可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及轮椅制作技术领域，具体涉及一种可变形为电动轮椅的腿部机 械外骨骼设备。
【背景技术】
[0002] 对于住无电梯楼房的年老行动不便者或者腿部伤残者，使用电动轮椅存在上下楼 梯不方便的困扰。市面上具有上下楼梯功能的特种电动轮椅(履带式或异形轮式等）而言， 存在因为重量较大、底盘较宽，而无法通过狭窄楼梯、无法独自搭乘公共交通工具(如火车、 公交车）等的问题。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型目的是提供一种可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备，不仅能够 让使用者轻松跨越障碍物，实现上下楼、行走等动作，而且可以在无障碍路段实现远距离高 速运动。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采用技术方案如下：
[0005] -种可变形为电动轮椅的腿部机械外骨豁设备，包括轮椅系统、腿部机械外骨豁 系统和控制系统；腿部机械外骨骼系统包括两骨架单元，两骨架单元对称设置且二者之间 具有一定距离，每个骨架单元包括腰部骨架、大腿骨架和小腿骨架，腰部骨架与大腿骨架上 端之间通过具有横向和纵向两个旋转自由度的连接组件连接为一体，大腿骨架下端和小腿 骨架上端相互铰接，小腿骨架末端铰链脚部踏板；大腿骨架和小腿骨架的内侧分别连接大 腿支撑板和小腿支撑板，大腿支撑板和小腿支撑板分别连接有大腿约束带和小腿约束带， 脚部踏板上设置有脚部约束带；腰部骨架与大腿骨架之间设置有第一电动推杆，大腿骨 架和小腿骨架之间设置有第二电动推杆；腰部骨架与轮椅系统刚性连接；控制系统与第一 电动推杆、第二电动推杆及轮椅系统的电路部分电连接，用于控制轮椅系统移动和第一电 动推杆及第二电动推杆的动作。
[0006] 本实用新型优选方案，轮椅系统包括两框架体，两框架体对称设置且二者之间具 有一定距离，两框架体之间横向刚性连接为一体，且两框架体之间安装有靠背，该靠背上设 置有腰部约束带，每个框架体靠近前端处下侧设有前导轮，每个框架体上均设置有电池及 及驱动电机，驱动电机连接主轮。
[0007] 本实用新型优选方案，控制系统包括控制器，控制器壳体面板上设置有摇杆及控 制按钮，控制器内部设有单片机及放大电路，控制器与电池、驱动电机、第一电动推杆及第 二电动推杆电连接，摇杆及控制按钮用于接收使用者指令，单片机用于将指令转换成脉冲 信号并发送给放大电路，放大电路用于将脉冲信号放大后发送给驱动电机、第一电动推杆 及第二电动推杆。
[0008] 本实用新型优选方案，连接组件包括设置在腰部骨架下方的上支座和位于大腿骨 架上端的下支座，上支座上具有转轴孔，下支座两端分别具有上转轴孔和下转轴孔，上转轴 孔与下转轴孔轴线相互垂直，横向轴穿过转轴孔及上转轴孔将上支座和下支座上端转动连 接为一体，纵向轴穿过下转轴孔及大腿骨架将下支座与大腿骨架转动连接为一体。
[0009] 本实用新型优选方案，主轮的轴心及驱动电机设置在靠背后侧下方。
[0010] 本实用新型优选方案，框架体的下部连接有防后倒轮，该防后倒轮位于框架体后 方。
[0011] 本实用新型优选方案，框架体上还连接有扶手体，电池位于框架体外侧并位于扶 手体下方。
[0012] 本实用新型优选方案，控制器壳体面板上还设置有电量显示装置和速度显示装 置。
[0013] 本实用新型有益效果：
[0014] 腰部骨架、大腿骨架和小腿骨架通过第一电动推杆及第二电动推杆配合能够使腰 部、腿部变形，即通过腿部机械外骨骼系统配合轮椅系统及控制系统配合，使用者可以在坐 姿行驶模式和立姿行走模式之间实现切换，自由变换形态；当本实用新型变形为坐姿行驶 模式时，可以像普通电动轮椅一样正常行驶；当变形为立姿行走模式时，使用者可如正常行 走时一样动作自如，可以通过任何正常步行可以通过的障碍(如门槛、台阶、窄沟、土路、山 路、沙地等)，且因所占空间相对其他产品而言较小，从而很容易通过如火车、公交车等公共 交通工具的进出口台阶，方便使用者搭乘各类公共交通工具和日常使用。
【附图说明】
[0015] 图1为腿部机械外骨骼系统轴测示意图。
[0016] 图2为腿部机械外骨骼系统右视示意图。
[0017] 图3为腿部机械外骨骼系统主视示意图。
[0018] 图4为腿部机械外骨骼系统俯视示意图。
[0019] 图5为轮椅系统轴测示意图。
[0020] 图6为轮椅系统右视示意图。
[0021] 图7为轮椅系统主视示意图。
[0022] 图8为轮椅系统俯视不意图。
[0023] 图9为控制器结构示意图。
[0024] 图10为电路连接示意图。
[0025] 图11为坐姿行驶模式下本实用新型的轴测图。
[0026] 图12为坐姿行驶模式下本实用新型的右视示意图。
[0027] 图13为坐姿行驶模式下本实用新型的主视示意图。
