CN113712747A - 一种平地楼梯两用型智能轮椅及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平地楼梯两用型智能轮椅及其使用方法，包括坐凳，其两侧安装侧板，侧板上部安装扶手，扶手上设置控制组件；侧板内侧摆动安装前辅助支撑机构和后辅助支撑机构；单个侧板外侧面分别安装履带机构，单个履带机构呈前后对称的五边形结构，履带机构通过爬楼辅助机构相对于侧板向前或向后摆动，履带机构外侧分别安装转轮，动力传动机构带动转轮转动或者带动履带机构顶部的主动轮转动；平地状况时动力传动机构带动转轮转动行驶，楼梯状况时动力传动机构带动履带机构传动，同时履带机构经爬楼辅助机构相对于坐凳摆动实现爬楼，在两种状况下，前、后辅助支撑机构配合保持坐凳的平稳，从而实现平地、楼梯的两用，大大提升了使用便利性。

Description

一种平地楼梯两用型智能轮椅及其使用方法

技术领域

本发明涉及轮椅技术领域，尤其是一种平地楼梯两用型智能轮椅及其使用方法。

背景技术

轮椅不仅是老年人、残疾人和行动不便人士的代步工具，同时也应当作为一种锻炼工具。轮椅在平地和爬楼梯的行驶过程应当使人感到舒适，特别是遇到障碍物时，保证座椅在行驶过程中坐凳的水平度非常重要。现有技术中，轮椅行驶的平稳舒适度，尤其是爬楼过程中的平稳性，无法有效保证，导致使用者的体验不佳。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的平地楼梯两用型智能轮椅及其使用方法，从而实现平地、楼梯的两用，大大提升了使用便利性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种平地楼梯两用型智能轮椅，包括坐凳，所述坐凳两侧对称向下安装有侧板，侧板外侧面上部分别安装有扶手，扶手上设置有控制组件；两个侧板内侧的前方和后方分别摆动安装有前辅助支撑机构和后辅助支撑机构；单个侧板外侧面分别安装有履带机构，单个履带机构呈前后对称的五边形结构，履带机构通过爬楼辅助机构相对于侧板向前或向后摆动，履带机构外侧分别安装有转轮；还包括动力传动机构，动力传动机构带动转轮转动或者带动履带机构顶部的主动轮转动。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述履带机构的结构为：包括布置于侧板外侧面的背板，背板外侧面的顶部转动安装有主动轮，背板外侧面的前端和后端对称转动安装有从动轮，背板下部边缘处前后间隔转动安装有相同的从动轮，绕装于主动轮和所有从动轮外侧安装有履带，履带呈五边形结构。

动力传动机构安装于两个侧板之间，动力传动机构通过向外穿出的转轴带动对应的履带机构或者转轮转动；所述履带机构的背板上还开设有弧形孔，弧形孔与主动轮同心，弧形孔供带动转轮转动的转轴穿出。

所述控制组件包括分布于两侧扶手上的多个按钮，通过按钮进行平地状态选择、爬楼状态选择、启停控制以及速度控制；其中一个扶手上还设置有显示器，通过显示器显示当前行驶状态以及温湿度状况；还包括喇叭，通过喇叭将与按钮对应的状态信息进行播报。

两个侧板之间前后间隔安装有前板和后板，所述前辅助支撑机构和爬楼辅助机构安装于前板上，所述后辅助支撑机构和动力传动机构安装于后板上。

所述动力传动机构的结构为：包括固装于后板上的驱动电机，驱动电机的输出端安装有主动齿轮，主动齿轮外圆周上同时啮合配装有中间齿轮和行走齿轮，中间齿轮外啮合配装有爬楼齿轮；所述中间齿轮、行走齿轮和爬楼齿轮分别转动安装于侧板内侧面上，中间齿轮和行走齿轮圆心处分别安装有超越离合器，使得中间齿轮在主动齿轮顺时针向前转动时被带动传动，行走齿轮在主动齿轮逆时针向后转动时被带动传动；所述行走齿轮和爬楼齿轮分别通过转轴带动外侧对应的转轮、履带机构传动。

