一种便于越障的电动轮椅的制作方法

本发明涉及一种便于越障的电动轮椅，具体涉及一种可方便下肢不便者在无人帮助下以水平姿态平稳地正面上下不同台阶的汽车和台阶的电动轮椅。

背景技术：

中国人口老龄化问题日益加剧，全国老、弱、病、残群体人口日益增多，他们的出行问题将显得更加突出。目前，解决他们的出行问题主要依靠轮椅装置进行上下台阶和汽车。

目前，针对上下汽车等快速交通工具来实现较远距离出行的装置较少：如专利申请号201220143111.4、201220048846.9和201020536137.6，通过在汽车上加装无障碍踏板装置可使轮椅上下车；专利申请号200710121828.2，将汽车座椅改装为可拆装式连接的结构，可使乘坐轮椅车的人群在他人的扶持下换坐到汽车座椅上；专利申请号201520297233.2，通过加装升降辅助装置可以使轮椅上下汽车。但是，它们需在车上加装或改装装置，且需在他人帮助下才能实现上下车，难以实际广泛投入运用。

然而可实现上下台阶和短程户外出行的轮椅装置较多，专利申请号为201210044772.6，利用轮腿组合式装置可使轮椅连续上下台阶，户外转换为4轮移动；专利申请号为200910135965.0，利用三星轮机构进行攀爬台阶，户外采用4轮驱动前行；专利申请号为201410690065.3，在三星轮机构上进行改进，可使轮椅轮胎在爬台阶时的三星轮状态与平地行驶时的圆轮状态间进行快捷转换。但是，它们的重心波动问题始终存在，平稳性较差。

因此，这些装置在帮助上下汽车和台阶问题上仍然不能满足要求。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种便于越障的电动轮椅，能够方便下肢不便者在无人帮助下以水平姿态平稳地正面上下不同台阶的汽车和台阶。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种便于越障的电动轮椅，其特征是，包括轮椅主体、均设置在所述轮椅主体下方的第一螺旋升降装置、第二螺旋升降装置、第三螺旋升降装置、第一直线滑轨组合、第二直线滑轨组合、第一滚珠丝杆组合、第二滚珠丝杆组合；

所述轮椅主体包括座椅、主轮和导向轮；

所述第一螺旋升降装置包括第一螺旋升降平台和第一辅助轮；所述第二螺旋升降装置包括第二螺旋升降平台和第二辅助轮；所述第三螺旋升降装置包括第三螺旋升降平台和第三辅助轮；

所述第一直线滑轨组合和第二直线滑轨组合均包括导轨和滑块；所述第一直线滑轨组合的导轨和第二直线滑轨组合的导轨上下分布，均固定在座椅底部内侧；所述第一直线滑轨组合的滑块固定在第一螺旋升降平台上，第二直线滑轨组合的滑块固定在第二螺旋升降平台上；

所述第一滚珠丝杆组合和第二滚珠丝杆组合均包括丝杆和丝杆螺母；所述第一滚珠丝杆组合的丝杆安装在座椅底部上，丝杆螺母固定在第一螺旋升降平台上；所述第二滚珠丝杆组合的丝杆安装在座椅底部上，丝杆螺母固定在第二螺旋升降平台上；

所述第一螺旋升降平台在第一滚珠丝杆组合驱动下沿第一直线滑轨组合的导轨平稳水平滑动；所述第二螺旋升降平台在第二滚珠丝杆组合驱动下沿第二直线滑轨组合的导轨平稳水平滑动；所述第三螺旋升降平台固定安装在座椅后部，呈竖直方向平稳滑动；

所述座椅的脚踏底部设置有用于测量台阶高度的超声波测高装置。

前述的一种便于越障的电动轮椅，其特征是，所述座椅上设置有安全带；所述座椅的背面设置有用于与车内固定的连接装置。

前述的一种便于越障的电动轮椅，其特征是，所述主轮、第二辅助轮和第三辅助轮均安装有对应的电机和刹车装置。

前述的一种便于越障的电动轮椅，其特征是，所述第一螺旋升降平台、第二螺旋升降平台、第三螺旋升降平台、第一滚珠丝杆组合和第二滚珠丝杆组合均带有电机。

前述的一种便于越障的电动轮椅，其特征是，所述第一螺旋升降平台上、第二螺旋升降平台上和第三螺旋升降平台上均各自设置有一对同步控制的螺旋升降机，在对应螺旋升降平台的电机驱动下控制提升的高度，在断电状态下均可自锁。

