多功能轮椅

本发明涉及一种多功能轮椅；更具体地说，涉及一种具有辅助站立和上下楼梯功能的电动轮椅。

背景技术：

轮椅广泛用作行动不便人士的代步工具。随着社会老龄化程度的不断加深以及生活水平的提高，对轮椅特别是多功能轮椅的需求也日益增加，例如同时具有行走及上下楼梯功能的轮椅。

中国专利文献cn204016663u公开了一种自动轮椅，包括底盘、座椅、履带机构、前车轮机构、后车轮机构以及控制器。其中，底盘具有整体承力箱型结构；履带机构包括履带、履带轮和履带驱动装置；前车轮机构包括前车轮、前车轮升降单元和前车轮升降驱动装置；后车轮机构包括后车轮、后车轮升降单元以及后车轮驱动装置；控制器用于控制座椅、履带机构、前车轮机构以及后车轮机构。

中国专利文献cn108272567a公开了一种履带式轮椅，包括座椅、前驱动车轮、后支撑转向车轮、架体、履带爬楼机构、动力组件和供电系统，座椅设置在架体上，前驱动车轮设置在架体的前侧并设置在架体的两侧，后支撑转向车轮设置在架体的后侧，履带爬楼机构、动力组件及供电系统设置在架体上；动力组件与履带爬楼机构连接，以驱动履带爬楼机构运作以完成上下楼动作。

如以上专利文献的公开，现有技术的轮椅除了能够实现基础的代步功能之外，还具有上下楼梯的功能。但总体而言，这些已公开的轮椅在功能上仍然有所欠缺(例如不具备辅助站立功能)，结构上也通常较为复杂，存在进一步改进的空间。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种具备上下楼梯和辅助站立等多种功能且结构简单可靠的多功能轮椅。

为了实现上述的主要目的，本发明实施例提供的多功能轮椅，包括：

底架，包括上底板和下底板，上底板和下底板的四个角部通过中空的支撑杆连接；其中，上底板和下底板之间设有电池；

坐靠组件，包括坐垫板、设置在坐垫板左右两侧的扶手部、设置在坐垫板后侧的靠背；其中，坐垫板活动承载在上底板上，靠背与坐垫板铰接，坐垫板和靠背之间设有用于调节二者之间夹角的角度调节机构；

两个调节组件，分别设置在底架的左右两侧，用于调节坐垫板的高度和倾角；其中，调节组件包括电机、丝杠传动机构、设有下滑块的下导轨、设有上滑块的上导轨、第一剪叉杆、第二剪叉杆、曲柄构件和连杆构件；曲柄构件与坐垫板固定连接，下导轨固定在下底板上，电机通过丝杠传动机构驱动下滑块在下导轨上移动；第一剪叉杆的两端分别与下导轨的前端及上滑块铰接，第二剪叉杆的两端分别与上导轨的前端及下滑块铰接，第一剪叉杆和第二剪叉杆的中部相互铰接；曲柄构件和连杆构件的一端相互铰接，曲柄构件和连杆构件的另一端分别与上导轨的前端及上滑块铰接；

滚轮组件，包括两个前滚轮和两个后滚轮，两个前滚轮和两个后滚轮安装在相应的支撑腿上，支撑腿形成中空结构，支撑腿与支撑杆铰接而能够前后摆动；其中，支撑杆内设有第一电推杆，第一电推杆的下端与一中心杆连接，第一电推杆能够推动中心杆在伸入支撑腿的伸出位置和退出支撑腿的回缩位置之间移动；

两个履带组件，分别设置在底架下方的两侧；履带组件包括行走架、履带、履带驱动机构、多个从动支撑轮和侧盖；履带驱动机构设置在行走架的纵向末端，包括与履带啮合的主动轮以及驱动主动轮旋转的电机；多个从动支撑轮可转动地设置在行走架的左右两侧，并与履带啮合；侧盖设置在行走架的左右两侧，并覆盖履带驱动机构和从动支撑轮；

履带倾角调节机构，履带倾角调节机构包括设置在行走架与下底板之间的前电推杆和后电推杆，前电推杆和后电推杆的一端与行走架铰接，另一端与下底板连接，履带的倾角通过调节前电推杆和后电推杆的长度而控制。

根据本发明的一种具体实施方式，所述角度调节机构包括第二电推杆和从动连接杆，第二电推杆安装在坐垫板的下表面，从动连接杆的一端与第二电推杆铰接，从动连接杆的另一端与靠背连接。

根据本发明的一种具体实施方式，左侧扶手部或右侧扶手部构成与坐垫板可拆卸连接的折叠手杖，折叠手杖包括手杖把手和杖杆，杖杆包括依次连接的上部杆体、中部杆体和下部杆体，中部杆体的两端分别与上部杆体和下部杆体铰接；中部杆体上设有扶手板，扶手板从中部杆体的两端伸出。

