[实用新型]一种轮腿复合式轮椅底盘机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及轮椅技术，具体是一种轮腿复合式轮椅底盘机构。

背景技术

随着老龄化社会的到来和残疾人数量的增加，轮椅在老年人及残疾人的生活中发挥的作用越来越重要，生活中处处可见的楼梯限制了普通轮椅的使用。因此人们先后研制了各种各样的上下楼梯机构或爬楼机构(轮椅)。如果按照机构形式分类，主要分为行星轮式、履带式、腿足式和平行四杆机构等。

行星轮式爬楼梯机构结构紧凑、运动灵活。袁华祥、刘香香在“基于马斯洛需求层次理论电动轮椅创新设计探析”中介绍了由美国强生公司研制出的爬楼梯轮椅IBOT(参见《包装工程》2009年第7期P85)，它有6个轮子，前面是一对实心脚轮，后面有两对行星结构的充气轮，通过两后轮交替翻转可以上下楼梯。它的最大优点是能自动调节轮椅重心使其能在不同状态下保持平衡，但控制复杂和成本高，对推广使用来说造成了很大的困难。

履带式爬楼梯机构的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其原理简单。苏和平和王人成在“爬楼梯轮椅的研究进展”中介绍了法国Topchair公司生产的电动爬楼梯轮椅(参见《中国康复医学杂志》2005年20卷第5期P366-P368)。它的底部有四个车轮供正常情况下平地运行使用；当遇到楼梯等特殊地形时，用户通过适当按键操作将两侧的橡胶履带缓缓放下至地面，然后把这四个车轮收起，依靠履带无需旁人辅助便能自动完成爬楼等功能。国内许光树设计的“无障代步轮椅”(参见专利0l140292.X)中介绍了一种平地、楼梯运行无障碍轮椅，主要由前后升降杆、滑动齿轮、主传动链轮、支撑轮等组成，支撑轮上绕有齿形带用来上下楼梯。段星光、黄强等人在“多运动模式的小型地面移动机器人设计及实现”(参见《机械工程学报》2007年18卷第1期P8-P12)中介绍了无障碍轮椅的优点是行走时重心波动小，运动非常平稳，且使用地形范围较广；缺点是重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏；此外，在开始上下楼梯某一时刻，整个机构会出现倾斜，从而导致侧翻且平地使用受阻力较大，而且转弯不方便，这些问题限制了其在日常生活中的推广使用。

腿足式爬楼梯机构具有较强的越障能力，王丽娟在“行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯轮椅设计”中介绍了由日本长崎大学机械工程系研究了一种高阶爬楼梯装置(参见苏州大学《硕士学位论文》2010年)。它由一系列液压操作杆和前后两组星型轮构成，它的优点是爬楼时运动平稳且爬楼幅度高，甚至能自行上下货车；缺点是对控制的要求很高、操作比较复杂、动作缓慢，距离实际应用还有一定的距离。

为了解决腿足式爬楼梯机构爬行速度较慢的缺点，有学者提出了平行四杆式爬楼梯机构。国内由苏和平和项海筹等人提出的手动爬楼梯轮椅机构，就是在普通轮椅的两侧各加装一套由平行四边形机构组成的爬楼梯执行机构，每套机构中的两等长连架杆各与一个相同齿数的链轮相固接，用链条来驱动。项海筹、乌兰木其等人在“手动爬楼梯轮椅”中介绍了平行四杆式爬楼梯机构的优点是结构简单、价格低廉，缺点是由于仅仅由四个点支撑整车，其平稳度不高，安全性也不太好(参见《中国康复医学杂志》1999年9卷第2期P62-P66)。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种轮腿复合式轮椅底盘机构，该底盘机构为轮腿复合式轮椅爬楼梯底盘机构，使轮椅适于翻越障碍物、跨沟等结构性障碍，上下楼梯平稳安全，电动操作手柄控制，操作容易，使残疾人能够独立上下楼梯，同时减轻护理、服务人员的劳动强度。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是：设计一种轮腿复合式轮椅底盘机构，其特征在于该底盘机构主要包括排轮传动机构、前位姿调节机构、后位姿调节机构、五杆机构和控制系统；

所述的排轮传动机构主要由排轮架、上齿轮、排轮、传动轮、下齿轮和主轴组成；下齿轮、上齿轮及排轮分别固定在主轴上，传动轮固定在排轮架上，上齿轮与传动轮啮合，排轮与上齿轮同轴，排轮与传动轮共有相同的五组，在空间上它们交错排列，排轮传动机构由蜗轮蜗杆减速器传动机构的传动齿轮与下齿轮啮合传动，同时带动上齿轮与排轮运动；