前述的一种便于越障的电动轮椅，其特征是，所述第一辅助轮、第二辅助轮和第三辅助轮均设置有对称分布的两个。

本发明所达到的有益效果：通过螺旋升降装置实现稳定、精确地升降，通过滚珠丝杆组合和直线滑轨组合实现平稳滑动，可以辅助下肢不便者和老年人在无人帮助下以水平姿态安全平稳地上下台阶和汽车，便于出行进行社会活动。

附图说明

图1是本装置的结构示意图；

图2(1)-(3)是本装置的上台阶示意图。

图3(1)-(17)是本装置的下台阶示意图。

图中附图标记的含义：

1-导向轮，2-第一螺旋升降平台，3-第一辅助轮，4-第二辅助轮，5-第二螺旋升降平台，6-第三辅助轮，7-第一滚珠丝杆组合，8-第二滚珠丝杆组合，9-主轮，10-第三螺旋升降平台，11-座椅，12-第二直线滑轨组合，13-第一直线滑轨组合。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明上下台阶的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本装置主要包括轮椅主体、第一螺旋升降装置、第二螺旋升降装置、第三螺旋升降装置、第一直线滑轨组合13、第二直线滑轨组合12、第一滚珠丝杆组合7、第二滚珠丝杆组合8。

轮椅主体包括座椅11、主轮9和导向轮1。

第一螺旋升降装置包括第一螺旋升降平台2和第一辅助轮3，第二螺旋升降装置包括第二螺旋升降平台5和第二辅助轮4，第三螺旋升降装置包括第三螺旋升降平台10和第三辅助轮6。主轮9、第二辅助轮4和第三辅助轮6均安装有电机和刹车装置；第一螺旋升降平台2、第二螺旋升降平台5和第三螺旋升降平台10均带有电机。

第一直线滑轨组合13的导轨固定在座椅11内侧，滑块固定在第一螺旋升降平台2外侧；第二直线滑轨组合12的导轨固定在座椅11内侧，滑块固定在第二螺旋升降平台5外侧。

第一滚珠丝杆组合7的丝杆安装在座椅11上，丝杆螺母固定在第一螺旋升降平台2上。

第二滚珠丝杆组合8的丝杆安装在座椅11上，丝杆螺母固定在第二螺旋升降平台5上。

第一滚珠丝杆组合7和第二滚珠丝杆组合8均带有电机；

座椅11上设置有安全带，座椅11背面设置有用于与车内固定的连接装置，座椅11脚踏底部设置有用于测量台阶高度的超声波测高装置。

第一螺旋升降平台2在第一滚珠丝杆组合7电机驱动下可沿第一直线导轨平稳地滑动准确的距离。

第二螺旋升降平台5在第二滚珠丝杆组合8电机驱动下可沿第二直线导轨平稳地滑动准确的距离。

第三螺旋升降平台10固定安装在座椅11后部。

第一螺旋升降平台2上包含一对同步控制的螺旋升降机，在其电机驱动下可准确地控制提升的高度，在断电状态下可自锁。

第二螺旋升降平台5上包含一对同步控制的螺旋升降机，在其电机驱动下可准确地控制提升的高度，在断电状态下可自锁。

第三螺旋升降平台10上包含一对同步控制的螺旋升降机，在其电机驱动下可准确地控制提升的高度，在断电状态下可自锁。

下面以轮椅上下台阶作为实施例进行说明，具体实施时方式如下：

上台阶：

第一步：如图2(1)所示为上台阶一级台阶的初始状态，导向轮1、第一辅助轮3、第二辅助轮4和第三辅助轮6接触台阶水平台阶面，导向轮接触到台阶垂直台阶面。

第二步：如图2(2)所示，第一螺旋升降平台2和第三螺旋升降平台10的丝杆同时下降h，轮椅整体垂直平稳地升高h，第三辅助轮6的电机运转驱动轮椅整体水平前移l1，使主轮9和第二辅助轮4接触台阶面。

第三步：如图2(3)所示，第一螺旋升降平台2和第三螺旋升降平台10的丝杆同时升高h，第二辅助轮4的电机运转驱动轮椅整体水平前移l2，导向轮接触到台阶垂直台阶面，其中l1+l2＝l，l为台阶宽度。

至此，轮椅机器人整体平稳爬越一级台阶。

下台阶：

第一步：如图3(1)所示为平地行驶状态，主轮电机9运转驱动轮椅前进至导向轮1接近台阶时停转。

第二步：如图3(2)所示为下台阶的初始状态，第二螺旋升降平台5的丝杆上升h1，使第二辅助轮3略高于地面，第二滚珠丝杆组合8的电机运转驱动第二螺旋升降平台5水平向前移动l3。

