轮椅爬楼梯装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种轮椅爬楼梯装置，包括动力部、齿轮链条传动系和爬楼结构，动力部包括动力源和动力源主动齿轮。齿轮链条传动系包括装置框架、主传动轮轴和一对主动齿轮链条机构。装置框架包括框架体和一对齿轮链条支架。主传动轮轴包括主传动轴和动力源从动齿轮。主动齿轮链条机构包括I级主传动齿轮、II级主传动齿轮、主传动摇臂I和主传动摇臂II。爬楼结构包括一对爬梯内脚架和一对爬梯外脚架。爬梯内脚架包括内脚架连动杆、可伸缩内脚架前腿和可伸缩内脚架后腿。爬梯外脚架包括外脚架连动杆、可伸缩外脚架前腿和可伸缩外脚架后腿。本实用新型采用轮链系驱动两套四腿脚架做交替的前行上升和下降运动，结构简单可靠，使用安全方便。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种能爬楼梯的装置，特别涉及一种轮椅用爬楼梯装置，属于轮 椅装置领域。 轮椅爬楼梯装置
【背景技术】
[0002] 目前，应用在轮椅领域内的爬楼梯系统大致可以分为升降式和轮带式两种。升降 式爬楼梯系统通常包括可以自由伸缩升降的轮腿以及驱动轮腿运动的动源部件，例如申请 号是200720032234. X的专利文件公开的轮椅爬楼器，这种轮椅爬楼器包括机架、升降装置 和驱动装置，升降装置包括利用连杆连接的两极升降装置，这种升降装置在工作时要将轮 椅连同其上的使用者一并举起，放置在上一阶楼梯上，然后循环操作，达到将轮椅连同使用 者运上楼的目的。这种升降装置对使用者提出了较为苛刻的使用条件，在没有大功率储能 部的条件下，使用者需要依靠手动达到举起整个轮椅和及其本身的目的，非常费力，而且不 易掌握举起支撑点的位置，限于升降装置的纵向狭长外形，装置在操作过程中重心位置较 高，容易发生事故。申请号是201120313580. 1的专利文件公开了可爬楼梯轮椅，主要包括 可转动、升降的" η "形轮椅腿和驱动装置，利用" η "形腿两支腿的交替旋转换位升降达到 上下楼梯的目的。这种方案虽然结构简单，但同样存在操作困难和易发事故的问题。轮带 式爬楼梯系统通常包括轮系履带装置和驱动部件，例如申请号是201320060557. 5的专利 文件公开的多功能爬楼轮椅，这种履带爬楼系统，运行稳定，安全性能好，但结构复杂，制造 成本高。 实用新型内容
[0003] 本实用新型轮椅爬楼梯装置公开了新的方案，采用轮链系驱动两套四腿脚架做交 替的前行上升和下降运动，解决了轮椅上下楼梯的问题。
[0004] 本实用新型轮椅爬楼梯装置包括动力部、齿轮链条传动系和爬楼结构，动力部包 括动力源和动力源主动齿轮110。齿轮链条传动系包括装置框架、主传动轮轴和一对左右对 称布置在装置框架上的主动齿轮链条机构。装置框架包括框架体211和一对左右对称固定 在框架体211上的齿轮链条支架212。主传动轮轴包括主传动轴221和固定套设在主传动 轴221上的动力源从动齿轮222。主动齿轮链条机构包括I级主传动齿轮231和II级主传 动齿轮232, II级主传动齿轮232的轮盘两侧设有主传动摇臂1233和主传动摇臂11234。 爬楼结构包括一对设置在装置框架下方的爬梯内脚架和一对设置在装置框架下方的爬梯 外脚架，上述一对爬梯内脚架沿装置框架的中轴线对称分布，上述一对爬梯外脚架沿装置 框架的中轴线对称分布，上述一对爬梯外脚架分布在上述一对爬梯内脚架外侧。爬梯内脚 架包括内脚架连动杆、设置在内脚架连动杆前端的可伸缩内脚架前腿311和设置在内脚架 连动杆后端的可伸缩内脚架后腿312。爬梯外脚架包括外脚架连动杆、设置在外脚架连动杆 前端的可伸缩外脚架前腿321和设置在外脚架连动杆后端的可伸缩外脚架后腿322。
