本实用新型涉及轮椅领域。更具体地说，本实用新型涉及一种爬楼梯轮椅。
背景技术：
在现有的能爬楼梯的电动轮椅中，能由乘坐者自己操作进行上下楼，保证乘坐者安全同时又不会损害楼梯的轮椅很少，能在爬楼过程中自主调节跨距适应不同楼梯尺寸的轮椅更不多见。即便有可以调节爬楼跨距的轮椅，一般都需要有操作熟练的陪同人员进行调整，而且调整困难，调整的范围很小，适应性和实用性不够。尤其是轮椅在爬楼梯过程中调节行进方向很困难，只有解决这些问题，电动爬楼轮椅才能得到更好的推广和应用。
技术实现要素：
本实用新型目的是提供一种爬楼梯轮椅，支撑腿上安装能够转动的爬楼臂和行走轮，爬楼臂先于行走轮接触楼梯，带动轮椅爬楼。
本实用新型还有一个目的是提供一种爬楼梯轮椅，横向电动推杆调节前支撑腿和后支撑腿的横向距离，便于轮椅爬不同宽度和高度的楼梯。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种爬楼梯轮椅，包括轮椅架，包括：
支撑腿，其对称布设在轮椅架宽度方向的两侧，用于承载轮椅架；
行走轮，其通过轮转轴旋转连接在所述支撑腿底部内侧，用于带动支撑腿行走；
爬楼机构，包括臂转轴和沿臂转轴中心对称的爬楼臂，所述爬楼臂通过臂转轴旋转连接在所述支撑腿底部侧面；
传动机构，其布设在所述支撑腿之间并连接所述爬楼臂，用于带动爬楼臂旋转；
驱动装置，其连接所述传动机构，用于为传动机构提供动力；
其中，行走轮和爬楼臂旋转时，所述爬楼臂的转动范围覆盖所述行走轮的转动范围。
优选的是，所述传动机构包括传动轴系，其包括：
前传动轴，其两端旋转连接在支撑腿上部前端；
后传动轴，其两端旋转连接在支撑腿上部后端并平行于所述前传动轴；
前转轴，其两端旋转连接在支撑腿底部前端并布设在所述行走轮上方；
后转轴，其两端旋转连接在支撑腿底部后端并布设在所述行走轮上方。
优选的是，所述传动机构还包括齿轮传动系，其包括：
四个主动齿轮，其对称固定在所述前转轴和后转轴两侧，随前转轴和后转轴同步转动；
从动齿轮，其固定在臂转轴上并与所述主动齿轮啮合，用于带动爬楼臂转动。
优选的是，所述齿轮传动系还包括：
前连杆，其一端安装在所述前传动轴上；
前双链轮，其安装在所述前传动轴中部；
后连杆，其一端安装在所述后传动轴上；
后双链轮，其安装在所述后传动轴中部；
其中，所述前连杆的另一端和后连杆的另一端由中间轴连接，所述中间轴上套设中间双链轮；
前链轮，其固定在前转轴中部；
后链轮，其固定在后转轴中部；
其中，所述前双链轮和后链轮间由链条传动，所述后双链轮和前链轮间由链条传动，所述前双链轮和中间双链轮间由链条传动，所述中间双链轮和后双链轮间由链条传动。
优选的是，所述驱动装置为：
摇臂，其固定连接在前传动轴、后传动轴、前转轴和后转轴中任一轴的一端，用于带动与其固定连接的轴转动；
或者，
所述前传动轴、后传动轴、前转轴和后转轴中任一轴上安装电机从动齿轮；以及，
爬楼电机，其电机输出轴与所述电机从动齿轮啮合，用于带动安装电机从动齿轮的轴转动。
优选的是，所述支撑腿包括：
两个前支撑腿，其对称布设在轮椅架宽度方向的两侧；
两个后支撑腿，其分别连接所述前支撑腿以形成交叉结构；
其中，所述前支撑腿上开设水平滑槽、第一斜槽，所述后支撑腿上开设与所述第一斜槽相交叉的第二斜槽；以及
上滑块，其穿过所述水平滑槽，并且两端分别旋转连接在前传动轴端部和后支撑腿的上部；
中间滑块，其分别穿过第一斜槽和第二斜槽，并沿第一斜槽和第二斜槽滑动。
优选的是，还包括：
横向电动推杆，其为拉杆结构，并且两端分别固定在前传动轴和后传动轴上，用于带动后支撑腿沿水平滑槽移动。
