CN103948476B - 具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅 - Google Patents

具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅 Download PDF

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本发明涉及一种轮椅，具体涉及一种具有重心调节功能的两轮轮椅。具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅，其技术方案是，它包括：座椅机构(1)与车轮(2)、自平衡机构，此外它还包括一个安装在座椅机构(1)下方的配重机构(17)；配重机构(17)由多个电动推杆(18)与配重块(19)组成，多个电动推杆(18)的呈圆周等距排列，其推杆的末端呈向外辐射状并与配重块(19)连接；初始状态时，电动推杆(18)均处于收缩状态，在轮椅运动的过程中，通过控制电动推杆(18)移动配重块(19)使轮椅的重心发生改变。本发明采用增加自由度的方法，大大提高了轮椅在移动和转弯的便捷性。

Description

具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅
技术领域
本发明涉及一种轮椅，具体涉及一种具有重心调节功能的两轮轮椅。
背景技术
电动轮椅作为重要的环境友好型康复工具，是下肢瘫痪病人和老年人日常生活中不可缺少的代步工具。性能优越的轮椅也在方便日常生活、提高生活质量的同时，也帮助他们重拾工作和学习能力、更好地融入社会。现有的电动轮椅，如“一种角度可调的电动轮椅”【CN201310252851.0】，“一种新型电动轮椅”【CN201120148623.5】均采用传统的四轮结构，占据空间较大，很难在空间相对狭小空间内应用。另外如“一种可重构轮退复合式轮椅车”【CN201310165449.9】，“一种新型轮-履复合式电动轮椅”【CN201220565833.9】，结构复杂，体积质量大，不适于日常应用。相比两轮轮椅则在转向等移动性上优于传统四轮结构，同时具有结构简单、体积小、质量轻等优势。
现有的载人两轮技术通过检测人的重力变化已达到自平衡状态。如“基于两轮自平衡重力感应控制的机器人控制系统”【CN201310136040.4】，“平衡装置、方法和两轮机器人”【CN201010534303.3】。此类系统需要操纵人不断改变自身重心(前倾或者后仰身体)控制两轮机器人，特别是在上下坡时，这种操纵方式不适于病人和老人的应用，存在一定的危险性。
发明内容
本发明的目的是：为解决现有技术中的不足，提供一种具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅；
本发明的技术方案是：具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅，它包括：座椅机构、车轮以及自平衡机构，它还包括一个安装在所述座椅机构下方的配重机构；
所述配重机构由多个电动推杆与配重块组成，多个所述电动推杆的呈圆周等距排列，其推杆的末端呈向外辐射状并与所述配重块连接；
初始状态时，所述电动推杆均处于收缩状态，在所述轮椅运动的过程中，通过控制所述电动推杆移动所述配重块使所述轮椅的重心发生改变。
本发明的有益效果是：(1)本发明采用增加自由度的方法，大大提高了轮椅在移动和转弯的便捷性，使轮椅更适于在室内等狭小空间内应用；通过控制配重块达到改变两轮助步轮椅机器人重心的目的；这样，在两轮轮椅的运动过程中始终保持椅面水平，乘坐感受与传统的四轮轮椅相似。
(2)在两轮轮椅转弯过程中，引入配重机构改变两轮轮椅重心，使得转弯过程更加平稳、顺畅，提高了轮椅的安全性和舒适性。
附图说明
图1为本发明中的结构示意图；
图2为本发明中配重机构的结构示意图；
图3为图1在不同工作状态下的俯视图；
图4为本发明在全速前进时的运动示意图；
图5为本发明在原地转弯时的运动示意图；
图6为本发明在下坡时的运动示意图；
其中，1-座椅机构、2-车轮、4-驻车轮、6-控制面板、7-驻车架、17-配重机构、18-电动推杆、18-1后电动推杆、18-2左后电动推杆、18-3左前电动推杆、18-4前电动推杆、18-5右前电动推杆、18-6右后电动推杆、19-配重块、19-1后配重块、19-2左后配重块、19-3左前配重块、19-4前配重块、19-5右前配重块、19-6右后配重块。
具体实施方式：
参见附图1，具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅，它包括：座椅机构1、车轮2以及自平衡机构，它还包括一个安装在座椅机构1下方的配重机构17；
参见附图2，配重机构17由多个电动推杆18与配重块19组成，多个电动推杆18的呈圆周等距排列，其推杆的末端呈向外辐射状并与配重块19连接；
初始状态时，电动推杆18均处于收缩状态，在轮椅运动的过程中，通过控制电动推杆18移动配重块19使轮椅的重心发生改变。
参见附图3，本例中的，电动推杆18的数量有六个，它们是：后电动推杆18-1、左后电动推杆18-2、左前电动推杆18-3、前电动推杆18-4、右前电动推杆18-5和右后电动推杆18-6，相应的配合有：后配重块19-1、左后配重块19-2、左前配重块19-3、前配重块19-4、右前配重块19-5和右后配重块19-6；
参见附图4，轮椅前进时，前配重块19-4向外伸出，根据需要速度越快，前配重块19-4向外伸出距离越长，若前配重块19-4达到极限位置后仍需加速则令左前配重块19-3与右前配重块19-5同时向外伸出，左前配重块19-3与右前配重块19-5达到极限位置后，轮椅全速前进；
轮椅后退时，右后配重块19-6向外伸出，根据需要速度越快，右后配重块19-6向外伸出距离越长，若右后配重块19-6达到极限位置后仍需加速则令左后配重块19-2与右后配重块19-6同时向外伸出，左后配重块19-2与右后配重块19-6达到极限位置后，轮椅全速后退；
参见附图5，轮椅原地右转时，右前配重块19-5和右后配重块19-6同时向外伸出；
轮椅原地左转时，左后配重块19-2和左前配重块19-3同时向外伸出；
轮椅前进中右转时，前配重块19-4和右前配重块19-5同时向外伸出；
轮椅前进中左转时，前配重块19-4和左前配重块19-3同时向外伸出；
轮椅后退中右转时，后配重块19-1和右后配重块19-6同时向外伸出；
轮椅后退中左转时，后配重块19-1和左后配重块19-2同时向外伸出；
下表列出了配重机构与轮椅运动状态的关系表：
参见附图6，由于设置了配重机构，当轮椅上下坡时能够始终保持座椅水平，适合老人及病人乘坐；
较优的，为方便使用者对轮椅进行操作，上述的轮椅还包括一个控制面板6、无线收发模块以及控制单元；控制面板6上设有控制轮椅运动状态的手摇杆，使用者操纵手摇杆的同时，无线收发模块将轮椅的运动状态的信息发送至控制单元，控制单元对配重机构17进行操控。
较优的，为方便轮椅的停驻车，上述的轮椅还包括一个驻车轮4；驻车轮4通过电动驻车架7安装在座椅机构1的下方，并根据驻车信号自动升降。

