本實用新型涉及輪椅技術領域，具體涉及一種自動測距的智能爬樓梯輪椅。

背景技術：

輪椅是行動不便的人群重要的生活輔助工具，對于老年人、腿部傷殘或者暫時不能獨立行走的人群來說，輪椅為他們的生活帶來了極大的便利。然而在輪椅的使用過程中，不能夠爬樓梯、臺階，而且很多場合并沒有設置無障礙通道，因此，具有爬樓梯功能的輪椅具有重要的實用價值。

為了實現(xiàn)爬樓梯功能，現(xiàn)有的爬樓梯輪椅主要有連續(xù)型和間歇型兩種；連續(xù)型爬樓梯輪椅主要特點是在爬樓梯過程中，有一組支撐裝置，利用該支撐裝置的連續(xù)運動實現(xiàn)輪椅的上下樓梯的功能，按照結構特點可以分為星型輪機構、履帶輪機構以及軌道機構；例如公開號為CN203138896U的中國專利文獻公開了一種可爬梯輪椅，包括輪椅，輪椅上安裝中軸，中軸的右邊安裝右三角支架，右三角支架的三個支架上分別安裝右上輪、右中輪、右下輪，中軸的左邊安裝左三角支架，左三角支架的三個支架上分別安裝右前小輪、左前小輪、左中輪，輪椅的前部左下方安裝左下輪，輪椅的前部右下方安裝右下輪。間歇型爬梯輪椅的主要特點是具有兩組支撐裝置，通過兩組支撐裝置的交替作用，從而實現(xiàn)上下樓梯的功能，如同人體上下樓梯的過程。

公開號為CN204683956U的中國專利文獻公開了一種仿人腳形爬梯以及智能手機藍牙控制的自動化輪椅；包括輪椅架，安裝于輪椅架上的換擋機構、爬梯機構、重心調節(jié)機構、座椅、平地行走部分及智能手機藍牙控制部分；通過無線控制(藍牙控制)三個電機進行工作，其中位于輪椅架右前端的前電機驅動四個仿人形機械腳實現(xiàn)自動爬梯，爬梯過程中還可調節(jié)重心；輪椅架后端的左驅動電機及右驅動電機可實現(xiàn)輪椅平地行走?，F(xiàn)有的爬樓梯輪椅的自動化程度不高，功能比較單一，而且不能夠滿足不同高度的樓梯、臺階上的爬梯問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種自動測距的智能爬樓梯輪椅，用以解決現(xiàn)有爬樓梯輪椅不具有適應不同高度樓梯或臺階的問題。

為實現(xiàn)上述目的，具體地，本實用新型提供了如下技術方案：

一種自動測距的智能爬樓梯輪椅，所述輪椅包括行走爬升機構、輪椅支架、座椅以及質心自動調節(jié)結構、電池組；所述座椅通過座椅懸掛機構設置在所述輪椅支架內側，所述座椅懸掛機構通過球鉸與所述輪椅支架連接；所述行走爬升機構包括星型輪機構、質心自動調節(jié)支撐；所述星型輪結構通過所述質心自動調節(jié)支撐與輪椅支架連接；所述星型輪結構具有三個均勻圓周分布的星型輪伸縮桿；所述星型輪伸縮桿的自由端上分別設置有星型輪，伺服電機驅動所述星型輪伸縮桿繞傳動軸轉動，所述星型輪繞安裝軸自由轉動。在平地時，兩個所述星型輪與地面接觸；爬樓梯時，伺服電機根據控制系統(tǒng)處理器發(fā)出的控制信號，帶動星型輪伸縮桿轉動，從而實現(xiàn)爬梯；

所述輪椅還包括自動控制系統(tǒng)，所述自動控制系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)處理器、探測傳感器、臺階自動測距處理器；所述臺階自動測距處理器通過所述探測傳感器獲得臺階的高度、寬度數據；所述控制系統(tǒng)處理器與所述臺階自動測距處理器連接，根據所述臺階的高度、寬度數據計算獲得星型輪伸縮桿的控制信號，所述星型輪伸縮桿的控制信號驅動所述星型輪伸縮桿上的執(zhí)行機構，實現(xiàn)所述星型輪伸縮桿的伸縮。

