专利名称：高适用性楼梯车椅的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种人力驱动以及动力机驱动的，上、下阶梯的载人、载物运输工具，不仅适用于一般阶梯，更适用于阶梯道坡度陡、楼梯道换向平台小的楼梯。
背景技术：
经过检索，目前已有二十多种上、下阶梯的运输工具，均有上、下阶梯功能。但是，其主要优点都不可避免地伴有突出的缺点，例如履带式及补偿斜面式阶梯运输工具，其上、下阶梯最平稳，但是，当阶梯道坡度陡时，因下滑力大于摩擦力而失去其上、下阶梯的功能；轮足式及卫星复合轮式阶梯运输工具，能上、下阶梯道坡度陡的阶梯，因无同步功能，上、下阶梯时会前后摇摆，易发生冲击，不平稳，也不够安全；人力推拉式阶梯运输工具，构造最简单，成本最低，因为作用在其把手的力对轮轴的力矩只能使车体转动，而不使车轮转动，每移动一个阶梯，都出现一次人力显著大于运载总重力的情况，太费力，载重量太小；自动化机器人式阶梯运输工具，虽然性能卓越，但是高达三万美金的昂贵价格难以接受。总之，已有阶梯运输工具的适用性都不高，对大多数居民楼都不适用。
发明内容
为克服已有阶梯运输工具的不足，适应已有居民楼的实际情况，对安全、功能、运载效率、成本等矛盾统筹权衡、优化设计，使本实用新型能在阶梯道坡度陡、换向平台小的楼梯道上运输，可便捷地通往各房间，具有安全、平稳、省力、运载效率高、价位适中的长处，适用性高，尤其适用于家中有人不能自行上、下楼梯的住户，及配备救护车。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在底盘上既能安装折叠座椅，又能安装折叠担架，用于载人或载物；主要由人力驱动，也可以用动力机驱动；左、右对称的两个控制臂既能同时工作，也能交替工作，控制臂与底盘固接时，是推拉车的把手，控制臂与中心轮固接时，是对车轮施加滚动力矩的力臂；采用传动比为一的同步技术，实现四个相同的复合车轮同步转动，位于中心轮圆周上的三个卫星轮等距分布，四个复合车轮分别与前、后轴固接，使同一车轴上左右对应的卫星轮同相位，同一侧的前、后轮用连杆铰接，使前后对应的卫星轮同相位，连杆铰接点与车轴中心构成平行四边形的四个顶点，左、右连杆的相位不同。控制臂通过离合器与中心轮连接，左、右控制臂对称，控制臂可以与底盘或中心轮分别结合或分别分离，也可以同时结合或同时分离，同时分离时，控制臂能绕轮轴自由转动，控制臂与底盘结合能控制车椅的运动方向，控制臂与底盘、中心轮同时结合，能使车椅只有两个卫星轮着地，完成原地转向，控制臂与中心轮结合时，构成人力驱动车轮转动的力臂，按控制臂的摆动程序操纵离合器的离、合状态，两手上下交替摆动左、右控制臂，就驱动复合车轮连续滚动，上阶梯或下阶梯。控制臂的滑销离合器特征其离合机构的孔轮与车轴或中心轮固接成同轴线，销孔沿着孔轮的圆柱面均布，销孔中心线通过轮轴轴线，孔轮位于控制臂的双耳之间，控制臂的双耳孔与车轴为孔轴动配合，一个与孔轮销孔动配合的滑销只能在孔轮及控制臂的销孔内轴向滑动，食指松开指扣，弹簧推动滑销向车轮轴线方向滑动，当滑销插入孔轮的销孔时，就把控制臂与中心轮固接成一体，完成控制臂与中心轮结合，食指钩拉指扣，指扣通过钢丝把滑销拉出孔轮的销孔，就完成控制臂与中心轮分离。