所述爬楼辅助机构的结构为：包括安装于前板底面的爬楼电机，爬楼电机顶部通过转动接头一与前板底面转动连接，爬楼电机输出端朝下并衔接安装有丝杆，丝杆上通过螺旋副安装有螺母组件一，螺母组件一外部固装有向两侧延伸的支撑梁，支撑梁外端头与两侧对应的履带机构固装。

所述前辅助支撑机构和后辅助支撑机构结构相同，前辅助支撑机构向前伸至转轮前方，后辅助支撑机构向后伸至转轮后方。

所述前辅助支撑机构的结构为：包括通过转动接头二转动安装于前板前侧面的支撑电机，支撑电机输出端朝前并衔接安装有丝杠，丝杠上通过螺旋副配合安装有螺母组件二，螺母组件二外部安装有向两侧延伸的中横梁，中横梁外端头分别固装有侧杆，两根侧杆顶端共同转动安装有上横梁，上横梁两端与两侧的侧板内侧面固装，两根侧杆下端向前向下倾斜并在端部转动安装有辅助轮。

一种所述的平地楼梯两用型智能轮椅的使用方法，包括如下步骤：

通过控制组件选择当前行驶状态；

为平地行驶状态时，动力传动机构带动转轮向前转动，实现行驶，由转轮支承轮椅，前辅助支撑机构和后辅助支撑机构作为辅助支撑；通过前辅助支撑机构和后辅助支撑机构相对于侧板、坐凳的前后摆动调节与地面之间的角度，来保持行驶过程中坐凳的平稳状态；

为爬楼状态时，爬楼辅助机构工作，带动履带机构相对于侧板、坐凳摆动，履带机构前下侧面与楼梯贴合，同时动力传动机构带动履带机构向前传动进行爬楼时的行走，前辅助支撑机构和后辅助支撑机构相对于侧板、坐凳的前后摆动调节进行辅助支撑，并保持爬楼过程中坐凳的平稳状态。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，平地状况时动力传动机构带动转轮转动行驶，楼梯状况时动力传动机构带动履带机构传动，同时履带机构经爬楼辅助机构相对于坐凳摆动实现爬楼，在两种状况下，前、后辅助支撑机构配合保持坐凳的平稳，从而实现平地、楼梯的两用，大大提升了使用便利性和舒适性，提升了客户使用体验；

本发明还包括如下优点；

通过前后辅助支撑机构的设置，其与转轮或是履带机构配合，支承起轮椅的同时，通过前后辅助支撑机构相对于坐凳的摆动，有效调整角度，保持坐凳的平稳性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图(另一视角，局部***显示)。

图3为本发明动力传动机构与履带机构、转轮之间的安装示意图。

图4为本发明爬楼辅助机构与前辅助支撑机构的结构示意图。

其中：1、转轮；2、控制组件；3、坐凳；4、动力传动机构；5、前板；6、爬楼辅助机构；7、前辅助支撑机构；8、履带机构；9、后板；10、后辅助支撑机构；

11、手扶圈；21、控制器；31、侧板；32、扶手；

41、驱动电机；42、主动齿轮；43、中间齿轮；44、爬楼齿轮；45、行走齿轮；

61、转动接头一；62、爬楼电机；63、螺母组件一；64、支撑梁；

71、转动接头二；72、上横梁；73、支撑电机；74、中横梁；75、螺母组件二；76、侧杆；77、辅助轮；

81、背板；82、从动轮；83、主动轮；84、履带；811、弧形孔。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的一种平地楼梯两用型智能轮椅，包括坐凳3，坐凳3两侧对称向下安装有侧板31，侧板31外侧面上部分别安装有扶手32，扶手32上设置有控制组件2；两个侧板31内侧的前方和后方分别摆动安装有前辅助支撑机构7和后辅助支撑机构10；单个侧板31外侧面分别安装有履带机构8，单个履带机构8呈前后对称的五边形结构，履带机构8通过爬楼辅助机构6相对于侧板31向前或向后摆动，履带机构8外侧分别安装有转轮1；还包括动力传动机构4，动力传动机构4带动转轮1转动或者带动履带机构8顶部的主动轮83转动。