進一步地，所述自動控制系統(tǒng)還具有質心調節(jié)模塊，包括設置在質心自動調節(jié)支撐受壓位置的壓力傳感器、質心調節(jié)處理器以及陀螺儀；所述壓力傳感器實時獲得每一個所述質心自動調節(jié)支撐的壓力值；所述陀螺儀實時監(jiān)測輪椅支架的垂直度；質心調節(jié)處理器根據所述壓力值和/或垂直度實時調節(jié)所述質心自動調節(jié)支撐上的執(zhí)行機構，實現(xiàn)輪椅質心的調節(jié)。

進一步地，座椅是一個完全獨立總成結構，座椅懸掛機構通過一組球鉸懸掛在輪椅支架上，上下樓梯時座椅面始終處于水平狀態(tài)，用戶在上下樓梯時不會前傾后仰；另外，所述球鉸和座椅懸掛機構上設置有電磁鎖緊裝置，用于在輪椅發(fā)生傾覆時鎖緊所述座椅；在所述輪椅支架的兩側以及底部還具有輔助支撐機構，包括側支撐桿、底部支撐桿，所述側支撐桿、底部支撐桿通過電磁鎖緊裝置鎖緊；當輪椅發(fā)生傾覆時，所述電磁鎖緊裝置打開，底部支撐桿作用在樓梯臺階上或者側支撐桿作用在輪椅兩側的墻壁或者護欄上。

進一步地，所述自動測距的智能爬樓梯輪椅還設置有生命體征參數監(jiān)測及報警模塊，包括體溫傳感器、呼吸傳感器、心跳傳感器、血氧飽和度傳感器、血壓傳感器、血脂傳感器、血糖傳感器其中一個或多個；所述傳感器采集的生命特征參數信號傳送到所述控制系統(tǒng)處理器，發(fā)現(xiàn)異常立即報警。

進一步地，所述自動測距的智能爬樓梯輪椅還設置有排泄清潔模塊，包括設置座椅中的排泄孔、左右孔板、孔板驅動機構、孔板墊、收集袋、溫水沖洗裝置以及熱風烘干裝置；所述左右孔板用于封閉所述排泄孔，所述孔板驅動機構用于控制所述左右孔板的開啟和閉合，所述孔板墊設置在所述左右孔板的上面，收集袋設置在所述排泄孔的下面；所述溫水沖洗裝置以及熱風烘干裝置包括溫水源、熱風源以及管道結構，所述管道結構的傾斜指向中間位置，所述溫水源、熱風源共同使用所述管道結構，通過一電磁換向閥實現(xiàn)溫水和熱風切換。

進一步地，所述收集袋設置在收集箱內，在所述收集箱的上端設置有所述收集袋的封口裝置和剪切裝置。

進一步地，所述排泄清潔模塊還包括濕度傳感器，當濕度傳感器監(jiān)測到臀部濕度過大時，自動控制系統(tǒng)控制孔板驅動機構、溫水沖洗裝置、熱風烘干裝置、封口裝置、剪切裝置依次工作，實現(xiàn)自動清潔。

進一步地，所述星型輪伸縮桿以及質心自動調節(jié)支撐上的執(zhí)行機構是伺服驅動的螺桿電機、液壓缸或氣動元件；所述自動控制系統(tǒng)根據控制信號實時控制所述執(zhí)行機構。

