[發(fā)明專利]基于行走輪擺動的雙節(jié)雙履帶爬樓輪椅及上下樓方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610071375.6
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105726232B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 曹沖振;王鳳芹;王素玉;孫慧;曹乾磊;宋作玲;許彤然;闞常凱
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: A61G5/06
• 分類號: A61G5/06
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 段毅凡

1.一種基于行走輪擺動的雙節(jié)雙履帶爬樓輪椅，它包括輪椅主體、兩個行走大輪和履帶爬樓機構；輪椅主體是在輪椅架上設有椅背、椅座和腳踏板，輪椅架的前下方裝有兩個萬向輪；其特征在于，它還包括大輪擺臂機構，其中：

所述的履帶爬樓機構是左右對稱的雙履帶機構，由兩側的履帶機構、履帶驅動電機及第二減速裝置以及履帶變構機構組成；其中每側的履帶機構包括機構前段、機構后段和橡膠履帶，機構前段和機構后段通過承重輪軸鉸接成一條安裝橡膠履帶的整體機構；

所述的輪椅主體直接安裝固定在機構后段上，機構前段通過履帶變構機構可繞承重輪軸向前上方轉動，并隱藏在輪椅主體下面，實現(xiàn)履帶變構；履帶驅動電機及第二減速裝置安裝在機構前段上，并與機構前段驅動輪軸實現(xiàn)傳動，履帶驅動電機運行時帶動履帶轉動實現(xiàn)爬樓目的；

所述履帶變構機構構造是，在輪椅主體的座椅下方固定安裝變構電機及第三減速裝置，第三減速裝置輸出軸為曲軸，曲軸兩端活動連接連桿，連桿與機構前段的連桿軸間隙連接，變構電機運行時牽動機構前段相對于機構后段折疊和展開；

所述的大輪擺臂機構包括固定在機構后段上的擺臂電機及第一減速裝置，第一減速裝置的輸出軸為曲軸，兩個行走大輪安裝在曲軸兩端的輪軸上，擺臂電機運行時驅動兩個行走大輪上下擺動，兩個行走大輪下擺時可著平地面行走、上擺時可離開地面使橡膠履帶著樓梯臺階行走，行走大輪上帶有手輪圈。

2.如權利要求1所述的雙節(jié)雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，還包括電池盒，電池盒安裝在左右兩側的機構后段之間，通過電池盒將兩側的機構后段連接成一個整體。

3.如權利要求1所述的雙節(jié)雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，所述的機構后段包括后外側固定板和后內側固定板，后外側固定板和后內側固定板用若干連接件連接在一起，在機構后段后部安裝有從動輪和張緊件，機構后段前部的承重輪軸上安裝承重輪，底面焊接有替代支撐輪作用的履帶支撐板；在后外側固定板上設有用于安裝輪椅主體的輪椅固定卡。

4.如權利要求3所述的雙節(jié)雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，所述的機構后段的前部設有安裝架，安裝架上設有滑槽，后外側固定板的相應位置也設有相同的滑槽，通過滑槽安裝上可在滑槽內調節(jié)位置的軸承軸，軸承軸上安裝支撐軸承；當履帶爬樓機構展開時，支撐軸承與橡膠履帶是分離的，當履帶爬樓機構向上折疊時，支撐軸承與履帶外齒側接觸，從而支撐住橡膠履帶。

5.如權利要求1所述的雙節(jié)雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，所述的機構前段包括前內側固定板和前外側固定板，前內側固定板和前外側固定板用若干連接件連接在一起；在機構前段后部設有軸承孔和軸承，通過軸承與機構后段的承重輪軸連接，在機構前段前部設有驅動輪軸，并通過連接件安裝有履帶驅動電機及減速裝置，減速裝置與機構前段前部的驅動輪軸傳動，驅動輪軸上安裝履帶驅動輪，履帶驅動電機運行時帶動橡膠履帶運轉；機構前段中部設有連桿軸，通過連桿軸將左右兩側的機構前段連為一體；機構前段底面焊接有替代支撐輪作用的前履帶支撐板。

6.如權利要求1所述的雙節(jié)雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，所述的變構機構的第三減速裝置輸出軸為第三驅動軸，第三驅動軸兩端安裝擺桿，擺桿通過中間轉軸連接連桿，連桿另一端與機構前段的連桿軸間隙連接，變構電機運行時牽動機構前段折疊和展開。

7.如權利要求3所述的雙節(jié)雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，所述大輪擺臂機構的第一減速裝置的輸出軸為擺臂驅動軸，擺臂驅動軸通過軸承及軸承座安裝在后外側固定板上，擺臂驅動軸兩端通過鍵連接固定連接上擺臂桿，行走大輪安裝在擺臂桿上。

8.如權利要求1所述的雙節(jié)雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，所述擺臂電機及第一減速裝置通過固定架固定在履帶爬樓機構的機構后段的電池盒上。

9.一種如權利要求1-8任一所述的雙節(jié)雙履帶爬樓輪椅的上下樓方法，其特征在于，它分為上樓過程和下樓過程，其中：

（一）上樓過程步驟為：

第1.1步：當乘坐者雙手操作轉動行走大輪到達樓梯處時，首先調整方向使行走大輪朝后，并且靠在第一個臺階沿上，然后操作大輪擺臂機構使行走大輪上擺到履帶上方，過程中輪椅逐漸后仰直到履帶后端搭到第一個臺階沿上，繼續(xù)上擺動行走大輪，再操作履帶變構機構使履帶爬樓機構展開，使履帶機構前段展開著地，此時輪椅主體臨時后傾，再操作履帶爬樓機構倒行，開始用履帶爬樓，越過第二個臺階后轉換成正常爬樓狀態(tài)；

第1.2步：當爬樓至最后一個臺階沿時，為避免突然后傾，應暫時停止履帶爬樓，乘坐者同時操作大輪擺臂機構使行走大輪向后擺動剛好著地，再操作履帶爬樓機構繼續(xù)爬樓，完成重心從樓梯到平地的過渡，直到履帶爬樓機構完全脫離最后一個臺階沿，然后操作履帶變構機構，使履帶爬樓機構前段折到輪椅座椅下方，再操作大輪擺臂機構，使行走大輪下擺到平地行走狀態(tài)，轉動兩側行走大輪平地行走，進行平地行走或通過樓梯半層平臺；

第1.3步：繼續(xù)重復上述第1.1步和第1.2步過程，直到需要達到的樓層；

（二）下樓過程步驟為：

第2.1步：當乘坐者雙手操作轉動行走大輪到達樓梯處時，先操作大輪擺臂機構上擺行走大輪至擺臂桿與座椅平行，同時操作履帶變構機構，使機構前段展開著地，再操作履帶爬樓機構向樓下運行，在整體重心越過第一個臺階沿之后，停止履帶爬樓機構，并操作大輪擺臂機構上擺行走大輪到爬樓狀態(tài)的位置，進而驅動履帶爬樓機構平穩(wěn)運行下樓；

第2.2步：在履帶離開最后一個臺階沿之前，先操作大輪擺臂機構下擺著地，繼續(xù)下擺到平地行走狀態(tài)時的位置，再操作履帶變構機構，把機構前段折疊到座椅下方，轉換成平地行走狀態(tài)，進行平地行走或通過樓梯半層平臺；

第2.3步：繼續(xù)重復上述第2.1步和第2.2步過程，直到需要達到的樓層。