一種新型爬樓梯輪椅的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型爬樓梯輪椅，尤其是輪椅結(jié)構(gòu)合理化的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
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[0002]按爬樓梯功能實(shí)現(xiàn)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(xiàn)在各國家紛紛對智能輪椅進(jìn)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(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于電動輪椅，融合多種領(lǐng)域的研究，包括機(jī)器視覺、機(jī)器人導(dǎo)航和定位、模式識別、多傳感器融合及用戶接口等，涉及機(jī)械、控制、傳感器、人工智能等技術(shù)，也稱智能輪椅式移動機(jī)器人。
[0003]本實(shí)用新型提供一種實(shí)用性好、安全平穩(wěn)的輪-履帶機(jī)構(gòu)混合的爬樓梯輪椅，結(jié)合了履帶式輪椅運(yùn)行效率高，運(yùn)動平穩(wěn)和輪組式輪椅運(yùn)行阻力小，運(yùn)動靈活的優(yōu)點(diǎn)，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(fù)雜等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本實(shí)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(shè)計(jì)一款實(shí)用性強(qiáng)、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。
[0005]本實(shí)用新型爬樓梯輪椅結(jié)構(gòu)包括:履帶機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)的參數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。輪式機(jī)構(gòu)用于平地行走，采用后輪輪轂電機(jī)驅(qū)動;前后履帶機(jī)構(gòu)用于上下樓梯，采用前履帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動。
[0006]所述的履帶機(jī)構(gòu)采用同步輪、同步帶節(jié)距制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，由前后履帶機(jī)構(gòu)組成。前履帶機(jī)構(gòu)中有兩個主動輪，四個從動輪，后履帶機(jī)構(gòu)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(nèi)圈固定在履帶機(jī)構(gòu)固定板上，不轉(zhuǎn)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嗤合來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)放下，同時后履帶機(jī)構(gòu)向后翻轉(zhuǎn)，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。
[0007]所述的減速機(jī)構(gòu)采用兩級減速裝置，一級減速裝置為行星輪減速器，與電機(jī)相連接，二級減速裝置采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。行星輪減速器的軸與蝸桿采用聯(lián)軸器進(jìn)行聯(lián)接，為了減小減速機(jī)構(gòu)的尺寸，采用梅花型聯(lián)軸器。
[0008]所述的升降機(jī)構(gòu)由多個單叉機(jī)構(gòu)合并而成，安裝電機(jī)的一端是活動端，另一端是固定端，滑塊在推桿電機(jī)的推動下沿著滑槽移動，從而促使整個機(jī)構(gòu)升降。
【附圖說明】
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[0009]圖1爬樓梯輪椅的整體結(jié)構(gòu)三維圖。
[0010]圖2前履帶機(jī)構(gòu)三維圖。
[0011]圖3后履帶機(jī)構(gòu)三維圖。
[0012]圖4減速機(jī)構(gòu)三維圖。
[0013]圖5升降機(jī)構(gòu)三維圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0014]如圖1所示，爬樓梯輪椅的運(yùn)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(jī)處于收縮狀態(tài)，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(jī)102驅(qū)動，履帶前面的升降機(jī)構(gòu)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(qū)動，推桿電機(jī)推動升降機(jī)構(gòu)的滑塊運(yùn)動，升降機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)在另一個推桿電機(jī)的推力作用下翻轉(zhuǎn)到與地面接觸，使輪椅前后輪離開地面。電機(jī)通過減速裝置，將動力傳遞到蝸輪上，蝸輪通過鍵驅(qū)動主動軸，主動軸帶動前履帶上的兩個主動輪，從而驅(qū)動前履帶機(jī)構(gòu)運(yùn)行，后履帶機(jī)構(gòu)在地面的摩擦下運(yùn)行。這樣輪椅就可以完成上下樓梯的功能。
