电动爬楼梯轮椅的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及具有爬楼梯功能的电动机具，尤其是涉及一种电动爬楼梯轮椅。
【背景技术】
[0002]目前我国的老年人、残疾人和病患者中有大量行动不便者，这些人构成了数量庞大的轮椅需求群体，巨大的需求促进了我国轮椅产业近年较快发展，电动轮椅及人力轮椅大量进入千家万户，提高了人们的生活品质。然而，不论是电动轮椅还是人力轮椅都遇到上楼梯的难题，而现今国内大多数人仍居住在没有电梯的多层楼房内，上下楼靠楼梯，在一定程度上制约了轮椅的推广。为此，轮椅具有爬楼梯功能成为亟待攻克的课题，相关厂家投入大量人力物力进行研发，目前有多款具有爬楼梯功能的电动轮椅面世，其中的电动星轮爬楼梯轮椅结构相对简单，但此类轮椅存在很大缺陷，运动不平稳、冲击大;而以国外进口技术生产的全轮式座位自平衡爬楼梯轮椅及活动支撑杆爬楼梯轮椅的爬楼梯技术较成熟，但价格昂贵。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种结构简单、运动平稳、冲击小且成本低的具有爬楼梯功能的电动爬楼梯轮椅。
[0004]为了描述方便，在下述说明中对三维空间中楼梯梯步的立面和水平面，可用二维平面视图中的楼梯梯步的垂直线和水平线来描述，换句话说这两种表述是等价的；同样三维空间中楼梯梯步的立面和水平面的阳角交线，和二维平面视图中楼梯梯步的垂直线和水平线的交点的表述等价，并称此交点为梯步的交点；三维空间中轮盘和轮滑环的各圆形面与二维平面视图中轮盘和轮滑环的各圆的两种表述等价。对轮滑环和车轮而言，其投影未指投影面的都是以车体的侧面架所在平面为投影面。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型电动爬楼梯轮椅，包括轮椅架，车轮，刹车装置，及座靠;车轮有两个大车轮和两个小车轮，轮椅架包括两个相互平行的侧面架，每个侧面架上各安装有一个大车轮和一个小车轮，大车轮与侧面架平行，座靠用柔性的织物绷在轮椅架上形成；电动爬楼梯轮椅设置有爬楼梯装置，该装置包括爬楼梯轮子，电动驱动装置;爬楼梯轮子是轮椅的大车轮，包括轮盘，轮滑环;爬楼梯轮子上的诸圆为同心圆;轮盘为圆形，或为半圆孔的圆形，或为部分圆环形等结构；轮滑环是由两个对称的圆环形侧板，一个圆环形滑块组成的刚体；圆环形侧板投影为内外两个同心圆，内圆是内齿圈；轮滑环的投影与圆环形侧板的投影相同；圆环形滑块也为两个同心圆，其外圆的直径与圆环形侧板的外圆直径相等，其内圆的直径比轮盘的直径大，这样使圆环形滑块的内圆面与轮盘的圆面相接触的弧段长度较短，从而降低摩擦，并且轮盘的半径大于圆环形侧板的内圆半径，确保轮滑环套在轮盘上，使轮滑环的圆环形侧板受到轮盘约束，起到导向的作用；圆环形滑块的厚度大于轮盘对应处的厚度；圆环形滑块固连在两个圆环形侧板之间，圆环形滑块的外圆与圆环形侧板的外圆共圆面，构成轮滑环刚体;轮滑环的任一径向截面为“U”形，而“U”形的底边为圆环形滑块，两个侧边为两个圆环形侧板，形成一个环形槽;轮滑环套在轮盘之上，部分轮盘位于环形槽内，圆环形滑块的内圆与轮盘的外圆相适配，部分圆环形滑块的内圆面与轮盘的外圆面相接触，轮滑环上两个圆环形侧板的内侧面与轮盘的两面相适配;轮滑环与轮盘能相对作顺、逆时针转动。换句话说，轮滑环相对轮盘所作的顺时针转动，就是轮盘相对轮滑环的逆时针转动，反之亦然。
[0006]爬楼梯轮子的轮盘固连在轮椅侧面架外侧的后部，轮盘与侧面架为同一刚体;爬楼梯轮子的运动平面与轮椅架的侧面架平行，爬楼梯轮子的轮滑环的圆心高度高于拟攀爬最高梯步的高度;轮盘结构满足电动爬楼梯轮椅行走和爬楼梯工作时对整体的支撑。
[0007]电动驱动装置包括电机，齿轮，控制装置;电机固定连接在电动爬楼梯轮椅的侧面架上，与轮椅侧面架为同一刚体，齿轮与圆环形侧板的内齿圈啮合，电机正反转动带动齿轮相应转动，从而驱动爬楼梯轮子的轮滑环相对轮盘作顺、逆时针转动。