控制臂的棘轮离合器特征棘轮与中心轮或与车轴固接成同轴线，离合器壳体两侧的孔分别与棘轮两侧的圆柱面为孔轴动配合，棘轮、棘爪机构位于离合器壳体内，对称的一对棘爪被安装在离合器壳体的棘爪座内，两个棘爪与棘轮啮合的方向相反，一个杠杆的两端与两个棘爪的摇臂分别用连杆铰接，位于控制臂握柄框处的指扣末端与杠杆内铰点用钢丝铰接，当完全松开指扣时，弹簧使两个棘爪同时与棘轮啮合，完成控制臂与中心轮固接；食指少许钩拉指扣，或半松开指扣，指扣只能把杠杆短臂连接的棘爪转离棘轮，只有与杠杆长臂连接的棘爪与棘轮啮合，此时，控制臂的棘轮离合器就变成单向自动离合的普通棘轮，在单向自动离合状态，简化了上阶梯的操纵程序；由于短臂端的棘爪转离到位被止动，食指继续钩拉指扣，就把长臂端的棘爪转离棘轮，到位被止动，这样，两个棘爪都与棘轮脱离，解除了控制臂与中心轮的固接。当用动力机驱动车轮转动时，采用蜗轮蜗杆传动技术，蜗轮与车轴固接成同轴线，蜗轮壳体安装在底盘上，电动机安装在底盘上，电动机输出轴与蜗杆用连轴节连接。优化的H形底盘由一根纵梁和两根横梁组成，安装车轴的轴座与横梁的端部固接，前、后横梁分别固接四个腿座，用于插装折叠担架的四条腿，控制臂与底盘之间的离合器安装在前横梁上，双耳键座与前横梁固接，T形摆键与双耳键座用键轴铰接，摆键上端的挂钩与双耳键座下方的挂钩用拉伸弹簧连接，前轴座的上部伸出一个支臂，支臂顶端有键槽，该键槽与控制臂的凸耳键槽一致，支臂外侧面与控制臂凸耳内侧面贴合，摆键能摆入或摆出键槽，结合离合器时，用脚按压摆键外端头，拉伸弹簧就把摆键拉到控制臂的凸耳端面上，转动控制臂，当控制臂的凸耳键槽与轴座上的支臂键槽对齐时，摆键就被拉伸弹簧拉入键槽，拉伸弹簧自动把摆键锁定在结合状态，则控制臂与底盘固接成一体，断开离合器时，用脚按压摆键内端头，拉伸弹簧使摆键脱离键槽，则控制臂与底盘分离，拉伸弹簧自动把摆键锁定在分离状态。折叠座椅为单梁结构，主梁只有一个，其下端与底盘纵梁两侧的耳片用轴销铰接，主梁轴线及纵梁轴线位于车椅的左右对称平面内，主梁的上部与一个横向管梁铰接，坐板与整体扶手用角撑固接为一体，坐板的后部双耳与主梁的中部双耳铰接，靠板上部用环扣与横向管梁铰接，靠板下部与坐面的后部用双耳铰接，铰接轴线垂直于对称平面，左、右护板的根部与横向管梁固接，护板与横向管梁能一同转动到前位或后位，到位被锁定，斜撑的左、右撑杆上端固接一个上横梁，其下部固接一个下横梁，斜撑的下头与底盘纵梁用轴销铰接，椅面转动到工作位置时，椅面下表面固接的钩形件把斜撑的上横梁钩住，这时斜撑的下横梁恰好顶住主梁，主梁与斜撑被与主梁铰接的锁钩锁定。把楼梯车椅由工作状态变成折叠状态的程序打开主梁与斜撑的锁钩，主梁向前方转动，斜撑向后方转动，使上横梁脱离钩形件后，撑杆再向前转到纵梁的两侧，主梁向后转到纵梁的上方，椅面转到主梁上表面，扶手、护板转到靠板的侧下方，与控制臂、底盘收拢在一起，便于存放、携带；按相反的程序，就把折叠状态的楼梯车椅打开成工作状态的楼梯车椅。左右对称的折叠担架由框架、兜布、安全带组成，框架由大、中、小三个刚框组成，用转折接头连接成一体，将三者按需要的转折角度锁定，锁定成平直状态，构成担架；大刚框向上弯折到位被锁定，小刚框向下弯折到位被锁定，构成躺椅；小刚框固接两条腿，大刚框连接两条变位腿，变位腿被锁定在后位时，前、后腿成八字形，对应于担架状态；变位腿被锁定在前位时，四条腿平行，对应躺椅状态，平行的四条腿恰好能插入底盘上对应的四个腿座内，将其安装在楼梯车上，构成楼梯车椅；小刚框与中刚框被锁定成平直后，将其与大刚框对折合拢，便于存放、携带。