[0015]圖2、3分別為前履帶機(jī)構(gòu)和后履帶機(jī)構(gòu)，采用同步帶和同步輪的節(jié)距制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。前履帶機(jī)構(gòu)中有兩個主動輪，四個從動輪，后履帶機(jī)構(gòu)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(nèi)圈固定在履帶機(jī)構(gòu)固定板上，不轉(zhuǎn)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嗤合來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動。
[0016]圖4所示的減速機(jī)構(gòu)，為了保證上下樓梯過程中安全平穩(wěn)，采用兩級減速，一級減速裝置為行星輪減速器401，與電機(jī)相連接;二級減速裝置采用蝸輪蝸桿402機(jī)構(gòu)，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(lián)軸器403，電機(jī)選用無刷直流電機(jī)404。
[0017]圖5為升降機(jī)構(gòu)，采用直流推桿電機(jī)501驅(qū)動，可以實(shí)現(xiàn)150mm的高度變化，能在極小的空間內(nèi)發(fā)揮較高的舉升能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型爬樓梯輪椅，主要由履帶機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用后輪輪轂電機(jī)驅(qū)動輪椅在地面上行走;升降機(jī)構(gòu)推動前履帶機(jī)構(gòu)使其接觸地面，從而使輪椅的輪子離開地面;減速機(jī)構(gòu)通過兩級減速驅(qū)動前履帶機(jī)構(gòu)之間的主軸轉(zhuǎn)動，主軸帶動前履帶機(jī)構(gòu)的兩個主動同步輪，從而帶動前履帶機(jī)構(gòu)在樓梯上運(yùn)行，后履帶機(jī)構(gòu)在前履帶機(jī)構(gòu)的拖動和地面的摩擦下運(yùn)行，前后履帶機(jī)構(gòu)一起用于上下樓梯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型爬樓梯輪椅，其特征在于:輪式機(jī)構(gòu)用于平地行走，采用后輪輪轂電機(jī)驅(qū)動;前后履帶機(jī)構(gòu)用于上下樓梯，采用前履帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型爬樓梯輪椅，其特征在于:履帶機(jī)構(gòu)由前履帶機(jī)構(gòu)和后履帶機(jī)構(gòu)組成，履帶機(jī)構(gòu)采用同步帶和同步輪的節(jié)距制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);前履帶機(jī)構(gòu)中有兩個主動輪，四個從動輪，后履帶機(jī)構(gòu)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(nèi)圈固定在履帶機(jī)構(gòu)固定板上，不轉(zhuǎn)動，而外圈靠同步帶和地面的摩擦，同步帶和從動同步輪的嚙合來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型爬樓梯輪椅，其特征在于:減速機(jī)構(gòu)采用兩級減速裝置，兩級減速裝置之間使用梅花型聯(lián)軸器聯(lián)接，一級減速裝置為行星輪減速器，與電機(jī)相連接;二級減速裝置采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型爬樓梯輪椅，其特征在于:升降機(jī)構(gòu)由多個單叉機(jī)構(gòu)合并而成，安裝電機(jī)的一端是活動端，另一端是固定端，滑塊在推桿電機(jī)的推動下沿著滑槽移動，從而促使整個機(jī)構(gòu)升降。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種新型爬樓梯輪椅，主要包括對履帶機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、驅(qū)動電機(jī)的參數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。采用輪-履帶機(jī)構(gòu)混合，輪式機(jī)構(gòu)用于平地行走，后輪輪轂電機(jī)驅(qū)動，前后履帶機(jī)構(gòu)用于上下樓梯，前履帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動，前后履帶共同支撐。分別采用行星輪和蝸輪蝸桿兩級減速裝置，電機(jī)推動升降機(jī)構(gòu)拉伸和收縮，使車輪離開地面。本實(shí)用新型結(jié)合了履帶式輪椅運(yùn)行效率高，運(yùn)動平穩(wěn)和輪組式輪椅運(yùn)行阻力小，運(yùn)動靈活的優(yōu)點(diǎn)，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(fù)雜等缺點(diǎn)。
【IPC分類】A61G5/06, A61G5/10
【公開號】CN205163437
【申請?zhí)枴緾N201520207117
【發(fā)明人】林礪宗, 劉馨雨, 羅彬
【申請人】華東理工大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年4月9日