一种自平衡爬楼轮椅制造技术

本发明专利技术公开了一种自平衡爬楼轮椅，它包括履带爬楼机构、万向轮摇臂机构、定向轮摇臂机构和控制系统，所述万向轮摇臂机构上装有两个万向轮，所述定向轮摇臂机构上装有两个定向轮，所述万向轮与所述定向轮在爬楼时收起使履带爬楼机构着地并驱动轮椅行进；所述定向轮摇臂机构可由所述控制系统自动调节，通过调整定向轮的位置来适应地形，使座椅自动保持水平；本发明专利技术结构简单，故其成本较低；履带爬楼机构倾斜固定在座椅下方，使轮椅爬楼梯时乘坐者的坐姿接近水平，且整体重心较低，不易倾倒；自平衡功能减少了人工操作，规避了一部分人工操作的风险，降低操作门槛的同时提高了安全性。降低操作门槛的同时提高了安全性。降低操作门槛的同时提高了安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种自平衡爬楼轮椅


[0001]本专利技术涉及爬楼轮椅
，具体来说涉及一种轮履复合式爬楼轮椅。

技术介绍

[0002]随着国人生活水平的提高，如老人和残障人士等行动不便人群的出行问题得到了越来越多人的重视，许多居民自建宅、老式公寓没有电梯，居住在此的行动不便人士往往会被楼梯阻挡而无法出行，为此人们专利技术了多种爬楼轮椅：
[0003]中国专利CN201821505875.7公开的爬楼轮椅，它的爬楼履带布置在轮椅背部，乘坐人员需要躺着上下楼，在轮椅从平地向下驶入楼梯和从楼梯向上驶离楼梯的过程中需要操作人员看准时机手动调整轮椅姿态，该操作存在一定风险，这需要操作人员有较强的心理素质、较好的操作技巧，故其安全性欠佳，操作门槛较高。
[0004]瑞士一款名为“Scewo”的轮履复合式爬楼轮椅，有着多种传感器，智能化程度高，操控简单，但造价高昂。
[0005]美国一款名为“iBot”的星型轮式爬楼轮椅，虽有着优秀的平衡算法，能凭借星型轮跨越台阶，但其爬楼梯时重心很高，轮椅仍有较大的倾覆风险，安全性不足。
[0006]除此之外还有很多种类的爬楼轮椅，但都无法在较低成本的前提下满足安全性高、操作门槛低，同时乘坐舒适安心这些需求，故而一直难以大规模推广。