[0028] 图14为坐姿行驶模式下本实用新型的俯视示意图。
[0029] 图15为站姿行走模式下本实用新型的轴测图。
[0030] 图16为站姿行走模式下本实用新型的右视示意图。
[0031] 图17为站姿行走模式下本实用新型的主视示意图。
[0032] 图18为站姿行走模式下本实用新型的俯视示意图。
[0033] 图19为悬空蹲姿时本实用新型的右视示意图。
[0034] 图20为蹲姿时本实用新型的右视示意图。
[0035] 图21为连接组件的结构示意图。
[0036]
【主权项】
1. 一种可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备，其特征在于：包括轮椅系统、腿部 机械外骨骼系统和控制系统；腿部机械外骨骼系统包括两骨架单元，两骨架单元对称设置 且二者之间具有一定距离，每个骨架单元包括腰部骨架、大腿骨架和小腿骨架，腰部骨架与 大腿骨架上端之间通过具有横向和纵向两个旋转自由度的连接组件连接为一体，大腿骨架 下端和小腿骨架上端相互铰接，小腿骨架末端铰链脚部踏板；大腿骨架和小腿骨架的内侧 分别连接大腿支撑板和小腿支撑板，大腿支撑板和小腿支撑板分别连接有大腿约束带和小 腿约束带，脚部踏板上设置有脚部约束带；腰部骨架与大腿骨架之间设置有第一电动推 杆，大腿骨架和小腿骨架之间设置有第二电动推杆；腰部骨架与轮椅系统刚性连接；控制 系统与第一电动推杆、第二电动推杆及轮椅系统的电路部分电连接，用于控制轮椅系统移 动和第一电动推杆及第二电动推杆的动作。
2. 根据权利要求1所述可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备，其特征在于：轮椅 系统包括两框架体，两框架体对称设置且二者之间具有一定距离，两框架体之间横向刚性 连接为一体，且两框架体之间安装有靠背，该靠背上设置有腰部约束带，每个框架体靠近前 端处下侧设有前导轮，每个框架体上均设置有电池及驱动电机，驱动电机连接主轮。
3. 根据权利要求2所述可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备，其特征在于：控制 系统包括控制器，控制器壳体面板上设置有摇杆及控制按钮，控制器内部设有单片机及放 大电路，控制器与电池、驱动电机、第一电动推杆及第二电动推杆电连接，摇杆及控制按钮 用于接收使用者指令，单片机用于将指令转换成脉冲信号并发送给放大电路，放大电路用 于将脉冲信号放大后发送给驱动电机、第一电动推杆及第二电动推杆。
4. 根据权利要求2或3所述可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备，其特征在于： 连接组件包括设置在腰部骨架下方的上支座和位于大腿骨架上端的下支座，上支座上具有 转轴孔，下支座两端分别具有上转轴孔和下转轴孔，上转轴孔与下转轴孔轴线相互垂直，横 向轴穿过转轴孔及上转轴孔将上支座和下支座上端转动连接为一体，纵向轴穿过下转轴孔 及大腿骨架将下支座与大腿骨架转动连接为一体。
5. 根据权利要求2或3所述可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备，其特征在于： 主轮的轴心及驱动电机设置在靠背后侧下方。
6. 根据权利要求2或3所述可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备，其特征在于： 框架体的下部连接有防后倒轮，该防后倒轮位于框架体后方。
7. 根据权利要求2或3所述可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备，其特征在于： 框架体上还连接有扶手体，电池位于框架体外侧并位于扶手体下方。
8. 根据权利要求3所述可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备，其特征在于：控制 器壳体面板上还设置有电量显示装置和速度显示装置。
【专利摘要】本实用新型提供一种可变形为电动轮椅的腿部机械外骨骼设备，不仅能够让使用者轻松跨越障碍物，实现上下楼、行走等动作，而且可以在无障碍路段实现远距离高速运动。本实用新型包括轮椅系统、腿部机械外骨骼系统和控制系统；腿部机械外骨骼系统包括两骨架单元，每个骨架单元包括腰部骨架、大腿骨架和小腿骨架，腰部骨架与大腿骨架上端之间通过具有两个旋转自由度的连接组件连接为一体，大腿骨架和小腿骨架相互铰接，小腿骨架铰链脚部踏板；腰部骨架与大腿骨架之间、大腿骨架和小腿骨架之间均设电动推杆；腰部骨架与轮椅系统刚性连接；控制系统与第一电动推杆、第二电动推杆及轮椅系统的电路部分电连接。
【IPC分类】A61H3-00, A61G5-04
【公开号】CN204581882
【申请号】CN201520116653
【发明人】张斌
【申请人】张斌
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年2月26日