[0005] 主传动摇臂1233 -端与II级主传动齿轮232的轮盘内侧固定连接，主传动摇臂 1233另一端与对应的内脚架连动杆铰接，主传动摇臂II234 -端与II级主传动齿轮232的 轮盘外侧固定连接，主传动摇臂II234另一端与对应的外脚架连动杆铰接。动力源通过动 力源主动齿轮110与动力源从动齿轮222的链条传动驱动架设在齿轮链条支架212上的主 传动轴221，主传动轴221带动固定套设在主传动轴221两端的I级主传动输出齿轮231， I级主传动齿轮231通过链条带动II级主传动齿轮232, II级主传动齿轮232通过主传动 摇臂1233和主传动摇臂II234带动爬梯内脚架和爬梯外脚架做交替的前行上升和下降的 爬楼梯运动。
[0006] 本实用新型轮椅爬楼梯装置采用轮链系驱动两套四腿脚架做交替的前行上升和 下降运动，结构简单可靠，使用安全方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是本实用新型轮椅爬楼梯装置主视示意图。
[0008] 图2是图1轮椅爬楼梯装置俯视示意图。
[0009] 图3是轮椅爬楼梯装置改进型之一俯视示意图。
[0010] 图4是轮椅爬楼梯装置改进型之二主视示意图。
[0011] 图5是图4轮椅爬楼梯装置俯视示意图。
[0012] 图6是可伸缩脚架腿实施例之一示意图。
[0013] 图7是可伸缩脚架腿实施例之二示意图。
[0014] 图8是爬楼脚架状态示意图。
[0015] 图9是轮椅爬楼梯装置一个工作循环初始状态示意图。
[0016] 图10是轮椅爬楼梯装置一个工作循环期中状态示意图。
[0017] 图11是轮椅爬楼梯装置一个工作循环结束状态示意图。
[0018] 图1?11中，110是动力源主动齿轮，211是框架体，212是齿轮链条支架，221是主 传动轴，222是动力源从动齿轮，231是I级主传动齿轮，232是II级主传动齿轮，233是主 传动摇臂I，234是主传动摇臂II，241是从动输入齿轮，242是I级从动齿轮，243是II级 从动齿轮，244是III级从动齿轮，245是从动摇臂I，246是从动摇臂II，311是可伸缩内脚 架前腿，312是可伸缩内脚架后腿，321是可伸缩外脚架前腿，322是可伸缩外脚架后腿，331 是脚架电机，332是脚架电机传动齿轮，333是螺杆驱动齿轮，334是螺杆腿，335是液压腔， 341是内脚架联动加固横梁。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合附图，对本实用新型作进一步说明。
[0020] 如图1和2所示，本实用新型轮椅爬楼梯装置示意图。轮椅爬楼梯装置包括动力 部、齿轮链条传动系和爬楼结构。
[0021] 动力部包括动力源和动力源主动齿轮110。本方案的动力源可以采用人工手动的 方式，也可以采用电机带动的方式。在采用人工手动的方案时，可以选择本领域通用的设 计，具体是动力源是手动的转轮部件，转轮部件的输入端是固定在转轮边缘上的手摇柄，转 轮部件的输出端与动力源主动齿轮110传动连接，使用者手动旋转转轮部件带动动力源主 动齿轮110输出传动。在采用电机带动的方案时，可以选择本领域通用的设计，具体是动力 源是电机，电机的输出端与动力源主动齿轮110传动连接，开启电机带动动力源主动齿轮 110输出传动。在采用电机带动的方案中，为了稳定电机的输出，调整机构运行速度，动力部 还可以包括减速齿轮箱，电机的输出端与减速齿轮箱的输入端通过齿轮链条传动连接，减 速齿轮箱的输出端与动力源主动齿轮110传动连接。本方案的动力源并不限于以上两种， 还可以是其它在特定应用场合下的动力装置，例如内燃机。
