CN107440855A - 一种应用于轮椅的旋转升降机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于轮椅的旋转升降机构，包括上基板、底基板以及相互配合的花键轴和花键轴套，所述花键轴套由设置于其外侧的旋转电机驱动旋转，所述花键轴为中空结构，内部设置有丝杠，所述花键轴底部连接有丝杠相配合的丝杠螺母，所述丝杠由设置于其外侧的升降电机驱动旋转；所述上基板和底基板上下设置，所述上基板套接于花键轴套的外周，所述旋转电机和升降电机通过上基板和底基板固定。本发明所述的应用于轮椅的旋转升降机构解决了轮椅多功能实现的轻量化和高度集成化，使旋转和升降两个功能机构集成为一个机构装置，让多功能轮椅更加轻便。
Description
技术领域
本发明属于医疗康复器械领域，尤其是涉及一种应用于轮椅的旋转升降机构。
背景技术
近年来，随着中国步入老龄化社会速度加快及智能化技术的发展，老弱残障人士受到越来越多的关注，各式各样的智能辅助设备被发明创造出来，尤其适用人群最广适用率最高的轮椅，也开始出现一些智能的辅助功能，如帮助老弱残障人士在轮椅上完成升降动作或完成旋转动作或者同时具备升降和旋转的功能，但市面上轮椅实现旋转和升降功能多采用剪叉装置实现升降，齿轮传动装置实现旋转，这两种装置体积大而且组合功能使轮椅更加笨重，无法实现轮椅的轻量化、高度集成化。
如专利CN102366339B公开了一种旋转升降式轮椅，其实现升降功能的升降机构包括架立在底盘上的剪式千斤顶，该剪式千斤顶的顶部设置有支撑架，该支撑架上部设有与座椅相连的支撑转轴，同时在底盘水平固定有用于控制所述剪式千斤顶升降的直线电机；其旋转机构包括竖直固定在支撑架上的旋转电机、装在该旋转电机的电机轴上并与该电机轴同轴布置的外齿轮、以及固定在所述座椅的坐垫底部的内齿轮，其中外齿轮与内齿轮内啮合构成行星轮。通过该旋转机构的作用可以在底盘不动的情况下能够实现座椅360度自由旋转，通过该升降机构的作用可以在不借助其他器械的前提下能够将人抬升到一定高度，从而满足肢体残障者的需求。
上述轮椅的旋转机构和升降机构虽然可以实现轮椅的两个动作功能，但是体积大而且笨重无法实现多功能轮椅的轻量化和高度集成化。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种应用于轮椅的旋转升降机构，解决了轮椅多功能实现的轻量化和高度集成化，使旋转和升降两个功能机构集成为一个机构装置，让多功能轮椅更加轻便。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种应用于轮椅的旋转升降机构，包括上基板、底基板以及相互配合的花键轴和花键轴套，所述花键轴套由设置于其外侧的旋转电机驱动旋转，所述花键轴为中空结构，内部设置有丝杠，所述花键轴底部连接有丝杠相配合的丝杠螺母，所述丝杠由设置于其外侧的升降电机驱动旋转；所述上基板和底基板上下设置，所述上基板套接于花键轴套的外周，所述旋转电机和升降电机通过上基板和底基板固定。
进一步的，所述花键轴套的外周连接有花键轴套带轮，所述旋转电机的输出轴穿过上基板且其输出轴的端部固定有旋转电机带轮，所述旋转电机带轮与花键套带轮通过旋转同步带连接。
进一步的，所述丝杠的下端穿过底基板且其外周连接有丝杠带轮，所述升降减速电机的输出轴的下端穿过底基板且其输出轴外周固定连接有升降电机带轮，所述升降电机带轮与丝杠带轮之间通过升降同步带连接。
进一步的，所述旋转升降机构还包括旋转编码器，所述旋转电机带轮的带轮槽中还安装有旋转编码器圆带，所述旋转编码器圆带将旋转电机带轮与旋转编码器的转轴连接。
