【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于轮椅的轮腿可重构式越障辅助装置。
技术介绍
1、随着出生率的持续走低，中国已正式步入老龄化社会。据不完全统计，中国60岁以上老人已高达2.67亿，如此庞大的老年人群体对康复医疗器械提出了更高的要求。轮椅作为一种常见的医疗器械，广泛被老年人群体使用。市场上的轮椅多为普通的手动轮椅且不具备越障能力，虽然多功能电动轮椅通常具备越障功能，但其体积庞大、其不可拆卸的固有刚性结构，使得便携性极差；同时高昂的价格限制了其普及与推广，无法满足众多普通用户日常生活的实际需求。
2、因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于轮椅的轮腿可重构式越障辅助装置，基于模块化可重构机构，可用于辅助轮椅进行越障的模块化装置，用以适配所有具备越障需求的轮椅，其具备机构灵活、运动平稳、控制简单等特点，从而提高用户的自主性、安全性、舒适性。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是普通电动轮椅无法满足越障需求且稳定性差，而越障轮椅体积庞大，结构固定，便携性差，价格十分昂贵，得不到普遍推广。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于轮椅的轮腿可重构式越障辅助装置，其特征在于，所述装置包括接口模块、轮腿模块和驱动模块，所述装置本体安装于所述轮椅的前轮下方，所述轮椅的每个前轮安装一个所述装置，所述装置的所述接口模块安装在所述轮椅的前轮外侧，通过所述轮椅前轮和所述装置的所述接口模块进行轴向固定，所述轮椅本体和所述装置本体通过
3、所述接口模块，用于所述轮椅的限位定位，所述接口模块的结构、尺寸及参数标准化，易于实现模块间的互换，以满足不同尺寸的所述轮椅配套需求；
4、所述轮腿模块，呈对称结构，设置于所述接口模块的两侧，所述轮腿模块与所述接口模块同轴配合安装，用于所述接口模块与所述驱动模块之间的连接；
5、所述驱动模块，与所述轮腿模块连接，当跨越障碍物时，所述驱动模块和所述障碍物接触，并为所述装置提供驱动扭矩，使所述轮椅具备更稳定的越障能力，实现跨越复杂路面和全地形无障碍出行。
6、进一步地，所述接口模块包括阶梯转轴、阻尼基座、旋转阻尼元件和定位销，所述阶梯转轴、所述阻尼基座和所述旋转阻尼元件同轴心安装，所述旋转阻尼元件和所述阻尼基座通过对称设置的第一安装孔进行连接，所述阻尼基座设置有第二安装孔，所述阻尼基座通过所述第二安装孔和所述轮椅挡板固定连接。
7、进一步地，所述轮腿模块包括限位挡圈、限位弹性元件、限位手柄、轮臂套壳、轮臂接口、第一轮腿和第二轮腿，其中，所述轮臂接口与所述第一轮腿固定连接形成外侧轮腿，所述轮臂套壳与所述第二轮腿固定连接形成内侧轮腿，所述限位挡圈安装在所述限位弹性元件之上，由法兰防松进行固接，所述限位弹性元件安装在所述限位手柄的圆形凹槽内，所述轮臂套壳和所述轮臂接口安装后形成限位孔，所述限位手柄与所述限位孔啮合，通过所述限位手柄与所述限位孔的啮合实现对所述内侧轮腿和所述外侧轮腿连接角度的固定。
8、进一步地，所述内侧轮腿的内侧面与所述接口模块的所述阻尼基座的外侧面重合，且所述内侧轮腿和所述接口模块的所述阶梯转轴进行平键连接，实现周向定位，所述内侧轮腿的外侧面与所述外侧轮腿的内侧面重合。
9、进一步地，所述外侧轮腿的内侧面上的齿轮状齿根部与所述内侧轮腿的外侧面上的齿轮状齿顶部配合，所述外侧轮腿的外侧面与所述限位手柄相互接触。
10、进一步地，所述限位手柄呈六爪形，设置于所述内侧轮腿和所述外侧轮腿形成的所述限位孔中，用于调整所述内侧轮腿和所述外侧轮腿的角度：当所述限位手柄被拉出时，拨动所述内侧轮腿和所述外侧轮腿，使所述轮臂套壳齿轮状部分与所述轮臂接口齿轮状部分啮合，所述限位手柄内部与所述限位挡圈之间的所述限位弹性元件被压缩储能，所述内侧轮腿和所述外侧轮腿调节角度，当调整到合适角度时，所述轮臂套壳与所述轮臂接口齿轮状部分形成限位孔，所述限位手柄由于限位弹性元件作用，所述限位手柄的六爪恰啮合于所述限位孔中，实现调节所述内侧轮腿和所述外侧轮腿角度，从而达到调整扭矩的作用。
11、进一步地，所述驱动模块包括异型电机前叉、轮毂电机、u型前叉和线性阻尼元件，所述异型电机前叉和所述轮毂电机轴固定连接，所述u型前叉和所述异型电机前叉铰接，所述线性阻尼元件同时和所述u型前叉、所述异型电机前叉连接，实现缓冲减震作用。