本实用新型的有益效果是四个复合车轮同步转动技术保证了楼梯车椅上、下阶梯平稳，不摇摆，能安全地上、下坡度陡的阶梯；方案优化，构件数量少，形状简单，易加工，成本低；自重轻，运载效率高；用力臂直接对车轮施加滚动力矩，无传动摩擦损失，并且能保持手施加的力与力臂轴线夹角在九十度附近，有效力矩大，驱动效率高；控制臂的力臂长度是卫星轮与中心轮轮距的八倍，手的作用力不大于运行总重量(力)的0.125倍，很省力，易控制复合车轮匀速转动，无冲击，安全；控制臂的离合器技术实现了左、右臂交替往复摆动，驱动复合车轮连续匀速滚动，保证了上、下阶梯平稳、便捷；控制臂与底盘的离合器技术，实现了控制臂对楼梯车椅姿态的控制，能够原地转向，在楼道换向平台小的条件下，解决了楼梯车换向的难题；采用蜗轮蜗杆传动技术，具有传动比大、逆转自锁的特点，功率小、重量轻的电动机就能驱动复合车轮匀速转动，安全、平稳；折叠担架技术实现了三种构形，折叠的担架便于存放、携带(运输)，躺椅与担架之间的状态转换，适用于运送病人，配备救护车。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是装有折叠座椅的楼梯车椅位于阶梯上的侧视图。图中的阶梯线示意阶梯，图中示出该实施例的结构及其连接关系，左、右控制臂投影重合。
图2是折叠后的楼梯车椅俯视图。图中示出该实施例折叠状态的结构及其连接关系，摆键离合器未示出。
图3是带有滑销离合器的控制臂侧视图。支臂中部的等剖面段被剖除，图中示出该实施例的机构、结构及其连接关系。
图4是图3的俯视图。支臂中部的等剖面段被剖除，图中示出该实施例的机构、结构及其连接关系。
图5是带有棘轮离合器的控制臂侧视图。支臂中部的等剖面段被剖除，图中示出该实施例的机构、结构及其连接关系，图中未示出凸耳键槽。
图6是图5的俯视图。支臂中部的等剖面段被剖除，图中示出该实施例的机构、结构及其连接关系，图中未示出凸耳键槽。
图7是
图10的A向视图，是摆键离合器的实施例。图中示出机构、结构及其连接关系。
图8是折叠担架的担架状态侧视图。该实施例的兜布、安全带未示出，大、中、小三个刚框被锁定成平直状态。
图9是图8的俯视图。该实施例的兜布、安全带未示出。
图10是位于底盘上的折叠担架侧视图。该实施例被折成躺椅状态，其四条腿插入底盘的四个腿座中，还示出摆键离合器、蜗轮、蜗杆、电动机。腿座的锁紧机构、兜布、安全带未示出。
图中1.卫星轮，2.中心轮，3.前轴，4.纵梁，5.连杆，6.前横梁，7.后横梁，8.后轴，9.前轴座，11.电动机，12.蜗杆，13.蜗轮，20.控制臂，21.孔轮，22.销孔，23.滑销，24.钢丝，25.弹簧，26.键槽，27.指扣，28.握柄，29.棘轮，31.弹簧，32.棘爪，33.爪轴，34.连杆，35.棘爪座，36.杠杆，37.离合器壳，38.轴销，39.轴销，40.斜撑，41.下横梁，42.锁钩，43.双耳，44.主梁，45.管梁，46.靠板，47.护板，48.角撑，49.整体扶手，51.坐板，52.上横梁，53.钩形件，54.环扣，55.搭脚板，61.摆键，62.键轴，63.双耳键座，64.拉伸弹簧，65.键槽，66.横梁，67.横梁，68.横梁，69.横梁，71.小刚框梁，72.固定腿，73.中刚框梁，74.腿轴，75.变位腿，76.大刚框梁，77.拉伸弹簧，78.腿座，79.弯折接头，80.卡簧、销钉，81.腿架。
