专利名称：一种可自动上下楼梯的电动轮椅的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种残疾人使用的代步辅助工具，特别是一种电动轮椅
背景技术：
目前残疾人所使用的轮椅，自己不能自由地出入高层住宅或办公场所，这 不但给残疾人到户外行走带来很大不便，而且也给残疾人家属带来很大负担。
实用新型内容
本实用新型的目的，就是为了克服现有技术的不足，提出一种不但可供残 疾人在平地自由行走，而且可以自行上下楼梯，出入高层住宅或办公场所的电 动轮椅。
本实用新型的目的，是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括轮椅 框架及其安装在轮椅框架上的座椅、前轮、后轮、电机及操作控制系统，其特
征是a、在轮椅框架10的前端和后端两侧，各设置两对爬行支撑臂32、 33 和30、 31，每个爬行支撑臂分别都由铰链连接在一起的大、小支撑臂构成；其 中前两对大支撑臂4分别与轮椅框架10的前端两侧铰链连接，后两对大支撑 臂12分别与轮椅框架10的后端两侧铰链连接；在前、后两对大、小支撑臂之 间分别与前、后小臂屈张气或油缸3、 13的两端铰链连接；在前、后两对大支 撑臂与轮椅框架IO之间，分别与前、后大臂屈张气或油缸24、 11的两端铰链 连接；b、在座椅框架10内设置有蓄电瓶组19a、电磁换向阀组19b、 PLC单 板机控制单元20a、逆变器20b、空气压縮机或油泵21，蓄气瓶或油箱29、以 及前置光电传感器组22和后置光电传感器组16并分别与轮椅框架10固定连接; 其中蓄电瓶组19a与电磁换向阀组19b电连，同时蓄电瓶组19a又通过逆变器20b分别与PLC单板机控制单元20a和空气压縮机或油泵21电连；PLC单板机 控制单元20a与前置光电传感器组22、后置光电传感器组16以及电磁换向阀 19b电连，电磁换向阀19b又分别通过气或油路与空气压縮机或油泵21以及设 置在轮椅框架10两侧爬行支撑臂上的屈张气或油缸相连接；储气瓶或油箱29 通过管路与空气压縮机或油泵21连通；
另外，在轮椅座椅26的底部设置一个控制节流阀37，控制节流阀37分别 通过气或油路与气或液压系统以及设置在座椅26下边的气或油缸36相连通， 在节流阀37上设置一个重锤38，用以调节阀门以便使座椅始终保持在水平状态；
另外，在小支撑臂的前端设有防滑触脚并与其铰链，在防滑触脚上分别设 置有压力继电器34和位置继电器35并分别与PLC单板机控制单元20a电连； 另外在靠近前、后轮的座椅框架下方分别固定一组位置传感器39并与单板机控 制单元20a相电连；
另外，在轮椅框架10上方，座椅扶手40的前端固定安装有直流电机控制 器5和转向控制手柄6并分别与蓄电瓶组19a及左右两个驱动轮的直流电机减 速驱动器18相电连，直流龟机减速驱动器18与驱动轮17轴接。
本实用新型由于采用了上述技术方案，在轮椅框架10的两侧设置有上下楼 梯爬行机构；并在PLC单板机控制单元20a的自动控制下可实现残疾人自行实 现上下楼到户外行走的愿望。另外，由于在座椅扶手40的前端安装有直流电机 控制器5和转向控制手柄6，通过直流电机减速驱动器18控制左右驱动轮差速 或同步等速，实现在平地前进、倒退、转向自由行走的目的。
图1 是该实用新型结构示意图
图2是图1俯视图
图3是图1的左视图
图4 是防滑触脚结构示意图
图5 是图4的K向视图
图6 是座椅水平控制装置结构示意图
其中1-前防滑触脚2-前小支撑臂3-前小臂屈张气或油缸 4-前大支 撑臂5-直流电机控制器6-转向控制手柄7-防雨遮阳罩8-座椅靠背调整 装置9-扶持把手10-轮椅框架11-后大臂屈张气或油缸12-后大支撑臂 13-后小臂屈张气或油缸14-后小支撑臂15-后防滑触脚16-后置光电传感器 组17-驱动轮18-直流电机减速驱动器19a-蓄电瓶组19b-电磁换向阀组 20a-PLC单板机控制单元20b-逆变器21-空气压縮机或油泵22-前置光电 传感器组23-万向轮24-前大臂屈张气或油缸25-脚踏板26-座椅27-座椅 靠背28-座椅枕垫29-儲气瓶或油箱30-后第一对爬行支撑臂31-后第二对 爬行支撑臂32-前第一对爬行支撑臂33-前第二对爬行支撑臂34-压力继电 器35-位置继电器36-座椅气或油缸37-控制节流阀38-重锤39-位置传感器 40-座椅扶手
