不爬楼时，或者说在平地时，在重力作用下锁定轮17上的拉簧18被拉伸，使得锁定轮17得以与主轮15平齐，这样主轮15就可以转动。而当上下楼时，锁定轮17被悬空，拉簧18回位，从而锁死主轮15，防止主轮15转动打滑。
[0031]结合图1和图5所示，上下楼梯时，操作者通过靠背上的扶手倾斜轮椅，当轮椅倾斜到一定角度时，按下上楼或下楼按钮，控制单元中的驱动电机带动驱动件10，进而驱动爬楼驱动单元中的四连杆机构23动作。此时，安装在两个四连杆机构23的铰链处的两个上下楼轮19作为整个爬楼装置的支撑点，使得机架I可以上升到或下降到邻近的楼梯。此时当锁定轮17离地被悬空，拉簧回位，从而锁死主轮15，防止主轮15转动打滑，从而保证上下楼的安全。
[0032]由上，根据本实用新型的便携式爬楼装置通过驱动电机带动其上的驱动件10转动，从而驱动四连杆机构23和曲柄滑块机构22运动。其中上下楼轮19安装在四连杆机构23的锁链处，随着四连杆机构23的运动，上下楼轮19运动，以实现上下楼的目的。在本实用新型中，曲柄滑块机构23是一种辅助装置，其用以保证四连杆机构23的稳定性，同时用以限定四连杆机构23沿弧线运动的轨迹，防止超出轨迹范围。该爬楼装置不爬楼时，或者说在平地时，在重力作用下锁定轮17上的拉簧被拉伸，使得锁定轮17与主轮15平齐，这样主轮15就可以转动。而当上下楼时，锁定轮17被悬空，拉簧回位，从而锁死主轮15，防止主轮15转动打滑。
[0033]在另一较佳实施例中，本实用新型的锁紧轮机构还包括锁紧件。图4是本实用新型的锁紧轮机构的另一较佳实施例的结构示意图。结合图1和图4来看，在所述锁紧轮机构中，锁定轮17通过连接杆16、拉簧18、锁紧件21与主轮15相连接。拉簧18固定在锁定轮17上，其另一端连接锁紧件21，连接杆16中间位置有一转动轴20，该转动轴的作用在于，能使连接杆16绕其旋转，同时连接杆16也可推动转动轴20向上运动，进而带动锁紧件21离开主轮15的内轮毂。在一个较佳实施例中，该转动轴20与锁紧件21 —体化固定成型，并能使连接杆16可绕转动轴20旋转，同时连接杆16也能推动转动轴20向上运动，进而带动锁紧件21离开主轮15内轮毂。
[0034]在正常情况下，也即在主动轮接触地面状态下，由于重力拉伸了拉簧，锁定轮17受到反作用力的作用向上推动转动轴20，并拉伸拉簧18，使锁紧件21离开主轮15的内轮毂，从而达到解锁的目的，解锁后主轮15可以转动。在上下楼(即爬楼)过程中，锁定轮17带动拉簧18回位，锁紧件21通过与主轮15的内轮毂相接触，使得锁定轮17锁死主轮15，防止爬楼过程中主轮15转动，从而达到锁紧的作用。锁紧轮17与主轮15连接处为偏心转轴，其随着上下楼轮的上下运动实现往复的锁紧和解锁。
[0035]更进一步地，继续参看图3和图4，爬楼驱动单元通过曲柄滑块机构22和四连杆机构23驱动上下楼轮19沿着图中所示的弧线运动，将爬楼装置整体支撑起来并运动到上一级台阶(上楼时)或下一级台阶(下楼时)，从而完成上楼或下楼的过程，完成一级楼梯的上下楼动作。而当主轮15落地时，在重力的作用下推动锁定轮17和转动轴20向上，使锁紧件21离开主轮15的内轮毂，这样可以保证该爬楼装置在平面上能正常活动。
[0036]图5是本实用新型的控制单元的原理图。如图所示，根据本实用新型的新型爬楼装置的控制单元主要由主控制模块24，操作按键25、电源充电器26、电机驱动模块27和陀螺仪重心检测器28等组成。使用者通过操作按键25发出指令信号，主控制模块24中的控制器接受该指令信号，根据其状态给电机驱动模块27中的驱动器发出相应的控制指令，电机驱动模块27中的驱动器根据接收到的指令驱动电机，通过检测单元实现电机的闭环反馈控制。主控制模块24中的控制器根据陀螺仪重心检测器28的信号来调整重心的位置，以使爬楼梯机能在不同状态下保持平衡。整个控制系统以电源充电器26作为供电能源，该电源充电器26可以是蓄电池。