第三步：如图3(3)所示，主轮9的电机运转驱动轮椅向前移动l4后停转，第一螺旋升降平台的丝杆下降h，使第一辅助轮3接触台阶面。

第四步：如图3(4)所示，主轮9的电机运转驱动轮椅向前移动l5后停转，第二螺旋升降平台的丝杆下降h，使第二辅助轮4接触台阶面。

第五步：如图3(5)所示，主轮9的电机运转驱动轮椅向前移动l6后停转，其中l6+l5＝l，第一螺旋升降平台的丝杆下降h，使第一辅助轮3接触台阶面。

第六步：如图3(6)所示，主轮9的电机运转驱动轮椅向前移动l7后停转，第二滚珠丝杆组合8的电机运转驱动第二螺旋升降平台5水平向前移动w，第二螺旋升降平台的丝杆下降h，使第二辅助轮4接触台阶面。

第七步：如图3(7)所示，第一螺旋升降平台2的丝杆2上升h1，使第一辅助轮3略高于地面，第一滚珠丝杆组合7的电机运转驱动第一螺旋升降平台2水平向后移动w，第一螺旋升降平台2的丝杆下降h1，使第一辅助轮3接触台阶面。

第八步：如图3(8)所示，主轮9的电机运转驱动轮椅向前移动l8后停转，其中l7+l8＝l，第二螺旋升降平台2和第三螺旋升降平台5的丝杆同步下降h，使第二辅助轮4和第三辅助轮6接触水平台阶面。

第九步：如图3(9)所示，第三辅助轮6的电机运转驱动轮椅向前移动l5后停转，第二螺旋升降平台2和第三螺旋升降平台10的丝杆同时升高h，使第一辅助轮3和主轮9接触台阶面。

第十步：如图3(10)所示，主轮9的电机运转驱动轮椅向前移动l6后停转，第二螺旋升降平台2和第三螺旋升降平台10的丝杆同时下降h，使第二辅助轮4和第三辅助轮6接触台阶面。

第十一步：如图3(11)所示，第三辅助轮6的电机运转驱动轮椅向前移动l9后停转，第一滚珠丝杆组合7的电机运转驱动第一螺旋升降平台2水平向前移动w，第二螺旋升降平台5和第三螺旋升降平台10的丝杆同时升高h，使第一辅助轮3和主轮9接触台阶面。

第十二步：如图3(12)所示，第二螺旋升降平台5的丝杆上升h1，使第二辅助轮4略高于地面，第二滚珠丝杆组合8的电机运转驱动第二螺旋升降平台5水平向后移动w，第二螺旋升降平台5的丝杆下降h1，使第二辅助接触台阶面。

第十三步：如图3(13)所示，主轮9的电机运转驱动轮椅向前移动l10后停转，第三螺旋升降平台10下降h，使第三辅助轮6接触台阶面，其中l9+l10＝l。

第十四步：如图3(14)所示，第三辅助轮6的电机运转驱动轮椅向前移动l9后停转，第一螺旋升降平台2、第二螺旋升降平台5和第三螺旋升降平台10的丝杆同时升高h，使主轮9接触台阶面。

第十五步：如图3(15)所示，主轮9的电机运转驱动轮椅向前移动l10后停转，第三螺旋升降平台10的丝杆下降h，使第三辅助轮6接触台阶面。

第十六步：如图3(16)所示，第三辅助轮6的电机运转驱动轮椅向前移动l9后停转，第一螺旋升降平台2、第二螺旋升降平台5和第三螺旋升降平台10的丝杆同时升高h，使主轮9接触台阶面。

第十七步：如图3(17)所示，第二螺旋升降平台5的丝杆上升h1，使第二辅助轮4略高于台阶面，第二滚珠丝杆组合8的电机运转驱动第二螺旋升降平台5水平向后移动l3至图示位置，轮椅转换为平地行驶状态，由主轮9电机驱动移动。

至此，轮椅整体平稳地爬下台阶。

以上操作中，第一螺旋升降平台2、第二螺旋升降平台5和第三螺旋升降平台10在不动作的情况下，均断电停止在当前位置自锁。

对于实施例中所述的方法是针对每一级台阶长度和高度都相同的情况，如果不一样，只要保证对应的辅助轮和主轮能够接触到平面即可，在高度和长度的数据上根据超声波测高装置的实时测量值进行调整。

本装置的使用范围不仅仅局限于上下台阶，还能够安全平稳地上下汽车，包括跨越障碍，都是可行的。本装置的越障方法不仅仅局限于轮椅，还适用于其他越障装置。

以上所述仅是本发明上下台阶的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。