专利名称：自动上下楼梯轮椅的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种特殊的交通工具，具体的说是专为下肢行动不便的人们开发设计的绿色无污染的能够自动上下楼梯的轮椅。
背景技术：
轮椅车是很多腿脚不便的残疾人及老年人的重要的代步工具。现有轮椅存在诸多不便之处，不能自动上下楼梯，使乘坐者活动范围受到及大限制。为解决此问题，在一些公共场合都修建有供残疾人轮椅车通过的专用通道，但是在很多普通住宅的楼梯和大多数地方的建筑物上都设计残疾人通道是很不经济的，而且也是不现实的。因此，轮椅车能够自动上下楼梯是所有残、老、弱群体多年的夙愿。
发明内容
本实用新型目的是提供一种可以自动上下楼梯的轮椅车。
具体的说，一种自动上下楼梯轮椅，具有座椅(4)，它还包括升降机构、翻转机构、转向机构、制动机构；升降机构(2)一端固定在座椅(4)底部，升降机构(2)另一端固定在机架(10)中部是可以前后摆动的；升降机构(2)上连接有一个可改变其前后角度的支架(1)，该支架(1)另一端铰接在机架(10)上；在机架(10)的前部固定有前传动电机(9)，后部固定有后传动电机(6)；同时在机架(10)的前部和后部均固定有被分别由前后传动电机驱动旋转的前传动轴(8)和后传动轴(7)；在前传动轴(8)和后传动轴(7)两端通过行星齿轮箱(12)装有滚轮(13)构成翻转机构；转向机构中的转向电机(11)也固定在机架(10)上，转向电机(11)输出轴通过转向杠杆(15)与前传动轴(8)连接；同时在行星齿轮箱(12)和滚轮(13)中装有实现刹车的制动机构；对所有电机由自动控制系统(3)控制均安装在座椅(4)的扶手上。
为实现自动控制，在轮椅机架前部还装有探测轮椅车前部路况的一个光源探测器和接触器(14)，并且它与装在行星齿轮箱上的定位器(24)、控制系统(3)和驱动电机电连接。这样，当碰到楼梯或爬楼结束后，光源探测器和接触器会发出一个信号，定位器动作，实现了自动控制。
所述的升降机构为空气弹簧缸(2)，坐椅(4)固定在空气弹簧缸(2)的活塞杆上端，活塞杆在弹簧缸内，弹簧缸的下部固定的机架(10)的铰链上可前后摆动，弹簧缸的外圆在支架(1)上部套筒孔中随机架(10)与水平位置角度的变化在上下移动，支架(1)下部与机架(10)铰链连接。升降机构保证了在上下楼梯和在平地行驶时座椅始终保持在水平后倾位置。
所述的转向机构由转向电机(11)、蜗轮副、转向杠杆(15)和万向连接轴组成，转向电机与控制系统电连接，且其输出轴依次通过蜗轮副、转向杠杆(15)、万向连接轴与机架上的前传动轴(8)连接。
所述的制动机构由端盖(25)、制动鼓(26)、凸轮轴(27)、连杆(28)，齿轮(29、210)和定位器(4)组成；齿轮(210)和端盖(25)用轴套连接并装入行星齿轮箱(12)行星齿轮(23)轴承孔中；凸轮轴(27)固定在齿轮(29)孔中，装在端盖(25)的另一孔中并位于制动鼓的开口处；制动鼓装在滚轮(13)的脐台孔内，齿轮(210)、端盖(25)、凸轮轴(27)、制动鼓(26)都不随行星齿轮(23)和滚轮(13)转动；两端盖(25)由连杆(28)连接，连杆的中间孔在齿轮(21)的轴肩上。
所述的翻转机构由行星齿轮箱(12)和一对滚轮(13)组成；轮椅前后转动轴(7、8)各装两套翻转机构；行星齿轮箱(12)由主动齿轮(21)带动一对被动齿轮(22)；再由齿轮(22)的内齿轮带动行星轮(23)和滚轮(13)转动，行星齿轮箱的主动齿轮(21)装在前后传动轴的两侧轴肩上。