技术实现思路

[0007]为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术提供了一种自平衡爬楼轮椅。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0009]一种自平衡爬楼轮椅，它包括减震座椅、履带爬楼机构、电池和控制系统；其特征在于，它有万向轮摇臂机构、定向轮摇臂机构 ，其中：所述履带爬楼机构为单节双履带结构，包括履带架、履带、驱动轮、张紧轮、惰轮、驱动轮轴、履带驱动电机和二级链传动机构，所述履带爬楼机构为前低后高布置，其后端向上翻折一小段，翻折处装有惰轮；所述履带架中间刚性连接有三根钢管，分别为前端钢管、中间钢管和后端钢管，所述前端钢管上设有履带驱动电机安装架和斜向上的座椅支撑架，所述中间钢管的中部设有一电动推杆末端铰支座，所述后端钢管的中部设有一电动滑块末端铰支座、一减震弹簧铰支座；所述履带驱动电机通过二级链传动机构驱动履带转动，实现爬楼功能；所述万向轮摇臂机构由前摇臂、电动推杆和两个万向轮组成，所述前摇臂为左右对称的双摇臂结构，所述双摇臂通过一根从上方跨越履带爬楼机构的前横梁刚性连接在一起，所述前横梁的中部设有一电动推杆前端铰支座，两侧设有两个对称的气弹簧铰支座，所述前摇臂左右对称地铰接在履带爬楼机构的前端外侧，所述电动推杆两端分别与所述电动推杆末端铰支座、所述电动推杆前端铰支座铰接，所述万向轮安装在前摇臂末端，所述电动推杆的长度变化会牵引前摇臂摆动，所述电动推杆有最长和最短两个状态，处于所述最短
状态时，安装在前摇臂末端的万向轮离地，所述履带爬楼机构前端着地，处于所述最长状态时，所述万向轮着地，所述履带爬楼机构前端离地；所述定向轮摇臂机构由后摇臂、电动滑块和两个定向轮组成，所述后摇臂为左右对称的双摇臂结构，所述双摇臂通过一根从上方跨越履带爬楼机构的后横梁刚性连接在一起，所述后横梁的中部设有一电动滑块前端铰支座，两侧设有两个对称的气弹簧U槽支座，所述后摇臂左右对称地铰接在履带爬楼机构的前端外侧、前摇臂的后上方位置，所述电动滑块的滑块端与所述电动滑块前端铰支座铰接，另一端与所述电动滑块末端铰支座铰接，所述定向轮安装在后摇臂末端，所述电动滑块的行程变化会牵引后摇臂摆动，所述电动滑块有最大行程和最小行程两个状态，处于所述最大行程状态时，安装在后摇臂末端的定向轮离地，所述履带爬楼机构后端着地，当电动滑块处于所述最小行程状态时，所述定向轮着地，所述履带爬楼机构后端离地；所述控制系统包括操作面板、座椅姿态监控传感器、单片机最小系统、电机驱动模块，所述履带爬楼机构、万向轮摇臂机构、定向轮摇臂机构均与控制系统电连接并控制。
[0010]作为优选的，所述减震座椅包括座椅和一个减震弹簧，所述座椅的前端与所述座椅支撑架铰接，后端通过所述减震弹簧与所述履带架连接。
[0011]作为优选的，所述履带爬楼机构后端向上翻折的一小段上装有防滑装 置，包括两个单向阻尼摇臂、两个滚轮、两个弹性挡块和一连接杆，所述单向阻尼摇臂的摇臂中心设有一单向旋转阻尼，所述滚轮安装于单向阻尼摇臂末端，两个单向阻尼摇臂对称铰接在履带架的内侧，并通过所述连接杆刚性连接，所述单向阻尼摇臂可绕铰接点全方位转动，所述弹性挡块可将单向阻尼摇臂定位在工作位置，在处于所述工作位置时，所述单向阻尼摇臂与履带爬楼机构后端向上翻折的一小段垂直，所述滚轮向外突出，此时所述单向阻尼摇臂向上转动阻力极大，向下转动阻力极小。
[0012]作为优选的，所述万向轮摇臂机构与所述定向轮摇臂机构之间装有摇臂张紧装置，它包括两个对称安装的气弹簧套件，所述气弹簧套件包括气弹簧和套筒，所述气弹簧可分为缸体和活塞杆，其缸体上与活塞杆末端分别有一个用于安装的铰接点，所述气弹簧缸体嵌套于所述套筒内，所述套筒外圆前端焊接有两根对称的圆柱体作为所述缸体上的铰接点，所述气弹簧套件两端分别铰接在所述气弹簧铰支座与所述气弹簧U槽支座上，利用气弹簧的弹力实现摇臂张紧功能。
[0013]作为优选的，所述座椅支撑架前下方设有脚踏板，左侧设有电池安装架，且架上装有电池，右侧设有电控盒安装架，且架上装有电控盒。