具体实施方式
在
图1中，卫星轮(1)与中心轮(2)用轴铰接，中心轮(2)与前轴(3)固接，连杆(5)在对应的卫星轮轴处分别与前、后中心轮铰接，在图7中，前轴(3)与前轴座(9)铰接，前轴座(9)与前横梁(6)固接。在图2中，纵梁(4)分别与前横梁(6)、后横梁(7)固接，搭脚板(55)通过T形梁与前横梁(6)固接。在
图1及图2中，坐板(51)与两个钩形件(53)固接，整体扶手(49)与坐板(51)通过角撑(48)固接成一体，通过双耳(43)与主梁(44)铰接，与双耳(43)投影重合的另外一对双耳将其与靠板(46)铰接，护板(47)分别与管梁(45)的两端固接，管梁(45)的中部与主梁(44)的上端铰接，锁钩(42)与主梁(44)铰接，主梁(44)的下端用轴销(39)与纵梁(4)的双耳铰接。斜撑(40)的左、右撑杆上端与上横梁(52)固接，在锁钩(42)对应处，下横梁(41)与左、右撑杆固接，左、右撑杆下头与纵梁(4)用轴销(38)铰接，靠板(46)用环扣(54)与管梁(45)铰接。左、右控制臂(20)分别安装在前横梁(6)的两侧。在图3及图4中，孔轮(21)与前轴(3)固接，控制臂(20)左端的双耳孔与前轴(3)为孔轴动配合，弹簧(25)推动滑销(23)插入孔轮(21)的销孔(22)中，滑销(23)右端与钢丝(24)的左端固接，钢丝(24)的右端与指扣(27)的上端铰接，指扣(27)的下头与握柄框铰接。在图5及图6中，棘轮(29)与前轴(3)固接，棘爪(32)位于棘爪座(35)内，随爪轴(33)绕爪轴座转动，棘爪座(35)与离合器壳(37)一体，弹簧(31)使棘爪(32)与棘轮(29)啮合，上、下棘爪(32)的摇臂通过上、下连杆(34)分别与杠杆(36)的两端铰接，钢丝(24)的两端分别与杠杆(36)的内铰点、指扣(27)的上头铰接，指扣(27)的下头与握柄框铰接。在图7中，双耳键座(63)与前横梁(6)固接，摆键(61)与双耳键座(63)用键轴(62)铰接，拉伸弹簧(64)的上、下端分别与摆键(61)、前横梁(6)铰接，拉伸弹簧(64)把摆键(61)拉入前轴座(9)上部支臂的键槽(65)中。在图8、图9及
图10中，固定腿(72)与小刚框梁(71)固接，横梁(66)、横梁(67)与左、右小刚框梁(71)固接，横梁(68)与左、右中刚框梁(73)固接，横梁(69)与左、右大刚框梁(76)固接，腿架(81)与大刚框梁(76)固接，变位腿(75)与腿架(81)用腿轴(74)铰接，拉伸弹簧(77)的上、下端分别与腿架(81)、变位腿(75)铰接，四个弯折接头(79)分别与左、右中刚框梁(73)的两头固接，小刚框梁(71)与弯折接头(79)用轴铰接，弯折接头(79)与大刚框梁(76)用轴铰接，弯折接头(79)的两个销钉孔对应两个弯折状态，按确定的弯折状态，大刚框梁(76)、小刚框梁(71)的销钉孔分别与弯折接头(79)对应的孔同轴时，用卡簧、销钉(80)连接成确定的弯折状态。