根据本发明的一种更具体实施方式，中部杆体的两端设有铰接头，铰接头上设有铰轴；上部杆体和下部杆体上均设有一对铰接侧板，铰接侧板上设有腰形铰接孔，铰接头设置在铰接侧板之间，铰轴可转动地设置在腰形铰接孔内；上部杆体和下部杆体上设有活动套管，活动套管可固定到中部杆体的末端。

根据本发明的另一更具体实施方式，下部杆体的底端通过手拧螺丝固定在坐垫板的侧部，手杖把手定位放置在坐垫板侧部的u形限位槽内。

根据本发明的一种具体实施方式，行走架与下底板之间设有两个前电推杆和两个后电推杆，两个前电推杆及两个后电推杆均分别设置在行走架的左右两侧。

根据本发明的一种具体实施方式，行走架的上表面和下表面形成有多个沿其长度方向分布的支撑凸起，支撑凸起的末端设有滚珠；履带的内侧中央沿其周向形成一圈滑动槽，滚珠与滑动槽的底面抵接。

根据本发明的一种具体实施方式，行走架的两个纵向末端均设有所述履带驱动机构。

根据本发明的一种更具体实施方式，多功能轮椅还包括左右设置的两个脚踏板和两个脚踏连接杆，脚踏连接杆的下端与脚踏板固定连接，脚踏连接杆的上端与坐垫板铰接。

根据本发明的一种更具体实施方式，靠背的上方设有头枕和两个轮椅把手，两个轮椅把手分别位于头枕的左右两侧。

本发明实施例公开的多功能轮椅在行走和上下楼梯功能之外，还具备辅助站立的功能；其中，辅助站立功能是通过调节组件调节坐垫板的高度和倾角实现的，该调节组件配置为由同一电机同时驱动坐垫板作升降运动及进行倾角调节，具有结构简单的优点。另外，前滚轮和后滚轮摆动设置，通过摆动进行高度调节，无需设置滚轮升降机构，同样简化了轮椅的结构。进一步地，扶手部构成可拆卸的折叠手杖，拆卸展开后作为手杖使用，可为使用者提供更大的便利。

以下，结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。本发明的技术方案、上述及其他优点将在该详细说明中更为清楚的予以体现。

附图说明

图1是本发明多功能轮椅实施例在行走状态下的立体图；

图2是本发明多功能轮椅实施例在辅助站立状态下的立体图；

图3是本发明实施例中调节组件部分的立体图；

图4是本发明实施例中左侧扶手部的立体图；

图5是图4中虚线圆部分的局部放大视图；

图6是本发明实施例中左侧扶手部展开成手杖的立体图；

图7是本发明实施例中履带组件的结构分解图；

图8是本发明实施例中前滚轮的立体图；

图9是本发明实施例中前滚轮的轴向剖视图；

图10是本发明多功能轮椅实施例在上楼梯状态下的侧视图；

图11是本发明多功能轮椅实施例在下楼梯状态下的侧视图。

具体实施方式

图1和2示出了本发明多功能轮椅实施例的整体结构，图1中轮椅处于平地行走状态，图2中轮椅处于辅助站立状态。请参阅图1和2，本发明实施例的多功能轮椅包括底架10、坐靠组件20、两个前滚轮31、两个后滚轮32、两个履带组件40和脚踏组件80。以下对各组成部分进行详细说明。

底架10包括上底板11和下底板12，上底板11和下底板12的四个角部通过中空的支撑杆13连接，上底板11和下底板12的左右两侧设有侧挡14，使得底架10形成大致箱体结构。电池70设置在上底板11和下底板12之间，并能够从底架10的后部取出或进行充电。

坐靠组件20包括坐垫板21、坐垫22和靠背23，坐垫板21活动承载在上底板11上，坐垫板21的左右两侧分别设有左侧扶手部25和右侧扶手部24，坐垫22设置在坐垫板21上，靠背23与坐垫板21的后侧铰接连接。右侧扶手部24的扶手板241上设有电控装置242，电控装置242用于控制轮椅的运行。靠背23的上方设有头枕26和两个轮椅把手27，两个轮椅把手27分别位于头枕26的左右两侧。

坐垫板21和靠背23之间设有用于调节二者之间夹角的角度调节机构，该角度调节机构包括电推杆281和从动连接杆282，电推杆281安装在坐垫板21的下表面，从动连接杆282的一端与电推杆281铰接，从动连接杆282的另一端与靠背23连接。通过控制电推杆281的长度，即可以对坐垫板21和靠背23之间的角度进行调节。

