轮椅的辅助驱动结构.pdf

1、(10)授权公告号 CN 102119891 B (45)授权公告日 2015.02.18 CN 102119891 B (21)申请号 201010000609.0 (22)申请日 2010.01.12 A61G 5/10(2006.01) A61G 5/02(2006.01) (73)专利权人 许湘菱 地址 中国台湾台北市信义区松山路321号2 楼 (72)发明人 许湘菱 (74)专利代理机构 北京中原华和知识产权代理 有限责任公司 11019 代理人 寿宁 张华辉 JP 特开平 11-99180 A,1999.04.13, 说明书 第21、 第24-26段、 第30-41段及说明书附图1

2、、 4、 6、 9、 10、 11. US 6112837 A,2000.09.05,说明书第7-8栏 及说明书附图 15. EP 0707842 A1,1996.04.24, 全文 . JP H0939877 A,1997.02.10, 全文 . WO 9505141 A1,1995.02.23, 说明书第 7 页 第16-20行， 第24-27行， 第10页第7-21行， 第11 页第 7-17 行及说明书附图 1、 图 2A. TW 391942 B,2000.06.01, 全文 . JP H09168567 A,1997.06.30, 全文 . JP 2004106602 A,2004

3、.04.08, 全文 . JP H0939873 A,1997.02.10, 全文 . 郭梯云等 . 数据传输系统的主要技术问 题 .数据传输 . 人民邮电出版社 ,1998, 第 7 页 . (54) 发明名称 轮椅的辅助驱动结构 (57) 摘要 本发明是关于一种轮椅的辅助驱动结构， 其 包含一有线讯号传输结构、 一传感器、 一控制电路 与一驱动单元。 有线讯号传输结构设置于一轮毂， 且轮毂设置于轮椅的一转动轮， 传感器设置于转 动轮， 并产生一感测讯号而传输至有线讯号传输 结构， 控制电路耦接有线讯号传输结构并接收感 测讯号以产生一控制讯号， 驱动单元耦接控制电 路并接收控制讯号， 以依据

4、控制讯号驱动轮毂转 动而转动转动轮， 如此， 本发明可达到结构简单的 目的， 并且利用有线传输方式传输讯号， 因不易受 外界环境干扰， 得以确实传输感测讯号至控制电 路进而精确控制驱动单元转动该转动轮， 且使用 有线传输方式可降低成本。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 徐进明 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 (10)授权公告号 CN 102119891 B CN 102119891 B 1/1 页 2 1. 一种轮椅的辅助驱动结构， 其包含有 ： 一有线讯号传输结构

5、， 设置于一轮毂， 该轮毂设置于该轮椅的一转动轮， 该有线讯号传 输结构更包含 ： 复数上固定盘， 设置于该轮毂 ； 复数下固定盘， 设置于一下壳体， 该下壳体匹配于该轮毂 ； 至少一上绝缘件， 设置于该 些上固定盘之间， 以隔离该些上固定盘 ； 至少一下绝缘件， 设置于该些下固定盘之间， 以隔离该些下固定盘 ； 以及 复数滚动件， 设置于该些上固定盘与该些下固定盘之间 ； 一传感器， 设置于该转动轮， 并产生至少一感测讯号而传输至该有线讯号传输结构 ； 一控制电路， 连接该有线讯号传输结构并接收该感测讯号， 以产生一控制讯号 ； 以及 一驱动单元， 耦接该控制电路并接收该控制讯号， 以依据该

