[發(fā)明專利]一種可爬陡坡的自適應(yīng)電動輪椅

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010024699.0
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111096861A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王浩然
• 申請（專利權(quán)）人: 王浩然
• 主分類號: A61G5/06
• 分類號: A61G5/06;A61G5/10;H02K7/06;H02K7/10
• 代理公司: 武漢帥丞知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

本發(fā)明涉及輪椅技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可爬陡坡的自適應(yīng)電動輪椅。本發(fā)明輪椅自適應(yīng)式調(diào)平系統(tǒng)包括輪椅姿態(tài)檢測調(diào)節(jié)系統(tǒng)、輪椅調(diào)平機構(gòu)，輪椅調(diào)平機構(gòu)通過調(diào)節(jié)輪椅輪子的高度對輪椅的水平姿態(tài)進行調(diào)整以保證輪椅的水平狀態(tài)，輪椅姿態(tài)檢測調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制輪椅調(diào)平機構(gòu)中的電機工作。本發(fā)明的輪椅可爬陡坡或樓梯，且本發(fā)明價格低廉，便于推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輪椅技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可爬陡坡的自適應(yīng)電動輪椅。

背景技術(shù)

伴隨著文明的進步、科技的發(fā)展，人類的行動能力也在不斷的增強。借助汽車、輪船、飛機、火箭等交通運輸工具，人類把自己活動范圍擴展到了前所未有的高度。但是與此同時，一部分殘疾人和老年人卻因為疾病、年齡、意外事故等原因喪失了自由活動的能力。這部分人群是社會的弱者，他們有著正常人想象不到的苦惱，如何給予他們更多的關(guān)心與幫助是人類所必須面對的一個重要問題。殘疾人以及腿腳不便的老年人而言，輪椅是他們最合適的交通工具。借助輪椅，他們可以自理生活、料理家務(wù)，甚至勝任適當(dāng)?shù)墓ぷ鳌Ｄ壳笆袌錾系钠胀ㄝ喴谓Y(jié)構(gòu)大致相同，分為手動輪椅和電動輪椅兩種。手動輪椅大多用手輪圈驅(qū)動，電動輪椅則由直流電機帶減速箱驅(qū)動，操控桿的搖柄控制。

由于生理上的缺陷，殘疾人和腿腳不便的老年人的需求有著很大的不同。普通輪椅可以適應(yīng)普通的室內(nèi)環(huán)境以及戶外路況，但是在面對較大坡和臺階這些日常經(jīng)?？梢耘龅降恼系K物時只能望而卻步，即使有他人輔助要想翻越這些障礙物也非常困難。這種缺陷給殘疾人和腿腳不便的老年人的生活帶來了非常大的不方便，很多殘疾人或老年人平時只能呆在家里。缺少戶外活動對殘疾人和老年人的生理與心理都會產(chǎn)生較大的不利影響，導(dǎo)致一些疾病的發(fā)生。

無障礙設(shè)施的建設(shè)解決了一部分殘疾人和老年人的出行問題。但是由于條件的限制，不可能在所有的地方都設(shè)置無障礙設(shè)施，而且現(xiàn)有的道路設(shè)施很難改造且成本高昂。因此，解決殘疾人與老年人出行最好的方法就是對殘疾人和老年人所用的助行設(shè)備，也就是輪椅進行改進。輪椅智能化研究是一個很好的解決辦法。智能輪椅將智能機器人技術(shù)應(yīng)用于電動輪椅，并融合了多種領(lǐng)域的研究成果，包括機器視覺、機器人導(dǎo)航和定位、模式識別、多傳感器融合及人機接口等，涉及機械、控制、傳感器、人工智能等技術(shù)，因此也稱智能輪椅為智能輪椅式移動機器人。

目前國內(nèi)外對智能輪椅研究已經(jīng)取得了很多成果，也有不少成熟的產(chǎn)品投入市場。國內(nèi)外現(xiàn)有的爬陡坡和樓梯的輪椅專利眾多，不同的爬坡裝置適用于不同的環(huán)境和條件，各有利弊，按照爬坡裝置爬坡執(zhí)行機構(gòu)的類型，主要可歸結(jié)為輪組式、履帶式和多足式三類。

1.1輪組式

輪組式的特點是每個輪組依照星形輪的方式進行運動：平地行駛時，各小輪繞各自軸線自轉(zhuǎn)；輪椅爬坡裝置按照所使用的輪組對數(shù)可分為單輪組式和雙輪組式。輪組式爬坡或樓裝置與其他構(gòu)型的裝置相比，質(zhì)量輕便，運動靈活，在無障礙環(huán)境下具有較好的行動性能。但是上下樓梯時該類型裝置重心起伏較大，會使乘坐者感到不適，因此需要設(shè)計一種自適應(yīng)輪椅調(diào)平機構(gòu)。

1.2履帶式

履帶型機構(gòu)的爬樓梯或坡輪椅應(yīng)用較多，它采用比星型輪機構(gòu)更為連續(xù)的行走方式，傳動效率比較高。在上下樓梯過程中，輪椅的重心總是沿著與樓梯臺階沿的連線相平行的直線運動的，其重心的波動很小，運動非常平穩(wěn)。但履帶式爬樓梯輪椅最大不足是平地行走時阻力較大，運動不靈活，在爬樓梯時履帶容易損壞樓梯沿。

1.3多足式

多足式爬樓梯或坡輪椅的主要特點是具有兩套或兩套以上支承裝置，多套支承裝置交替支承，以實現(xiàn)上下樓梯的功能。這種機構(gòu)的爬樓梯過程類似于人上下樓梯的過程，也有人稱之為步行式爬樓梯輪椅。早期的爬樓梯輪椅多采用這種方式，1892年Bray發(fā)明的第一臺爬樓梯輪椅就采用了這種方式。在爬樓梯時，先由其中一套支承裝置支承，抬高輪椅及另一套支承系統(tǒng)，再水平向前移動，上一級臺階。然后由另一套支承裝置支承，將前面那套支承裝置收回，如此循環(huán)，直到爬完整段樓梯為止，其爬樓梯過程不連續(xù)。此種類型的爬樓梯輪椅運動相對比較平穩(wěn)，但是對控制的要求比較高，操作比較復(fù)雜。