平地状况时动力传动机构4带动转轮1转动行驶，楼梯状况时动力传动机构4带动履带机构8传动，同时履带机构8经爬楼辅助机构6相对于坐凳3摆动实现爬楼，在两种状况下，前、后辅助支撑机构10配合保持坐凳3的平稳，从而实现平地、楼梯的两用。

五边形结构的履带机构8，在爬楼时由斜向下的边缘与楼梯接触，便利于上下楼梯。

履带机构8的结构为：包括布置于侧板31外侧面的背板81，背板81外侧面的顶部转动安装有主动轮83，背板81外侧面的前端和后端对称转动安装有从动轮82，背板81下部边缘处前后间隔转动安装有相同的从动轮82，绕装于主动轮83和所有从动轮82外侧安装有履带84，履带84呈五边形结构；上方的主动轮83由动力传动机构4带动转动，进而带动从动轮82转动，履带84进行传动。

动力传动机构4安装于两个侧板31之间，动力传动机构4通过向外穿出的转轴带动对应的履带机构8或者转轮1转动；履带机构8的背板81上还开设有弧形孔811，弧形孔811与主动轮83同心，弧形孔811供带动转轮1转动的转轴穿出；弧形孔811的设置，助力于履带机构8在爬楼辅助机构6带动下相对于坐凳3摆动的顺畅性。

控制组件2包括分布于两侧扶手32上的多个按钮，通过按钮进行平地状态选择、爬楼状态选择、启停控制以及速度控制；其中一个扶手32上还设置有显示器，通过显示器显示当前行驶状态以及温湿度状况；还包括喇叭，通过喇叭将与按钮对应的状态信息进行播报，也可设置蓝牙模块将相关信息发送至手机等其他便于操作的设备上。

前板5上还依次安装设置有温湿度传感器、水平度传感器以及控制器21，控制器21与控制组件2、温湿度传感器、水平度传感器、动力传动机构4、爬楼辅助机构6、前辅助支撑机构7以及后辅助支撑机构10电性连接；通过控制组件2的输入，经控制器21切换平地或楼梯运行状态，由相应的动力机构进行工作，并通过温湿度传感器实时监测当前温湿度值，由水平度传感器实时监测当前坐凳3的水平平稳度。

两个侧板31之间前后间隔安装有前板5和后板9，前辅助支撑机构7和爬楼辅助机构6安装于前板5上，后辅助支撑机构10和动力传动机构4安装于后板9上。

本实施例中，前板5为开口朝前的L型结构，后板9为竖直布置的纵向板。

如图3所示，动力传动机构4的结构为：包括固装于后板9前侧面上的驱动电机41，驱动电机41的输出端安装有主动齿轮42，主动齿轮42外圆周上同时啮合配装有中间齿轮43和行走齿轮45，中间齿轮43外啮合配装有爬楼齿轮44；中间齿轮43、行走齿轮45和爬楼齿轮44分别转动安装于侧板31内侧面上，中间齿轮43和行走齿轮45圆心处分别安装有超越离合器，使得中间齿轮43在主动齿轮42顺时针向前转动时被带动传动，行走齿轮45在主动齿轮42逆时针向后转动时被带动传动；行走齿轮45和爬楼齿轮44分别通过转轴带动外侧对应的转轮1、履带机构8传动。

中间齿轮43为轴向双层同步齿轮，其一与主动齿轮42啮合，其二与爬楼齿轮44啮合。

通过超越离合器的设置，使得主动齿轮42在不同方向转动时带动相啮合的中间齿轮43、行走齿轮45中的一个转动，从而带动转轮1或履带机构8中的一个传动，适用于平地或楼梯两种不同的状态下，驱动电机41为行驶的主要动力源。