12、进一步地，所述异型电机前叉为对称结构，所述异型电机前叉的异型端设置有u型开口，所述异型电机前叉通过所述u型开口与所述轮毂电机的椭圆形轴端相配合，通过异型垫圈、弹簧垫圈、平垫圈和六角法兰面防松螺母进行固连；所述线性阻尼元件设置于所述异型电机前叉与所述u型前叉之间，组合成三角稳定状态，当所述驱动模块接触障碍物产生越障力矩时，所述线性阻尼元件产生响应阻尼，缓冲减震并维持所述轮椅的稳定性。
13、进一步地，所述u型前叉为对称结构，所述u型前叉的顶部和底部均设置有安装孔，所述u型前叉通过底部安装孔和所述异型电机前叉铰接，通过顶部的安装孔和所述轮腿模块的所述第一轮腿或所述第二轮腿的矩形平台上的四孔铰接，实现所述驱动模块通过所述轮腿模块和所述接口模块相连。
14、进一步地，所述线性阻尼元件设置有第一安装轴和第二安装轴，所述第一安装轴与所述u型前叉的侧边孔连接，所述第二安装轴与所述异型电机前叉的安装孔连接，所述线性阻尼元件设置为两个，对称安装在所述轮毂电机的左右两侧。
15、在本专利技术的较佳实施方式中，本专利技术和现有技术相比，具有如下有益效果：
16、1、本专利技术作为轮椅的一种附加机构，仅需在出行时安装到轮椅上，使轮椅具备更稳定的越障能力，从而能够跨越复杂路面，实现全地形无障碍出行。本专利技术所设计的轮椅越障模块和轮椅的机构几乎相同，其运动原理基本一致，两者机械结构和运动原理的互通性，使得本专利技术和轮椅进行组装配合后形成较为合理、有效的整体；
17、2、本专利技术结构较为简单，且多采用标准件，生产成本相对低廉，本专利技术作为扩展件由用户选购，使轻型轮椅用户既享有越障轮椅稳定的越障性能，又能保证在平坦的室内环境下轻便的体验感，满足残障人士自主出行需求；
18、3、本专利技术不仅对推动开发具有我国自主知识产权的智能助行助老设备具有重要意义，而且将为创新研制更安全、人机交融性更好的移动机器人提供重要的理论基础。
19、以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于轮椅的轮腿可重构式越障辅助装置，其特征在于，所述装置包括接口模块、轮腿模块和驱动模块，所述装置本体安装于所述轮椅的前轮下方，所述轮椅的每个前轮安装一个所述装置，所述装置的所述接口模块安装在所述轮椅的前轮外侧，通过所述轮椅前轮和所述装置的所述接口模块进行轴向固定，所述轮椅本体和所述装置本体通过所述轮椅前轮和所述装置的所述接口模块形成铰接；其中，
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接口模块包括阶梯转轴、阻尼基座、旋转阻尼元件和定位销，所述阶梯转轴、所述阻尼基座和所述旋转阻尼元件同轴心安装，所述旋转阻尼元件和所述阻尼基座通过对称设置的第一安装孔进行连接，所述阻尼基座设置有第二安装孔，所述阻尼基座通过所述第二安装孔和所述轮椅挡板固定连接。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轮腿模块包括限位挡圈、限位弹性元件、限位手柄、轮臂套壳、轮臂接口、第一轮腿和第二轮腿，其中，所述轮臂接口与所述第一轮腿固定连接形成外侧轮腿，所述轮臂套壳与所述第二轮腿固定连接形成内侧轮腿，所述限位挡圈安装在所述限位弹性元件之上，由法兰防松进行固接，所述限位弹性元件
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述内侧轮腿的内侧面与所述接口模块的所述阻尼基座的外侧面重合，且所述内侧轮腿和所述接口模块的所述阶梯转轴进行平键连接，实现周向定位，所述内侧轮腿的外侧面与所述外侧轮腿的内侧面重合。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述外侧轮腿的内侧面上的齿轮状齿根部与所述内侧轮腿的外侧面上的齿轮状齿顶部配合，所述外侧轮腿的外侧面与所述限位手柄相互接触。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述限位手柄呈六爪形，设置于所述内侧轮腿和所述外侧轮腿形成的所述限位孔中，用于调整所述内侧轮腿和所述外侧轮腿的角度：当所述限位手柄被拉出时，拨动所述内侧轮腿和所述外侧轮腿，使所述轮臂套壳齿轮状部分与所述轮臂接口齿轮状部分啮合，所述限位手柄内部与所述限位挡圈之间的所述限位弹性元件被压缩储能，所述内侧轮腿和所述外侧轮腿调节角度，当调整到合适角度时，所述轮臂套壳与所述轮臂接口齿轮状部分形成限位孔，所述限位手柄由于限位弹性元件作用，所述限位手柄的六爪恰啮合于所述限位孔中，实现调节所述内侧轮腿和所述外侧轮腿角度，从而达到调整扭矩的作用。