создание конструкции коляски для инвалидов с любым характером инвалидности, обеспечивающей повышение маневренности, безопасности и удобства эксплуатации при движении в квартиpе, по лестничным переходам и маршам, по проселочным и лесным дорогам.

Для решения поставленной задачи в коляске для инвалидов, содержащей каркас с шарнирно закрепленным сиденьем, передними и задними ходовыми колесами, привод управления с рычагами и пневмосистему с емкостью для сжатого воздуха и установленными на каркасе вертикальными цилиндрами с поршнями, согласно данному изобретению каркас выполнен в виде емкости для сжатого воздуха, сиденье закреплено на штоках поршней, а каждое колесо выполнено из двух частей подвижной, состоящей из двух дисков с ободом, и неподвижной, расположенной между дисками и жестко соединенной с каркасом, и снабжено механизмом вращения в виде симметричного коленчатого вала с двумя опорными и двумя рабочими шейками, причем неподвижная часть выполнена также в виде двух дисков, между которыми взаимно перпендикулярно в горизонтальной и вертикальной плоскостях размещены две пары пневмоцилиндров с поршнями, каждая пара которых соединена общим штоком, а по наружной поверхности дисков и по окружности между ними закреплены на осях ролики, при этом подвижная часть установлена с возможностью взаимодействия с роликами, а механизм вращения имеет шарнирную связь со штоками поршней, подвижной частью колеса и приводом управления, и его ось вращения смещена относительно оси вращения колеса на расстояние, равное половине расстояния между осями рабочих шеек. Кроме того, привод управления снабжен установленном на каждом рычаге сектором-копиром, а рычаг оборудован стопором.

Выполнение каркаса в виде емкости для сжатого воздуха упрощает конструкцию, обеспечивает ее компактность, устойчивость. Закрепление сиденья на штоках поршней не только обеспечивает безопасность инвалида пpи движении с горы или в гору, но и повышает удобство, так как поршни являются амортизаторами и снижают ударные нагрузки при любых неровностях дороги.

Кроме того, конструкция более технологична, так как цилиндры являются и опорами для сиденья.

Выполнение колеса подобной конструкции обеспечивает увеличение усилия вращения колеса в десятки раз. При вращении подвижная часть колеса взаимодействует с вращающимися роликами и обкатывает дорогу, т.е. инвалид затрачивает меньше усилий для приведения колес во вращение. Неподвижная часть колеса с закрепленными между ними роликами является основной осью для обода колеса. Ролики, размещенные по наружной поверхности дисков, удерживают подвижную часть колеса от бокового смещения.

Пневмоцилиндры, расположенные между дисками неподвижной части, обеспечивают увеличения усилия для подъема коляски в гору или вверх по лестнице /варьируя количество включенных цилиндров/. При спуске с горы или лестницы они могут служить тормозом, что обеспечивает безопасность инвалида.

Кроме того, установка пневмоцилиндров дает возможность закачки в каркас 1 сжатого воздуха посредством мускульной силы при движении коляски с горы или по ровной дороге.

Использование механизма вращения в виде симметричного коленчатого вала со смещенной осью вращения обеспечивает при передаче вращения на колесо возможность сместить ось вращения колеса на внутреннюю поверхность обода. Кроме того, смещение оси обеспечивает строго прямолинейное движение поршней, что исключает боковое трение поршней о стенки цилиндров, что повышает КПД механизма.

Соединение вертикальных и горизонтальных поршней общим штоком повышает технологичность и компактность.

Снабжение привода управления копиром обеспечивает автоматическое управление пневмосистемой.

Стопор обеспечивает изменение положения рычага с изменением положения сиденья, а соответственно и тела инвалида, что повышает удобство в эксплуатации.

На фиг. 1 изображена коляска, общий вид; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 сиденье, закрепленное на штоках поршней цилиндров, вид сбоку; на фиг.4 колесо с механизмом вращения.