优选的是，所述行走轮还包括：
行走电机，其电机输出轴连接轮转轴，用于带动行走轮转动。
本实用新型至少包括以下有益效果：1、利用轮椅的前支撑腿上的滑块与前后支撑腿中间的两组滑块保证了后支撑腿与前支撑腿的叉形结构的稳定性，同时保证了前后支撑腿仅能相对平移，即保证了前后支撑腿之间的交角不变。该特点使得轮椅在调整前后爬楼臂跨距时，能始终保持前后爬楼臂的同步转动，从而可实现上下楼梯时同步行走，可调整的跨距范围大，对不同楼梯的适用性广，易于实现爬楼臂与行走轮尺寸的优化，从而也使爬楼平稳性得到提高。2、特殊设计的中间轴传动系统及双滑块交叉腿结构，实现了一个驱动器带动四个爬楼臂同步转动；3、由两个电机作为行走轮的驱动，可以方便的实现轮椅转弯，使操作更加简单方便。4、本实用新型的爬楼轮椅具有结构简单、稳定性好，操作方便，能改变爬楼跨距，可以由乘坐者独自驾驶、使用性能和安全性高等优点。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本实用新型的爬楼梯轮椅的立体图。
图2是本实用新型的爬楼梯轮椅的结构示意图。
图3是本实用新型的爬楼梯轮椅的纵向电动推杆的结构示意图。
图4是本实用新型的爬楼梯轮椅的行走轮和爬楼臂与传动机构的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
图1-4示出了根据本实用新型的爬楼梯轮椅的一种实现形式，包括轮椅架100、支撑腿200、行走轮机构300、传动机构400、爬楼机构500。轮椅架100两侧安装扶手，便于乘坐者抓握，以保持平衡。支撑腿200包括前支撑腿210、后支撑腿220，前支撑腿210和后支撑腿220对称布设在轮椅架100宽度方向的两侧，用于承载轮椅架100；行走轮机构300包括两个前轮310和两个后轮320，两个前轮310通过前轮转轴311旋转连接在所述前支撑腿210底部内侧，两个后轮320通过后轮转轴321旋转连接在所述后支撑腿220底部内侧，行走轮机构300用于带动支撑腿200行走，从而带动轮椅在平地行走；爬楼机构500包括爬楼臂和臂转轴，所述爬楼臂通过臂转轴旋转连接在所述支撑腿底部侧面，爬楼机构500用于带动轮椅爬楼；传动机构400布设在所述支撑腿200之间并连接所述爬楼机构500，用于带动后爬楼臂510、前爬楼臂520旋转；驱动装置连接所述传动机构400，通过传动机构400为后爬楼臂510、前爬楼臂520提供动力，用于带动后爬楼臂510、前爬楼臂520转动；其中，行走轮和爬楼臂旋转时，所述爬楼臂的转动范围覆盖所述行走轮的转动范围，使后爬楼臂510、前爬楼臂520转动至与楼梯接触后继续转动过程中能将两个前轮310和两个后轮320撑离楼梯落在下一级楼梯上而不接触楼梯踢面。
如图2所示，支撑腿200包括两个前支撑腿210和两个后支撑腿220，所述前支撑腿210为由横支撑柱和第一斜支撑柱组成的“7”字形结构，所述后支撑腿220为与第一斜支撑柱中心对称的第二斜支撑柱，两个前支撑腿210对称设置在轮椅架100两侧，两个后支撑腿220对称设置在两个前支撑腿210一侧，如图2示出了两个后支撑腿220对称设置在两个前支撑腿210的外侧，优选的是两个后支撑腿220对称设置在两个前支撑腿210的内侧，并与所述两个前支撑腿210组成“又”字形结构，“又”字形结构的上平面用于连接轮椅架100，所述轮椅架100上铺设轮椅坐垫及靠背，便于乘坐者平稳坐在轮椅上。
如图2所示，传动机构400包括传动轴系410和齿轮传动系420。