進一步地，所述自動控制系統(tǒng)還包括多種操作控制模塊，包括遠程控制、手動控制、語音控制、腦電波控制中的一種或者多種；

所述遠程控制是通過互聯(lián)網平臺對智能爬樓梯輪椅進行遠程控制，通過互聯(lián)網進行視頻、音頻互動實現(xiàn)感情陪護。

所述手動控制是用戶或監(jiān)護者通過控制按鍵或觸屏對智能爬樓梯輪椅進行控制；

所述語音控制是通過語音對智能爬梯輪椅進行控制，適合大腦清醒但肢體不便者。

所述腦電波控制是通過采集使用者的腦電波信號，計算機對采集到的信號與使用者日常生理活動的腦電信號進行比對，根據比對結果向執(zhí)行機構傳輸控制信號。

還可以拓展到：用戶通過吹吸氣流對智能爬梯輪椅進行控制，對上肢活動不便者尤為適用或者通過眼睛的動作對智能爬梯輪椅進行控制，適合大腦清醒但肢體不便者。

本實用新型的自動測距的智能爬樓梯輪椅具有如下優(yōu)點：

通過在星型輪伸縮桿上設置伸縮桿的調節(jié)機構，而且通過探測傳感器來實現(xiàn)臺階的寬度和高度數據，通過自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)星型輪伸縮桿的自動調節(jié)，該智能爬梯輪椅能夠適用于不同的臺階或者樓梯，具有更加廣泛的實用性。在智能爬梯輪椅上設置了多種自動化模塊，能夠實現(xiàn)排泄自動清潔、多種自動控制手段，還具有安全保障功能，使得智能爬梯輪椅具有功能多樣化，確保用戶能夠獲得更多的便利。

附圖說明

圖1是本實用新型的自動測距的智能爬樓梯輪椅的結構示意圖；

圖2是本實用新型的輔助支撐機構的結構示意圖；

圖3是本實用新型的排泄清潔模塊的結構示意圖；

其中，1、座椅；2、輪椅支架；3、球鉸；4、座椅懸掛機構；5、質心自動調節(jié)支撐；6、質心調節(jié)處理器；7、探測傳感器；8、電池組；9、控制系統(tǒng)處理器；10、臺階自動測距處理器；11、星型輪；12、星型輪伸縮桿；13、陀螺儀；14、伺服電機；15、傳動結構；51、側支撐桿；52、底部支撐桿；53、電磁鎖緊裝置；101、孔板驅動機構；102、孔板；103、孔板墊；104、封口裝置；105、剪切裝置；106、收集袋；107、收集箱；108、管道結構。

具體實施方式

以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

實施例1

如圖1所示，一種自動測距的智能爬樓梯輪椅，包括行走爬升機構、輪椅支架2、座椅1以及質心自動調節(jié)結構、電池組8；座椅1通過座椅懸掛機構4設置在輪椅支架2內側，座椅懸掛機構4通過球鉸3與輪椅支架2連接；行走爬升機構包括星型輪機構、質心自動調節(jié)支撐5；星型輪結構通過質心自動調節(jié)支撐5與輪椅支架2連接；星型輪結構具有三個均勻圓周分布的星型輪伸縮桿12；星型輪伸縮桿12的自由端上分別設置有星型輪11，伺服電機14通過傳動機構15驅動星型輪伸縮桿12繞傳動軸轉動，星型輪11繞安裝軸自由轉動。在平地時，其中兩個星型輪11與地面接觸，伺服電機14不工作，這樣就和普通的輪椅一樣，能夠自如的推動，也可以在星型輪11上安裝驅動機構或者再設置其他自動推動機構，實現(xiàn)自動運動；爬樓梯時，伺服電機根據控制系統(tǒng)處理器9發(fā)出的控制信號，帶動星型輪伸縮桿12轉動，從而實現(xiàn)爬梯。

優(yōu)選地，自動測距的智能爬樓梯輪椅具有自動控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)處理器9、探測傳感器7、臺階自動測距處理器10；臺階自動測距處理器10通過探測傳感器7獲得臺階的高度、寬度數據；控制系統(tǒng)處理器9與臺階自動測距處理器10連接，根據臺階的高度、寬度數據計算獲得星型輪伸縮桿12的控制信號，控制信號驅動星型輪伸縮桿12上的執(zhí)行機構，實現(xiàn)星型輪伸縮桿12的伸縮。