6、控制讯号驱动该轮毂转动， 而转动该转动轮。 2. 根据权利要求 1 所述的轮椅的辅助驱动结构， 其中该些滚动件为复数滚珠或复数滚 柱。 3. 根据权利要求 1 所述的轮椅的辅助驱动结构， 其中该些上固定盘、 该些下固定盘与 该些滚动件的材质为导电材质。 4. 根据权利要求 1 所述的轮椅的辅助驱动结构， 其更包含 ： 复数第一传输线， 分别连接于该传感器与该些上固定盘， 以传输该传感器的该感测讯 号至该些上固定盘， 并经由该些滚动件传输该感测讯号至该些下固定盘 ； 以及 复数第二传输线， 连接于该些下固定盘与该控制电路， 传输该感测讯号至该控制电路。 5. 根据权利要求 1 所述的轮椅的辅助驱

7、动结构， 其中该传感器为一位移传感器。 6. 根据权利要求 1 所述的轮椅的辅助驱动结构， 其更包含 ： 一套筒， 设于该轮毂， 该驱动单元穿于该套筒， 以驱动该轮毂转动， 而转动该转动轮。 7. 根据权利要求 6 所述的轮椅的辅助驱动结构， 其中该驱动单元具有一传动轴， 该传 动轴穿于该套筒， 以驱动该轮毂转动， 而转动该转动轮。 8. 根据权利要求 7 所述的轮椅的辅助驱动结构， 其中该驱动单元为一马达。 9. 根据权利要求 1 所述的轮椅的辅助驱动结构， 其更包含 ： 复数第一传输线， 连接于该传感器与该有线讯号传输结构， 以传输该传感器的该感测 讯号至该有线讯号传输结构 ； 以及 复数

8、第二传输线， 连接于该有线讯号传输结构与该控制电路， 传输该感测讯号至该控 制电路。 10. 根据权利要求 1 所述的轮椅的辅助驱动结构， 其更包含 ： 一电池， 耦接该控制电路， 并传输一电源至该控制电路。 11. 根据权利要求 10 所述的轮椅的辅助驱动结构， 其中该电池为一充电电池。 12. 根据权利要求 1 所述的轮椅的辅助驱动结构， 其更包含 ： 一固定件， 设置一盒体并固定于该轮椅的一支架， 该驱动单元与该控制电路设于该盒 体。 权 利 要 求 书 CN 102119891 B 2 1/5 页 3 轮椅的辅助驱动结构 技术领域 0001 本发明是有关于一种辅助驱动结构， 尤指一种轮

9、椅的辅助驱动结构。 背景技术 0002 由于医疗技术的进步， 使人类的平均寿命增加许多。 但人类随着年龄的增长， 身体 各器官的功能亦随的老化， 此乃不争的事实， 而当人体发生较为严重的疾病， 或是年老力衰 时， 有可能必须长时间卧病在病床上， 但长时间躺卧在病床上， 对病患而言绝对不是非常良 好的休养方式， 因为长时间卧床有时会使身体机能退化， 甚至发生褥疮， 且对于心肺功能、 大肠蠕动或者泌尿系统都有一定影响， 所以为了考虑病患的行动不方便及符合人性化的需 求， 老年人或其它不良于行动者往往都需要利用轮椅来代步。轮椅是老年人或是肢体障碍 者等行动不便族群主要的代步工具， 利用轮椅可使这些行

10、动不便的族群在行的方面， 达到 独立自主的推移需求。因此， 轮椅的便利性、 安全性是非常重要的。现今轮椅大都是能够便 利于乘坐者活动， 且具备有控制器以便于乘坐者控制。 0003 轮椅型态非常多种， 但从动力施予的来源进行区分， 大致上仅可分为手动轮椅与 电动轮椅两种。手动轮椅的动力来源是使用者的双手推动手动轮椅的扶手圈， 驱使轮胎转 动来达成轮椅的移动。电动轮椅则是利用电动马达来提供轮椅行进时所需要的动力， 使用 者只需利用操控装置来控制马达便能够掌握轮椅的行进方向与行驶速度， 因此， 电动轮椅 提供使用者较为舒适的推移辅助工具， 但却失去了手动轮椅原先所具有运动筋骨的优点。 0004 基于