所述传动轴系410包括前传动轴411、后传动轴412、前转轴413和后转轴414，前传动轴411、后传动轴412、前转轴413和后转轴414垂直布设在两个前支撑腿210和两个后支撑腿220之间；前传动轴411两端旋转连接在两个前支撑腿210上部前端；后传动轴412两端旋转连接在两个前支撑腿210上部后端并平行于所述前传动轴411；前转轴413两端旋转连接在两个前支撑腿210底部前端并布设在所述两个前轮310上方；后转轴414两端旋转连接在后转轴414底部后端并布设在两个后轮320上方。
所述齿轮传动系420包括前双链轮421、前连杆422、后双链轮423、后连杆424、前主动齿轮425a、前链轮426a、后主动齿轮425b、后链轮426b、中间轴427、中间双链轮428；前连杆422的一端安装在所述前传动轴411上；前双链轮421安装在所述前传动轴411中部，与所述前传动轴411同步转动；后连杆424的一端安装在所述后传动轴412上，后双链轮423安装在所述后传动轴412中部，与所述后传动轴412同步转动；其中，所述前连杆422的另一端和后连杆424的另一端由中间轴427连接，所述中间轴427上套设中间双链轮428；主动齿轮包括两个前主动齿轮425a和两个后主动齿轮425b，两个前主动齿轮425a对称固定在所述前转轴413两侧，两个后主动齿轮425b对称固定在所述后转轴414两侧，主动齿轮随前转轴413和后转轴141同步转动；前链轮426a固定在前转轴413中部，所述前链轮426a和前转轴413同步转动；后链轮426b固定在后转轴414中部，所述后链轮426b和后转轴414同步转动；
其中，所述前双链轮421和后链轮426b间由链条传动，所述后双链轮423和前链轮426a间由链条传动，所述前双链轮421和中间双链轮428间由链条传动，所述中间双链轮428和后双链轮423间由链条传动。当将传动机构400中前传动轴411、后传动轴412、前转轴413、后转轴414、中间轴427中任何一个轴作为主动轴时，都能将转动传递给传动机构400中的其他四根轴。
如图2和4所示，爬楼机构500包括两个后爬楼臂510、两个前爬楼臂520、两个前臂转轴530和两个后臂转轴540、两个前从动齿轮550和两个后从动齿轮560，所述两个后爬楼臂510通过两个后臂转轴540旋转连接在所述后支撑腿220底部侧面，并且后爬楼臂510为具有一定刚度和硬度的金属辊，其沿后臂转轴540中心对称；所述前爬楼臂520通过前臂转轴530旋转连接在所述前支撑腿210底部侧面，并且前爬楼臂520为具有一定刚度和硬度的金属辊，其沿前臂转轴530中心对称；两个前从动齿轮550通过前臂转轴530固定连接在所述前支撑腿210底部内侧，使前从动齿轮550与前主动齿轮425a啮合传动，从而使前转轴413与前爬楼臂520同步转动；两个后从动齿轮560通过两个后臂转轴540固定连接在所述后支撑腿220底部内侧，使后从动齿轮560与后主动齿轮425b啮合传动，从而使后转轴414与后爬楼臂510同步转动；爬楼机构500由传动机构400带动转动。
在另一实施例中，所述驱动装置(具体结构未在图中示出)为由两种实现形式，一种实现形式为：驱动装置为摇臂，摇臂一端固定连接在前传动轴、后传动轴、前转轴和后转轴中任一轴的一端，由乘坐者手动摇动摇臂旋转，从而带动与其固定连接的轴转动，从而通过传动机构400将动力传动至爬楼机构500，驱动爬楼机构500转动，使轮椅进行爬楼；