[0022] 齿轮链条传动系包括装置框架、主传动轮轴和一对左右对称布置在装置框架上的 主动齿轮链条机构。装置框架包括框架体211和一对左右对称固定在框架体211上的齿轮 链条支架212。主传动轮轴包括主传动轴221和固定套设在主传动轴221上的动力源从动 齿轮222。主动齿轮链条机构包括I级主传动齿轮231和II级主传动齿轮232, II级主传 动齿轮232的轮盘两侧设有主传动摇臂1233和主传动摇臂11234。本方案并不限于上述齿 轮链条的传动方式，还可以是其它传动方式，例如齿轮传动和齿轮蜗杆传动。
[0023] 爬楼结构包括一对设置在装置框架下方的爬梯内脚架和一对设置在装置框架下 方的爬梯外脚架，上述一对爬梯内脚架沿装置框架的中轴线对称分布，上述一对爬梯外脚 架沿装置框架的中轴线对称分布，上述一对爬梯外脚架分布在上述一对爬梯内脚架外侧。 为了加强上述一对爬梯内脚架之间的联动性和相对稳固性，本方案还引入了加固部件，具 体是上述一对爬梯内脚架的内脚架连动杆间设有内脚架联动加固横梁341，上述一对爬梯 内脚架通过内脚架联动加固横梁341同步联动。
[0024] 爬梯内脚架包括内脚架连动杆、设置在内脚架连动杆前端的可伸缩内脚架前腿 311和设置在内脚架连动杆后端的可伸缩内脚架后腿312。爬梯外脚架包括外脚架连动杆、 设置在外脚架连动杆前端的可伸缩外脚架前腿321和设置在外脚架连动杆后端的可伸缩 外脚架后腿322。上述脚架连动杆可以是中空的可伸缩的复合横梁结构，在楼梯间距较大的 情况下，采取拉伸延长脚架连动杆，在楼梯间距较小的情况下，则可以压缩脚架连动杆。在 本方案中，为了方便脚架上下楼梯，缩小结构的整体尺寸，脚架前后腿可以采用不同尺寸的 方案，如图8所示，具体是可伸缩内脚架前腿311的不可伸缩段短于可伸缩内脚架后腿312 的不可伸缩段，可伸缩外脚架前腿321的不可伸缩段短于可伸缩外脚架后腿322的不可伸 缩段。为了加强结构与地面接触的稳定性，防止结构与地面间轻易发生滑动，本方案的可伸 缩内脚架前腿311、可伸缩内脚架后腿312、可伸缩外脚架前腿321和可伸缩外脚架后腿322 与地面的接触端固设有防滑橡胶垫。
[0025] 本方案还公开了上述可伸缩脚架腿的实现方式，具体是可以采用齿轮螺杆传动和 液压传动方案。
[0026] 实施例一
[0027] 如图6所示，可伸缩内脚架前腿311、可伸缩内脚架后腿312、可伸缩外脚架前腿 321和可伸缩外脚架后腿322的可伸缩机构是电动齿轮螺杆传动装置，电动齿轮螺杆传动 装置包括脚架电机331、脚架电机传动齿轮332、螺杆驱动齿轮333和螺杆腿334,脚架电机 331通过脚架电机传动齿轮332带动螺杆驱动齿轮333,螺杆驱动齿轮333通过与螺杆腿 334的内外斜螺纹连接带动螺杆腿334做上升或下降运动。
[0028] 实施例二
[0029] 如图7所示，可伸缩内脚架前腿311、可伸缩内脚架后腿312、可伸缩外脚架前腿 321和可伸缩外脚架后腿322的可伸缩机构是电动液压螺杆传动装置，电动液压螺杆传动 装置包括脚架电机331、脚架电机传动齿轮332、螺杆驱动齿轮333、螺杆腿334和液压腔 335,螺杆腿334下端设有与液压腔335内部密闭液压连接的活塞，脚架电机331通过脚架 电机传动齿轮332带动螺杆驱动齿轮333,螺杆驱动齿轮333通过与螺杆腿334的内外斜螺 纹连接带动螺杆腿334做上升或下降运动。