[0008]在爬楼梯轮子与楼梯相接触时，轮滑环与楼梯梯步的交点接触位置低于轮滑环的圆心，轮滑环不会在梯步的立面上滚动，而只能以该交点为支撑，并且轮滑环与梯步交点的接触位置在上下楼梯的过程中保持不变，在电机的作用下固定在轮椅侧面架上的轮盘绕轮滑环的圆心转动，同时整个电动爬楼梯轮椅又绕梯步交点反向转动，其运动合成的结果是斜向上或斜向下运动，从而完成上下楼梯。由于轮滑环上支撑轮盘的接触点到梯步的交点距离，和传统的轮椅轮子的轮轴到梯步的交点距离相比要小很多，因而在爬楼梯时阻力矩也要小很多，所以采用爬楼梯轮子的电动爬楼梯轮椅上下楼梯很省力。整个运动过程相当于是沿斜面滑动，运动平衡，无冲击。
[0009]作为本实用新型的电动爬楼梯轮椅的一种改进，爬楼梯轮子上组成轮滑环的圆环形侧板的投影为内外两个同心圆，内外圆均为光圆；轮盘为中心处有孔的圆形，或为半圆孔的圆形，或为部分圆环形结构，这样才不与花键轴相干涉;并在其中一个圆环形侧板的外侧固连一个传动端盖，该传动端盖的中心有一花键通孔;传动端盖的花键通孔中心与圆环形侧板的圆心重合。组成的这种爬楼梯轮子实际上是一个内圆为内齿圈的圆环形侧板上的内齿圈半径缩小的结果。
[0010]电动驱动装置包括电机，花键轴，控制装置；电机固定连接在电动爬楼梯轮椅的侧面架上，与轮椅侧面架为同一刚体，花键轴与传动端盖的花键通孔相适配，花键轴只传递扭矩；电机正反转动带动花键轴相应转动，从而驱动爬楼梯轮子的轮滑环相对轮盘作顺、逆时针转动;这使结构紧凑，传动链简单。
[0011]作为本实用新型电动爬楼梯轮椅的爬楼梯轮子的一种改进，爬楼梯轮子的轮滑环是由两个对称的圆环形侧板，至少六个滑轮组成的刚体;滑轮的宽度大于轮盘对应处的厚度;每个滑轮均匀地固连在两个圆环形侧板靠其外圆之间，构成轮滑环刚体;所有滑轮的外公切圆的直径与轮盘的直径相等，并且轮盘的半径大于圆环形侧板的内圆半径，而所有滑轮的内公切圆的直径小于或等于圆环形侧板的外圆直径，不影响轮滑环的外边缘为圆的形状;轮滑环套在轮盘之上，滑轮与轮盘圆面相接触，轮滑环上两个圆环形侧板的内侧面与轮盘的两面相适配;轮滑环与轮盘能相对作顺、逆时针转动。采用滑轮进一步减小了摩擦。
[0012]作为本实用新型电动爬楼梯轮椅的爬楼梯轮子的另一种改进，爬楼梯轮子的轮盘的圆面与轮滑环的圆环形滑块的内圆面之间均匀装有多个圆柱滚珠和滚珠保持架;轮盘外边缘为封闭的圆形结构;所有圆柱滚珠的外公切圆直径与轮盘直径相等，并且轮盘的半径大于圆环形侧板的内圆半径，而所有圆柱滚珠的内公切圆的直径与圆环形滑块内圆直径相等;轮滑环套在轮盘)之上，圆柱滚珠的外公切圆与轮盘圆相适配，圆柱滚珠与轮盘圆面相接触，圆柱滚珠的内公切圆与圆环形滑块的内圆相适配，圆柱滚珠与圆环形滑块的内圆面相接触;轮滑环上两个圆环形侧板的内侧面与轮盘的两面相适配;轮滑环与轮盘能相对作顺、逆时针转动。这是将上述两结构方案相结合，利用圆柱滚珠提高承载能力。
[0013]作为本实用新型电动爬楼梯轮椅的爬楼梯轮子的再一种改进，爬楼梯轮子的轮滑环外边缘设置有充气轮胎。减小震动，提高乘座舒适性。
[0014]本实用新型电动爬楼梯轮椅采用轮盘及套在其上的轮滑环组成的爬楼梯轮子，并利用电动驱动装置驱动轮盘相对轮滑环转动，既能在平地行走又能爬楼梯，结构非常简单。上下楼梯时，爬楼梯轮子的轮滑环与梯步的水平面和立面的相交线接触，利用电动驱动装置使固定在轮椅侧面架上的轮盘在轮滑环上绕其圆心转动，同时整个电动爬楼梯轮椅将以楼梯梯步的交点为支撑反向转动，其运动合成使电动爬楼梯轮椅基本作斜向上或斜向下的运动，电动爬楼梯轮椅不断上升或下降完成爬楼梯工作，从而具有爬楼梯功能；由于整个运动过程相当于是沿斜面滑动，所以运动平稳，无冲击，而且省力。
[0015]因此本实用新型电动爬楼梯轮椅具有优异的爬楼梯功能，运动平稳，无冲击，省力、使用方便且成本低等特点。
[0016]本实用新型电动爬楼梯轮椅可以折叠，占用空间小，还特别适合医疗救助时搬运病残者上下楼梯。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和本实用新型的实施方式作进一步详细说明:
[0018]图1为由圆形轮盘和轮滑环(两个内圆为内齿圈的圆环形侧板和一个圆环形滑块构成)组成的爬楼梯轮子结构的二维(Ia)和三维(Ib)示意图。
[0019]图2