圖2和3所示，所述差動驅(qū)動單元5包括電機座支架10、兩套傳動組件12和兩個標(biāo)準(zhǔn)輪9，一套傳動組件12單獨驅(qū)動一個標(biāo)準(zhǔn)輪9 ;
[0030]所述控制單元采用ARM Cortex?-M3內(nèi)核的微處理器。
[0031]所述傳動組件12包括電機13，減速器14、編碼器16、軸承套19、軸承I 20、主動齒輪15和從動齒輪18 ;電機13輸出軸與減速器14相連，電機13和減速器14均固定在電機座支架10上，電機輸出軸的軸線與輪椅的前進方向垂直；減速器14的輸出軸通過主動齒輪15和從動齒輪18依次傳動把動力傳給標(biāo)準(zhǔn)輪9 ;所述主動齒輪15通過軸套17與減速器14的輸出軸固定連接，所述從動齒輪18固定連接在標(biāo)準(zhǔn)輪9的傳動軸上，所述標(biāo)準(zhǔn)輪9的傳動軸由軸承I 20支撐，軸承I 20在軸承套I 19內(nèi)由卡簧限制軸向的運動，所述軸承套I 19與電機座支架10固定連接，所述主動齒輪15和從動齒輪18互相嚙合，所述控制單元根據(jù)編碼器采集的角位移信號對電機13發(fā)出驅(qū)動信號，使輪椅按照指定的方向移動。
[0032]如附圖4所示，所述差動驅(qū)動單元5通過電機座支架10、圓錐滾子軸承26、軸承套II 31、連接件28和旋轉(zhuǎn)軸29與車架I活動連接，所述連接件的一端與車架I固定連接，另一端與軸承套II 31固定連接，所述圓錐滾子軸承26安裝在軸承套II 31內(nèi)，通過軸承端蓋27對圓錐滾子軸承26進行軸向限位，所述旋轉(zhuǎn)軸29與圓錐滾子軸承26連接，旋轉(zhuǎn)軸29的一端與電機座支架10固定連接，由此實現(xiàn)差動驅(qū)動單元5與車架的活動連接，為保護圓錐滾子軸承26在受到軸向沖擊時不受到損壞，在旋轉(zhuǎn)軸29與電機座支架10連接的一端套裝緩沖彈簧，緩沖彈簧的兩端分別與軸承套II 31的端面和電機座支架10的上表面抵觸。
[0033]如附圖5所示，所述座椅2通過軸承II 21、套筒22和端蓋23活動連接在車架I上，所述軸承II 21的內(nèi)圈與車架I的內(nèi)側(cè)固定連接、所述套筒22套裝在軸承II 21外圈的外圓周面上，所述端蓋23安裝在套筒22的端面上，防止軸承II 21的軸向竄動；所述電動推桿3的兩端分別與座椅的底面的支座30和全方位移動平臺的車架I鉸接。
[0034]所述傾角測量裝置安裝在座椅2平面的下方，傾角測量裝置由加速度計和陀螺儀組成，所述控制單元接收傾角測量裝置的測量信號并進行計算后得出對電動推桿3的控制量，控制電動推桿3的伸縮量，使得座椅2的平面與水平面始終保持平行的狀態(tài)，所述控制單元還接收編碼器16的信號，控制單元計算出相應(yīng)的控制量后對差動驅(qū)動單元5中的電機13進行驅(qū)動，實現(xiàn)全方位移動平臺7的前進、后退以及轉(zhuǎn)彎等動作。
[0035]如附圖6和7所示，輪椅上下坡時的輪椅的重心調(diào)節(jié)工作過程，在座椅下方裝有陀螺儀和加速度計來檢測座椅傾角，電動推桿作為執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)輪椅在有一定傾斜角的坡度移動時，考慮了使用者的舒適度和由于坡度引起的不平衡傾倒，通過調(diào)節(jié)電動推桿的行進距離改變座椅的傾斜角進而對輪椅在爬坡過程中發(fā)生的重心變化進行補償，進而完成輪椅的重心自平衡調(diào)節(jié)。在輪椅上下坡時，傾角測量裝置將測得的傾角值傳遞給控制單元，控制單元控制電動推桿伸縮直至傾角值為零，從而保證輪椅的平衡。
