[发明专利]用于手推式轮椅的低速齿轮系统及其使用方法

说明书

背景技术

本发明一股来说涉及医疗装置。明确地说，本发明涉及手推式轮椅。

美国存在经估计150万手动轮椅用户(mWCU)且全球存在经估计2亿轮椅用户。手动轮椅用户依赖于其上肢来进行日常生活的移动及活动。然而，高达70％的手动轮椅用户表示肩痛。mWCU的肩痛直接关联到进一步无能，包含难以执行日常生活的活动、减少的身体活动及降低的生活质量。总的来说，由疼痛所致的任何上肢功能损失不利地影响mWCU的独立性及可动性。因此，提供用以使肩痛最小化的创新技术、治疗及介入是必要的。

另外，一些轮椅用户可能具有其上肢的经减弱力量。减弱的量值可使以(明确地说)移动上坡所需的扭矩使用传统手动轮椅变得过度困难且不可行。因此，需要一种适应具有其上肢的经减弱力量的轮椅用户的手动轮椅。

使用电动轮椅消除对肩的所有劳损且减少肩痛。然而，电动椅对于大部分轮椅用户不是可行的选项，因为电动椅是昂贵的、沉重的(即，太沉重而不能装载到汽车中、需要特殊的厢式车及升降机)、因电池寿命而具有有限使用持续时间、需要频繁再充电、给能够手动推进其自己的椅的人提供较小灵活性、有时太宽而不适合穿过门口且因有限的上身移动而导致降低的身体健康。另外，在手动轮椅用户当中通过存在依附于这些装置的使用的消极羞耻感。大部分手动轮椅用户从不利用电动轮椅，除非电动轮椅是其最后的选项。

为了为经历难以推动轮椅的群体中的此很大一部分人解决问题，此项技术中已提供各种设计。实例包含动力辅助轮椅、杠杆操作轮椅及手动齿轮换挡轮椅。推圈激活式动力辅助轮椅(PAPAW)是解决此需要的最初技术中的一者。所述PAPAW类似于电动轮椅，但轮毂中的电池及电机有助于用户推动其椅。这些装置已展示将显著减小mWCU所使用的能量的量。然而，PAPAW是不理想的，因为其是沉重的(例如，53lbs的附加重量)且与手动轮椅相比较难以操纵，因为其需要两个大电动机及电池。此外，在需要对电池进行再充电之前，此些装置的范围是有限的。此外，这些装置是相当昂贵的(例如，贵于进口水平的电动椅)，且价格不包含轮椅框架的成本。

杠杆操作轮椅是利用轮椅用户的较人体工学划船运动的创新方式。购自Wijit Wheelchairs(罗兹维尔，加利福尼亚州)的附加装置中提供实例杠杆操作轮椅。对这些装置的评估已展示杠杆是推进的较舒适方法，且其减小肩的工作量。然而，这些装置不遵循传统轮椅设计的概念；即，使用手推圈。因此，此些轮椅需要相对高的学习过程以在向前推进与倒退推进之间进行切换。由于当前手动轮椅用户进行倒退中刹车及推动的非直观方法，因此对这些装置了解起来极慢。

Magic Wheels(西雅图，华盛顿州)创造了其中第二齿轮特定满足上坡的双速轮椅附加系统。在使用此装置的临床试验中，实验对象经历肩痛的严重程度的显著降低。然而，限制是用户必须停止并手动换挡到其它齿轮中，例如，用身体转动轮子的侧上的转盘以换挡。对于其手(例如，因脊椎损伤)具有有限灵敏性的许多轮椅用户，转动此转盘是身体上不可能的。此外，用户必须知道何时换挡且因此具有认知障碍(例如创伤性脑损伤、痴呆等)的个人不能利用此装置。

此项技术中需要一种在手动轮椅与电动轮椅之间配合的适合装置。

发明内容

本文中提供用于轮椅的低速齿轮驱动系统的方法、系统及设备。所述低速齿轮驱动系统可包括太阳齿轮、环形齿轮、一个或一个以上行星齿轮、行星架、轮轴及用于将所述低速齿轮系统安装到轮椅的框架的安装组合件。所述低速齿轮驱动系统的输入耦合到所述轮椅的手推圈，且输出耦合到所述轮椅的轮子。在一股实施例中，所述低速齿轮驱动系统的所述输入可耦合到任何驱动电源，例如电机、杠杆组合件及／或类似物。所述行星架及所述环形齿轮可固定地附接到所述手推圈或所述轮子。在替代实施例中，所述低速齿轮驱动系统可包括两个太阳齿轮、行星架、一个或一个以上行星齿轮对、轮轴及安装组合件。在此实施例中，第二太阳齿轮可与所述轮子啮合，且所述行星架或第一太阳齿轮可耦合到所述手推圈。

在另一实施例中，用于轮椅的所述低速齿轮驱动系统可进一步包括用于将所述轮子及驱动系统附接到所述轮椅的快速释放安装组合件。所述快速释放安装组合件包括辅助轮轴、轮轴板及与快速释放组合件相关联的辅助轮轴孔口，所述快速释放组合件包括杠杆及连结螺栓。通过啮合所述杠杆及连结螺栓，所述辅助孔口摩擦地啮合主要轮轴以将所述轮子及驱动系统附接到所述轮椅。在另一实施例中，所述快速释放安装组合件包括从所述轮轴突出以防止从轮轴孔口的无意移除的弹簧加压式滚珠轴承。