一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置。本发明专利技术包括机械机构、电子控制电路和外观包装结构；机械机构包括承重运载机构、动力机构、传动机构、安全机构、角度调节机构；安全机构包括防侧翻机构、限位机构；电子控制电路包括处理器控制模块、避障检测模块、电机驱动模块和无线通信模块；外观包装结构包括一张铁皮外包、两块泡沫板、若干海绵和真皮.本发明专利技术通过无线通信控制以及对壁障模块进行超声波测距，利用控制器对信号处理，实现爬楼椅自动上下楼的运动功能。本发明专利技术实现了爬楼机的安全性、便捷性、舒适性、广泛性、实惠性，特别适合在七层以下的住宅楼中长期使用。

Wireless power assisted climbing floor chair device based on wireless communication control technology

The invention discloses an automatic power assisted climbing floor chair device based on wireless communication control technology. The invention includes the mechanical structure, electronic control circuit and packaging structure; mechanical bearing mechanism comprises a conveying mechanism, a power mechanism, a transmission mechanism, security mechanism, the angle adjusting mechanism; safety mechanism comprises a rollover prevention mechanism and a limit mechanism; the electronic control circuit comprises a microprocessor control module, obstacle detection module, motor drive module and the wireless communication module; the appearance of the packaging structure includes a sheet of outsourcing, two pieces of foam board, sponge and leather. Some of the invention through wireless communication control and ultrasonic ranging of barrier module for signal processing using the controller, realize the automatic movement function of stair climbing chair downstairs. The invention realizes the safety, convenience, comfort, universality and benefit of the climbing machine, and is especially suitable for long-term use in the residential buildings below seven floors.

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置
本专利技术属于机械设计与电子控制
，涉及一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置。
技术介绍
目前，对于大部分年老体弱者以及下肢伤残者来说，上下楼是一个不小的难题，尤其国内城市的多层公寓式住房以及农村的独栋式住宅，大部分楼房都没有配备电梯。另外，大部分城镇中的设施、公园一些道路都使用多个台阶相连，居民楼梯以及公共场所的台阶给腿脚不便的残障者和高龄人群出行带来极大不便。目前，虽然政府加大城市建设与改造，很多公共场所出现无障碍设施，同时不同类型的助行器出现在市场，这些都在一定程度扩大了高龄人群和残障者活动范围，但是居民楼梯限制轮椅的使用，无法解决居家残障人士和高龄人群的上下楼问题。特别在一些养老机构，护理人员采用背负方式上下楼梯，基于此，研发并设计一款价格适中，性能稳定的自动助力爬楼椅尤为重要。目前，市面上辅助老年人和下肢残障者上下楼梯的爬楼椅主要有3种：(1)轨道固定(2)自由移动(3)辅助加载三大类。但是存在一些不足：1.固定轨道爬楼椅成本高，普通家庭难以承担高额的费用，需要安装固定的轨道升降装置。2.自由移动和辅助加载装置成本略低，但目前安全性低，必须有护理人员在旁辅助使用，人为因素占主导地位，存在严重的安全隐患。