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述
本实用新型主要是利用光感元器件传递信号，再通过可谝程PLC单板机控 制，使气或液压传动系统执行元器件驱动爬行机构，达到载人上下楼梯的目的；
如图l、图2、图3所示在本实用新型轮椅框架10的前端和后端两侧， 各设置两对爬行支撑臂32、 33和30、 31，每个爬行支撑臂都是由铰链连接在一 起的大、小支撑臂构成；前两对大支撑臂分别与轮椅框架10的前端两侧铰链连 接，后两对大支撑臂分别与轮椅框架10的后端两侧铰链连接；在前、后各两对大支撑臂与小支撑臂之间，分别与前小臂屈张气或油缸3和后小臂屈张气或油 缸13的两端铰链连接；在前、后各两对大支撑臂与轮椅框架IO之间，分别与 前大臂屈张气或油缸24和后大臂屈张气或油缸11的两端铰链连接；为便于描 述，我们将在轮椅框架10，前、后两端两侧设置的两对爬行支撑臂32、 33和 30、 31分成两组；由前一对爬行支撑臂32和后一对爬行支撑臂30组成第一爬 行组；由前一对爬行支撑臂33和后一对爬行支撑臂31组成第二爬行组；固定 在轮椅框架10内的蓄电瓶组19a、电磁换向阀组19b、 PLC单板机控制单元20a、 逆变器20b 、空气压縮机或油泵21 、儲气瓶或油箱29为该实用新型提供动 力来源与系统控制；蓄电瓶组19a的电能主要是靠外置式充电器补充电能，蓄 电瓶组19a为24V，直接为三位五通中止电磁换向阀组19b以及直流电机控制 器5、直流电机减速驱动器18提供电能，另外，蓄电瓶组19a还通过逆变器20b 将24V直流转变成220V交流电，提供给空气压縮机或油泵21 ，以及PLC单板 机控制单元20a所需要的局部工作电压。
当前置光电传感器组22，其中一个传感器探到到轮椅的前方约20cm有高 度超过10cm时，前置光电传感器组22将信号传递给PLC单板机控制单元20a， PLC单板机控制单元20a将根据事先谝好的上楼爬行指令，通过电磁换向阀组 1%，实现分别控制四个前小臂屈张气或油缸3、四个前大臂屈张气或油缸24、 四个后小臂屈张气或油缸13、四个后大臂屈张气或油缸ll，协调第一爬行组和 第二爬行组的上楼爬行动作。当前置光电传感器组22,探测到前方沒有了障碍， 同时后置光电传感器组组16也探测到轮椅已经距离地面小于5cm时，上楼梯的 爬行动作结束。同理，当前置光电传感器组22，其中一个传感器探到到轮椅的 前方约20cm有一距离地面超过10cm的凹坑时，前置光电传感器组22将信号 传递给PLC单板机控制单元20a， PLC单板机控制单元20a将根据事先谝好的下楼爬行指令，通过控制电磁换向阀组19b，实现分别控制四个前小臂屈张气或 油缸3、四个前大臂屈张气或油缸24、四个后小臂屈张气或油缸13、四个后大 臂屈张气或油缸11，协调第一爬行组和第二爬行组的下楼爬行动作。当前置光 电传感器组22，探测到前方沒有了凹坑，同时后置光电传感器组组16也探测到 轮椅已经距离地面小于5cm时，下楼梯的爬行动作结束。
在轮椅上、下爬楼过程中为始终保持座椅26处于水平状态，该实用新型设 有一个座椅水平控制装置，如图6所示在轮椅座椅26的底部设置一个控制节 流阀37，控制节流阀37分别通过气或油路与气或液压系统以及设置在座椅26 下边的气或油缸36相连通，在节流阀37下端，设置一重锤38，用以调节阀门 控制气或油的流量，通过座椅下方的气或油缸36的伸縮使座椅始终保持在水平 状态；在前、后车轮附近的轮椅框架10的下方，前、后轮附近分别安装有位置 传感器39并与PLC单板机控制单元20a电连，控制车身距离地面的高度，确保 车身的重心始终保持在最低的状态。如图4和图5所示在防滑触脚内设置有 压力继电器34和位置继电器35并与PLC单板机控制单元20a电连，主要控制 爬行登陆系统的工作位置。
另外，在轮椅框架10的上方，座椅扶手40的前端固定安装有直流电机控 制器5和转向控制手柄6并分别与蓄电瓶组19a及左右两个驱动轮的直流电机 减速驱动器18相电连，直流电机减速驱动器18与驱动轮17轴接。该实用新型 地面行走，方向的控制主要是通过安装在直流电机控制器5上的转向控制手柄6， 控制左右两个驱动轮的直流电机减速驱动器18的差速来实现转向；当左右两个 驱动轮的直流电机减速驱动器18等速同步时该实用新型会实现前进与倒退；防 雨遮阳罩7主要为残疾人在户外运动时起到避雨遮阻的作用。