进一步的，所述旋转升降机构还包括升降编码器，所述丝杠带轮的带轮槽中还装有升降编码器圆带，升降编码器圆带将丝杠带轮与升降编码器的转轴连接。
进一步的，所述上基板与底基板之间设置有筒状的套板，所述花键轴套与上基板的连接处设置有花键轴套轴承a，与套板的连接处设置有花键轴套轴承b。
进一步的，所述丝杠与底基板的连接处设置有丝杠轴承。
进一步的，所述花键轴的上端设置有安装板，所述安装板表面预留安装螺纹孔用以安装被升降部件。
进一步的，所述旋转电机和升降电机均为减速电机。
相对于现有技术，本发明所述的应用于轮椅的旋转升降机构具有以下优势：
本发明所述的应用于轮椅的旋转升降机构实现了轮椅的轻量化和高度集成化，使旋转和升降两个功能机构集成为一个机构装置，让多功能轮椅更加轻便；将旋转和升降的传动集成在同一根花键轴上执行，实现了两个自由度的灵活控制，该机构将花键轴的6个自由度约束掉4个，并将升降减速电机和旋转减速电机倒置安装，将传动机构高度集成化减小空间体积也同时将动力完美输出。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的应用于轮椅的旋转升降机构的立体图；
图2为本发明实施例所述的应用于轮椅的旋转升降机构的主视图；
图3为本发明实施例所述的应用于轮椅的旋转升降机构的剖视图。
附图标记说明：
1、花键轴；2、花键套；3、花键套带轮；4、旋转编码器圆带；5、旋转电机带轮；6、旋转同步带，7、旋转编码器；8、升降编码器；9、底基板；10、升降减速电机；11、旋转减速电机；12、大套板；13、丝杆带轮；14、升降编码器圆带；15、升降电机带轮；16、升降同步带；17、丝杆；18、花键套轴承a；19、丝杆螺母；20、花键套轴承b；21、丝杆轴承；22、套板；23、安装板；
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提供一种应用在轮椅中的旋转升降机构，包括花键轴1、花键套2以及上下设置的上基板12和底基板9；上基板12与底基板9之间设置有筒状的套板22。
花键轴1的上端设置有安装板23，安装板23表面预留安装螺纹孔用以安装被升降部件如座椅，花键轴1穿插在花键轴套2中，花键的配合保证花键轴1与花键轴套2无相对旋转，且存在一个升降自由度，花键轴套2通过花键轴套轴承a18、花键轴套轴承b20分别与上基板12和套板22固定，且靠轴承的作用花键轴套2可以带动花键轴1相对于上基板12和套板22做自由转动。
为实现旋转，花键轴套2的外圆柱面的外周固定有花键轴套带轮3，旋转减速电机11底部通过螺栓与底基板9固定，旋转减速电机11的输出轴伸穿过上基板12且其端部固定有旋转电机带轮5，旋转电机带轮5与花键套带轮3通过旋转同步带6连接，旋转同步带6将旋转电机带轮5的传动力传递给花键套带轮3，这样旋转减速电机11旋转即带动花键轴旋转，并且旋转电机带轮5的带轮槽中还装有旋转编码器圆带4，旋转编码器圆带4将旋转电机带轮5与旋转编码器7的转轴连接，通过旋转编码器圆带4将转动传递给旋转编码器7做为控制反馈数据使用。
为了实现升降，本发明还包括升降减速电机10，升降减速电机10固定在底基板9上，其输出轴的下端伸穿过底基板9且外周固定连接有升降电机带轮15。花键轴1中空，内部设置有空腔，空腔内竖直安装有丝杠17，在空腔的端部安装固定有与丝杠17相配合的丝杠螺母19，丝杠螺母19与花键轴1的底部固定连接，丝杠17的底端伸穿过底基板9且其外周固定连接有丝杠带轮13，丝杆17与底基板9的连接处装有丝杠轴承21，升降电机带轮15与丝杠带轮13之间通过升降同步带16连接。通过升降同步带16将升降电机带轮15的传动力传递给丝杠带轮13，这样升降减速电机10旋转即带动丝杠17旋转，进而丝杆螺母19上升或下降带动花键轴1上升或下降。丝杠带轮13的带轮槽中还装有升降编码器圆带14，升降编码器圆带14将丝杠带轮13与升降编码器8的转轴连接，将丝杠17转动传递给升降编码器8做为控制反馈数据使用。