鉴于此，为了帮助弱势群体，缓解国家社会经济、医疗护理各方面的巨大压力，更好的关怀老年人、残疾人的生活，改善他们的生活质量，设计并完成一套基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置，用来帮助残疾人、老人、孕妇、小孩安全快捷的上下楼梯。整个装置采用直流涡轮蜗杆电动机做原动力；采用齿轮、齿条做传动机构；采用平面导轨、滚珠滑块配合做为承重运载机构；自主设计齿条支撑架，把整个机构安全的固定在楼梯上；为了满足人体力学要求，通过UG建模、受力校核之后，选用6061铝作为爬楼椅的骨架结构材料；底板与座椅之间自主设计了弧形块机构，用来调节座椅平面的斜度，使爬楼椅适应各种斜度的楼梯；座椅底板自主设计了加固机构，保障了爬楼椅的安全性；滑轨的两端自主设计了安全挡块，进一步保障了爬楼椅的安全性。外包材料采用镀锌铁皮，使用钳工工艺加工出符合尺寸的外包零件。为了满足乘坐的舒适性，用海绵和真皮包装了爬楼椅外表面。自动助力爬楼椅的控制部分采用STC89C52单片机作为主控制器，选用无线收/发模块PT2272和PT2262作为信号无线通信处理单元，可以无线控制电机停止和运行；为了防止爬楼椅运行到楼梯起始节点溢出，采用超声波测距器HC-SR04计算发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间，进而计算出超声波发生器与障碍物之间的距离，一旦检测到爬楼椅运动到滑轨起始和终点挡块的距离小于10cm停止运行，保障使用者安全；爬楼椅的运动依靠半桥芯片驱动大功率MOS管带动直流涡轮蜗杆电机转动，完成爬楼椅运动功能。该装置帮助老年人和残疾人上下楼，是一款性能优越的代步工具，丰富了特殊群体生活的出行方式，装置性能优越，造价低廉，应用场合广泛，该装置对机械制造技术和无线通信控制技术在城市智慧生活建设中的应用推广具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，面向残疾人、老人、孕妇、小孩群体提供一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置。本专利技术所采用的技术方案如下：一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置,其特征在于包括机械机构、电子控制电路和外观包装结构；机械机构包括承重运载机构、动力机构、传动机构、安全机构、角度调节机构；承重运载机构包括三个支架、一根直齿条、一个平面滑轨、两个平面滑块、一个底板、两个调节块、一个竖杆、两个调节螺母、一个坐板垫块、一个座板、三个直角块、一个靠腿板、两个直角支撑、一根铝条、两对踏板转块组、一个踏板、一个背靠支撑板、一个背靠板、两个扶手支架、两个扶手和多个螺栓螺帽；直齿条底面的上端、下端和中间部位分别与支架的上支撑面焊接；支架的底端面对应楼梯台阶上表面打有通孔，支架和木板通过螺栓连接；平面滑轨底面平行贴合焊接在直齿条上表面，两个安全挡块采用螺纹连接贴合固定在直齿条的两端平面上；两个平面滑块间隙配合在平面滑轨上；底板对应平面滑块上螺纹孔的位置打通孔，底板与平面滑块通过螺栓连接；调节块与底板螺纹连接，竖杆两端攻外螺纹，竖杆与调节块螺纹连接，座板垫块与竖杆螺纹连接，竖杆与调节块和座板垫块之间分别装有调节螺母；调节块与调节块用螺纹连接，调节块和调节块共同构成调节机构，用来保障座板在不同斜度的楼梯上保持与地面平行；座板与座板垫块螺纹连接，用三个直角块把座板和靠腿板通过螺栓连接，两个直角支撑通过螺栓连接把靠腿板固定在底板上，两对踏板转块通过螺栓连接把踏板固定在靠腿板上，铝条通过螺栓连接固定在靠腿板的背面的底部，铝条提供支撑踏板放下去的限位面；靠背支撑板用四颗螺栓连接的方式固定在座板上；靠背板用螺栓连接的方式固定在靠背支撑板上；两个扶手支架的同一端用螺纹连接的方式固定在靠背支撑板的两边，扶手支架另一端打有通孔，两个扶手的同一端与扶手支架打通孔，扶手通过螺栓连接的方式配合在扶手支架上；动力机构和传动机构包括一个齿轮、一根直齿条、一个直流蜗轮蜗杆电动机，直流蜗轮蜗杆电动机与底板螺纹连接，电机输出轴铣削出一个小平面，电机输出轴通过过盈配合在轴套上，把齿轮过盈配合在轴套上，齿轮齿轮放置在直齿条侧面，与直齿条齿轮齿条配合；安全机构包括防侧翻机构、限位机构，防侧翻机构包括一个滑轮组、一个滑轮支架、两根滑轮轴、两根支架连接杆；滑轮组通过螺纹连接固定在滑轮轴上，两根滑轮轴通过螺纹连接固定在滑轮支架上，滑轮支架上打有两个通孔，两根螺杆组成的支架连接杆把滑轮支架通过螺柱连接的方式固定连接在底板底面，使得滑轮与直齿条是平面的那一个侧面贴合接触，从而使得滑轮既能够在侧面上滑动又防止了爬楼椅的侧翻；限位机构包括两个挡块，两个挡块用螺纹连接的方式分别贴合固定在直齿条的两端面上；角度调节机构包括两个调节块、一个圆柱销和一个螺钉，两个调节块是两个相互配合的弧形块，将两个调节块调到所需要的角度并用螺钉将调节块柄牢，柄牢的调节块不会相对运动，从而保证了椅面的水平。