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动模块包括异型电机前叉、轮毂电机、U型前叉和线性阻尼元件，所述异型电机前叉和所述轮毂电机轴固定连接，所述U型前叉和所述异型电机前叉铰接，所述线性阻尼元件同时和所述U型前叉、所述异型电机前叉连接，实现缓冲减震作用。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述异型电机前叉为对称结构，所述异型电机前叉的异型端设置有U型开口，所述异型电机前叉通过所述U型开口与所述轮毂电机的椭圆形轴端相配合，通过异型垫圈、弹簧垫圈、平垫圈和六角法兰面防松螺母进行固连；所述线性阻尼元件设置于所述异型电机前叉与所述U型前叉之间，组合成三角稳定状态，当所述驱动模块接触障碍物产生越障力矩时，所述线性阻尼元件产生响应阻尼，缓冲减震并维持所述轮椅的稳定性。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述U型前叉为对称结构，所述U型前叉的顶部和底部均设置有安装孔，所述U型前叉通过底部安装孔和所述异型电机前叉铰接，通过顶部的安装孔和所述轮腿模块的所述第一轮腿或所述第二轮腿的矩形平台上的四孔铰接，实现所述驱动模块通过所述轮腿模块和所述接口模块相连。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述线性阻尼元件设置有第一安装轴和第二安装轴，所述第一安装轴与所述U型前叉的侧边孔连接，所述第二安装轴与所述异型电机前叉的安装孔连接，所述线性阻尼元件设置为两个，对称安装在所述轮毂电机的左右两侧。
...【技术特征摘要】
1.一种用于轮椅的轮腿可重构式越障辅助装置，其特征在于，所述装置包括接口模块、轮腿模块和驱动模块，所述装置本体安装于所述轮椅的前轮下方，所述轮椅的每个前轮安装一个所述装置，所述装置的所述接口模块安装在所述轮椅的前轮外侧，通过所述轮椅前轮和所述装置的所述接口模块进行轴向固定，所述轮椅本体和所述装置本体通过所述轮椅前轮和所述装置的所述接口模块形成铰接；其中，
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接口模块包括阶梯转轴、阻尼基座、旋转阻尼元件和定位销，所述阶梯转轴、所述阻尼基座和所述旋转阻尼元件同轴心安装，所述旋转阻尼元件和所述阻尼基座通过对称设置的第一安装孔进行连接，所述阻尼基座设置有第二安装孔，所述阻尼基座通过所述第二安装孔和所述轮椅挡板固定连接。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轮腿模块包括限位挡圈、限位弹性元件、限位手柄、轮臂套壳、轮臂接口、第一轮腿和第二轮腿，其中，所述轮臂接口与所述第一轮腿固定连接形成外侧轮腿，所述轮臂套壳与所述第二轮腿固定连接形成内侧轮腿，所述限位挡圈安装在所述限位弹性元件之上，由法兰防松进行固接，所述限位弹性元件安装在所述限位手柄的圆形凹槽内，所述轮臂套壳和所述轮臂接口安装后形成限位孔，所述限位手柄与所述限位孔啮合，通过所述限位手柄与所述限位孔的啮合实现对所述内侧轮腿和所述外侧轮腿连接角度的固定。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述内侧轮腿的内侧面与所述接口模块的所述阻尼基座的外侧面重合，且所述内侧轮腿和所述接口模块的所述阶梯转轴进行平键连接，实现周向定位，所述内侧轮腿的外侧面与所述外侧轮腿的内侧面重合。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述外侧轮腿的内侧面上的齿轮状齿根部与所述内侧轮腿的外侧面上的齿轮状齿顶部配合，所述外侧轮腿的外侧面与所述限位手柄相互接触。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述限位手柄呈六爪形，设置于所述内侧轮腿和所述外侧轮腿形成的所述限位孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟巧玲，王帅，康浩伦，孙振坤，徐天宇，余雷，喻洪流，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。