一种新型爬楼梯轮椅的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种新型爬楼梯轮椅，尤其是轮椅结构合理化的设计。
【背景技术】
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[0002]按爬楼梯功能实现原理主要分为履带式、轮组式、步行式以及其他附加辅助式爬楼梯装置。国外对于爬楼梯装置的研究相对较早，我国对此类装置的研究起步较晚。现在各国家纷纷对智能轮椅进行研究，使智能轮椅具有记忆地图、避障、自动行走、与用户交互等功能。智能轮椅是将智能机器人技术应用于电动轮椅，融合多种领域的研究，包括机器视觉、机器人导航和定位、模式识别、多传感器融合及用户接口等，涉及机械、控制、传感器、人工智能等技术，也称智能轮椅式移动机器人。
[0003]本实用新型提供一种实用性好、安全平稳的轮-履带机构混合的爬楼梯轮椅，结合了履带式轮椅运行效率高，运动平稳和轮组式轮椅运行阻力小，运动灵活的优点，克服了其它类型轮椅重心波动大，动作缓慢，装置体型大，操作复杂等缺点。
【发明内容】
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[0004]本实用新型的目的是针对残疾人和老年人的人口不断增加，以及我国的住房条件，设计一款实用性强、安全可靠的爬楼梯轮椅，以此作为他们平地行走和上下楼梯的代步工具。
[0005]本实用新型爬楼梯轮椅结构包括:履带机构、减速机构、升降机构、驱动机构的参数结构设计和强度校核。轮式机构用于平地行走，采用后轮轮毂电机驱动;前后履带机构用于上下楼梯，采用前履带机构驱动。
[0006]所述的履带机构采用同步轮、同步带节距制设计标准，由前后履带机构组成。前履带机构中有两个主动轮，四个从动轮，后履带机构中有四个从动轮。主动同步轮安装在主动轴上，靠键带动;从动同步轮的内圈固定在履带机构固定板上，不转动，而外圈是靠同步带和地面的摩擦，同步带和从动同步轮的嗤合来实现转动。轮椅在平地行走时，履带装置不接触地面。上下楼梯时，将前履带机构放下，同时后履带机构向后翻转，起支撑轮椅的作用，这样可使轮椅上下楼梯时更加安全可靠。
[0007]所述的减速机构采用两级减速装置，一级减速装置为行星轮减速器，与电机相连接，二级减速装置采用蜗轮蜗杆机构。行星轮减速器的轴与蜗杆采用联轴器进行联接，为了减小减速机构的尺寸，采用梅花型联轴器。
[0008]所述的升降机构由多个单叉机构合并而成，安装电机的一端是活动端，另一端是固定端，滑块在推杆电机的推动下沿着滑槽移动，从而促使整个机构升降。
【附图说明】
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[0009]图1爬楼梯轮椅的整体结构三维图。
[0010]图2前履带机构三维图。
[0011]图3后履带机构三维图。
[0012]图4减速机构三维图。
[0013]图5升降机构三维图。
【具体实施方式】
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[0014]如图1所示，爬楼梯轮椅的运行流程如下:轮椅在平地行走时，轮椅底座与前履带保持水平，后履带处的推杆电机处于收缩状态，后履带靠在靠背后，前轮为万向轮101，采用轮椅后轮轮毂电机102驱动，履带前面的升降机构处于极限收缩位置，使前履带装置不接触地面，。上下楼梯时，采用履带驱动，推杆电机推动升降机构的滑块运动，升降机构伸长一段的距离，从而推动轮椅上升一定的高度，同时后履带机构在另一个推杆电机的推力作用下翻转到与地面接触，使轮椅前后轮离开地面。电机通过减速装置，将动力传递到蜗轮上，蜗轮通过键驱动主动轴，主动轴带动前履带上的两个主动轮，从而驱动前履带机构运行，后履带机构在地面的摩擦下运行。这样轮椅就可以完成上下楼梯的功能。
[0015]图2、3分别为前履带机构和后履带机构，采用同步带和同步轮的节距制设计标准。前履带机构中有两个主动轮，四个从动轮，后履带机构中有四个从动轮。主动同步轮201安装在主动轴上，靠键带动;从动同步轮202的内圈固定在履带机构固定板上，不转动，而外圈是靠同步带和地面的摩擦，同步带和从动同步轮的嗤合来实现转动。
[0016]图4所示的减速机构，为了保证上下楼梯过程中安全平稳，采用两级减速，一级减速装置为行星轮减速器401，与电机相连接;二级减速装置采用蜗轮蜗杆402机构，可以使轮椅上下楼梯的速度减慢到6m/min。两级减速装置之间采用尺寸较小的梅花型联轴器403，电机选用无刷直流电机404。
[0017]图5为升降机构，采用直流推杆电机501驱动，可以实现150mm的高度变化，能在极小的空间内发挥较高的举升能力。
【主权项】
1.一种新型爬楼梯轮椅，主要由履带机构、减速机构、升降机构、驱动机构组成，所述的驱动机构采用后轮轮毂电机驱动轮椅在地面上行走;升降机构推动前履带机构使其接触地面，从而使轮椅的轮子离开地面;减速机构通过两级减速驱动前履带机构之间的主轴转动，主轴带动前履带机构的两个主动同步轮，从而带动前履带机构在楼梯上运行，后履带机构在前履带机构的拖动和地面的摩擦下运行，前后履带机构一起用于上下楼梯。2.根据权利要求1所述的一种新型爬楼梯轮椅，其特征在于:轮式机构用于平地行走，采用后轮轮毂电机驱动;前后履带机构用于上下楼梯，采用前履带机构驱动。3.根据权利要求1所述的一种新型爬楼梯轮椅，其特征在于:履带机构由前履带机构和后履带机构组成，履带机构采用同步带和同步轮的节距制设计标准;前履带机构中有两个主动轮，四个从动轮，后履带机构中有四个从动轮;主动同步轮安装在主动轴上，靠键带动；从动同步轮的内圈固定在履带机构固定板上，不转动，而外圈靠同步带和地面的摩擦，同步带和从动同步轮的啮合来实现转动。4.根据权利要求1所述的一种新型爬楼梯轮椅，其特征在于:减速机构采用两级减速装置，两级减速装置之间使用梅花型联轴器联接，一级减速装置为行星轮减速器，与电机相连接;二级减速装置采用蜗轮蜗杆机构。5.根据权利要求1所述的一种新型爬楼梯轮椅，其特征在于:升降机构由多个单叉机构合并而成，安装电机的一端是活动端，另一端是固定端，滑块在推杆电机的推动下沿着滑槽移动，从而促使整个机构升降。
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型爬楼梯轮椅，主要包括对履带机构、减速机构、升降机构、驱动电机的参数结构设计和强度校核。采用轮-履带机构混合，轮式机构用于平地行走，后轮轮毂电机驱动，前后履带机构用于上下楼梯，前履带机构驱动，前后履带共同支撑。分别采用行星轮和蜗轮蜗杆两级减速装置，电机推动升降机构拉伸和收缩，使车轮离开地面。本实用新型结合了履带式轮椅运行效率高，运动平稳和轮组式轮椅运行阻力小，运动灵活的优点，克服了其它类型轮椅重心波动大，动作缓慢，装置体型大，操作复杂等缺点。
【IPC分类】A61G5/06, A61G5/10
【公开号】CN205163437
【申请号】CN201520207117
【发明人】林砺宗, 刘馨雨, 罗彬
【申请人】华东理工大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年4月9日