本实施例中，动力传动机构4位于前板5和后板9间隔之间。

如图4所示，爬楼辅助机构6的结构为：包括安装于前板5底面的爬楼电机62，爬楼电机62顶部通过转动接头一61与前板5底面转动连接，爬楼电机62输出端朝下并衔接安装有丝杆，丝杆上通过螺旋副安装有螺母组件一63，螺母组件一63外部固装有向两侧延伸的支撑梁64，支撑梁64外端头与两侧对应的履带机构8固装。

爬楼电机62工作，丝杆转动，使得螺母组件一63相对于丝杆轴向移动，带动支撑梁64沿着丝杆轴向移动，由于爬楼电机62与前板5之间通过转动接头一61转动连接，支撑梁64与履带机构8的背板81固定安装，从而带动履带机构8相对于坐凳3向前或向后摆动，在爬楼行驶中，使得履带机构8中履带84的前下侧面于楼梯接触贴近。

前辅助支撑机构7和后辅助支撑机构10结构相同，前辅助支撑机构7向前伸至转轮1前方，后辅助支撑机构10向后伸至转轮1后方。

前辅助支撑机构7的结构为：包括通过转动接头二71转动安装于前板5前侧面的支撑电机73，支撑电机73输出端朝前并衔接安装有丝杠，丝杠上通过螺旋副配合安装有螺母组件二75，螺母组件二75外部安装有向两侧延伸的中横梁74，中横梁74外端头分别固装有侧杆76，两根侧杆76顶端共同转动安装有上横梁72，上横梁72两端与两侧的侧板31内侧面固装，两根侧杆76下端向前向下倾斜并在端部转动安装有辅助轮77。

支撑电机73工作，带动丝杠转动，使得丝杠上的螺母组件二75沿其轴向移动，进而经中横梁74向前推动或者向后拉动两端的侧杆76，使得侧杆76经上横梁72相对于两侧侧板31、上方坐凳3向前或向后摆动，从而改变了侧杆76低端辅助轮77相对于坐凳3在地面上的着力点，通过前辅助支撑机构7、后辅助支撑机构10的同时调整，即改变了坐凳3相对于地面的水平度，从而助力于调整其平稳性。

本实施例中，上横梁72两端与侧板31之间既可以固定安装也可以是转动安装。

通过前后辅助支撑机构10的设置，其与转轮1或是履带机构8配合，支承起轮椅的同时，通过前后辅助支撑机构10相对于坐凳3的摆动，有效调整角度，保持坐凳3的平稳性。

本实施例中，动力传动机构4包括有两组，分别带动两侧的转轮1、履带机构8传动；两组动力传动机构4共同由一个驱动电机41驱动，该驱动电机41为双主轴输出电机；或者两组动力传动机构4分别由对应的驱动电机41驱动，两个驱动电机41对称相背安装于后板9上。

本实施例中，转轮1外侧面上还沿着圆周方向向外延伸有手扶圈11，手扶圈11的设置便于使用者手扶，亦有助于手部锻炼。

本实施例中，坐凳3后边缘处还安装有朝上的椅背。

通过前辅助支撑机构7相对于坐凳3的摆动，结合支撑电机73的初始设置，获得其摆动角度，而坐凳3的当前角度则可由前板5上的水平度传感器监测获得，从而通过在爬楼过程中由前辅助支撑机构7的摆动使得坐凳3保持水平平稳，来获得对应楼梯的倾斜角度，进而助力于爬楼的顺畅性。

本实施例的平地楼梯两用型智能轮椅的使用方法，包括如下步骤：

通过控制组件2选择当前行驶状态，按压平地状态对应的按钮，则切换至平地行驶状态，按压爬楼状态对应的按钮，则切换至爬楼行驶状态；

为平地行驶状态时，动力传动机构4带动转轮1向前转动，实现行驶，由转轮1支承轮椅，前辅助支撑机构7和后辅助支撑机构10作为辅助支撑；通过前辅助支撑机构7和后辅助支撑机构10相对于侧板31、坐凳3的前后摆动调节与地面之间的角度，来保持行驶过程中坐凳3的平稳状态；