[0036]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.具有重心調(diào)整的全方位運動輪椅，其特征在于，包括:座椅(2)、電動推桿(3)、全方位移動平臺(7)、傾角測量裝置、控制單元和電源； 所述座椅(2)與全方位移動平臺(7)活動連接，所述電動推桿(3)的兩端分別與座椅(2)的底面和全方位移動平臺鉸接，所述傾角測量裝置感知座椅(2)的平面與地面的傾角并將角度值傳送給控制單元，所述控制單元通過控制電動推桿(3)的伸縮使座椅(2)的平面與水平面保持平行，所述電源為所述電動推桿(3)、全方位移動平臺(7)、傾角測量裝置和控制單元供電。2.如權(quán)利要求1所述的具有重心調(diào)整的全方位運動輪椅，其特征在于，所述全方位移動平臺(7)包括車架(I)以及安裝在車架(I)底部前方的兩個支撐輪(4)和安裝在車架(I)底部后方的兩個差動驅(qū)動單元(5)，所述支撐輪(4)為萬向輪，所述差動驅(qū)動單元(5)包括電機座支架(10)、兩套傳動組件(12)和兩個標(biāo)準(zhǔn)輪(9)，一套傳動組件(12)單獨驅(qū)動一個標(biāo)準(zhǔn)輪(9)，所述差動驅(qū)動單元(5)通過電機座支架(10)與車架⑴活動連接。3.如權(quán)利要求1所述的具有重心調(diào)整的全方位運動輪椅，其特征在于，所述傳動組件(12)包括電機(13)，減速器(14)、編碼器(16)、軸承套I (19)、軸承I (20)、主動齒輪(15)和從動齒輪(18);電機(13)輸出軸與減速器(14)相連，電機(13)和減速器(14)均固定在電機座支架(10)上，電機輸出軸的軸線與輪椅的前進方向垂直；電機座支架(10)上；減速器(14)的輸出軸通過主動齒輪(15)和從動齒輪(18)依次傳動把動力傳給標(biāo)準(zhǔn)輪(9);所述主動齒輪(15)通過軸套(17)與減速器(14)的輸出軸固定連接，所述從動齒輪(18)固定連接在標(biāo)準(zhǔn)輪(9)的傳動軸上，所述標(biāo)準(zhǔn)輪(9)的傳動軸由軸承I (20)支撐，軸承I (20)在軸承套I (19)內(nèi)由卡簧限制軸向的運動，所述軸承套I (19)與電機座支架(10)固定連接，所述主動齒輪(15)和從動齒輪(18)互相嚙合，所述控制單元根據(jù)編碼器(16)采集的角位移信號對電機(13)發(fā)出驅(qū)動信號，使全方位移動平臺(7)按照指定的方向移動。4.如權(quán)利要求1所述的具有重心調(diào)整的全方位運動輪椅，其特征在于，所述傾角測量裝置安裝在座椅(2)平面的下方，傾角測量裝置由加速度計和陀螺儀組成。5.如權(quán)利要求1所述的具有重心調(diào)整的全方位運動輪椅，其特征在于，所述控制單元采用ARM Cortex?-M3內(nèi)核的微處理器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有重心調(diào)整的全方位運動輪椅，輪椅包括座椅、電動推桿、全方位移動平臺、傾角測量裝置、控制單元和電源，座椅與全方位移動平臺活動連接，電動推桿的兩端分別與座椅的底面和全方位移動平臺鉸接，傾角測量裝置感知座椅的平面與地面的傾角并將角度值傳送給控制單元，控制單元通過控制電動推桿的伸縮使座椅的平面與水平面保持平行，電源為所述電動推桿、全方位移動平臺、傾角測量裝置和控制單元供電。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)輪椅的全方位移動和自動調(diào)節(jié)平衡功能，由于其零回轉(zhuǎn)半徑、靈活自如的移動的特點，適用于空間狹小的環(huán)境，提高了使用者的行動能力和舒適度。
【IPC分類】A61G5/10, A61G5/04
【公開號】CN104887414
【申請?zhí)枴緾N201510300278
【發(fā)明人】高學(xué)山, 崔登祺, 白陽, 姜世公, 劉羽白
【申請人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月3日