[实用新型]基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置

说明书

本实用新型公开了一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置。本实用新型包括机械机构、电子控制电路和外观包装结构；机械机构包括承重运载机构、动力机构、传动机构、安全机构、角度调节机构；安全机构包括防侧翻机构、限位机构；电子控制电路包括处理器控制模块、避障检测模块、电机驱动模块和无线通信模块；外观包装结构包括一张铁皮外包、两块泡沫板、若干海绵和真皮.本实用新型通过无线通信控制以及对壁障模块进行超声波测距，利用控制器对信号处理，实现爬楼椅自动上下楼的运动功能。本实用新型实现了爬楼机的安全性、便捷性、舒适性、广泛性、实惠性，特别适合在七层以下的住宅楼中长期使用。

技术领域

本实用新型属于机械设计与电子控制技术领域，涉及一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置。

背景技术

如今我国残疾人士高达8500万，而且老龄化问题日益严重，高龄人群中超过60岁的人数已达1.8亿，高龄人群以及下肢残障人士最大的障碍是步行能力的减弱甚至缺失，他们不仅丧失行动力，更需要有劳动能力的人加以护理，如何让高龄人群安度晚年，让肢体残障人士行动更加方便是每个国家政府急需要解决的问题。目前，对于大部分年老体弱者以及下肢伤残者来说，上下楼是一个不小的难题，尤其国内城市的多层公寓式住房以及农村的独栋式住宅，大部分楼房都没有配备电梯。另外，大部分城镇中的设施、公园一些道路都使用多个台阶相连，居民楼梯以及公共场所的台阶给腿脚不便的残障者和高龄人群出行带来极大不便。目前，虽然政府加大城市建设与改造，很多公共场所出现无障碍设施，同时不同类型的助行器出现在市场，这些都在一定程度扩大了高龄人群和残障者活动范围，但是居民楼梯限制轮椅的使用，无法解决居家残障人士和高龄人群的上下楼问题。特别在一些养老机构，护理人员采用背负方式上下楼梯，基于此，研发并设计一款价格适中，性能稳定的自动助力爬楼椅尤为重要，实现“人人享有康复服务”，重视特殊群体的出行和身心健康，体现文明社会、和谐社会发展程度。

目前，市面上辅助老年人和下肢残障者上下楼梯的爬楼椅主要有3种：(1)轨道固定(2)自由移动(3)辅助加载三大类。但是存在一些不足：

1.固定轨道爬楼椅成本高，普通家庭难以承担高额的费用，需要安装固定的轨道升降装置。

2.自由移动和辅助加载装置成本略低，但目前安全性低，必须有护理人员在旁辅助使用，人为因素占主导地位，存在严重的安全隐患。

鉴于此，为了帮助弱势群体，缓解国家社会经济、医疗护理各方面的巨大压力，更好的关怀老年人、残疾人的生活，改善他们的生活质量，设计并完成一套基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置，用来帮助残疾人、老人、孕妇、小孩安全快捷的上下楼梯。整个装置采用直流涡轮蜗杆电动机做原动力；采用齿轮、齿条做传动机构；采用平面导轨、滚珠滑块配合做为承重运载机构；自主设计齿条支撑架，把整个机构安全的固定在楼梯上；为了满足人体力学要求，通过UG建模、受力校核之后，选用6061铝作为爬楼椅的骨架结构材料；底板与座椅之间自主设计了弧形块机构，用来调节座椅平面的斜度，使爬楼椅适应各种斜度的楼梯；座椅底板自主设计了加固机构，保障了爬楼椅的安全性；滑轨的两端自主设计了安全挡块，进一步保障了爬楼椅的安全性。外包材料采用镀锌铁皮，使用钳工工艺加工出符合尺寸的外包零件。为了满足乘坐的舒适性，用海绵和真皮包装了爬楼椅外表面。自动助力爬楼椅的控制部分采用STC89C52单片机作为主控制器，选用无线收/发模块PT2272和PT2262作为信号无线通信处理单元，可以无线控制电机停止和运行；为了防止爬楼椅运行到楼梯起始节点溢出，采用超声波测距器HC-SR04计算发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间，进而计算出超声波发生器与障碍物之间的距离，一旦检测到爬楼椅运动到滑轨起始和终点挡块的距离小于10cm停止运行，保障使用者安全；爬楼椅的运动依靠半桥芯片驱动大功率MOS管带动直流涡轮蜗杆电机转动，完成爬楼椅运动功能。该装置帮助老年人和残疾人上下楼，是一款性能优越的代步工具，丰富了特殊群体生活的出行方式，装置性能优越，造价低廉，应用场合广泛，该装置对机械制造技术和无线通信控制技术在城市智慧生活建设中的应用推广具有重要的现实意义。

发明内容