11、上述原因， 现今发展出一种辅助使用者推动手动轮椅的辅助装置， 让使用者 不再吃力地推动手动轮椅。 此种型态的轮椅主要利用一力量感应器(force sensor)感应使 用者推动轮椅的力量， 而产生一感应讯号， 并利用无线传输方式传输感应讯号至控制电路， 控制电路再依据感应讯号而驱动马达， 以转动轮椅的轮胎而辅助使用者推动轮椅。现有的 电力辅助装置虽然可以辅助使用者推动轮椅， 但是此种电力辅助装置是利用无线传输方式 传输讯号， 所以于传输讯号的过程中容易受到外界环境干扰， 而无法确实传输讯号到控制 电路， 因此导致在使用者推动轮椅时， 无法正确回馈感应讯号至控制电路以驱动马达， 而辅 助使用者推

12、动轮椅。 此外， 现有具辅助装置的轮椅的结构过于复杂， 加上使用无线传输装置 所以成本较为昂贵。 0005 为了改善上述问题， 本发明是提供一种轮椅的辅助驱动结构， 其用于辅助使用者 推动轮椅， 让使用者不需要耗费太多的力气即可推动轮椅， 且本发明所提供的辅助驱动装 置的结构简单， 并利用有线传输方式传输讯号， 如此不但成本低廉， 而且于传输讯号的过程 中亦不容易受外界环境干扰， 以于使用者推动轮椅时确实回馈感应讯号， 而转动轮椅的转 动轮， 以辅助使用者推动轮椅。 发明内容 0006 本发明的目的之一， 是在于提供一种轮椅的辅助驱动结构， 驱动装置利用有线传 输方式传输讯号， 如此于传输讯号

13、的过程不会受到外界环境的干扰， 可确实传输讯号至控 说 明 书 CN 102119891 B 3 2/5 页 4 制电路， 以精确控制轮椅的转动轮转动， 而辅助使用者推动轮椅。 0007 本发明的目的之二， 是在于提供一种轮椅的辅助驱动结构， 其运用有线传输方式 传输讯号， 不仅结构简单， 且可降低生产成本。 0008 为了达到上述的目的， 本发明提供一种轮椅的辅助驱动结构， 其包含有 ： 0009 一有线讯号传输结构， 设置于一轮毂， 该轮毂设置于该轮椅的一转动轮 ； 0010 一传感器， 设置于该转动轮， 并产生至少一感测讯号而传输至该有线讯号传输结 构 ； 0011 一控制电路， 连接该

14、有线讯号传输结构并接收该感测讯号， 以产生一控制讯号 ； 以 及 0012 一驱动单元， 耦接该控制电路并接收该控制讯号， 以依据该控制讯号驱动该轮毂 转动， 而转动该转动轮。 0013 本发明中， 其中该有线讯号传输结构更包含 ： 0014 复数上固定盘， 设置于该轮毂 ； 0015 复数下固定盘， 设置于一下壳体， 该下壳体匹配于该轮毂 ； 0016 至少一上绝缘件， 设置于该些上固定盘之间， 以隔离该些上固定盘 ； 0017 至少一下绝缘件， 设置于该些下固定盘之间， 以隔离该些下固定盘 ； 以及 0018 复数滚动件， 设置于该些上固定盘与该些下固定盘之间。 0019 本发明中， 其中

15、该些滚动件为复数滚珠或复数滚柱。 0020 本发明中， 其中该些上固定盘、 该些下固定盘与该些滚动件的材质为导电材质。 0021 本发明中， 其更包含 ： 0022 复数第一传输线， 分别连接于该传感器与该些上固定盘， 以传输该传感器的该感 测讯号至该些上固定盘， 并经由该些滚动件传输该感测讯号至该些下固定盘 ； 以及 0023 复数第二传输线， 连接于该些下固定盘与该控制电路， 传输该感测讯号至该控制 电路。 0024 本发明中， 其中该传感器为一位移传感器。 0025 本发明中， 其更包含 ： 0026 一套筒， 设于该轮毂， 该驱动单元穿于该套筒， 以驱动该轮毂转动， 而转动该转动 轮。