本实用新型自动上下楼梯轮椅具有自动转向、自动上下楼梯的功能，乘坐者无需下轮椅即可上下楼梯，扩大了残疾人和老弱病残者乘坐轮椅的活动范围。可以极大的方便和改善生活中下肢行走有困难的人们，凡居住多层高楼体重在100公斤以下者均可乘坐，轮椅具有安全可靠独特新颖的外观和整体结构设计，配有精巧合理的高性能光电安全自控装置，确保轮椅运行上下楼梯的人身安全。同时配置了外出活动所需的多功能设施，采用轻型优质材料制成，乘坐舒适，操作简单，体积小存放方便。具体的说，本实用新型优点如下(1)乘坐轮椅者能方便独立操作上下楼梯，在平地行驶中能完成前进、后退、转弯等动作。(2)适应＜0.2×0.28M各类不同尺寸的楼梯。(3)轮椅在上下楼梯时，四滚轮在相邻两阶楼梯，能同时实现自动制动(刹车)动作，确保安全运行。(4)乘坐轮椅上下楼梯时，和在平地行驶，坐椅能够始终保持在水平(后顷)位置。
图1为本实用新型立体结构示意图。
图2为本实用新型实用状态结构示意图。
图3为本实用新型机架上结构示意图。
图4为图3的A-A向视图。
图5为图4的A-A向视图。
具体实施方式
一种自动上下楼梯轮椅，具有座倚(4)，它还包括升降机构、翻转机构、转向机构、制动机构；升降机构(2)一端固定在座椅(4)底部，升降机构(2)另一端固定在机架(10)中部是可以前后摆动的；升降机构(2)上连接有一个可改变其前后角度的支架(1)，该支架(1)另一端铰接在机架(10)上；在机架(10)的前部固定有前传动电机(9)，后部固定有后传动电机(6)；同时在机架(10)的前部和后部均固定有被分别前后传动电机驱动旋转的前传动轴(8)和后传动轴(7)；在前传动轴(8)和后传动轴(7)两端通过行星齿轮箱(12)装有滚轮(13)构成翻转机构；转向机构中的转向电机(11)也固定在机架(10)上，转向电机(11)输出轴通过转向杠杆(15)与前传动轴(8)连接；同时在行星齿轮箱(12)和滚轮(13)中装有实现刹车的制动机构；对所有电机由自动控制系统(3)控制并安装在座椅(4)的扶手上。
本实用新型各部分具体结构及工作原理
翻转机构由行星齿轮箱(12)和一对滚轮(13)组成。轮椅前后转动轴(7、8)各装两套翻转机构。行星齿轮箱(12)由主动齿轮(21)带动一对被动齿轮(22)再由齿轮(22)的内齿轮带动行星轮(23)和滚轮(13)转动。行星齿轮箱的主动齿轮(21)装在前后传动轴的两侧轴肩上。
工作原理传动电机(6、9)---链轮---蜗轮付传动轴(7、8)----行星齿轮箱(图12)的主动齿轮(21)---被动齿轮(22)----齿轮(22)的内齿轮---行星轮(23)和滚轮(13)---翻转机构(12、13)翻转--实现上下楼梯动作。
1、上楼梯工作原理从地面上楼梯到平台的转换动作。
轮椅在平地行驶时，两滚轮成垂直状态，由定位销(24)定位。当轮椅对准楼梯，光源探测器探出前方是楼梯，接触器触及楼梯立面--发出指令--定位器(24)拨出定位销--翻转机构(12、13)开始翻转--滚轮翻转到第一阶楼梯--实现上楼动作(后滚轮翻转动作与前滚轮相同)。
当轮椅上到最后一阶楼梯时--光源探测器探出上一阶是平台，接触器触及楼梯立面--给定位器(24)发出指令--滚轮已翻转到平台上(两滚轮成垂直状态)--定位销定位--轮椅在平台上行驶，对准第二层楼梯，继续上楼，动作与上述相同。
下楼梯工作原理从平台到下楼梯的转换工作。