其中探測傳感器7可以是激光測距、視頻圖像，通過設置在臺階自動測距處理器10相應地數據處理模塊獲得臺階的高度、寬度數據。

優(yōu)選地，自動控制系統(tǒng)還具有質心調節(jié)模塊，包括設置在質心自動調節(jié)支撐5受壓位置的壓力傳感器、質心調節(jié)處理器6以及陀螺儀13；壓力傳感器實時獲得每一個質心自動調節(jié)支撐5的壓力值；陀螺儀13實時監(jiān)測輪椅支架2的垂直度；質心調節(jié)處理器6根據壓力值和/或垂直度實時調節(jié)質心自動調節(jié)支撐5上的執(zhí)行機構，實現(xiàn)輪椅質心的調節(jié)。

其中，每一個質心自動調節(jié)支撐5都承受著輪椅本身的重力，在平衡狀態(tài)時，每一個質心自動調節(jié)支撐5所受到的壓力數值是沒有很大的偏差的，當質心發(fā)生改變時候，壓力數值就會發(fā)生很大的偏差，這樣通過實時獲得每一個質心自動調節(jié)支撐5的壓力值，計算壓力偏差，可以實時判斷輪椅是否質心嚴重失衡，從而可以調節(jié)質心自動調節(jié)支撐5的長度來實現(xiàn)質心的調整，使質心始終保持在一個微小變化范圍內，確保輪椅不側翻。陀螺儀13可以作為一種補充或者與壓力傳感器共同實現(xiàn)質心的調節(jié)。

優(yōu)選地，如圖1、2所示，座椅1是一個完全獨立總成結構，座椅懸掛機構4通過一組球鉸3懸掛在輪椅支架2上，上下樓梯時座椅面始終處于水平狀態(tài)，用戶在上下樓梯時不會前傾后仰；另外，球鉸3和座椅懸掛機構4上設置有電磁鎖緊裝置53，用于在輪椅發(fā)生傾覆時鎖緊座椅；在輪椅支架2的兩側以及底部還具有輔助支撐機構，包括側支撐桿51、底部支撐桿52，正常情況下，側支撐桿51、底部支撐桿52通過電磁鎖緊裝置53鎖緊；當輪椅發(fā)生傾覆時，電磁鎖緊裝置53打開，底部支撐桿52作用在樓梯臺階上或者側支撐桿51作用在輪椅兩側的墻壁或者護欄上。

具體的，當質心調節(jié)模塊獲得的壓力偏差數值或者陀螺儀13獲得輪椅支架2的平衡變化數據超過了安全閥值，自動控制系統(tǒng)接收到這些數據信息后，判斷輪椅將發(fā)生傾覆，隨即控制各個電磁鎖緊裝置53工作，其中座椅懸掛機構4上電磁鎖緊裝置53安裝在輪椅支架2上，座椅懸掛機構4通過電磁鎖緊裝置53中，電磁鎖緊裝置53閉合時，座椅懸掛機構4被卡緊，不能再圍繞球鉸3移動；同時，側支撐桿51、底部支撐桿52上的電磁鎖緊裝置53打開，底部支撐桿52作用在樓梯臺階上或者側支撐桿51作用在輪椅兩側的墻壁或者護欄上；避免發(fā)生傾覆。

優(yōu)選地，星型輪伸縮桿12以及質心自動調節(jié)支撐5上的執(zhí)行機構是伺服驅動的螺桿電機、液壓缸或氣動元件；自動控制系統(tǒng)根據控制信號實時控制執(zhí)行機構。

優(yōu)選地，輪椅的結構材料采用了炭纖維材料，電池組是鋰電池，利用空心管件結構、加強筋以及鉆孔減重等方法，保證結構強度的情況下，使得輪椅具有較輕便的質量。

實施例2

與具體實施例1相比，實施例2的技術方案中，自動測距的智能爬樓梯輪椅還設置有生命體征參數監(jiān)測及報警模塊，包括體溫傳感器、呼吸傳感器、心跳傳感器、血氧飽和度傳感器、血壓傳感器、血脂傳感器、血糖傳感器其中一個或多個；傳感器采集的生命特征參數信號傳送到控制系統(tǒng)處理器，發(fā)現(xiàn)異常立即報警。