16、 0027 本发明中， 其中该驱动单元具有一传动轴， 该传动轴穿于该套筒， 以驱动该轮毂转 动， 而转动该转动轮。 0028 本发明中， 其中该驱动单元为一马达。 0029 本发明中， 其更包含 ： 0030 复数第一传输线， 连接于该传感器与该有线讯号传输结构， 以传输该传感器的该 感测讯号至该有线讯号传输结构 ； 以及 0031 复数第二传输线， 连接于该有线讯号传输结构与该控制电路， 传输该感测讯号至 该控制电路。 0032 本发明中， 其更包含 ： 0033 一电池， 耦接该控制电路， 并传输一电源至该控制电路。 0034 本发明中， 其中该电池为一充电电池。 说 明 书 CN 102

17、119891 B 4 3/5 页 5 0035 本发明中， 其更包含 ： 0036 一固定件， 设置一盒体并固定于该轮椅的一支架， 该驱动单元与该控制电路设于 该盒体。 0037 本发明具有的有益效果， 本发明通过由有线传输方式传输讯号， 可避免传输讯号 至控制电路的过程受到外界环境的干扰， 而可确实传输讯号至控制电路， 以精确控制轮椅 的转动轮转动， 而辅助使用者推动轮椅。 此外， 本发明的辅助驱动装置的结构简单且使用有 线传输方式传输讯号， 所以可达到降低成本的目的。 附图说明 0038 图 1A 是本发明的轮椅的辅助驱动结构的一较佳实施例的结构示意图 ； 0039 图 1B 是本发明的轮

18、椅的辅助驱动结构的一较佳实施例的分解示意图 ； 0040 图 2A 是本发明的辅助驱动装置的驱动单元与有线讯号传输结构的一较佳实施例 的结构示意图 ； 0041 图 2B 是本发明的有线讯号传输结构的下固定盘与下壳体的一较佳实施例的结构 示意图 ； 以及 0042 图 3 是本发明的有线讯号传输结构的上固定盘与轮毂的一较佳实施例的结构示 意图。 0043 【图号简单说明】 0044 1 轮椅 2 支架 0045 3 转动轮 5 轮毂 0046 51 套筒 7 下壳体 0047 71 穿孔 10 有线讯号传输结构 0048 12 下固定盘 14 滚动件 0049 13 第二传输线 15 下绝缘件

19、 0050 16 上固定盘 17 上绝缘件 0051 20 传感器 23 第一传输线 0052 30 控制电路 40 驱动单元 0053 45 传动轴 50 盒体 0054 60 电池 70 固定件 0055 75 凹槽 具体实施方式 0056 为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识， 用以较佳的 实施例及附图配合详细的说明， 说明如下 ： 0057 首先， 请参阅图 1A 与图 1B， 是本发明的轮椅的辅助驱动结构的一较佳实施例的结 构示意图与分解示意图。如图所示， 本发明轮椅的辅助驱动结构包含一有线讯号传输结构 10、 一传感器 20、 一控制电路 30 与一驱动单元

20、40( 参阅图 2A)。有线讯号传输结构 10 设置 于轮椅 1 的一轮毂 5， 轮毂 5 设置于轮椅 1 的一转动轮 3， 一下壳体 7( 参阅图 2A) 匹配于轮 毂 5( 参阅图 3)。传感器 20 设置于转动轮 3， 其用于感测使用者推动转动轮 3 的状态， 例如 说 明 书 CN 102119891 B 5 4/5 页 6 转动轮3的位移量或者使用者的推动力量， 并产生一感测讯号且经由复数第一传输线23而 将感测讯号传输至有线讯号传输结构 10， 该些第一传输线 23 耦接于传感器 20 与有线讯号 传输结构 10。传感器 20 可为位移传感器或者力量传感器， 但并不局限本发明的传感