脚踏组件80设置在底架10的前侧，包括左右设置的两个脚踏板81和两个脚踏连接杆82，两个脚踏连接杆82上套设有护腿板/布83。脚踏连接杆82的下端与脚踏板81固定连接，脚踏连接杆82的上端与坐垫板21的前端铰接。

底架10的左右两侧各设有一个调节组件50，调节组件50同时位于电池70的左右两侧。调节组件50用于调节坐垫板21的高度和倾角，以实现辅助站立的功能。本发明的实施例中，如图3所示，调节组件50包括电机51、丝杠传动机构52、设有下滑块531的下导轨53、设有上滑块541的上导轨54、第一剪叉杆55、第二剪叉杆56、曲柄构件57和连杆构件58；下导轨53固定在下底板12上，电机51通过丝杠传动机构52驱动下滑块531在下导轨53上移动。第一剪叉杆55的两端分别与下导轨53的前端及上滑块541铰接，第二剪叉杆56的两端分别与上导轨54的前端及下滑块531铰接，第一剪叉杆55和第二剪叉杆56的中部相互铰接；曲柄构件57和连杆构件58的一端相互铰接，曲柄构件57和连杆构件58的另一端分别与上导轨54的前端及上滑块541铰接。

调节组件50具有可折叠特性，使用者处于坐姿时，调节组件50处于折叠状态而隐藏在底架10内部，第一剪叉杆55、第二剪叉杆56、曲柄构件57和连杆构件58被折叠为水平状态。

上底板11上具有供调节组件50穿过的避让孔位111。执行辅助站立动作时，电机51通过丝杠传动机构52驱动下滑块531向前移动，使得第一剪叉杆55和第二剪叉杆56经由避让孔位111向上展开，从而带动上导轨53向上升起；与此同时，上滑块541同步在上导轨54上向前移动，使得曲柄构件57和连杆构件58向上展开，曲柄构件57相应呈倾斜状态。由此，与曲柄构件57固定连接的坐垫板21在作上升运动的同时，由水平姿态变化为后端朝上的倾斜姿态，从而能够辅助使用者站立。由此可见，调节组件50配置为由同一电机51同时驱动坐垫板21作升降运动及进行倾角调节，具有结构简单、占用空间小的优点。

请结合图2和4所示，左侧扶手部25构成与坐垫板21可拆卸连接的折叠手杖，即左侧扶手部25能够从坐垫板21上拆卸，并展开作为手杖实用，从而能够为使用者提供更大便利。具体的，如图4所示，构成折叠手杖的左侧扶手部25包括手杖把手251和杖杆，杖杆包括依次连接的上部杆体2521、中部杆体2522和下部杆体2523，上部杆体2521与手杖把手251一体成型或固定连接。上部杆体2521和下部杆体2523上设有活动套管254，活动套管254可固定到中部杆体2522的末端。中部杆体2522上设有扶手板253，扶手板253的左右两侧设有连接肋板2531，中部杆体2522设置在左右两侧的连接肋板2531之间，连接肋板2531上可以设置将其固定到中部杆体2522上的螺钉。中部杆体2522可以具有固定长度，也可以是长度可调节的伸缩杆。

中部杆体2522的两端分别与上部杆体2521和下部杆体2523铰接，且与上部杆体2521和下部杆体2523的铰接结构相同。在此，参考上部杆体2521和中部杆体2522的铰接结构进行说明。如图5所示，中部杆体2522的末端设有两个板状的铰接头254，铰接头254上设有铰轴2541；上部杆体2521上设有一对铰接侧板255，铰接侧板255上设有腰形铰接孔2551，铰接头254设置在一对铰接侧板255之间，铰轴2541可转动地设置在腰形铰接孔2551内。

在作为扶手部使用时，如图4所示，下部杆体2523的底端通过手拧螺丝255固定在坐垫板21的侧部，手杖把手251定位放置在坐垫板21侧部的u形限位槽211内，扶手板253位于中部杆体253的上方。容易理解，下部杆体2523和坐垫板21也可以采用其他可拆卸连接方式，例如可拆卸的卡扣连接或插接连接。

作为手杖使用时，首先松开手拧螺丝255，将左侧扶手部24从坐垫板21上拆卸，然后将中部杆体2522与上部杆体2521和下部杆体2523展开，杖杆展开成直线状态后，中部杆体2522两端的铰接头254可以分别插入到上部杆体2521和下部杆体2523内，此时中部杆体2522与上部杆体2521和下部杆体2523不可折叠，最后将活动套管254固定到中部杆体2522的末端，使得中部杆体2522与上部杆体2521和下部杆体2523之间在长度方向上相对固定，即可以将左侧扶手部24变换为如图6所示的手杖使用。其中，活动套管254与中部杆体2522的末端可以形成紧配合或者螺纹连接。

