[發明專利]輪/履耦合式自平衡無障礙輪椅

無效

• 申請號: 201210110195.6
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102614055A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 高學山;白陽;王冬曉;宗成國;靳飛;郭文增;李敬一
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61G5/06
• 分類號: A61G5/06;A61G5/10
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 付雷杰;高燕燕

技術領域

本發明是一種輪/履耦合式自平衡無障礙輪椅，屬于一種在平地、樓梯以及凸凹不平的路面上都能安全穩定運行的無障礙輪椅。

背景技術

自平衡無障礙輪椅是一種集運動機構、動態決策與規劃、行為控制等多種技術于一體的綜合系統。其中，星型輪式無障礙輪椅和履帶式無障礙輪椅最具代表性。無障礙輪椅是老年人和下肢癱瘓病人在日常生活中不可或缺的代步工具，性能優越的輪椅，尤其是智能無障礙輪椅能使他們在完成部分日常活動的同時，重新獲得生活能力，增強重新融入社會的信心。

星型輪式無障礙輪椅是目前國際上較為通用，也是研究最多的一種越障輪椅模式，是目前爬樓梯效果較好的輪椅，在一定程度上可以適應多種地形，但是這種星型輪式無障礙輪椅在爬越樓梯時會產生較大的顛簸，對于輪椅使用者來講感覺很不舒服。而應用普遍使用的輪式輪椅，其越障性能又不強，若使用輪式輪椅爬越樓梯(假如一幢大樓門前并沒有輪椅通道)，一般的做法是在整個樓梯鋪設平板，這顯然是不現實的。另一種做法是在輪式輪椅上安裝爬越樓梯的輔助機構等，這樣就會造成輪椅的機構相當復雜，而且輪椅也會很重。此外，履帶式輪椅能夠平穩的進行樓梯攀爬，適合大多數的室內外障礙地形，簡單容易操作，相對于其他種類的無障礙輪椅更為安全穩定，無需專人輔助進行樓梯攀爬，但是履帶式輪椅在平地上的運動速度緩慢，重量大，使得履帶式輪椅在轉彎及搬運等方面不方便。

發明內容

為了克服現有的無障礙輪椅在攀爬樓梯或攀越障礙物時不穩定、可靠性不高、速度緩慢等的缺陷，本發明提供一種安全、方便、穩定地攀爬樓梯或攀越障礙物的輪椅，使用者不需要任何的幫助就可以自由地在平地、樓梯臺階、斜坡上“行走”，將給殘障人士的日常生活提供極大的方便。

本專利解決技術問題所采用的技術方案是：輪/履耦合式自平衡無障礙輪椅，是由上機架、下機架、主機架、下肢機架、輔輪架、輔輪、重心平衡機構、輪/履變結構移動平臺構成，上機架、下機架同主機架的上端軸動裝連接，通過重心平衡機構的調節可以繞主機架上端俯仰一定角度，下肢機架與下機架動裝連接，可以繞下機架外側軸自動旋轉。輔輪架動裝連接在下機架上，輔輪安裝在輔輪架上，重心平衡機構安裝在主機架與上、下機架之間，輪/履耦合式移動平臺與主機架動裝連接，采用輪/履耦合式移動平臺，使輪椅在攀越樓梯或障礙物時具有良好的越障能力。

上機架由上機架椅墊、上機架軸、頭部支撐機架、頭部支撐軟墊、扶手、把手構成，椅墊固定在上機架軸上，兩個扶手安裝在上機架軸的前端，當輪椅攀爬樓梯、障礙物或平地行走時上使用者可手握扶手，以提高其穩定性。為了使老年人或肢體癱瘓病人在使用輪椅時更加舒適、放松，在上機架頂端安裝一頭部支撐機構，頭部支撐機構包括頭部支撐機架和頭部支撐軟墊兩部分，頭部支撐機架同上機架軸動裝連接，可以沿著連接體上下移動，從而調節頭部支撐軟墊的具體位置。上機架同主機架動裝連接，可以繞主機架的上端軸旋轉一定的角度，主機架起固定作用，上機架、下機架、兩電動推桿通過一定的支點動裝連接在主機架上，控制箱和輪履變結構移動平臺均固定連接在主機架上。下機架包括下機架軸和下機架椅墊兩部分，下機架軸一端同主機架動裝連接，另一端同下肢機架動裝連接，老年人或者肢體癱瘓病人可根據自己的實際需要自行調節下肢機架同下機架之間的角度。下肢機架由下肢機架軸、腳踏板、護膝套構成，腳踏板和護膝套可以通過下肢機架軸上下調節其位置。

采用輪/履耦合式移動平臺，由輪式與履帶式移動相互轉換的變換機構、驅動裝置、彈性履帶構成，其輪式與履帶式移動相互轉換的變換機構由主動輪、支撐輪、推桿、六點連接體、六點連接體擺桿、支撐輪擺桿、連桿、曲柄構成，六點連接體與六點連接體擺桿、曲柄、連桿構成一曲柄搖桿機構，六點連接體與推桿動裝連接，輪椅上、下樓梯時，控制箱中的ARM控制板通過程序控制推桿推動曲柄搖桿結構，使支撐輪展開一定的角度，從而實現移動平臺由輪式移動向履帶式移動的轉換。平地行走時，移動平臺的彈性履帶不展開，驅動裝置通過控制兩個主動輪運轉來驅動輪椅行走，調節主動輪的轉速差，可以實現輪椅的轉彎動作；上、下樓梯時，控制箱中的ARM控制板控制輔輪自動抬起，通過輪式與履帶式移動相互轉換的變換機構將彈性履帶展開，將座椅調高到適當的位置，通過驅動裝置控制主動輪帶動彈性履帶按照一定的轉速運行，從而實現輪椅的上、下樓梯運動。彈性履帶附在主動輪上，驅動裝置安裝在兩移動平臺之間的主機架下端軸上，由電動機、減速器和聯軸器構成。