[发明专利]一种自适应上下楼梯轮椅

说明书

技术领域

本发明涉及轮椅技术领域，尤其涉及一种自适应上下楼梯轮椅。

背景技术

目前市场上的轮椅种类很多，有折叠式、爬楼式等等，为身体行动不便的人提供了方便，但无论哪一种形式的轮椅，都无法跨过道路上比较高的障碍，或者在爬过障碍时很难保持平衡，尤其是在爬楼梯、登公交车等复杂情况下，很可能因为重心不稳而遇到轮椅倾翻的危险。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种自适应上下楼梯轮椅。

本发明提出的一种自适应上下楼梯轮椅，包括轮椅车身、履带轮和平衡机构；

轮椅车身包括底盘、支撑杆和座椅，支撑杆底部安装在底盘上，且可沿轮椅前后方向转动，顶部固定座椅；

平衡机构安装在底盘上，平衡机构包括丝杠支架，丝杠支架通过活动连接装置与支撑杆连接，丝杠可沿轴向移动推动支撑杆绕底部转轴转动；

多个履带轮安装在底盘上，履带轮包括轮毂、主动齿轮、多个从动齿轮、多个履带轮和履带，主动齿轮可转动地安装在轮毂上，多个从动齿轮可转动地安装在轮毂上并与主动齿轮相啮合，多个履带轮与多多个从动齿轮一一同轴固定连接，履带安装在多个履带轮外圆周上；

所述自适应上下楼梯轮椅至少包括三个工作状态，其中：

无障碍行走工作状态下，底盘水平，支撑杆垂直于底盘，座椅水平，第一电机驱动主动齿轮转动，主动齿轮通过多个从动齿轮转动分别带动多个履带轮转动，多个履带轮同时带动履带转动，轮毂沿直线移动；

上楼梯工作状态下，底盘倾斜，丝杠推动支撑杆向轮椅前方转动，支撑杆轴向平行于竖直方向，轮椅重心前移，座椅水平，履带轮翻滚移动；

下楼梯工作状态下，底盘倾斜，丝杠推动支撑杆向轮椅后方转动，支撑杆轴向平行于竖直方向，轮椅重心后移，座椅水平，履带轮翻滚移动。

优选地，所述活动连接装置包括第一套筒，第一套筒滑动安装在支撑杆上，套筒与丝杠支架一端枢接。

优选地，所述活动连接装置包括还包括横杆和第二套筒，支撑杆上开设有第一腰形定位槽，横杆滑动安装在第一腰形定位槽中，第二套筒转动安装在横杆外周并与丝杠支架固定连接。

优选地，主动齿轮和从动齿轮之间还设有传动齿轮，传动齿轮与主动齿轮和从动齿轮均啮合。

优选地，轮毂上开设有第二腰形定位槽，从动齿轮的转轴安装在第二腰形定位槽中，转轴沿第二腰形定位槽长度方向移动来调节从动齿轮与主动齿轮的距离。

优选地，平衡机构还包括安装架、丝杠螺母、第一齿轮和第二电机，安装架固定在底盘上，丝杠支架与丝杠螺母螺接，丝杠螺母可转动地安装在安装架上，丝杠螺母外周设有外轮齿，第一齿轮与外轮齿啮合，第一齿轮同轴固定在第一电机的转轴上，第二电机转轴可正反转。

优选地，还包括平衡控制机构，平衡控制机构包括加速度传感器、陀螺仪和伺服控制系统，加速度传感器和陀螺仪固定在座椅上并与伺服控制系统连接，第二电机与伺服控制系统连接，伺服控制系统根据加速度传感器和陀螺仪采集的数据控制第二电机转动。

优选地，支撑杆上设有弹簧减震器。

本发明中，所提出的自适应上下楼梯轮椅，在没有障碍的路面上行驶时，履带转动促使整个履带轮向前运动，轮毂只向前移动而不发生转动，丝杠支架控制支撑杆沿竖直方向，座椅保持水平；当履带轮在上台阶或遇到障碍时，履带受到阻力，进而对轮毂产生作用力，轮毂与电机之间产生力矩，电机对主动齿轮的力矩会使整个轮毂翻滚，从而越过台阶或障碍，上台阶时轮椅会往后倾斜，加速度传感器检测到轮椅在向上运动，陀螺仪检测到轮椅向后倾斜的角度，加速度传感器和陀螺仪检测的数据传送至伺服控制系统，伺服控制系统根据接收到的数据控制第二电机转动，通过第一齿轮带动丝杠螺母转动，丝杠螺母带动丝杠支架沿轴向向前移动，推动支撑杆绕底部转轴向前转动至支撑杆平行于竖直方向，支撑杆带动座椅转动至水平状态，从而避免了轮椅向后翻倒的危险；当履带轮下台阶时，当履带轮的底部履带悬空时，整个履带轮会向前翻滚滚到下一侧台阶面上，在下台阶的过程中轮椅会往前倾斜，加速度传感器检测到轮椅在向下运动，陀螺仪检测到轮椅向前倾斜的角度，加速度传感器和陀螺仪检测的数据传送至伺服控制系统，伺服控制系统根据接收到的数据控制第二电机转动，通过第一齿轮带动丝杠螺母转动，丝杠螺母带动丝杠支架向后移动，推动支撑杆绕底部转轴向后转动至支撑杆平行于竖直方向，支撑杆带动座椅转动至水平状态，从而避免了轮椅向前翻倒的危险；因此本发明提出的电动轮椅，无论是上楼梯、下楼梯还是越过障碍时，总能保持座椅稳定平衡，提高了安全性能。

附图说明