[0030] 主传动摇臂1233 -端与II级主传动齿轮232的轮盘内侧固定连接，主传动摇臂 1233另一端与对应的内脚架连动杆铰接，主传动摇臂II234 -端与II级主传动齿轮232的 轮盘外侧固定连接，主传动摇臂II234另一端与对应的外脚架连动杆铰接。动力源通过动 力源主动齿轮110与动力源从动齿轮222的链条传动驱动架设在齿轮链条支架212上的主 传动轴221，主传动轴221带动固定套设在主传动轴221两端的I级主传动输出齿轮231， I级主传动齿轮231通过链条带动II级主传动齿轮232, II级主传动齿轮232通过主传动 摇臂1233和主传动摇臂II234带动爬梯内脚架和爬梯外脚架做交替的前行上升和下降的 爬楼梯运动。如图8所示，爬梯脚架在平地、第一阶楼梯和楼梯间的状态示意图，图中平地 状态时，前脚可伸缩部伸长与后脚同时支撑地面，第一阶楼梯状态时，前脚可伸缩部缩回并 踏上第一阶楼梯，楼梯间状态时，后脚可伸缩部伸长实现跨阶支撑。如图9?11所示，轮椅 爬楼梯装置在一个工作循环的初始、期中和结束的状态示意图。如图9所示，内外爬梯脚架 均处在楼梯间状态，内爬梯脚架的前脚和后脚分别处在IV阶和II阶楼梯处，外爬梯脚架 的前脚和后脚分别处在III阶和I阶楼梯处，此时，外爬梯脚架在轮链和摇臂的旋转带动下 向前向上抬起，如图10所示，最终运动到上级台阶处，如图π所示，内爬梯脚架的前脚和后 脚分别处在IV阶和II阶楼梯处，外爬梯脚架的前脚和后脚分别处在V阶和III阶楼梯处， 如此循环，实现上下楼梯的技术目的。使用者在使用爬楼梯装置时，只需利用轮椅两侧自带 的行走轮将其移动到楼梯入口或出口处，然后开启动力源部件即可。
[0031] 为了增强齿轮链条机构传动的有效性，本方案还可以在上述主动齿轮链条机构方 案的基础上增设从动齿轮链条机构，具体是装置框架还包括另一对左右对称固定在框架 体211上的齿轮链条支架212,齿轮链条传动系还包括一对左右对称布置在装置框架上的 从动齿轮链条机构，从动齿轮链条机构包括固定套设在主传动轴221两端的从动输入齿轮 241、I级从动齿轮242、II级从动齿轮243和III级从动齿轮244, III级从动齿轮244的 轮盘两侧设有从动摇臂1245和从动摇臂11246。从动摇臂1245 -端与III级从动齿轮244 的轮盘内侧固定连接，从动摇臂1245另一端与对应的内脚架连动杆铰接，从动摇臂II246 一端与III级从动齿轮244的轮盘外侧固定连接，从动摇臂II246另一端与对应的外脚架 连动杆铰接。动力源通过从动输入齿轮241与架设在上述另一对齿轮链条支架212上的I 级从动齿轮242的链条传动驱动与I级从动齿轮242同轴固定的II级从动齿轮243, II级 从动齿轮243通过链条带动III级从动齿轮244, III级从动齿轮244通过从动摇臂1245 和从动摇臂II246带动爬梯内脚架和爬梯外脚架做同步爬楼梯运动。本方案引入的另外的 齿轮链条支架与从动齿轮链条机构并不限于上述的一对，也可以根据实际应用中的装置尺 寸引入两对甚至三对等。以上改进使得整个机构运动更加协调，稳定性更好。