电子控制电路包括包括处理器控制模块、避障检测模块、电机驱动模块和无线通信模块；处理器控制模块包含处理器U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、晶振Y1、第一按键S1、第一电阻R1；所述的第一电容C1的一端与第一按键S1及供电电源5V连接，另一端与第一按键S1的另一端及U1第9引脚RST及第一电阻R1的一端连接；所述的第二电容R2一端与U1的第18引脚XTAL2及晶振Y1的一端连接，另一端与第三电容C3的一端及地线连接；所述的第三电容C3的一端与第二电容C2的一端及地线连接，另一端与晶振Y1的一端及U1的第19引脚XTAL1连接；所述的晶振Y1的一端与第二电容C2的一端及U1的第18引脚XTAL2连接，另一端与第三电容C3的一端及U1的第19引脚XTAL1连接；所述的第一按键S1的一端与第一电容C1的一端及供电电源5V连接，另一端与第一电容C1的另一端及U1的第9引脚RST连接；所述的第一电阻R1的一端与第一电容C1的一端及U1的第9引脚RST连接，另一端与地线连接；U1的P1.0引脚与D1的D1连接；U1的P1.1引脚与D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置,其特征在于包括机械机构、电子控制电路和外观包装结构；机械机构包括承重运载机构、动力机构、传动机构、安全机构、角度调节机构；承重运载机构包括三个支架(1、5、19)、一根直齿条(4)、一个平面滑轨(6)、两个平面滑块(17、18)、一个底板(28)、两个调节块(30、31)、一个竖杆(24)、两个调节螺母(23、25)、一个坐板垫块(22)、一个座板(40)、三个直角块(21‑1、21‑2、21‑3)、一个靠腿板(10)、两个直角支撑(32、35)、一根铝条(33)、两对踏板转块组(11、12和13、14)、一个踏板(41)、一个背靠支撑板(9)、一个背靠板(8)、两个扶手支架(37、38)、两个扶手(36、39)和多个螺栓螺帽；直齿条(4)底面的上端、下端和中间部位分别与支架(1、5、19)的上支撑面焊接；支架(1、5、19)的底端面对应楼梯台阶上表面打有通孔，支架(1、5、19)和木板(3)通过螺栓连接；平面滑轨(6)底面平行贴合焊接在直齿条(4)上表面，两个安全挡块(2、16)采用螺纹连接贴合固定在直齿条(4)的两端平面上；两个平面滑块(17、18)间隙配合在平面滑轨(6)上；底板(28)对应平面滑块(17、18)上螺纹孔的位置打通孔，底板(28)与平面滑块(17、18)通过螺栓连接；调节块(30)与底板(28)螺纹连接，竖杆(24)两端攻外螺纹，竖杆(24)与调节块(31)螺纹连接，座板垫块(22)与竖杆(24)螺纹连接，竖杆(24)与调节块(31)和座板垫块(22)之间分别装有调节螺母(25、23)；调节块(30)与调节块(31)用螺纹连接，调节块(30)和调节块(31)共同构成调节机构，用来保障座板(28)在不同斜度的楼梯上保持与地面平行；座板(28)与座板垫块(22)螺纹连接，用三个直角块(21‑1、21‑2、21‑3)把座板(28)和靠腿板(10)通过螺栓连接，两个直角支撑(32、35)通过螺栓连接把靠腿板(10)固定在底板(28)上，两对踏板转块(11、12和13、14)通过螺栓连接把踏板(41)固定在靠腿板(10)上，铝条(33)通过螺栓连接固定在靠腿板(10)的背面的底部，铝条(33)提供支撑踏板(41)放下去的限位面；靠背支撑板(9)用四颗螺栓连接的方式固定在座板(40)上；靠背板(8)用螺栓连接的方式固定在靠背支撑板(9)上；两个扶手支架(37、38)的同一端用螺纹连接的方式固定在靠背支撑板(9)的两边，扶手支架(37、38)另一端打有通孔，两个扶手(36、39)的同一端与扶手支架(37、38)打通孔，扶手(36、39)通过螺栓连接的方式配合在扶手支架(37、38)上；动力机构和传动机构包括一个齿轮(43)、一根直齿条(4)、一个直流蜗轮蜗杆电动机(26)，直流蜗轮蜗杆电动机(26)与底板(28)螺纹连接，电机输出轴铣削出一个小平面，电机输出轴通过过盈配合在轴套(42)上，把齿轮(43)过盈配合在轴套(42)上，齿轮齿轮(43)放置在直齿条(4)侧面，与直齿条(4)齿轮齿条配合；安全机构包括防侧翻机构、限位机构，防侧翻机构(20)包括一个滑轮组、一个滑轮支架、两根滑轮轴、两根支架连接杆；滑轮组通过螺纹连接固定在滑轮轴上，两根滑轮轴通过螺纹连接固定在滑轮支架上，滑轮支架上打有两个通孔，两根螺杆组成的支架连接杆把滑轮支架通过螺柱连接的方式固定连接在底板(28)底面，使得滑轮与直齿条(4)是平面的那一个侧面贴合接触，从而使得滑轮既能够在侧面上滑动、又防止了爬楼椅的侧翻；限位机构包括两个挡块(1、16)，两个挡块(1、16)用螺纹连接的方式分别贴合固定在直齿条的两端面上；角度调节机构包括两个调节块(30、31)、一个圆柱销(29)和一个螺钉，两个调节块(30、31)是两个相互配合的弧形块，将两个调节块(30、31)调到所需要的角度并用螺钉将调节块(30、31)柄牢，柄牢的调节块(30、31)不会相对运动，从而保证了椅面的水平。...