Коляска для инвалидов состоит из каркаса 1, передних 2 и задних 3 ходовых колес, сиденья 4, привода управления 5 с рычагами 6 и пневмосистемы 7. Каркас 1 выполнен в виде емкости для сжатого воздуха, в которой установлены два передних 8 и два задних 9 цилиндра с поршнями 10, 11 и штоками 12, 13 соответственно. Сиденье 4 оборудовано пробковыми воздушными кранами 14 и шарнирно закреплено на штоках 12, 13. Каждое колесо 2,3 выполнено из двух частей подвижной 15 и неподвижной 16 и снабжено механизмом вращения в виде коленчатого вала 17. Подвижная часть 15 выполнена из двух дисков 18 с ободом 19. Неподвижная часть 16 расположена между дисками 18 и состоит из двух дисков 20, жестко прикрепленных к каркасу 1. Между дисками 20 закреплены две пары 21, 22 пневмоцилиндров с поршнями 23, 24 соответственно. Поршни 23 имеют общий шток 25, а поршни 24 шток 26. Пневмоцилиндры 21 и 22 расположены взаимно перпендикулярно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. По наружной поверхности дисков 20 и по окружности между ними закреплены с возможностью вращения на осях 27 ролики 28. При этом подвижная часть 15 установлена с возможностью взаимодействия с роликами 28. Коленчатый вал 17 выполнен симметричным и имеет две опорные 29 шейки, шарнирно соединенные с каркасом 1 и подвижной частью 15 колес 2, 3, и две рабочие 30 шейки, на которых шарнирно закреплены штоки 25, 26 поршней 23, 24. Ось 31 вращения вала 17 смещена относительно оси 32 вращения колес 2, 3 на расстояние, равное половине расстояния между осями шеек 30.

Привод управления 5 включает две поперечные тяги 33, расположенные по левую и правую стороны каркаса 1 и шарнирно соединенные с коленчатыми валами 17 колес 2,3.

Рычаги 6 шарнирно соединены с тягой 33 и снабжены стопорами 34 и сектором-копиром 35. Рычаги 6 нижней частью прикреплены к клапанной коробке 36, скрепленной с каркасом 1.

Пневмосистема 7 состоит из трубок 37 /или кислородных шлангов/, сообщающих каркас 1 емкость для сжатого воздуха через воздушный кран 14 и клапанную коробку 36 с цилиндрами 8, 9 и 21, 22.

На обод 14 колес 2, 3 надета камера 38.

Коляска используется следующим образом.

При движении коляски вперед инвалид тянет рычаги 6 на себя, при движении назад толкает от себя. При движении с поворотом направо или полным разворотом вправо инвалид левый рычаг 6 тянет на себя, правый от себя. При движении с поворотом налево или полным разворотом влево инвалид правый рычаг 6 тянет на себя, а левый 6 от себя. При движении по горизонтальной плоскости или с горы и лестницы инвалид может включить в работу пневмоцилиндры 21, 22, передвинув копир 35 на рычаг 6 в рабочее положение вправо. При этом в зависимости от физической силы и наклона можно включить пневмоцилиндры 21, 22 в работу по закачке воздуха в каркас емкость по одному, двум и т.д. до 16 пневмоцилиндров. При этом копир 35 передвинут вправо.

При движении в гору лестницу копир 35 должен быть в нерабочем /левом/ положении.

При спуске с горы или лестницы скорость движения рычага 6 определяет скорость движения коляски. В случае необходимости остановки оба рычага нужно остановить, коляска встанет, так как 16 пневмоцилиндров 21, 22 являются тормозом.

Движение коляски осуществляется следующим образом.

Поперечная тяга 33 передает усилие от рычага 6 на коленчатый вал 17. При прямолинейном движении тяги 33 вперед назад вал 17 вращается, передает вращение подвижной части 15 колес 2, 3 и приводит в движение поршни 23, 24. Поршни 23, 24 совершают прямолинейное движение строго по направлению диаметров во взаимно перпендикулярных направлениях. Вращающаяся часть 15 колеса 2,3 взаимодействует с роликами 28. Внутренними поверхностями дисков 18 и обода 19 подвижная часть 15 катится по роликами 28, вращающимся вокруг оси 27. Ролики 28, размещенные на наружной поверхности дисков 20, предотвращают боковое смещение колес 2,3. Обкатывая ободом 19 ролики 28, установленные между дисками 20, колеса 2,3 как бы обкатывают дорогу. При этом усилие вращения колес 2,3 увеличивается в десятки раз.