[0037]以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.一种便携式爬楼装置，包括:机架、锁紧轮机构、爬楼驱动单元和控制单元，其特征在于， 所述锁紧轮机构包括:安装在机架左右两侧的主轮和锁定轮；连接杆；以及，固定在锁定轮上的拉簧，其中，锁定轮通过拉簧和连接杆与主轮连接，当上下楼时锁定轮离地，其上的拉簧回位，从而锁死主轮； 所述爬楼驱动单元包含:驱动件、曲柄滑块机构、四连杆机构和上下楼轮，且均左右两侧各安装一个呈对称分布，所述曲柄滑块机构的一端与驱动件通过转动铰链连接，以使得曲柄滑块机构随着驱动件的转动而运动，另一端与四连杆机构的起始端也通过转动铰链连接；上下楼轮连接在四连杆机构中间的一个铰链上。
2.根据权利要求1所述的一种便携式爬楼装置，其特征在于，驱动件是一个安装在驱动电机上的偏心轮，驱动件通过驱动电机的转动带动四连杆机构沿弧线轨迹运动，连接在四连杆机构中间的一个铰链上的上下楼轮也随之运动。
3.根据权利要求1或2所述的一种便携式爬楼装置，其特征在于，当所述驱动件转动时，驱动曲柄滑块机构沿机架的开槽往复运动，带动四连杆机构中间的两个铰链也随之运动，从而带动四连杆机构运动。
4.根据权利要求1所述的一种便携式爬楼装置，其特征在于，四连杆机构的末端固定在机架上。
5.根据权利要求1所述的一种便携式爬楼装置，其特征在于，上下楼轮通过螺栓拧紧安装固定在四连杆机构中间的一个铰链处，其作为该爬楼装置的支撑点，在四连杆机构的带动下沿弧线运动，从而使得机架上升到或下降到邻近的楼梯。
6.根据权利要求1所述的一种便携式爬楼装置，其特征在于，所述锁紧轮机构还包括锁紧件，锁定轮通过拉簧、连接杆、锁紧件与主轮相连接，拉簧固定在锁定轮上，其另一端连接所述锁紧件，连接杆中间位置有一转动轴，所述使得连接杆(16)绕其旋转，同时连接杆(16)也可推动转动轴(20)向上运动，进而带动锁紧件(21)离开主轮(15)内轮毂。
7.根据权利要求6所述的一种便携式爬楼装置，其特征在于，所述转动轴与锁紧件一体化固定成型，并使得连接杆绕转轴进行旋转，同时连接杆推动转轴向上运动，进而带动锁紧件尚开主轮内轮毂。
8.根据权利要求6所述的一种便携式爬楼装置，其特征在于，所述锁紧件为高强度锁紧垫圈，当爬楼装置行驶在平地时，由于重力拉伸了拉簧，锁定轮受到反作用力的作用向上推动转动轴，并拉伸拉簧，使锁紧件离开主轮的内轮毂，从而达到解锁的目的；爬楼时，锁定轮带动拉簧回位，锁紧件通过与主轮的内轮毂相接触，使得锁定轮锁死主轮。
9.根据权利要求1所述的一种便携式爬楼装置，其特征在于，所述锁紧轮与主轮连接处为偏心转轴。
10.根据权利要求1所述的一种便携式爬楼装置，其特征在于，所述控制包括:主控制模块，操作按键、电源充电器、电机驱动模块和陀螺仪重心检测器，所述操作按键用于发出指令信号，所述主控制模块中的控制器接受该指令信号，并根据其状态给所述电机驱动模块中的驱动器发出相应的控制指令，所述电机驱动模块中的驱动器根据接收到的控制指令驱动电机，通过检测单元实现电机的闭环反馈控制，主控制模块中的控制器根据所述陀螺仪重心检测器的信号来调整重心的位置，以使爬楼梯机在不同状态下保持平衡。
【专利摘要】本实用新型提供一种便携式爬楼装置，其包括：机架、锁紧轮机构、爬楼驱动单元、电池组及控制单元。其中，机架安装有主轮和用于锁定主轮转动的锁定轮；爬楼驱动单元包括驱动件、曲柄滑块机构、四连杆机构、和上下楼轮等。爬楼时，操作者靠背上的扶手倾斜轮椅，到达一定角度时，按下上楼或下楼按钮，驱动电机通过驱动件带动四连杆机构转动，这时四连杆机构上的上下楼轮作为整个装置的支撑点，能够使得机架上升到或下降到邻近的楼梯，完成上楼或下楼动作。当锁定轮离地时，能锁定主轮，保证了安全。本实用新型的这些技术特征使其具有拆卸便利，操作简单，爬楼平缓、安全舒适的特点。
【IPC分类】A61G5-10, A61G5-06
【公开号】CN204364266
【申请号】CN201420771621
【发明人】马岩, 李剑
【申请人】国家康复辅具研究中心
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月9日