[发明专利]一种可电动助力行走与爬楼驱动装置

说明书

本发明公开了一种可电动助力行走与爬楼驱动装置，采用将行走机构与爬行架相结合，构成创新性的行星齿轮传动原理；平路行走时，驱动部带动太阳轮正向旋转，具有两个行走轮同时与地面接触，太阳轮带动行星轮围绕行星轴反向自转，齿圈的内齿和外齿与行星轮同步反向旋转，以使传动齿轮带动行走轮正向旋转实现行走转动；楼梯爬行时，太阳轮正向旋转，行走轮遇楼梯受阻，传动齿轮、齿圈的内齿与外齿停止转动，太阳轮带动行星轮沿内齿正向公转，以使行星轴带动爬行架正向旋转实现越障爬行；解决了现有星轮结构在行走轮无法运转时造成爬行架动力反向运转，难以完成爬楼功能的技术问题，并具有结构简单与使用安全可靠的特点。

技术领域

本发明涉及爬楼器械技术领域，具体是一种可电动助力行走与爬楼驱动装置。

背景技术

对于没有电梯的轮椅爬楼或搬运重物，是一件很困难的事情，需要消耗更多的人力才能完成，因此，采用电动动力的自动载重爬楼机或爬楼轮椅应运而生。爬楼机或爬楼轮椅的执行行走部分基本类同，按照其传动方式可分为：履带式、步进支撑式和星轮式三种。

其中，履带型机构的爬楼装置为连续的行走方式，但当履带每离开上一台阶或行进到下一台阶时会出现因重心偏离而前后倾侧，不适合在楼梯阶沿太光滑及斜度大于30－35度的环境使用，另外履带的质量较重与磨损较大，以造成使用不方便、对楼梯阶沿造成损伤与后期维修成本高的问题，同时在平地行走时其阻力也较大，转角处拐弯不灵活。对此，国内外提出过各种各样的改进机构，但目前仍不是很理想。

步进支撑式爬楼装置已有近百年的历史，由两套支承装置交替支承，以实现上下楼梯的功能，经过多年不断的演变和改进，具有使用广泛及安全性比较高的优点，但步进支撑式爬楼装置存在传动机构复杂、结构高度集成化的特点，加之大量高硬度轻质材料的使用导致造价高昂。

星轮式的爬楼机构由均匀分布在Y形、五星或十字形系杆上的若干个小轮构成，各个小轮既可以绕各自的轴线自转，又可以随着系杆一起绕中心轴公转，在平地行走时，各小轮自转，而爬楼梯时，各小轮一起公转，从而实现爬楼的功能，星轮式爬楼机构具有传动结构简单，平地行走、爬楼梯及转弯转角都比较灵活，且质量轻便和造价低廉的优点，适于推广应用。

公告号为CN103932849B的发明专利公开了一种欠驱动自适应式爬楼轮椅，其欠驱动轮系包括齿轮箱、轮架轴、中轴、小轴、车轮、变速箱、轮架轴上套装的大齿轮、中轴上活动套装的中齿轮、小轴上活动套装的小齿轮，小齿轮、中齿轮和大齿轮均设置在齿轮箱内，车轮与小齿轮数量相同，且与小齿轮固定连接，大齿轮与中齿轮相齿合，中齿轮与小齿轮相齿合，轮架轴与变速箱的动力输出端连接，该欠驱动轮系为三臂星形轮系，三臂星形轮系优点在于可以跨过较高的障碍；

但上述技术方案的爬楼驱动轮系在遇到障碍时，车轮会停止转动，进而使小齿轮和中齿轮也会停止转动，大齿轮对中齿轮的力矩会使整个轮系产生向前翻转转动以实现跨过障碍，但问题在于，大齿轮与中齿轮以及中齿轮与小齿轮均是采用外齿合传动形式，也即大齿轮与中齿轮的旋转方向相反，小齿轮与大齿轮的旋转方向相同，当大齿轮正向转动时，中齿轮起到传动作用使小齿轮也同步正向转动；在大齿轮正向转动为正向前行时，大齿轮对中齿轮的力矩会使整个轮系产生向大齿轮转动方向相反的反向转动，也即使整个轮系产生向后翻转转动而非向前翻转转动，进而造成轮椅向后退，从而无法实现向前跨过障碍的爬楼梯使用功能需要；另外，通过对现有专利技术的检索分析发现，三壁星形轮系均采用上述类同的外齿合传动形式，因此研究设计一种能实现爬楼梯使用功能需要，且轻便可靠的星形轮轮椅驱动装置十分必要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可电动助力行走与爬楼驱动装置，采用行星齿轮结构的传动工作原理，可有效实现平路行走及楼梯爬行的使用功能需要，解决了现有星轮结构在行走轮无法运转时造成爬行架动力反向运转，难以完成爬楼功能的问题，具有结构简单、轻便可靠以及实用性强的特点。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：