[发明专利]一种欠驱动自适应式爬楼梯轮椅

说明书

技术领域：

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种能够自动平稳爬楼梯的欠驱动自适应式爬楼梯轮椅。

背景技术：

目前市场上的轮椅种类很多，均配有大的行走轮，有折叠式、电动式、爬楼式等，为身体行动不便的人提供了方便，但不论哪一种形式的轮椅，都无法跨过道路上比较高的障碍，或者在有坡度的道路上保持平衡，尤其是在爬楼梯、登公交车等复杂情况下，传统轮椅都难以给身体行动不便的人带来足够的帮助。有些公共场所和住宅有垂直电梯，行动不便的人可以乘坐垂直电梯上下楼，但是仍然有很大一部分住宅和公共场所只有步梯或手扶电梯，乘坐传统轮椅的行动不便的人在这种情况下无法独立完成上下楼行动。除此之外，有时身体行动不便的人在乘坐传统轮椅行走在有坡度的道路上时，也可能因为重心不稳而遇到轮椅倾翻的危险。

发明内容：

为解决以上现有技术存在的问题,本发明提出了一种可以自动爬楼梯，且在爬楼梯或行走在不平整的道路上时也能维持椅身平衡的欠驱动自适应式爬楼梯轮椅。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种欠驱动自适应式爬楼梯轮椅，包括椅架主体、电池、平衡机构、驱动系统和控制系统；

所述驱动系统包括变速箱、主电动机和欠驱动轮系，所述变速箱的壳体和主电动机的壳体分别连接在椅架主体下部，主电动机动力输出端与变速箱的动力输入端固定连接，所述欠驱动轮系为多臂星形轮系，包括齿轮箱、轮架轴、中轴、小轴和车轮，所述轮架轴与变速箱的动力输出端固定连接，轮架轴通过轴承设置在齿轮箱上，在轮架轴上固定套装有大齿轮；所述中轴和小轴固定在齿轮箱内，在中轴上活动套装有中齿轮，在小轴上活动套装有小齿轮，所述小齿轮、中齿轮和大齿轮均设置在齿轮箱内；所述车轮与小齿轮数量相同，且与小齿轮固定连接，所述大齿轮与中齿轮相啮合，中齿轮与小齿轮相啮合；

所述平衡机构包括丝杠支架、上框架、下框架和尾框架，丝杠支架固定在椅架主体的椅背后部，在丝杠支架上设置有丝杠，在椅架主体的后部固定有丝杠电机的壳体，丝杠电机的动力输出端与丝杠固定连接；所述上框架上端铰接有带螺纹孔的滑块，滑块与所述丝杠相配合，所述下框架的下端铰接在椅架主体下部，下框架的上端与上框架的下端和尾框架的上端铰接在框架轴上，尾框架的下端设置有万向轮；在上框架上铰接有直线电机的一端，直线电机的另一端与尾框架相铰接；

所述控制系统包括角度传感器、控制器及操作手柄，所述操作手柄设置在椅架主体上，角度传感器位于椅架主体的坐位的下部；控制器的信号输入端分别与角度传感器及操作手柄相连接，控制器的信号输出端分别与主电动机、直线电机及丝杠电机相连接；所述电池分别与角度传感器、操作手柄、主电动机、直线电机及丝杠电机相连接。

在欠驱动轮系上还设置有电磁离合器，电磁离合器的主动端固定套装在欠驱动轮系的轮架轴上，电磁离合器的从动端固定在齿轮箱上，电磁离合器的信号输入端与控制器的信号输出端相连接，电磁离合器与电池相连接。

所述控制系统还包括距离传感器，距离传感器固定于椅架主体的下前部，距离传感器的输出端与控制器的信号输入端相连接，距离传感器与电池相连接。

所述变速箱壳体的后部铰接在椅架主体的下部，变速箱壳体的前部与减震器的一端相铰接，减震器的另一端与椅架主体的下部相铰接；所述主电动机的壳体固定在变速箱壳体上。

所述欠驱动轮系为三臂星形或四臂星形轮系。

所述控制器为PLC。

所述电池和控制器位于椅架主体的坐位下部。

所述平衡机构还包括单向旋转支撑架，所述单向旋转支撑架安装在框架轴上。

本发明的有益效果：

本发明结构紧凑、传动效率高、性能稳定可靠。本发明通过欠驱动轮系的特性可以实现爬楼梯和跨过较高障碍物的功能，同时平衡机构可以在路面不平的情况下维持车身的平衡，提高了安全性能。

附图说明：

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

图2是图1的欠驱动轮系结构示意图；

图3是图1的驱动系统的结构示意图；

图4是图1的欠驱动轮系与电磁离合器连接后的结构示意图；

图5是图1涉及的实施例上楼梯时控制系统的工作流程图；

图6是图1涉及的实施例下楼梯时控制系统的工作流程图；

图7是图1的控制系统的电路原理框图；