При движении вниз по лестнице, с горы инвалид изменяет положение сиденья 4, переключая воздушный кран 14 на подачу воздуха в два передних цилиндра 8. Штоки 12 поршней 10 поднимают переднюю часть сиденья 4, предотвращая выпадение тела из коляски.

При движении вверх по лестнице или в гору инвалид переключает воздушный кран 14 на подачу воздуха в задние цилиндры 9. Штоки 13 поршней 11 поднимают заднюю часть сиденья, предотвращая опрокидывание назад.

Вслед за изменением положения сиденья инвалид перемещает и фиксирует рычаги 6 с помощью стопора 34 в удобное для себя положение.

Сиденье 4 на пневмоцилиндрах 8, 9, являющихся опорами и амортизаторами, позволяет инвалиду меньше уставать при движении и легко изменять на устойчивое положение тела при поворотах.

Инвалид оперирует рычагами 6. Левый рычаг приводит во вращение два левых колеса 2, 3 и управляет воздушными клапанами /не показаны/ пневмоцилиндров 21, 23 левой стороны попарно на один клапан. Это же самое происходит с правой стороны при перемещении правого рычага 6. Сектор-копир 35 обеспечивает автоматическое закрытие-открытие пневматических клапанов управления работой пневмоцилиндров 21,22.

Таким образом предлагаемая коляска технологична в изготовлении, компактна и обеспечивает простоту, удобство и безопасность в эксплуатации.

Коляска обеспечивает самостоятельное передвижение инвалида с любым характером инвалидности /без ног, без рук или в иных вариантах/ в квартире, по лестничным маршам вверх, вниз, по любым дорогам, проселкам, в лесу.

Снабжение запасенной энергией в виде сжатого воздуха посредством мускульной силы инвалида или электрокомпрессором в каркасе-емкости позволяет использовать коляску для работы бытовых приборов для резки, чистки овощей самим инвалидом, а также для работы инвалида на дому пневмоинструментом.

С помощью такой инвалидной коляски можно предусмотреть снабжение энергией сжатого воздуха мягких протезов рук, ног, кистей для восстановления работоспособности инвалида.

Формула изобретения

1. Коляска для инвалидов, содержащая каркас с передними и задними ходовыми колесами, на котором шарнирно закреплено сиденье, привод управления с рычагами и пневмосистему с емкостью для сжатого воздуха и с установленными на каркасе вертикальными цилиндрами с поршнями, отличающаяся тем, что каркас выполнен в виде емкости для сжатого воздуха, сиденье закреплено на штоках поршней, а каждое колесо выполнено из подвижной части, состоящей из двух дисков с ободом, и расположенной между ними неподвижной части, состоящей также из двух дисков, жестко прикрепленных к каркасу, и снабжено механизмом вращения в виде симметричного коленчатого вала с двумя опорными и двумя рабочими шейками, причем между дисками неподвижной части взаимно перпендикулярно в горизонтальной и вертикальной плоскостях размещены две пары пневмоцилиндров с поршнями, каждая пара которых имеет общий шток, а по наружной поверхности дисков и по окружности между ними закреплены на осях ролики, с которыми имеет возможность взаимодействия подвижная часть, при этом механизм вращения шарнирно связан со штоками поршней, подвижной частью колеса и приводом управления и его ось вращения смещена относительно оси вращения колеса на расстояние, равное половине расстояния между осями рабочих шеек.

2. Коляска по п.1, отличающаяся тем, что рычаг привода управления снабжен установленным на каждом рычаге копиром.

3. Коляска по п.1, отличающаяся тем, что рычаг привода управления выполнен со стопором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4