带有锁紧机构的四个腿座(78)分别与前横梁(6)、后横梁(7)固接成一体，两个固定腿(72)、两个变位腿(75)插入四个腿座(78)后，用锁紧机构锁牢固。涡轮(13)与后轴(8)固接，电动机(11)通过支架与纵梁(4)固接，涡轮壳体通过支架与后横梁(7)固接，电动机(11)输出轴与蜗杆用联轴节连接。
权利要求1.一种楼梯车椅，由中心轮和卫星轮组成复合车轮，复合车轮安装在底盘上，底盘上装有操纵控制组件及承载装置，其特征是安装在底盘上的座椅或担架均可以折叠；由一个中心轮和三个卫星轮组成一个复合车轮，共有四个相同的复合车轮，对应的卫星轮相位相同，并用同步机构保证中心轮同步转动；复合车轮通过轴、轴座与底盘连接，前、后轴各有两个复合车轮，由人力或动力机驱动车轮；左、右控制臂对称，控制臂通过离合器与中心轮连接，控制臂既可以与底盘或与中心轮分别结合或分别分离，又可以同时结合或同时分离，同时分离时，控制臂能绕中心轮轮轴自由转动，控制臂与底盘结合就把控制臂与底盘固接成一体，控制臂与底盘、中心轮同时结合，就把控制臂、底盘、中心轮三者固接成一体，控制臂只与中心轮结合时，就把控制臂与中心轮固接成一体，构成人力驱动车轮转动的力臂，离合器的工作程序由中心轮转动方向及控制臂相位角决定，按工作程序操纵离合器，与离合器的离合状态协调，两手上下交替摆动左、右控制臂，就驱动复合车轮向着目标方向连续滚动，由动力机驱动车轮转动时，控制臂与中心轮分离。
2.根据权利要求1所述的楼梯车椅，其特征是前、后车轴与底盘上的轴座铰接，四个相同的复合车轮分别与前、后车轴固接，同一车轴上的左右对应的卫星轮同相位，同一侧的前、后轮用连杆铰接，前后对应的卫星轮同相位，连杆铰接点与车轴中心为平行四边形的四个顶点，左、右连杆的相位不同。
3.根据权利要求1所述的楼梯车椅，其特征是具有滑销离合器的控制臂，其离合机构的孔轮与车轴或与中心轮同轴、固接，销孔沿着孔轮的圆柱面均布，销孔中心线通过车轴轴线，孔轮位于控制臂的双耳之间，控制臂的双耳孔与车轴为孔轴动配合，一个与孔轮销孔动配合的滑销只能在孔轮及控制臂的销孔内轴向滑动，操纵滑销向车轴轴线方向滑动，当滑销插入孔轮销孔时，就把控制臂与中心轮固接成一体，完成控制臂与中心轮结合，当操纵滑销退出孔轮销孔时，完成控制臂与中心轮分离。
4.根据权利要求1所述的楼梯车椅，其特征是具有棘轮离合器的控制臂，其离合机构的棘轮与中心轮或与车轴同轴、固接，离合器壳体两侧的孔分别与棘轮两侧的圆柱面为孔轴动配合，棘轮、棘爪机构位于离合器壳体内，对称的一对棘爪安装在离合器壳体上，两个棘爪与棘轮啮合的方向相反，当操纵两个棘爪同时与棘轮啮合或同时脱离时，就完成控制臂与中心轮的结合或分离；当操纵一个棘爪脱离棘轮，保持另一个棘爪与棘轮啮合，只有一个棘爪与棘轮啮合时，控制臂的离合机构就变成单向离合的普通棘轮。
5.根据权利要求1所述的楼梯车椅，其特征是蜗轮与车轴同轴、固接，蜗轮壳体安装在底盘上，动力机安装在底盘上，动力机输出轴与蜗杆用连轴节连接。
