[發明專利]一種輪腿復合式輪椅的前腿機構

有效

• 申請號: 201310165520.3
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN103230322A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 曹東興;曲攀;馮威;王昊陽;米佳佳
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: A61G5/06
• 分類號: A61G5/06;A61G5/10
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟群

技術領域

本發明涉及輪椅技術，特別是一種輪腿復合式輪椅的前腿機構。該機構有利于爬樓梯和越障。?

背景技術

目前，關于爬樓梯輪椅的前腿機構主要有以下技術。姜曉東等設計的“電動步行式無障礙輪椅”公開了一種電動步行式無障礙輪椅(參見專利CNlol073526A)，其主要有座架、靠背架、前輪、后輪、機械腿及動力系統等構成，該輪椅上下樓梯時采用機械腿模擬人類步行的仿生技術，使用性能穩定安全，無下滑慣性，然而該輪椅在爬樓梯時需要人力推動，費時費力，控制和操縱都比較復雜，這些問題限制了它在日常生活中的推廣使用。在龔道雄等人設計的“一種六足樓梯攀爬輪椅”(參見專利CNl02755229A)中，該輪椅系統主要包括輪椅，三條椅前側腿，三條椅背側腿，電源控制器箱等組成，所述的三條椅前側腿由髖關節、大腿、膝關節、小腿、踝關節和腳部組成。該輪椅的前腿可以跨越各種障礙以及在坎坷不平的路面上行走，并且在跨越障礙過程中座椅始終保持水平，保證了乘坐的舒適性和安全性。該輪椅不足之處是背靠著樓梯向上運動，前側腿運動過程復雜，很難控制和操縱，平地運行時效率較低，同時由于其體積較大，很難在普通住宅上使用。馬永為在“基于星輪系的爬樓梯輪椅研究(參見2008年天津大學《碩士學位論文》)一文中介紹了由日本早稻田大學理工學術院高西淳夫教授的研究室以及日本機器人開發企業Tmsuk聯合開發的雙足行走機器人“WL-16RI?Jl，它由兩條機械腿支撐一個座椅構成，每條機械腿有6個自由度，可向前、后、側面移動，座椅底部裝有陀螺儀，每條腿上裝有壓力傳感器，通過傳感器采集信息，控制其及時調整姿態保持重心平穩。WL-16RUI兩腿前后伸展距離最長為1.02米，左右最長1.36米，每條腿上下運動幅度最大0.34米。但這種輪椅對控制要求很高，操作非常復雜，在平地行走時運動幅度不大，動作緩慢；此外，座椅距地面的高度較大，易給使用者造成心理恐懼，距離實際應用還有很大的距離。在金振林等人給出的“一種四足步行器(參見專利?CNl02556200A)中，介紹了一種含有四條腿的步行裝置，其主要有機架和連接其四角上的四條結構相同的機械腿組成，所述機械腿又有長方環型件、第一驅動支鏈、第二驅動支鏈，第三驅動支鏈及半球形彈性足趾等組成。這種步行機構運動靈活、行走速度快、運動空間大、運動慣量小，但在遇到樓梯、臺階等障礙時難以運行，應用范圍十分有限。在董尚斌設計的“運行多用輪椅(參見專利86210653)中，介紹了一種平地、樓梯運行多用輪椅，前滾輪和后滾輪都用多個星形輪組成，除自轉外還繞滾輪軸公轉而實現上下樓，該輪椅屬于輪組式爬樓梯裝置，這種爬樓梯裝置的活動范圍廣，運動靈活，但是上下樓梯時平穩性不高，重心起伏較大，會使乘坐者感到不適。此外，輪組式爬樓梯裝置體積較大，且偏重，很難在普通住宅樓梯上使用。?

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種輪腿復合式輪椅的前腿機構。該機構可以輔助輪椅平穩的上下樓梯、跨溝和越障等，通過手動或電動控制，可以實現輪椅平穩運行和靈活轉彎，使殘疾人能夠獨立的操作輪椅實現上下樓梯、跨溝和越障，同時減輕親屬、護理或服務人員的勞動強度。?

本發明解決所述技術問題的技術方案是：設計一種輪腿復合式輪椅的前腿機構，其特征在于該前腿機構主要包括后連接板位姿調節機構，前連接板位姿調節機構，動力傳動機構，變速傳動機構和控制系統；?

所述后連接板位姿調節機構包括箱體、后連接板、主軸、曲柄、導桿、滑塊、導桿座、左絲杠、左齒條螺母、上電磁離合器、左手柄、后導向輪、前導向輪以及安裝前導向輪的下軸；手動調節后連接板的傳動連接是，直接轉動左手柄，帶動左絲杠轉動，進而使左齒條螺母沿著左絲杠移動，左齒條螺母帶動曲柄上的局部齒輪進行擺動，接著曲柄又帶動滑塊沿著固定于后連接板上的導桿移動，且后連接板進行擺動，從而實現位姿的調節；電動調節后連接板的傳動連接是，對上電磁離合器通電，電機通過傳動機構帶動主軸轉動，主軸上的后錐齒輪與安裝在與主軸垂直上小軸上的前錐齒輪嚙合，帶動左下齒輪轉動，左下齒輪通過與裝在上小軸上的上小齒輪嚙合，又帶動裝在上小軸上與上電磁離合器連在一起的上大齒輪轉動，上大齒輪又與裝在左?絲杠末端的左小齒輪嚙合，進而又帶動左絲杠轉動，左絲杠轉動的同時又帶動其上的左齒條螺母沿著左導軌移動，通過左齒條螺母與曲柄上的局部齒輪嚙合帶動曲柄擺動，曲柄又帶動滑塊沿著固定在后連接板上的導桿移動，實現對后連接板位姿的調節；?