所述驱动装置另一种实现形式为：驱动装置为爬楼电机，与之相应的是，所述前传动轴、后传动轴、前转轴和后转轴中任一轴上安装电机从动齿轮，如图2示出了后传动轴412上固定安装电机从动齿轮429，爬楼电机的电机输出轴与所述电机从动齿轮429啮合，用于带动后传动轴412转动，动力通过传动机构400传动至爬楼机构500，驱动爬楼机构500转动，使轮椅进行爬楼。
以上两种结构的驱动装置均能够通过传动机构400同时驱动两个后爬楼臂510和两个前爬楼臂520，实现了一个驱动器带动四个爬楼臂同步转动，
在另一实施例中，如图2和4所示，所述支撑腿200上还开设：中间滑块230、水平滑槽211、第一斜槽212和第二斜槽221；其中，所述横支撑柱上开设水平滑槽211、第一斜支撑柱上开设第一斜槽212，所述第二斜支撑柱上开设与所述第一斜槽沿垂线对称的第二斜槽221；上滑块213穿过所述水平滑槽211，并且两端分别旋转连接在前传动轴411端部和后支撑腿220的上部；中间滑块230分别穿过第一斜槽212和第二斜槽221，并沿第一斜槽212和第二斜槽221滑动，使中间滑块230可以同时在第一斜槽212和第二斜槽221中移动，通过上述设计使前支撑腿210和后支撑腿220构成能够移动剪叉结构，保证前支撑腿210和后支撑腿220能够相对平移。
在另一实施例中，驱动前支撑腿210和后支撑腿220相对移动的装置为横向电动推杆430，横向电动推杆430为可调节长短的拉杆结构，并且两端分别固定在前传动轴411和后传动轴412上，用于带动后支撑腿220沿水平滑槽移动，使前支撑腿210和后支撑腿220能够相对平移，实现同时在改变前支撑腿210和后支撑腿220跨距时也能始终保持四个爬楼臂的同步转动，以适应不同高度和宽度的楼梯，使爬楼轮椅顺利爬楼。
在另一实施例中，如图1所示，爬楼梯轮椅还包括调节轮椅架100角度的装置为纵向电动推杆440，以及传动轴系410中的第一支撑轴415和第二支撑轴416，其中，第一支撑轴415为轴结构，其两端固定在两个前支撑腿210上部前端和前传动轴411的上方；第二支撑轴416为轴结构，其两端固定在两个前支撑腿210上部后端和后传动轴412的上方，所述轮椅架100底部铰接在第二支撑轴416上；纵向推动拉杆440为可调节长短的拉杆结构，其一端铰接在所述轮椅架100底部前端。其中，所述第一支撑轴415上开设U型槽，纵向推动拉杆440另一端设置在U型槽内并固定在第一支撑轴415上；通过调整纵向电动推杆440的长度，轮椅架100绕第二支撑轴416旋转，调整轮椅架100的角度，便于在爬楼过程中调整乘坐者的角度，防止过度倾斜而导致的乘坐者倾倒。
在另一实施例中，如图1、2和4所示，爬楼梯轮椅的行走轮通过两个行走电机330驱动行走，两个行走电机330的电机输出轴分别固定连接前轮转轴311和后轮转轴321，行走电机330带动其输出轴转动，从而驱动两个前轮310转动，两个后轮320是随动轮，靠轮与地面的摩擦力转动。两个行走电机330由控制系统控制，可以同步或者差速转动，实现自动直线行走或转弯，增加轮椅的灵活性。
爬楼梯轮椅的直线行走、后退和转弯过程如下：
在平地正向行走时，先通过爬楼电机将两个后爬楼臂510和两个前爬楼臂520倾斜一定角度，使爬楼臂最低点离开地面一定高度，然后爬楼电机停止转动。控制两个行走电机330转动，左侧行走电机330驱动左前轮310逆时针转动，右侧行走电机330驱动右前轮310以同样转速顺时针转动，这样在两个行走电机330的带动下，两个后轮320也跟随着向前转动，实现轮椅的向前行进。
后退(倒车)时，与平地正向行走过程相同，不同的是，控制两个行走电机330反向转动即可，实现轮椅的后退(倒车)行进。