当需要花键轴1升降时，控制升降减速电机10旋转，带动升降电机带轮15旋转，升降同步带16将动力传输给丝杠带轮13，带动丝杠17旋转，因为花键套2与花键轴1花键配合，旋转减速电机11开启抱闸功能，花键套2中固定的丝杠螺母19相对丝杠17旋转，丝杆螺母19的升降带动花键轴1的升降。
当需要花键轴1旋转时，控制旋转减速电机11旋转，带动旋转电机带轮5旋转，旋转同步带6将旋转电机带轮5的传动力传递给花键套带轮3，带动花键套2旋转，因为花键套2与花键轴1花键配合，带动花键轴1旋转，同时为保证花键轴1不升降，花键套2中固定的丝杆螺母19不应与丝杠17相对旋转，需控制升降减速电机10旋转使丝杠17与花键轴2同步旋转即可实现花键轴2旋转。
如上所述，本发明的技术方案巧妙的将旋转和升降的传动集成在同一根花键轴1上执行，实现了两个自由度的灵活控制，该机构完美的将花键轴1的6个自由度约束掉4个，并将升降减速电机10和旋转减速电机11倒置安装，将传动机构高度集成化减小空间体积也同时将动力完美输出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种应用于轮椅的旋转升降机构，其特征在于：所述旋转升降机构包括上基板、底基板以及相互配合的花键轴和花键轴套，所述花键轴套由设置于其外侧的旋转电机驱动旋转，所述花键轴为中空结构，内部设置有丝杠，所述花键轴底部连接有丝杠相配合的丝杠螺母，所述丝杠由设置于其外侧的升降电机驱动旋转；所述上基板和底基板上下设置，所述上基板套接于花键轴套的外周，所述旋转电机和升降电机通过上基板和底基板固定。
2.根据权利要求1所述的应用于轮椅的旋转升降机构，其特征在于：所述花键轴套的外周连接有花键轴套带轮，所述旋转电机的输出轴穿过上基板且其输出轴的端部固定有旋转电机带轮，所述旋转电机带轮与花键套带轮通过旋转同步带连接。
3.根据权利要求1或2所述的应用于轮椅的旋转升降机构，其特征在于：所述丝杠的下端穿过底基板且其外周连接有丝杠带轮，所述升降减速电机的输出轴的下端穿过底基板且其输出轴外周固定连接有升降电机带轮，所述升降电机带轮与丝杠带轮之间通过升降同步带连接。
4.根据权利要求2所述的应用于轮椅的旋转升降机构，其特征在于：所述旋转升降机构还包括旋转编码器，所述旋转电机带轮的带轮槽中还安装有旋转编码器圆带，所述旋转编码器圆带将旋转电机带轮与旋转编码器的转轴连接。
5.根据权利要求3所述的应用于轮椅的旋转升降机构，其特征在于：所述旋转升降机构还包括升降编码器，所述丝杠带轮的带轮槽中还装有升降编码器圆带，升降编码器圆带将丝杠带轮与升降编码器的转轴连接。
6.根据权利要求1所述的应用于轮椅的旋转升降机构，其特征在于：所述上基板与底基板之间设置有筒状的套板，所述花键轴套与上基板的连接处设置有花键轴套轴承a，与套板的连接处设置有花键轴套轴承b。
7.根据权利要求1所述的应用于轮椅的旋转升降机构，其特征在于：所述丝杠与底基板的连接处设置有丝杠轴承。
8.根据权利要求1所述的应用于轮椅的旋转升降机构，其特征在于：所述花键轴的上端设置有安装板，所述安装板表面预留安装螺纹孔用以安装被升降部件。
9.根据权利要求1所述的应用于轮椅的旋转升降机构，其特征在于：所述旋转电机和升降电机均为减速电机。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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