轮椅行驶到楼梯口--探测器在限定距离探出前面低于平台--给定位器发出指令，拨出定位销--翻转机构(12、13)翻转，滚轮(13)翻转到下阶楼梯--接触器触及楼梯立面，探测器探出限定距离--滚轮(13)继续翻转到下一阶楼梯--实现下楼动作。
当轮椅下到最后一阶楼梯--光源探测器(14)探出下阶是地面，接触器触及楼梯立面--给定位器(24)发出指令--滚轮已翻转到地面，两滚轮成垂直状态--定位销定位，后滚轮翻转动作与前滚轮相同。
转向机构由转向电机(11)、蜗轮付、转向杠杆(15)、万向连接轴组成。
工作原理当需要转向时手动控制系统(3)发出指令--转向电机(11)启动--蜗轮付--转向杠杆(15)--万向连接轴--翻转机构(12、13)两滚轮成垂直状态左右摆动，实现转向动作。
制动机构由端盖(25)制动鼓(26)、凸轮轴(27)、连杆(28)、齿轮(29、210)、定位器(24)组成。
齿轮(210)和端盖(25)用轴套连接，装入行星齿轮箱(12)的齿轮(23)轴承孔中。在翻转时，齿轮(210)与齿轮箱(12)一起翻转，带动齿轮(29)转动。凸轮轴固定在齿轮(29)孔中，装在端盖(25)的另一孔中并位于制动鼓的开口处。制动鼓装在滚轮(13)的脐台孔内，齿轮(210)，端盖(25)、凸轮轴(27)、制动鼓(26)不随齿轮(23)和滚轮(13)转动。两端盖(25)由连杆(28)连接，连杆的中间孔在齿轮(21)的轴肩上，不随齿轮(21)转动，只起支承作用。
工作原理拨出定位器(24)定位销--行星齿轮箱(12)和滚轮(13)翻转--齿轮(210)随之翻转--齿轮(29)和凸轮轴(27)转动--制动鼓(26)的开口被凸轮轴(27)涨开--滚轮(13)制动--实现制动工作。
控制开关包括光源探测器和接触器、手动控制系统(3)，并由00触点、接触器及α光源--探测器、β光源--探测器组成。
经接触器和探测器与翻转机构配合下实现了自动上下楼梯的全部动作。
升降机构由坐椅(4)，空气弹簧缸(2)，支架(1)组成。坐椅固定在弹簧缸的活塞杆上端，活塞杆在弹簧缸内，以空气为介质起弹簧的上下缓冲作用，使乘坐者感到十分舒适。弹簧缸的下部固定的机架(10)的铰链上，可前后摆动。缸的外圆在支架(1)上部套筒孔中，随机架(10)与水平位置角度的变化在上下移动，支架下部与机架(10)铰链连接。
当轮椅在上下楼梯和在平地行驶时，支架套筒在缸体上，上、中、下不同的部位移动，使坐椅能够始终保持在水平(后顷)位置。
在坐椅前的右扶手前端有自动和手动控制系统(3)，坐椅下部装有铅酸电池(5)。
机架(2)由机架(10)、辅助支架(16)，前后转动轴(7、8)组成。
辅助支架(16)支承后转动轴(7)，主要加强支承强度。机架上装有前后传动电机(6、9)，转向电机(11)，光源探测器和接触器(14)等。
本实用新型自动上下楼梯轮椅可上下不同尺寸的楼梯1、楼梯宽向尺寸不同利用翻转机构(12、13)，结合接触器和探测器(14)，在滚轮翻转触及楼梯时，滚轮可向前滚动一段距离，做为楼梯尺寸差的补偿。
2、楼梯高度尺寸不同采取了加大滚轮中心距尺寸，使楼梯高度低于0.2M翻转滚轮(13)都能顺利上下。
适用范围体重不在大于100公斤，下肢体残疾人，老人(智残、未成年人、无上肢及盲人除外)。
适应楼梯角度≤35°，楼梯平台面积≥2.3平方米，楼梯宽度≥0.9M，楼梯台阶高度＜0.2M。