Claims (4)

1.具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅，它包括：座椅机构(1)、车轮(2)、自平衡机构，以及一个安装在所述座椅机构(1)下方的配重机构(17)，其特征在于，
所述配重机构(17)由多个电动推杆(18)与配重块(19)组成，多个所述电动推杆(18)的呈圆周等距排列，其推杆的末端呈向外辐射状并与所述配重块(19)连接；
初始状态时，所述电动推杆(18)均处于收缩状态，在所述轮椅运动的过程中，通过控制所述电动推杆(18)移动所述配重块(19)使所述轮椅的重心发生改变。
2.如权利要求1所述的具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅，其特征在于，所述电动推杆(18)的数量有六个，它们是：后电动推杆(18-1)、左后电动推杆(18-2)、左前电动推杆(18-3)、前电动推杆(18-4)、右前电动推杆(18-5)和右后电动推杆(18-6)，相应的配合有：后配重块(19-1)、左后配重块(19-2)、左前配重块(19-3)、前配重块(19-4)、右前配重块(19-5)和右后配重块(19-6)；
所述轮椅前进时，所述前配重块(19-4)向外伸出，根据需要速度越快，所述前配重块(19-4)向外伸出距离越长，若所述前配重块(19-4)达到极限位置后仍需加速则令所述左前配重块(19-3)与所述右前配重块(19-5)同时向外伸出，所述左前配重块(19-3)与所述右前配重块(19-5)达到极限位置后，所述轮椅全速前进；
所述轮椅后退时，所述右后配重块(19-6)向外伸出，根据需要速度越快，所述右后配重块(19-6)向外伸出距离越长，若所述右后配重块(19-6)达到极限位置后仍需加速则令所述左后配重块(19-2)与所述右后配重块(19-6)同时向外伸出，所述左后配重块(19-2)与所述右后配重块(19-6)达到极限位置后，所述轮椅全速后退；
所述轮椅原地右转时，所述右前配重块(19-5)和所述右后配重块(19-6)同时向外伸出；
所述轮椅原地左转时，所述左后配重块(19-2)和所述左前配重块(19-3)同时向外伸出；
所述轮椅前进中右转时，所述前配重块(19-4)和所述右前配重块(19-5)同时向外伸出；
所述轮椅前进中左转时，所述前配重块(19-4)和所述左前配重块(19-3)同时向外伸出；
所述轮椅后退中右转时，所述后配重块(19-1)和所述右后配重块(19-6)同时向外伸出；
所述轮椅后退中左转时，所述后配重块(19-1)和所述左后配重块(19-2)同时向外伸出。
3.如权利要求1或2所述的具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅，其特征在于，它还包括一个控制面板(6)、无线收发模块以及控制单元；所述控制面板(6)上设有控制所述轮椅运动状态的手摇杆，使用者操纵所述手摇杆的同时，所述无线收发模块将所述轮椅的运动状态的信息发送至所述控制单元，所述控制单元对所述配重机构(17)进行操控。
4.如权利要求1或2所述的具有多自由度调节重心功能的两轮轮椅，其特征在于，它还包括一个驻车轮(4)；所述驻车轮(4)通过电动驻车架(7)安装在所述座椅机构(1)的下方，并根据驻车信号自动升降。
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