请继续参阅图1和2，两个履带组件40分别设置在底架10下方的两侧。具体的，如图7所示，履带组件40包括行走架41、履带42、履带驱动机构43、多个(例如图示的6个)从动支撑轮44和侧盖45；多个从动支撑轮44可转动地设置在行走架41的左右两侧，并与履带42的内周啮合；侧盖45设置在行走架41的左右两侧，并覆盖履带驱动机构43和从动支撑轮44。行走架41的左右两侧还分别设置有两个铰轴413，铰轴413伸出至侧盖45的外部。

行走架41的两个纵向末端均设有履带驱动机构43。履带驱动机构43包括电机431、两个主动轮432和传动齿轮433，传动齿轮433设置在电机431的动力输出轴上，两个主动轮432设置在同一转轴上并位于行走架41的左右两侧，传动齿轮433与其中一个主动轮432啮合，电机431工作时通过传动齿轮433带动两个主动轮432旋转，进而由主动轮432驱动履带42转动。两个履带驱动机构43中的电机431可以分别位于行走架41的左右两侧。

行走架41的上表面和下表面形成有多个沿其长度方向分布的支撑凸起411，支撑凸起411的末端设有滚珠412，履带42的内侧中央沿其周向形成一圈滑动槽421，滚珠412与滑动槽421的底面抵接。支撑凸起411可以起到对履带42的支撑作用，减小履带42对从动支撑轮44的压力，使履带42的转动更为平稳。支撑凸起411的末端设置滚珠412，滚珠412与滑动槽421的底面形成滚动接触，有利于减小履带42的转动阻力。

底架10和履带组件40之间设有履带倾角调节机构，履带倾角调节机构用于在上下楼梯时调节履带的倾斜角度。如图1和2所示，履带倾角调节机构包括设置在行走架41与下底板12之间的前电推杆61和后电推杆62，前电推杆61和后电推杆62的一端与行走架41上的铰轴413铰接，另一端与下底板12连接，履带42的倾角通过调节前电推杆61和后电推杆62的长度而控制。优选的，行走架41与下底板12之间设有两个前电推杆61和两个后电推杆62，两个前电推杆61及两个后电推杆62均分别设置在行走架41的左右两侧。

如图1和2所示，滚轮组件30包括两个前滚轮31和两个后滚轮32，前滚轮31可以是万向轮，后滚轮32可以是电动轮。其中，两个前滚轮31和两个后滚轮32安装在相应的支撑腿33上。支撑腿33形成中空结构，且支撑腿33与支撑杆13铰接而能够前后摆动。前滚轮31和后滚轮32的摆动机构是相同的，在此以前滚轮31的摆动结构为例进行说明。如图8和9所示，支撑杆13内设有电推杆34，电推杆34的下端与一中心杆35连接，电推杆34能够推动中心杆35在伸入支撑腿33的伸出位置和退出支撑腿33的回缩位置之间移动。

在平地行走状态下，中心杆35被电推杆34推动，从而向下伸入支撑腿33内，阻止支撑腿33前后摆动，实现稳定行走。在上下楼梯状态下，如后文详述，电推杆34向上拉动中心杆35，使中心杆35退出支撑腿33，支撑腿33能够向前或向后摆动，便于履带42接触楼梯。上下楼梯完成后，支撑腿33可以依靠重力复位，也可以靠复位弹簧的作用力复位。

图10示出了本发明轮椅实施例在上楼梯时的状态。如图10所示，上楼梯时，通过控制前电推杆61和/或后电推杆62的长度而将履带42调节到相应的上倾角度，电推杆34拉动中心杆35退出支撑腿33，前滚轮31在接触到楼梯时将向后摆动到履带42的上方，后滚轮32位于履带42上方或者与楼梯抵接而向后摆动到履带42的上方，前滚轮31和后滚轮32均不与楼梯干涉，使得履带42能够顺利执行爬楼动作。

图11示出了本发明轮椅实施例在下楼梯时的状态。如图11所示，下楼梯时，通过控制前电推杆61和/或后电推杆62的长度而将履带42调节到相应的下倾角度，电推杆34拉动中心杆35退出支撑腿33。此过程中，后滚轮32在接触到楼梯时将向后摆动，但仍然部分地伸出到履带42的下方，这样后滚轮32能够与楼梯接触而使得轮椅受到一定的下行阻力，使得下楼梯的过程更加平缓和安全。另外，下楼梯过程中，履带42前端向下移动到前滚轮31的下方，或者前滚轮31与楼梯抵接而向后摆动到履带42的上方，不与楼梯干涉。

虽然以上通过实施例描绘了本发明，但应当理解的是，上述实施例仅用于示例性地描述本发明的可实施方案，而不应解读为限制本发明的保护范围，凡本领域技术人员依照本发明所作的同等置换或变化，应同样为本发明权利要求所限定的保护范围所涵盖。