[0032] 本实用新型轮椅爬楼梯装置采用轮链系和独有的两套四腿脚架系统实现了轮椅 上下楼梯的目的。通过调节脚架连动杆的长短可以使本实用新型应用在任意楼梯宽度的案 例中，两套四腿脚架结构使得装置的重心处于结构的中央位置，结构在运动中不易出事故， 相比现有的轮椅爬楼梯装置具有实质性特点和进步。
[0033] 本方案的轮椅爬楼梯装置并不限于实施例公开的内容，实施例中出现的技术方案 可以单独存在，也可以相互包含，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替 换方案也属于本方案的范围。
【权利要求】
1. 轮椅爬楼梯装置，其特征是包括动力部、齿轮链条传动系和爬楼结构，所述动力部包 括动力源和动力源主动齿轮（110); 所述齿轮链条传动系包括装置框架、主传动轮轴和一对左右对称布置在所述装置框架 上的主动齿轮链条机构；所述装置框架包括框架体（211)和一对左右对称固定在框架体 (211)上的齿轮链条支架（212);所述主传动轮轴包括主传动轴（221)和固定套设在主传动 轴（221)上的动力源从动齿轮（222);所述主动齿轮链条机构包括I级主传动齿轮（231) 和II级主传动齿轮（232)，II级主传动齿轮（232)的轮盘两侧设有主传动摇臂1 (233)和 主传动摇臂11(234); 所述爬楼结构包括一对设置在所述装置框架下方的爬梯内脚架和一对设置在所述装 置框架下方的爬梯外脚架，所述一对爬梯内脚架沿所述装置框架的中轴线对称分布，所述 一对爬梯外脚架沿所述装置框架的中轴线对称分布，所述一对爬梯外脚架分布在所述一对 爬梯内脚架外侧；所述爬梯内脚架包括内脚架连动杆、设置在所述内脚架连动杆前端的可 伸缩内脚架前腿（311)和设置在所述内脚架连动杆后端的可伸缩内脚架后腿（312);所述 爬梯外脚架包括外脚架连动杆、设置在所述外脚架连动杆前端的可伸缩外脚架前腿（321) 和设置在所述外脚架连动杆后端的可伸缩外脚架后腿（322); 主传动摇臂1 (233) -端与II级主传动齿轮（232)的轮盘内侧固定连接，主传动摇臂 1 (233)另一端与对应的所述内脚架连动杆铰接，主传动摇臂11(234) -端与II级主传动 齿轮（232)的轮盘外侧固定连接，主传动摇臂11 (234)另一端与对应的所述外脚架连动杆 铰接；所述动力源通过动力源主动齿轮（110)与动力源从动齿轮（222)的链条传动驱动架 设在齿轮链条支架（212)上的主传动轴（221)，主传动轴（221)带动固定套设在主传动轴 (221)两端的I级主传动输出齿轮（231)，I级主传动齿轮（231)通过链条带动II级主传 动齿轮（232)，II级主传动齿轮（232)通过主传动摇臂I (233)和主传动摇臂II (234)带动 所述爬梯内脚架和爬梯外脚架做交替的前行上升和下降的爬楼梯运动。
2. 根据权利要求1所述的轮椅爬楼梯装置，其特征在于，所述装置框架还包括另一对 左右对称固定在框架体（211)上的齿轮链条支架（212)，所述齿轮链条传动系还包括一对 左右对称布置在所述装置框架上的从动齿轮链条机构，所述从动齿轮链条机构包括固定套 设在主传动轴（221)两端的从动输入齿轮（241)、1级从动齿轮（242)、II级从动齿轮（243) 和III级从动齿轮（244)，III级从动齿轮（244)的轮盘两侧设有从动摇臂1(245)和从动 摇臂 11(246); 从动摇臂I (245) -端与III级从动齿轮（244)的轮盘内侧固定连接，从动摇臂I (245) 另一端与对应的所述内脚架连动杆铰接，从动摇臂11(246) -端与III级从动齿轮（244) 的轮盘外侧固定连接，从动摇臂11(246)另一端与对应的所述外脚架连动杆铰接；所述动 力源通过从动输入齿轮（241)与架设在所述另一对齿轮链条支架（212)上的I级从动齿 轮（242)的链条传动驱动与I级从动齿轮（242)同轴固定的II级从动齿轮（243)，II级从 动齿轮（243)通过链条带动III级从动齿轮（244)，III级从动齿轮（244)通过从动摇臂 1(245)和从动摇臂11(246)带动所述爬梯内脚架和爬梯外脚架做同步爬楼梯运动。