6.根据权利要求1所述的楼梯车椅，其特征是由一根纵梁和两根横梁组成H形底盘，安装车轴的轴座与横梁的端部固接，与控制臂比邻的那个轴座的上部伸出一个支臂，支臂顶端有键槽，该键槽与控制臂凸耳的键槽一致，轴座上部支臂的外侧面与控制臂凸耳的内侧面贴合，位于底盘上的摆键能摆入或摆出键槽，当控制臂的凸耳键槽与轴座上部的支臂键槽对齐时，将摆键摆入键槽，弹簧自动把摆键锁定在结合状态，则控制臂与底盘固接成一体，当操纵摆键脱离键槽时，则控制臂与底盘分离，弹簧自动把摆键锁定在分离状态。
7.根据权利要求1所述的楼梯车椅，其特征是折叠座椅为单梁结构，主梁只有一个，其下端与底盘纵梁两侧的耳片用轴销铰接，主梁轴线及纵梁轴线位于车椅的左右对称平面内，主梁的上部与一个横向管梁铰接，坐面与扶手固接为一体，坐面的后部与主梁的中部铰接，靠背上部与横向管梁铰接，靠背下部与坐面的后部铰接，铰接轴线垂直于对称平面，左、右护板的根部与横向管梁固接，护板与横向管梁能一同转动到前位或后位，到位被锁定，斜撑的左、右撑杆上端固接一个上横梁，其下部固接一个下横梁，斜撑的下头与底盘纵梁用轴销铰接，椅面转动到工作位置时，椅面下表面固接的钩形件把斜撑的上横梁钩住，这时斜撑的下横梁恰好顶住主梁，主梁与斜撑被锁定，构成楼梯车椅的工作状态，把楼梯车椅从工作状态变成折叠状态的程序打开主梁与斜撑的锁，主梁向前方转动，斜撑向后方转动，使上横梁脱离钩形件后，再把斜撑的撑杆向前转到纵梁的两侧，主梁向后转到纵梁的上方，椅面转到主梁上表面，扶手、护板转到靠背的侧下方，与控制臂、底盘收拢在一起，构成楼梯车椅的折叠状态；按相反的程序，就把折叠状态的楼梯车椅打开成工作状态的楼梯车椅。
8.根据权利要求1所述的楼梯车椅，其特征是底盘上固接四个腿座，用于插装折叠担架的四条腿，左右对称的折叠担架由框架、兜布、安全带组成，框架由大、中、小三个刚框组成，三者用转折接头连接成一体，按需要的转折角度锁定，把三个刚框锁定成平直状态，构成担架；大刚框向上弯折到位被锁定，小刚框向下弯折到位被锁定，构成躺椅；小刚框固接两条腿，大刚框连接两条变位腿，变位腿被锁定在后位时，前、后腿成八字形，对应于担架状态；折叠担架处于躺椅状态时，变位腿被锁定在前位，平行的四条腿恰好能插入底盘上对应的四个腿座内，将其安装在楼梯车上，构成楼梯车椅；把小刚框与中刚框锁定成平直状态后，再将其与大刚框对折合拢，构成携带状态的担架。
专利摘要高适用性楼梯车椅是一种上、下阶梯的运输工具，该车椅有四个同相位并同步转动的中心轮，每个中心轮有三个卫星轮，其底盘上安装折叠座椅或折叠担架躺椅，控制臂通过离合器与前轮连接，控制臂能与底盘、中心轮离合，易操作，交替摆动左、右控制臂便驱动中心轮定向连续滚动，上楼或下楼；手施加在控制臂上的驱动力小于0.13运载总重；无论人力驱动或动力机驱动，均保证该车椅运行安全、平稳、无冲击；控制臂与底盘结合后，车椅能原地转向，即使在换向平台小、坡度陡的楼道中，该车椅亦通畅便捷地通往各房间；折叠后的车椅便于携带；对安全、功能、操作品质、成本综合优化设计，达到了成本低，适用性高的目标，该车椅用于楼梯住户及配备于救护车。
文档编号B62B5/02GK2801582SQ20052007866
公开日2006年8月2日 申请日期2005年4月25日 优先权日2005年4月25日
发明者卢长吉 申请人:卢长吉