权利要求1、一种可自动上下楼梯的电动轮椅，包括轮椅框架及其安装在轮椅框架上的座椅、前轮、后轮、电机及操作控制系统，其特征是a、在轮椅框架[10]的前端和后端两侧，各设置两对爬行支撑臂[32]、[33]和[30]、[31]，每个爬行支撑臂分别都由铰链连接在一起的大、小支撑臂构成；其中前两对大支撑臂[4]分别与轮椅框架[10]的前端两侧铰链连接，后两对大支撑臂[12]分别与轮椅框架[10]的后端两侧铰链连接；在前、后两对大、小支撑臂之间分别与前、后小臂屈张气或油缸[3]、[13]的两端铰链连接；在前、后两对大支撑臂与轮椅框架[10]之间，分别与前、后大臂屈张气或油缸[24]、[11]的两端铰链连接；b、在座椅框架[10]内设置有蓄电瓶组[19a]、电磁换向阀组[19b]、PLC单板机控制单元[20a]、逆变器[20b]、空气压缩机或油泵[21]，蓄气瓶或油箱[29]、以及前置光电传感器组[22]和后置光电传感器组[16]并分别与轮椅框架[10]固定连接；其中蓄电瓶组[19a]与电磁换向阀组[19b]电连，同时蓄电瓶组[19a]又通过逆变器[20b]分别与PLC单板机控制单元[20a]和空气压缩机或油泵[21]电连；PLC单板机控制单元[20a]与前置光电传感器组[22]、后置光电传感器组[16]以及电磁换向阀[19b]电连，电磁换向阀[19b]又分别通过气或油路与空气压缩机或油泵[21]以及设置在轮椅框架[10]两侧爬行支撑臂上的屈张气或油缸相连接；储气瓶或油箱[29]通过管路与空气压缩机或油泵[21]连通。
2、如权利要求l所述的一种可自动上下楼梯的电动轮椅，其特征是在轮 椅座椅[26]的底部设置一个控制节流阀[37]，控制节流阀[37]分别通过气或油路 与气或液压系统以及设置在座椅[26]下边的气或油缸[36]相连通，在节流阀[37]上设置一个重锤[38]，用以调节阀门以便使座椅始终保持在水平状态。
3、 如权利要求1或2所述的一种可自动上下楼梯的电动轮椅，其特征是在每个小支撑臂的前端设有防滑触脚并与其铰链，在防滑触脚上分别设置有压力继电器[34]和位置继电器[35]并分别与PLC单板机控制单元[20a]电连。
4、 如权利要求1或2所述的一种可自动上下楼梯的电动轮椅，其特征是 在轮椅框架[10]上方，座椅扶手[40]的前端固定安装有直流电机控制器[5]和转向 控制手柄[6]并分别与蓄电瓶组[19a]及左右两个驱动轮的直流电机减速驱动器 [18滩电连，直流电机减速驱动器[18]与驱动銜17]轴接。
5、 如权利要求3所述的一种可自动上下楼梯的电动轮椅，其特征是在轮 椅框架[IO]上方，座椅扶手[40]的前端固定安装有直流电机控制器[5]和转 向控制手柄[6]并分别与蓄电瓶组[19a]及左右两个驱动轮的直流电机减速 驱动器[18]相电连，直流电机减速驱动器[18]与驱动轮[17]轴接。
6、 如权利要求3所述的一种可自动上下楼梯的电动轮椅，其特征是在靠 近前、后轮的座椅框架下方分别固定一组位置传感器[3 9 ]并与单板机控制单 元[20a]相电连。
7、 如权利要求4所述的一种可自动上下楼梯的电动轮椅，其特征是在靠 近前、后轮的座椅框架下方分别固定一组位置传感器[39]并与单板机控制单 元[20a]相电连。
专利摘要一种可自动上下楼梯的电动轮椅，属于一种残疾人使用的代步辅助工具，它包括，轮椅框架及其安装在轮椅框架上的座椅、前轮、后轮、电机及操作控制系统，其特征是在轮椅框架的前端和后端两侧各设置有两对爬行支撑臂；在大、小支撑臂之间和轮椅框架与大支撑臂之间分别设置有气或油缸，并在PLC单板机的自动控制下，可实现残疾人自行操作轮椅上下楼的目的，同时由于在座椅扶手的前端安装有直流电机控制器和转向控制手柄，可通过直流电机减速驱动器控制左右驱动轮前进、倒退、转向，实现在平地自由行走的目的。本实用新型不但实现了残疾人自行上下楼或在户外平地自由行走的愿望，而且也减轻了家属和亲人的负担。
文档编号A61G5/00GK201179156SQ20072009485
公开日2009年1月14日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者李长宁 申请人:长春市东方票证印务有限责任公司;姜海波;李长宁