【技术特征摘要】
1.一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置,其特征在于包括机械机构、电子控制电路和外观包装结构；机械机构包括承重运载机构、动力机构、传动机构、安全机构、角度调节机构；承重运载机构包括三个支架(1、5、19)、一根直齿条(4)、一个平面滑轨(6)、两个平面滑块(17、18)、一个底板(28)、两个调节块(30、31)、一个竖杆(24)、两个调节螺母(23、25)、一个坐板垫块(22)、一个座板(40)、三个直角块(21-1、21-2、21-3)、一个靠腿板(10)、两个直角支撑(32、35)、一根铝条(33)、两对踏板转块组(11、12和13、14)、一个踏板(41)、一个背靠支撑板(9)、一个背靠板(8)、两个扶手支架(37、38)、两个扶手(36、39)和多个螺栓螺帽；直齿条(4)底面的上端、下端和中间部位分别与支架(1、5、19)的上支撑面焊接；支架(1、5、19)的底端面对应楼梯台阶上表面打有通孔，支架(1、5、19)和木板(3)通过螺栓连接；平面滑轨(6)底面平行贴合焊接在直齿条(4)上表面，两个安全挡块(2、16)采用螺纹连接贴合固定在直齿条(4)的两端平面上；两个平面滑块(17、18)间隙配合在平面滑轨(6)上；底板(28)对应平面滑块(17、18)上螺纹孔的位置打通孔，底板(28)与平面滑块(17、18)通过螺栓连接；调节块(30)与底板(28)螺纹连接，竖杆(24)两端攻外螺纹，竖杆(24)与调节块(31)螺纹连接，座板垫块(22)与竖杆(24)螺纹连接，竖杆(24)与调节块(31)和座板垫块(22)之间分别装有调节螺母(25、23)；调节块(30)与调节块(31)用螺纹连接，调节块(30)和调节块(31)共同构成调节机构，用来保障座板(28)在不同斜度的楼梯上保持与地面平行；座板(28)与座板垫块(22)螺纹连接，用三个直角块(21-1、21-2、21-3)把座板(28)和靠腿板(10)通过螺栓连接，两个直角支撑(32、35)通过螺栓连接把靠腿板(10)固定在底板(28)上，两对踏板转块(11、12和13、14)通过螺栓连接把踏板(41)固定在靠腿板(10)上，铝条(33)通过螺栓连接固定在靠腿板(10)的背面的底部，铝条(33)提供支撑踏板(41)放下去的限位面；靠背支撑板(9)用四颗螺栓连接的方式固定在座板(40)上；靠背板(8)用螺栓连接的方式固定在靠背支撑板(9)上；两个扶手支架(37、38)的同一端用螺纹连接的方式固定在靠背支撑板(9)的两边，扶手支架(37、38)另一端打有通孔，两个扶手(36、39)的同一端与扶手支架(37、38)打通孔，扶手(36、39)通过螺栓连接的方式配合在扶手支架(37、38)上；动力机构和传动机构包括一个齿轮(43)、一根直齿条(4)、一个直流蜗轮蜗杆电动机(26)，直流蜗轮蜗杆电动机(26)与底板(28)螺纹连接，电机输出轴铣削出一个小平面，电机输出轴通过过盈配合在轴套(42)上，把齿轮(43)过盈配合在轴套(42)上，齿轮齿轮(43)放置在直齿条(4)侧面，与直齿条(4)齿轮齿条配合；安全机构包括防侧翻机构、限位机构，防侧翻机构(20)包括一个滑轮组、一个滑轮支架、两根滑轮轴、两根支架连接杆；滑轮组通过螺纹连接固定在滑轮轴上，两根滑轮轴通过螺纹连接固定在滑轮支架上，滑轮支架上打有两个通孔，两根螺杆组成的支架连接杆把滑轮支架通过螺柱连接的方式固定连接在底板(28)底面，使得滑轮与直齿条(4)是平面的那一个侧面贴合接触，从而使得滑轮既能够在侧面上滑动、又防止了爬楼椅的侧翻；限位机构包括两个挡块(1、16)，两个挡块(1、16)用螺纹连接的方式分别贴合固定在直齿条的两端面上；角度调节机构包括两个调节块(30、31)、一个圆柱销(29)和一个螺钉，两个调节块(30、31)是两个相互配合的弧形块，将两个调节块(30、31)调到所需要的角度并用螺钉将调节块(30、31)柄牢，柄牢的调节块(30、31)不...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾彪，安康，周国良，施友石，杨平伞，毛圣琪，宋亚彬，
申请(专利权)人：杭州师范大学钱江学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33