动力传动机构4带动转轮1工作的方式为：由控制器21控制驱动电机41反向转动，主动齿轮42逆时针方向转动，与主动齿轮42外啮合的行走齿轮45顺时针转动，行走齿轮45通过向外伸出的转轴带动转轮1顺时针转动，进而实现行走，而中间齿轮43由于超越离合器的存在则不随着主动齿轮42的逆时针转动而转动。

为爬楼状态时，爬楼辅助机构6工作，带动履带机构8相对于侧板31、坐凳3摆动，履带机构8前下侧面与楼梯贴合，同时动力传动机构4带动履带机构8向前传动进行爬楼时的行走，前辅助支撑机构7和后辅助支撑机构10相对于侧板31、坐凳3的前后摆动调节进行辅助支撑，并保持爬楼过程中坐凳3的平稳状态；

动力传动机构4带动履带机构8传动的具体方式为：由控制器21控制驱动电机41正向转动，主动齿轮42顺时针方向转动，与主动齿轮42外啮合的中间齿轮43逆时针转动，带动爬楼齿轮44顺时针转动，爬楼齿轮44通过向外伸出的转轴带动履带机构8中主动轮83顺时针转动，从而带动履带84向前传动；而行走齿轮45由于超越离合器的存在则不随着主动齿轮42的顺时针转动而转动。

本实施例中，主动齿轮42带动爬楼齿轮44、行走齿轮45转动时的顺时针、逆时针参照图3中结构为例给予支撑说明，另一侧则反向。

本发明的智能轮椅实现了平地、楼梯的两用，大大提升了使用便利性和舒适性，提升了客户使用体验。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种平地楼梯两用型智能轮椅，包括坐凳(3)，其特征在于：所述坐凳(3)两侧对称向下安装有侧板(31)，侧板(31)外侧面上部分别安装有扶手(32)，扶手(32)上设置有控制组件(2)；两个侧板(31)内侧的前方和后方分别摆动安装有前辅助支撑机构(7)和后辅助支撑机构(10)；单个侧板(31)外侧面分别安装有履带机构(8)，单个履带机构(8)呈前后对称的五边形结构，履带机构(8)通过爬楼辅助机构(6)相对于侧板(31)向前或向后摆动，履带机构(8)外侧分别安装有转轮(1)；还包括动力传动机构(4)，动力传动机构(4)带动转轮(1)转动或者带动履带机构(8)顶部的主动轮(83)转动。

2.如权利要求1所述的一种平地楼梯两用型智能轮椅，其特征在于：所述履带机构(8)的结构为：包括布置于侧板(31)外侧面的背板(81)，背板(81)外侧面的顶部转动安装有主动轮(83)，背板(81)外侧面的前端和后端对称转动安装有从动轮(82)，背板(81)下部边缘处前后间隔转动安装有相同的从动轮(82)，绕装于主动轮(83)和所有从动轮(82)外侧安装有履带(84)，履带(84)呈五边形结构。

3.如权利要求2所述的一种平地楼梯两用型智能轮椅，其特征在于：动力传动机构(4)安装于两个侧板(31)之间，动力传动机构(4)通过向外穿出的转轴带动对应的履带机构(8)或者转轮(1)转动；所述履带机构(8)的背板(81)上还开设有弧形孔(811)，弧形孔(811)与主动轮(83)同心，弧形孔(811)供带动转轮(1)转动的转轴穿出。

4.如权利要求1所述的一种平地楼梯两用型智能轮椅，其特征在于：所述控制组件(2)包括分布于两侧扶手(32)上的多个按钮，通过按钮进行平地状态选择、爬楼状态选择、启停控制以及速度控制；其中一个扶手(32)上还设置有显示器，通过显示器显示当前行驶状态以及温湿度状况；还包括喇叭，通过喇叭将与按钮对应的状态信息进行播报。