優(yōu)選地，如圖3所示，自動測距的智能爬樓梯輪椅還設置有排泄清潔模塊，包括設置座椅中的排泄孔、左右孔板102、孔板驅動機構101、孔板墊103、收集袋106、溫水沖洗裝置以及熱風烘干裝置；左右孔板102用于封閉排泄孔，所述孔板驅動機構101用于控制左右孔板102的開啟和閉合，孔板墊103設置在左右孔板102的上面，收集袋106設置在排泄孔的下面；溫水沖洗裝置以及熱風烘干裝置包括溫水源、熱風源以及管道結構108，管道結構108的傾斜指向中間位置，溫水源、熱風源共同使用管道結構108，通過一電磁換向閥實現(xiàn)溫水和熱風切換。

優(yōu)選地，收集袋106設置在收集箱107內，在收集箱107的上端設置有收集袋的封口裝置104和剪切裝置105。

優(yōu)選地，排泄清潔模塊還包括濕度傳感器，當濕度傳感器監(jiān)測到臀部濕度過大時，自動控制系統(tǒng)控制孔板驅動機構101、溫水沖洗裝置、熱風烘干裝置、封口裝置104、剪切裝置105依次工作，實現(xiàn)自動清潔。

優(yōu)選地，孔板墊(尿布)由內向外由面層、吸收層、防滲層三層組成：面層與人體接觸，吸收層設置在面層與防滲層之間。面層抗菌、舒適柔軟透氣，可以保持皮膚的干爽性；吸收層吸收快速充分，有效凝聚不回滲，確保防滲防漏，讓使用者隨時干干爽爽；防滲層具有防滲和高溫粘接功能。三層均用可降解的環(huán)保材料制成。

排泄清潔模塊工作過程：當濕度傳感器監(jiān)測到臀部濕度過大時，自動控制系統(tǒng)啟動孔板驅動機構101，排泄孔打開，孔板墊(尿布)自動下落到收集袋，隨后溫水沖洗、熱風烘干裝置啟動，隨后封口裝置和剪切裝置將收集袋封口并切斷，收集袋是套設的圓筒狀環(huán)保塑料膜，封口之后切斷形成新的袋體，與垃圾桶自動打包的原理相互類似。

優(yōu)選地，溫水沖洗裝置和熱風烘干裝置采用在排泄孔下方周圍布孔向中間噴水的管道結構，即可以避免污染擴散又能匯集水力沖洗便口。

優(yōu)選地，封口裝置104、剪切裝置105是在收集袋的上端位置左右同時伸出一個中心線帶有點斷剪切刃(孔)的塑料熱合裝置，其中一部件上有熱合加熱絲,另一部件是承載體，當加熱到防滲層粘合后，點斷剪切刃將塑料防滲層剪成點斷狀，便于護理人員清理時拉斷。

優(yōu)選地，自動控制系統(tǒng)還包括多種操作控制模塊，包括遠程控制、手動控制、吹吸氣控制、語音控制、目視控制、腦電波控制中的一種或者多種；

遠程控制是通過互聯(lián)網平臺對智能爬樓梯輪椅進行遠程控制，通過互聯(lián)網進行視頻、音頻互動實現(xiàn)感情陪護。

手動控制是用戶或監(jiān)護者通過控制按鍵或觸屏對智能爬樓梯輪椅進行控制；

語音控制是通過語音對智能爬梯輪椅進行控制，適合大腦清醒但肢體不便者。

腦電波控制是通過采集使用者的腦電波信號，計算機對采集到的信號與使用者日常生理活動的腦電信號進行比對，根據比對結果向執(zhí)行機構傳輸控制信號。

還可以拓展到：用戶通過吹吸氣流對智能爬梯輪椅進行控制，對上肢活動不便者尤為適用或者通過眼睛的動作對智能爬梯輪椅進行控制，適合大腦清醒但肢體不便者。

雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施例對本實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本實用新型要求保護的范圍。