21、器 20 仅为此两种类型， 其可为其它类型的传感器。 0058 控制电路30与驱动单元40是设置于一盒体50， 控制电路30电性耦接有线讯号传 输结构 10， 以接收传感器 20 产生的感测讯号， 进而依据感测讯号产生一控制讯号。驱动单 元 40 耦接控制电路 30 并接收控制电路 30 所产生的控制讯号， 驱动单元 40 依据控制讯号 驱动轮毂 5 转动， 而转动该转动轮 3。驱动单元 40 的一较佳实施例为一马达。当使用者使 用轮椅 1， 而推动轮椅 1 的转动轮 3 转动时， 传感器 20 会感测转动轮 3 的状态， 并产生感测 讯号且将感测讯号传输至有线讯号传输结构 10， 以传输至控

22、制电路 30。控制电路 30 接收 感测讯号后， 则会依据感测讯号产生控制讯号， 并传送至驱动单元 40 而控制驱动单元 40， 以驱动轮毂 5 转动进而带动转动轮 3 转动， 而使得轮椅 1 移动， 如此即可减少使用者推动轮 椅 1 的力量， 以辅助使用者推动轮椅 1。 0059 请参阅图 2A， 是本发明的辅助驱动装置的驱动单元和有线讯号传输结构的一较佳 实施例的结构示意图。本发明的有线讯号传输结构 10 设置于轮椅 1 的轮毂 5( 参阅图 1A)， 轮毂 5( 参阅图 3) 与下壳体 7 相互匹配。如图 2A 与图 2B 所示， 有线讯号传输结构 10 包含 复数下固定盘 12 与复数

23、滚动件 14， 该些下固定盘 12 设置于下壳体 7， 该些滚动件 14 分别 设置于该些下固定盘 12。该些滚动件 14 的一较佳实施例为滚珠或滚柱。 0060 请参阅图 3， 本发明的有线讯号传输结构 10 更包含有复数上固定盘 16， 该些上固 定盘 16 设置于轮毂 5， 该些上固定盘 16 对应于下壳体 7 的该些下固定盘 12( 参阅图 2A)。 当下壳体 7 匹配于轮毂 5 时， 该些滚动件 14 即设置于该些上固定盘 16 与该些下固定盘 12 之间。轮毂 5 设有一套筒 51， 即套筒 51 设置于轮毂 5， 驱动单元 40( 参阅图 2A) 穿设于套 筒 51， 以通过由转

24、动轮毂 5 而转动轮椅 1 的转动轮 3。 0061 复参阅图 2A， 控制电路 30 与驱动单元 40 设置于盒体 50。驱动单元 40 具有一传 动轴 45， 传动轴 45 穿过下壳体 7 的一穿孔 71 而穿设于轮毂 5 的套筒 51。驱动单元 40 会 驱使传动轴 45 旋转， 而驱使轮毂 5 旋转而转动轮椅 1 的转动轮 3。控制电路 30 耦接驱动单 元 40， 以控制驱动单元 40 运作。本发明更包含一电池 60， 其耦接控制电路 30， 以供应电源 至控制电路 30， 且经由控制电路 30 传输电源至驱动单元 40。电池 60 的一较佳实施例为一 充电电池， 以便于使用者不需经

25、常更换电池 60。此外， 本发明更包含一固定件 70， 其设置于 盒体 50 并固定于轮椅 1 的一支架 2 上 ( 参阅图 1B)， 以固定盒体 50 于支架 2。固定件 70 具有一凹槽 75 以配合支架 2。 0062 本发明的有线讯号传输结构 10 的该些下固定盘 12、 该些滚动件 14 与该些上固定 盘 16 的材质为导电材质， 例如金属材质。传感器 20 通过由该些第一传输线 23 传输感测讯 号至有线讯号传输结构 10 的该些上固定盘 16， 该些第一传输线 23 分别连接于该些上固定 盘 16。该些上固定盘 16 经由该些滚动组件 14 而传输感测讯号至该些下固定盘 12。该