3. 根据权利要求1或2所述的轮椅爬楼梯装置，其特征在于，所述动力源是手动的转 轮部件，所述转轮部件的输入端是固定在所述转轮边缘上的手摇柄，所述转轮部件的输出 端与动力源主动齿轮（110)传动连接，使用者手动旋转所述转轮部件带动动力源主动齿轮 (110)输出传动。
4. 根据权利要求1或2所述的轮椅爬楼梯装置，其特征在于，所述动力源是电机，所述 电机的输出端与动力源主动齿轮（110)传动连接，开启电机带动动力源主动齿轮（110)输 出传动。
5. 根据权利要求4所述的轮椅爬楼梯装置，其特征在于，所述动力部还包括减速齿轮 箱，所述电机的输出端与所述减速齿轮箱的输入端通过齿轮链条传动连接，所述减速齿轮 箱的输出端与动力源主动齿轮（110)传动连接。
6. 根据权利要求1或2所述的轮椅爬楼梯装置，其特征在于，可伸缩内脚架前腿 (311)、可伸缩内脚架后腿（312)、可伸缩外脚架前腿（321)和可伸缩外脚架后腿（322)的可 伸缩机构是电动齿轮螺杆传动装置，所述电动齿轮螺杆传动装置包括脚架电机（331)、脚架 电机传动齿轮（332)、螺杆驱动齿轮（333)和螺杆腿（334)，脚架电机（331)通过脚架电机 传动齿轮（332)带动螺杆驱动齿轮（333)，螺杆驱动齿轮（333)通过与螺杆腿（334)的内外 斜螺纹连接带动螺杆腿（334)做上升或下降运动。
7. 根据权利要求1或2所述的轮椅爬楼梯装置，其特征在于，可伸缩内脚架前腿 (311)、可伸缩内脚架后腿（312)、可伸缩外脚架前腿（321)和可伸缩外脚架后腿（322)的可 伸缩机构是电动液压螺杆传动装置，所述电动液压螺杆传动装置包括脚架电机（331)、脚架 电机传动齿轮（332)、螺杆驱动齿轮（333)、螺杆腿（334)和液压腔（335)，螺杆腿（334)下 端设有与液压腔（335)内部密闭液压连接的活塞，脚架电机（331)通过脚架电机传动齿轮 (332)带动螺杆驱动齿轮（333)，螺杆驱动齿轮（333)通过与螺杆腿（334)的内外斜螺纹连 接带动螺杆腿（334)做上升或下降运动。
8. 根据权利要求1或2所述的轮椅爬楼梯装置，其特征在于，可伸缩内脚架前腿 (311)、可伸缩内脚架后腿（312)、可伸缩外脚架前腿（321)和可伸缩外脚架后腿（322)与地 面的接触端固设有防滑橡胶垫。
9. 根据权利要求1或2所述的轮椅爬楼梯装置，其特征在于，可伸缩内脚架前腿（311) 的不可伸缩段短于可伸缩内脚架后腿（312)的不可伸缩段，可伸缩外脚架前腿（321)的不 可伸缩段短于可伸缩外脚架后腿（322)的不可伸缩段。
10. 根据权利要求1或2所述的轮椅爬楼梯装置，其特征在于，所述一对爬梯内脚架的 内脚架连动杆间设有内脚架联动加固横梁（341)，所述一对爬梯内脚架通过内脚架联动加 固横梁（341)同步联动。
【文档编号】A61G5/06GK203885738SQ201420141507
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】刘继伦 申请人:刘继伦