[0014]作为优选的，所述控制系统包括固定在座椅靠背顶部的操作面板、固定于座椅底下的姿态监控传感器、装于电控盒内的单片机最小系统与电机驱动模块，其中所述操作面板包括急停开关、模式选择开关、后摇臂控制开关、调速旋钮。
[0015]作为优选的，所述模式选择开关有三个档位，分别为下楼档、平地档、上楼档，处于所述下楼档时，所述前摇臂收起，所述万向轮离地，所述履带爬楼机构前端着地，此时旋动所述调速旋钮，所述履带爬楼机构驱动轮椅向前行驶；处于所述平地档时，所述前摇臂放下，所述万向轮着地，所述履带爬楼机构前端离地；处于所述上楼档时，所述前摇臂收起，所述万向轮离地，所述履带爬楼机构前端着地，此时旋动所述调速旋钮，所述履带爬楼机构驱动轮椅向后行驶。
[0016]作为优选的，所述后摇臂控制开关有三个档位，分别为收起档、自平衡档、放下档，处于所述收起档时，所述定向轮摇臂机构的电动滑块处于最大行程状态，所述后摇臂收起，所述定向轮离地，所述座椅向后倾斜，所述履带爬楼机构后端着地；处于所述自平衡档时，所述单片机最小系统通过分析所述座椅姿态监控传感器传来的座椅姿态信息给所述电机驱动模块下达控制指令，令所述电机驱动模块控制所述电动滑块运动，调节所述定向轮摇臂机构使所述座椅保持水平姿态；处于所述放下档时，所述定向轮摇臂机构的电动滑块处于最小行程状态，所述后摇臂收起，所述定向轮着地，所述履带爬楼机构后端离地。
[0017]作为优选的，所述后摇臂上设有手动刹车装置，直接作用于定向轮的轮胎外沿实现刹车驻车功能。
[0018]本专利技术的积极效果 ：
[0019]1、本专利技术以简单的摇臂机构实现轮椅的轮履切换及自平衡功能，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自平衡爬楼轮椅，它包括减震座椅、履带爬楼机构、电池和控制系统；其特征在于，它有万向轮摇臂机构、定向轮摇臂机构，其中：所述履带爬楼机构为单节双履带结构，包括履带架、履带、驱动轮、张紧轮、惰轮、驱动轮轴、履带驱动电机和二级链传动机构，所述履带爬楼机构为前低后高布置，其后端向上翻折一小段，翻折处装有惰轮；所述履带架中间刚性连接有三根钢管，分别为前端钢管、中间钢管和后端钢管，所述前端钢管上刚性连接有履带驱动电机安装架和斜向上的座椅支撑架，所述中间钢管的中部设有一电动推杆末端铰支座，所述后端钢管的中部设有一电动滑块末端铰支座、一减震弹簧铰支座；所述履带驱动电机通过二级链传动机构驱动履带转动，实现爬楼功能；所述万向轮摇臂机构由前摇臂、电动推杆和两个万向轮组成，所述前摇臂为左右对称的双摇臂结构，所述双摇臂通过一根从上方跨越履带爬楼机构的前横梁刚性连接在一起，所述前横梁的中部设有一电动推杆前端铰支座，两侧设有两个对称的气弹簧铰支座，所述前摇臂左右对称地铰接在履带爬楼机构的前端外侧，所述电动推杆两端分别与所述电动推杆末端铰支座、所述电动推杆前端铰支座铰接，所述万向轮安装在前摇臂末端，所述电动推杆的长度变化会牵引前摇臂摆动，所述电动推杆有最长和最短两个状态，处于所述最短状态时，安装在前摇臂末端的万向轮离地，所述履带爬楼机构前端着地，处于所述最长状态时，所述万向轮着地，所述履带爬楼机构前端离地；所述定向轮摇臂机构由后摇臂、电动滑块和两个定向轮组成，所述后摇臂为左右对称的双摇臂结构，所述双摇臂通过一根从上方跨越履带爬楼机构的后横梁刚性连接在一起，所述后横梁的中部设有一电动滑块前端铰支座，两侧设有两个对称的气弹簧U槽支座，所述后摇臂左右对称地铰接在履带爬楼机构的前端外侧、前摇臂的后上方位置，所述电动滑块的滑块端与所述电动滑块前端铰支座铰接，另一端与所述电动滑块末端铰支座铰接，所述定向轮安装在后摇臂末端，所述电动滑块的行程变化会牵引后摇臂摆动，所述电动滑块有最大行程和最小行程两个状态，当其处于所述最大行程状态时，安装在后摇臂末端的定向轮离地，所述履带爬楼机构后端着地，当其处于所述最小行程状态时，所述定向轮着地，所述履带爬楼机构后端离地；所述控制系统包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文才，
申请(专利权)人：黄文才，
类型：发明
国别省市：