26、些 下固定盘 12 耦接复数第二传输线 13( 参阅图 2A)， 该些第二传输线 13 耦接控制电路 30， 以 传输感测讯号至控制电路 30。该些下固定盘 12 与该些上固定盘 16 的数量相同于传感器 20 所连接的该些第一传输线 23 的数量。于此实施例中， 如图 3 所示， 传感器 20 连接有四 条第一传输线 23， 所以此实施例具有四个上固定盘 16( 参阅图 3) 与四个下固定盘 12( 参 说 明 书 CN 102119891 B 6 5/5 页 7 阅图 2B)。此外， 若增设传感器 20 于转动轮 3 时， 并不需增设该些下固定盘 12 与该些上固 定盘 16 的数量， 该

27、些传感器 20 所连接的相同传输线可以共享同一上固定盘 16 与下固定盘 12。例如， 传感器 20 所连接的四条第一传输线 23 的颜色分别为红、 绿、 黑与白， 如此相同颜 色的第一传输线 23 即可共享同一上固定盘 16 与下固定盘 12。上述实施例的第一传输线 23 有四条， 其仅为本发明的一实施例， 并非限制本发明的第一传输线 23 必须有四条， 其依 据使用的需求而有所不同。 0063 本发明通过由有线讯号传输结构 10 而传输传感器 20 的感测讯号至控制电路 30， 如此即可利用有线传输方式传输感测讯号至控制电路 30， 以于传输感测讯号的过程不会受 到外界环境的干扰， 以可确

28、实传输感测讯号至控制电路30， 以精确控制轮椅1的转动轮3转 动， 而辅助使用者推动轮椅 1。此外， 运用有线传输方式传输感测讯号， 是可降低制作成本。 0064 复参阅图 2B， 本发明的有线讯号传输结构 10 更包含下绝缘件 15， 下绝缘件 15 设 置于该些下固定盘 12 之间， 以隔离该些下固定盘 12 而互不电性接触。复参阅图 3， 该些上 固定盘 16 之间设置有上绝缘件 17， 用以隔离该些上固定盘 16 而互不电性接触。 0065 综上所述， 本发明轮椅的辅助驱动结构， 其包含有线讯号传输结构、 传感器、 控制 电路与驱动单元， 传感器设于转动轮用于感测使用者推动转动轮的状态

29、， 并产生感测讯号 且传送至有线讯号传输结构， 控制电路耦接有线讯号传输结构并接收感测讯号， 以产生控 制讯号， 以控制驱动单元转动轮毂， 进而带动转动轮转动。由于， 本发明通过由有线传输方 式传输讯号， 所以可避免传输讯号至控制电路的过程受到外界环境的干扰， 而可确实传输 讯号至控制电路， 以精确控制轮椅的转动轮转动， 而辅助使用者推动轮椅。此外， 本发明的 辅助驱动装置的结构简单且使用有线传输方式传输讯号， 所以可达到降低成本的目的。 0066 综上所述， 仅为本发明的一较佳实施例而已， 并非用来限定本发明实施的范围， 凡 依本发明权利要求范围所述的形状、 构造、 特征及精神所为的均等变化与修饰， 均应包括于 本发明的权利要求范围内。 说 明 书 CN 102119891 B 7 1/5 页 8 图 1A 说 明 书 附 图 CN 102119891 B 8 2/5 页 9 图 1B 说 明 书 附 图 CN 102119891 B 9 3/5 页 10 图 2A 说 明 书 附 图 CN 102119891 B 10 4/5 页 11 图 2B 说 明 书 附 图 CN 102119891 B 11 5/5 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 102119891 B 12