[實用新型]一種新型爬樓梯輪椅

有效

• 申請號: 201520207117.7
• 申請日: 2015-04-09
• 公開（公告）號: CN205163437U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 林礪宗;劉馨雨;羅彬
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: A61G5/06
• 分類號: A61G5/06;A61G5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及一種新型爬樓梯輪椅，尤其是輪椅結構合理化的設計。

背景技術：

按爬樓梯功能實現原理主要分為履帶式、輪組式、步行式以及其他附加輔助式爬樓梯裝置。國外對于爬樓梯裝置的研究相對較早，我國對此類裝置的研究起步較晚。現在各國家紛紛對智能輪椅進行研究，使智能輪椅具有記憶地圖、避障、自動行走、與用戶交互等功能。智能輪椅是將智能機器人技術應用于電動輪椅，融合多種領域的研究，包括機器視覺、機器人導航和定位、模式識別、多傳感器融合及用戶接口等，涉及機械、控制、傳感器、人工智能等技術，也稱智能輪椅式移動機器人。

本實用新型提供一種實用性好、安全平穩的輪-履帶機構混合的爬樓梯輪椅，結合了履帶式輪椅運行效率高，運動平穩和輪組式輪椅運行阻力小，運動靈活的優點，克服了其它類型輪椅重心波動大，動作緩慢，裝置體型大，操作復雜等缺點。

發明內容：

本實用新型的目的是針對殘疾人和老年人的人口不斷增加，以及我國的住房條件，設計一款實用性強、安全可靠的爬樓梯輪椅，以此作為他們平地行走和上下樓梯的代步工具。

本實用新型爬樓梯輪椅結構包括：履帶機構、減速機構、升降機構、驅動機構的參數結構設計和強度校核。輪式機構用于平地行走，采用后輪輪轂電機驅動；前后履帶機構用于上下樓梯，采用前履帶機構驅動。

所述的履帶機構采用同步輪、同步帶節距制設計標準，由前后履帶機構組成。前履帶機構中有兩個主動輪，四個從動輪，后履帶機構中有四個從動輪。主動同步輪安裝在主動軸上，靠鍵帶動；從動同步輪的內圈固定在履帶機構固定板上，不轉動，而外圈是靠同步帶和地面的摩擦，同步帶和從動同步輪的嚙合來實現轉動。輪椅在平地行走時，履帶裝置不接觸地面。上下樓梯時，將前履帶機構放下，同時后履帶機構向后翻轉，起支撐輪椅的作用，這樣可使輪椅上下樓梯時更加安全可靠。

所述的減速機構采用兩級減速裝置，一級減速裝置為行星輪減速器，與電機相連接，二級減速裝置采用蝸輪蝸桿機構。行星輪減速器的軸與蝸桿采用聯軸器進行聯接，為了減小減速機構的尺寸，采用梅花型聯軸器。

所述的升降機構由多個單叉機構合并而成，安裝電機的一端是活動端，另一端是固定端，滑塊在推桿電機的推動下沿著滑槽移動，從而促使整個機構升降。

附圖說明：

圖1爬樓梯輪椅的整體結構三維圖。

圖2前履帶機構三維圖。

圖3后履帶機構三維圖。

圖4減速機構三維圖。

圖5升降機構三維圖。

具體實施方式：

如圖1所示，爬樓梯輪椅的運行流程如下：輪椅在平地行走時，輪椅底座與前履帶保持水平，后履帶處的推桿電機處于收縮狀態，后履帶靠在靠背后，前輪為萬向輪101，采用輪椅后輪輪轂電機102驅動，履帶前面的升降機構處于極限收縮位置，使前履帶裝置不接觸地面，。上下樓梯時，采用履帶驅動，推桿電機推動升降機構的滑塊運動，升降機構伸長一段的距離，從而推動輪椅上升一定的高度，同時后履帶機構在另一個推桿電機的推力作用下翻轉到與地面接觸，使輪椅前后輪離開地面。電機通過減速裝置，將動力傳遞到蝸輪上，蝸輪通過鍵驅動主動軸，主動軸帶動前履帶上的兩個主動輪，從而驅動前履帶機構運行，后履帶機構在地面的摩擦下運行。這樣輪椅就可以完成上下樓梯的功能。

圖2、3分別為前履帶機構和后履帶機構，采用同步帶和同步輪的節距制設計標準。前履帶機構中有兩個主動輪，四個從動輪，后履帶機構中有四個從動輪。主動同步輪201安裝在主動軸上，靠鍵帶動；從動同步輪202的內圈固定在履帶機構固定板上，不轉動，而外圈是靠同步帶和地面的摩擦，同步帶和從動同步輪的嚙合來實現轉動。

圖4所示的減速機構，為了保證上下樓梯過程中安全平穩，采用兩級減速，一級減速裝置為行星輪減速器401，與電機相連接；二級減速裝置采用蝸輪蝸桿402機構，可以使輪椅上下樓梯的速度減慢到6m/min。兩級減速裝置之間采用尺寸較小的梅花型聯軸器403，電機選用無刷直流電機404。

圖5為升降機構，采用直流推桿電機501驅動，可以實現150mm的高度變化，能在極小的空間內發揮較高的舉升能力。