权利要求1.一种自动上下楼梯轮椅，具有座椅(4)，其特征是它还包括升降机构、翻转机构、转向机构、制动机构；升降机构(2)一端固定在座椅(4)底部，升降机构(2)另一端固定在机架(10)中部是可以前后摆动的；升降机构(2)上连接有一个可改变其前后角度的支架(1)，该支架(1)另一端铰接在机架(10)上；在机架(10)的前部固定有前传动电机(9)，后部固定有后传动电机(6)；同时在机架(10)的前部和后部均固定有被分别前后传动电机驱动旋转的前传动轴(8)和后传动轴(7)；在前传动轴(8)和后传动轴(7)两端通过行星齿轮箱(12)装有滚轮(13)构成翻转机构；转向机构中的转向电机(11)也固定在机架(10)上，转向电机(11)输出轴通过转向杠杆(15)与前传动轴(8)连接；同时在行星齿轮箱(12)的齿轮(23)和滚轮(13)中装有实现刹车的制动机构；对所有电机由自动控制系统(3)控制并安装在座椅(4)扶手上。
2.根据权利要求1所述的自动上下楼梯轮椅，其特征是在轮椅机架前部还装有探测轮椅前部路况的一个光源探测器和接触器(14)，并且它与装在行星齿轮箱上的定位器(24)、控制开关(3)和驱动电机电连接。
3.根据权利要求1所述的自动上下楼梯轮椅，其特征是升降机构为空气弹簧缸(2)，坐椅(4)固定在空气弹簧缸(2)的活塞杆上端，活塞杆在弹簧缸内，弹簧缸的下部固定的机架(10)的铰链上可前后摆动，弹簧缸的外圆在支架(1)上部套筒孔中随机架(10)与水平位置角度的变化在上下移动，支架(1)下部与机架(10)铰链连接。
4.根据权利要求1所述的自动上下楼梯轮椅，其特征是转向机构由转向电机(11)、蜗轮副、转向杠杆(15)和万向连接轴组成，转向电机与控制系统电连接，且其输出轴依次通过蜗轮副、转向杠杆(15)、万向连接轴与机架上的前传动轴(8)连接。
5.根据权利要求1所述的自动上下楼梯轮椅，其特征是制动机构由端盖(25)、制动鼓(26)、凸轮轴(27)、连杆(28)，齿轮(29、210)和定位器(24)组成；齿轮(210)和端盖(25)用轴套连接并装入行星齿轮箱(12)齿轮(23)轴承孔中；凸轮轴(27)固定在齿轮(29)孔中，装在端盖(25)的另一孔中并位于制动鼓的开口处；制动鼓装在滚轮(13)的脐台孔内，齿轮(210)、端盖(25)、凸轮轴(27)、制动鼓(26)都不随齿轮(23)和滚轮(13)转动；两端盖(25)由连杆(28)连接，连杆的中间孔在主动齿轮(21)的轴肩上。
6.根据权利要求1所述的自动上下楼梯轮椅，其特征是翻转机构由行星齿轮箱(12)和一对滚轮(13)组成；轮椅前后转动轴(7、8)各装两套翻转机构；行星齿轮箱(12)由主动齿轮(21)带动一对被动齿轮(22)；再由齿轮(22)的内齿轮带动行星轮(23)和滚轮(13)转动，行星齿轮箱的主动齿轮(21)装在前后传动轴的两侧轴肩上。
专利摘要本实用新型是一种自动上下楼梯轮椅，它除了具有座椅外还包括升降机构、翻转机构、转向机构、制动机构；升降机构一端固定在座椅底部，另一端固定在机架中部是可以前后摆动的；在前传动轴和后传动轴两端通过行星齿轮箱装有滚轮构成翻转机构；转向机构中的转向电机输出轴通过转向杠杆与前传动轴连接；同时在行星齿轮箱和滚轮中装有实现刹车的制动机构；对所有电机进行开关控制的控制系统安装在座椅上。本实用新型具有自动转向、自动上下楼梯的功能，乘坐者无需下轮椅即可上下楼梯，扩大了残疾人和老弱病残者乘坐轮椅的活动范围。
文档编号A61G5/06GK2737338SQ20042008597
公开日2005年11月2日 申请日期2004年9月10日 优先权日2004年9月10日
发明者姚利章 申请人:姚利章