5.如权利要求1所述的一种平地楼梯两用型智能轮椅，其特征在于：两个侧板(31)之间前后间隔安装有前板(5)和后板(9)，所述前辅助支撑机构(7)和爬楼辅助机构(6)安装于前板(5)上，所述后辅助支撑机构(10)和动力传动机构(4)安装于后板(9)上。

6.如权利要求5所述的一种平地楼梯两用型智能轮椅，其特征在于：所述动力传动机构(4)的结构为：包括固装于后板(9)上的驱动电机(41)，驱动电机(41)的输出端安装有主动齿轮(42)，主动齿轮(42)外圆周上同时啮合配装有中间齿轮(43)和行走齿轮(45)，中间齿轮(43)外啮合配装有爬楼齿轮(44)；所述中间齿轮(43)、行走齿轮(45)和爬楼齿轮(44)分别转动安装于侧板(31)内侧面上，中间齿轮(43)和行走齿轮(45)圆心处分别安装有超越离合器，使得中间齿轮(43)在主动齿轮(42)顺时针向前转动时被带动传动，行走齿轮(45)在主动齿轮(42)逆时针向后转动时被带动传动；所述行走齿轮(45)和爬楼齿轮(44)分别通过转轴带动外侧对应的转轮(1)、履带机构(8)传动。

7.如权利要求5所述的一种平地楼梯两用型智能轮椅，其特征在于：所述爬楼辅助机构(6)的结构为：包括安装于前板(5)底面的爬楼电机(62)，爬楼电机(62)顶部通过转动接头一(61)与前板(5)底面转动连接，爬楼电机(62)输出端朝下并衔接安装有丝杆，丝杆上通过螺旋副安装有螺母组件一(63)，螺母组件一(63)外部固装有向两侧延伸的支撑梁(64)，支撑梁(64)外端头与两侧对应的履带机构(8)固装。

8.如权利要求5所述的一种平地楼梯两用型智能轮椅，其特征在于：所述前辅助支撑机构(7)和后辅助支撑机构(10)结构相同，前辅助支撑机构(7)向前伸至转轮(1)前方，后辅助支撑机构(10)向后伸至转轮(1)后方。

9.如权利要求8所述的一种平地楼梯两用型智能轮椅，其特征在于：所述前辅助支撑机构(7)的结构为：包括通过转动接头二(71)转动安装于前板(5)前侧面的支撑电机(73)，支撑电机(73)输出端朝前并衔接安装有丝杠，丝杠上通过螺旋副配合安装有螺母组件二(75)，螺母组件二(75)外部安装有向两侧延伸的中横梁(74)，中横梁(74)外端头分别固装有侧杆(76)，两根侧杆(76)顶端共同转动安装有上横梁(72)，上横梁(72)两端与两侧的侧板(31)内侧面固装，两根侧杆(76)下端向前向下倾斜并在端部转动安装有辅助轮(77)。

10.一种权利要求1所述的平地楼梯两用型智能轮椅的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

通过控制组件(2)选择当前行驶状态；

为平地行驶状态时，动力传动机构(4)带动转轮(1)向前转动，实现行驶，由转轮(1)支承轮椅，前辅助支撑机构(7)和后辅助支撑机构(10)作为辅助支撑；通过前辅助支撑机构(7)和后辅助支撑机构(10)相对于侧板(31)、坐凳(3)的前后摆动调节与地面之间的角度，来保持行驶过程中坐凳(3)的平稳状态；

为爬楼状态时，爬楼辅助机构(6)工作，带动履带机构(8)相对于侧板(31)、坐凳(3)摆动，履带机构(8)前下侧面与楼梯贴合，同时动力传动机构(4)带动履带机构(8)向前传动进行爬楼时的行走，前辅助支撑机构(7)和后辅助支撑机构(10)相对于侧板(31)、坐凳(3)的前后摆动调节进行辅助支撑，并保持爬楼过程中坐凳(3)的平稳状态。

Images