[發明專利]一種欠驅動自適應式爬樓梯輪椅

有效

• 申請號: 201410171664.4
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103932849A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 陸志國;原培新;龔佳樂;李子陽;仝允;曹輝;胡杰鑫
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: A61G5/06
• 分類號: A61G5/06;A61G5/10
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 崔蘭蒔

技術領域：

本發明屬于醫療器械技術領域，具體涉及一種能夠自動平穩爬樓梯的欠驅動自適應式爬樓梯輪椅。

背景技術：

目前市場上的輪椅種類很多，均配有大的行走輪，有折疊式、電動式、爬樓式等，為身體行動不便的人提供了方便，但不論哪一種形式的輪椅，都無法跨過道路上比較高的障礙，或者在有坡度的道路上保持平衡，尤其是在爬樓梯、登公交車等復雜情況下，傳統輪椅都難以給身體行動不便的人帶來足夠的幫助。有些公共場所和住宅有垂直電梯，行動不便的人可以乘坐垂直電梯上下樓，但是仍然有很大一部分住宅和公共場所只有步梯或手扶電梯，乘坐傳統輪椅的行動不便的人在這種情況下無法獨立完成上下樓行動。除此之外，有時身體行動不便的人在乘坐傳統輪椅行走在有坡度的道路上時，也可能因為重心不穩而遇到輪椅傾翻的危險。

發明內容：

為解決以上現有技術存在的問題,本發明提出了一種可以自動爬樓梯，且在爬樓梯或行走在不平整的道路上時也能維持椅身平衡的欠驅動自適應式爬樓梯輪椅。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種欠驅動自適應式爬樓梯輪椅，包括椅架主體、電池、平衡機構、驅動系統和控制系統；

所述驅動系統包括變速箱、主電動機和欠驅動輪系，所述變速箱的殼體和主電動機的殼體分別連接在椅架主體下部，主電動機動力輸出端與變速箱的動力輸入端固定連接，所述欠驅動輪系為多臂星形輪系，包括齒輪箱、輪架軸、中軸、小軸和車輪，所述輪架軸與變速箱的動力輸出端固定連接，輪架軸通過軸承設置在齒輪箱上，在輪架軸上固定套裝有大齒輪；所述中軸和小軸固定在齒輪箱內，在中軸上活動套裝有中齒輪，在小軸上活動套裝有小齒輪，所述小齒輪、中齒輪和大齒輪均設置在齒輪箱內；所述車輪與小齒輪數量相同，且與小齒輪固定連接，所述大齒輪與中齒輪相嚙合，中齒輪與小齒輪相嚙合；

所述平衡機構包括絲杠支架、上框架、下框架和尾框架，絲杠支架固定在椅架主體的椅背后部，在絲杠支架上設置有絲杠，在椅架主體的后部固定有絲杠電機的殼體，絲杠電機的動力輸出端與絲杠固定連接；所述上框架上端鉸接有帶螺紋孔的滑塊，滑塊與所述絲杠相配合，所述下框架的下端鉸接在椅架主體下部，下框架的上端與上框架的下端和尾框架的上端鉸接在框架軸上，尾框架的下端設置有萬向輪；在上框架上鉸接有直線電機的一端，直線電機的另一端與尾框架相鉸接；

所述控制系統包括角度傳感器、控制器及操作手柄，所述操作手柄設置在椅架主體上，角度傳感器位于椅架主體的坐位的下部；控制器的信號輸入端分別與角度傳感器及操作手柄相連接，控制器的信號輸出端分別與主電動機、直線電機及絲杠電機相連接；所述電池分別與角度傳感器、操作手柄、主電動機、直線電機及絲杠電機相連接。

在欠驅動輪系上還設置有電磁離合器，電磁離合器的主動端固定套裝在欠驅動輪系的輪架軸上，電磁離合器的從動端固定在齒輪箱上，電磁離合器的信號輸入端與控制器的信號輸出端相連接，電磁離合器與電池相連接。

所述控制系統還包括距離傳感器，距離傳感器固定于椅架主體的下前部，距離傳感器的輸出端與控制器的信號輸入端相連接，距離傳感器與電池相連接。

所述變速箱殼體的后部鉸接在椅架主體的下部，變速箱殼體的前部與減震器的一端相鉸接，減震器的另一端與椅架主體的下部相鉸接；所述主電動機的殼體固定在變速箱殼體上。

所述欠驅動輪系為三臂星形或四臂星形輪系。

所述控制器為PLC。

所述電池和控制器位于椅架主體的坐位下部。

所述平衡機構還包括單向旋轉支撐架，所述單向旋轉支撐架安裝在框架軸上。

本發明的有益效果：

本發明結構緊湊、傳動效率高、性能穩定可靠。本發明通過欠驅動輪系的特性可以實現爬樓梯和跨過較高障礙物的功能，同時平衡機構可以在路面不平的情況下維持車身的平衡，提高了安全性能。

附圖說明：

圖1是本發明的一個實施例的結構示意圖；

圖2是圖1的欠驅動輪系結構示意圖；

圖3是圖1的驅動系統的結構示意圖；

圖4是圖1的欠驅動輪系與電磁離合器連接后的結構示意圖；

圖5是圖1涉及的實施例上樓梯時控制系統的工作流程圖；

圖6是圖1涉及的實施例下樓梯時控制系統的工作流程圖；

圖7是圖1的控制系統的電路原理框圖；