当需要轮椅转弯时，根据转弯的方向，控制两个行走电机330的转速和方向，即可实现，如需要向右前方转弯时，控制右侧行走电机330带动右前轮310慢速逆时针转动，同时控制左侧行走电机330带动左前轮310快速顺时针转动，左、右前轮310差速转动，实现轮椅的向右前方向转弯，转弯半径的大小，可以根据左、右前轮310的转速调整。同理，也可以实现轮椅的向左前方转弯。同理，轮椅也可以进行后腿方向的转弯。
本实用新型的爬楼梯轮椅的爬楼过程如下：轮椅乘坐者正对的方向定义为正向，将背对乘坐车的方向定义为反向。
在爬楼时，始终使轮椅乘坐者背对着上楼的方向，即始终保持乘坐者面朝下楼的方向，使轮椅两个后轮320靠到第一级台阶的踢面上，如果其中一个后轮320没有靠上，则通过控制行走电机330的转速使轮椅两个后轮均与楼梯踢面接触(注意，在后轮320靠近踢面前，要注意先使爬楼臂倾斜一定角度，基本与楼梯的倾角一致)再将轮椅的座椅向后倾斜一个角度，以保证爬楼时不要使身体过于前倾。
1、控制爬楼电机转动，通过爬楼电机的输出轴带动与其啮合的电机从动齿轮429转动，从而带动后传动轴412转动，后传动轴412通过后双链轮423带动中间轴427转动，并通过中间轴427上的中间双链轮428将驱动力传递给前传动轴411。此时，中间轴427与后传动轴412、前传动轴411以相同转速同向转动。
2、前传动轴411通过链条与后转轴414上的后链轮426b啮合传动，带动后转轴414与其同步转动；同时，后传动轴412上的后双链轮423通过链条与前转轴413上的前链轮426a连接，带动前转轴413与其同步转动。此时，实现前传动轴411、后传动轴412、前转轴413和后转轴414同步转动。
3、后转轴414带动其上固定的主动齿轮425b转动，带动与其啮合的后从动齿轮560转动，从而驱动两个后爬楼臂510反向转动，此时，前传动轴与后转轴同步同向转动，带动两个后爬楼臂510同速反向转动。
此时，左侧的前爬楼臂520和后爬楼臂510同速同向转动，右侧的前爬楼臂520和后爬楼臂510同速同向转动，左、右两侧的爬楼臂向后转动爬楼。
4、爬楼臂向后转动爬楼，爬上一级台阶后，随着爬楼臂转角的变化，后轮落在楼梯的踏步面上，此时如果感觉身体前倾，可以调整座椅的角度，保持身体略有后倾，继续控制爬楼臂向后转动，爬楼臂可以继续攀爬下一级台阶，直至爬上楼梯。在具体向上爬楼时，由于机械精度问题或外界其他条件影响，会出现爬楼过程中轮椅位置或方向偏差，表现为后轮未能同时与台阶踢面贴合。如果这种偏差累积后，会影响爬楼的安全性，甚至无法顺利爬楼，为此，在本轮椅设计时注意到这个问题，给出的解决方案是，当出现一侧行走轮偏离，不能在落到楼梯踏步面上以后向后运行与楼梯踢面接触，则在一侧行走轮靠上楼梯踢面后，先接触的轮子受到很大的阻力作用而原地打滑，相对一侧的前轮电机带动同侧行走轮继续向后转动，直到两后轮均靠上楼梯踢面为止，这样就完成了爬楼过程中轮椅的爬楼方向的自动调整。方向调整好以后，就可以继续控制爬楼电机进行下一级楼梯的爬升了。
在向下爬楼时，过程与向上爬楼类似，但要注意在开始向下爬第一个台阶时，要先调整轮椅前轮平行靠近楼梯，并使行走电机停止转动，爬楼腿的倾斜角度合适，在控制爬楼臂向前转动时，其最低点已经离开平地，随着转动转向下一级台阶。当前轮落到第一级台阶后，启动行走电机向后转动，这样能保证行走轮始终向后靠在踢面上，保持轮椅的爬楼方向正确，爬楼轮椅可以连续向下爬完全部楼梯。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。