CN106420206A - 一种面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构，其特征在于该机构由升降机构和限位调节机构组成；所述升降机构包括脚踏板、踏板角度限位销、踏板高度调节杆、卡槽左轨道、齿条、齿轮、电机、蜗轮蜗杆减速器、卡槽右轨道、连架杆、踏板调节架、踏板高度调节孔、踏板卡槽、踏板连杆和踏板角度调节孔；所述限位调节机构包括座椅连接块、第一扭簧、第一转轴、第一限位销、拨叉杆、第二转轴、第三转轴、第二扭簧、第二限位销、第一连杆、第二连杆和支架滑槽。该机构解决了轮椅在面对楼梯上下楼时脚踏板与楼梯台阶的干涉问题，实现面对楼梯上下楼，并且具有运动灵活，安全性高，稳定性好，价格便宜，操作方便的特点。

Description

一种面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构

技术领域

本发明涉及机械设计领域，具体是一种面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构。

背景技术

随着老龄化社会的到来和残疾人数量的增加，轮椅在老年人及残疾人的生活中发挥的作用越来越重要，生活中处处可见的楼梯限制了普通轮椅的使用。因此人们先后研制了各种各样的爬楼轮椅。但这些轮椅有一个共同的缺陷——爬楼轮椅在爬楼时乘坐者是背部面向前进方向的，而不是我们习惯乘坐轮椅的面对楼梯方向。这样增大了乘坐者的盲区，使得乘坐者不能很方便的观察地形，进而大大增加了轮椅爬楼过程的不安全因素，降低了乘坐者的安全感。造成这一不足的主要原因是现有固结式脚踏板对轮椅实现面对楼梯爬楼功能的不适应。所以爬楼轮椅的脚踏板机构应该能随轮椅的运动状态而改变姿态，因此有必要设计一种适用于爬楼轮椅面对楼梯爬楼轮椅的脚踏板机构。申请号201420755857.X公开了一种轮椅脚踏板机构，包括脚踏板、轮椅本体上设置的套管和可向下套装于该套管的腿靠管，所述脚踏板与该腿靠管连接，所述套管中设有一横杆，所述腿靠管与套管套装的端部设有一可卡设于该横杆上的卡口，所述脚踏板边缘上设有一连接块，所述腿靠管可从该连接块中部穿过，该腿靠管上设有限位孔，所述连接块上横向设有与该限位孔对应的长通孔，该长通孔和限位孔之间通过一栓杆连接。该机构具有调节脚踏板高度的功能，但是该机构只能通过手动调节脚踏板高度，可适用于一般轮椅无法满足爬楼轮椅实现面对楼梯爬楼方式对脚踏板的使用要求。

申请号200620122901.9公开了一种轮椅脚踏板机构，该机构包括踏板固定座组、气弹簧总成、踏板滑块组及脚踏板总成，踏板固定座组固定在轮椅车车架的前端，脚踏板总成固定在踏板滑块组上，踏板滑块组与踏板固定座组上下滑动配合，气弹簧总成的上端与踏板固定座组连接，下端与踏板滑块组连接接。该机构在一定压力作用下以水平姿势下降，直至触地停止，压力消除或减小后又会自动上升复位，但是该机构只能使脚踏板以水平姿势上升或者下降，无法满足爬楼轮椅面对楼梯爬楼方式对脚踏板的使用要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构，该机构通过改变自身构型可以组成三种不同的结构，分别对应于爬楼轮椅面对楼梯上、下台阶以及平坦地面的三种状态。该机构能够很好的解决轮椅在面对楼梯上下台阶或越障过程中的爬楼轮椅脚踏板与楼梯台阶干涉问题，在轮椅的上下爬楼梯过程中，该机构能够随时根据轮椅座椅的姿态进行调整，实现面对楼梯上下楼，并且具有运动灵活，安全性高，稳定性好，价格便宜，操作方便的特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构，其特征在于该机构由升降机构和限位调节机构组成；

所述升降机构包括脚踏板、踏板角度限位销、踏板高度调节杆、卡槽左轨道、齿条、齿轮、电机、蜗轮蜗杆减速器、卡槽右轨道、连架杆、踏板调节架、踏板高度调节孔、踏板卡槽、踏板连杆和踏板角度调节孔；所述卡槽左轨道和卡槽右轨道对称安装在轮椅机架上；所述蜗轮蜗杆减速器固定安装于轮椅机架上；所述升降电机安装于蜗轮蜗杆减速器上；所述齿轮安装于蜗轮蜗杆减速器的输出轴端；所述齿条一端面与齿轮啮合，另一端面与踏板卡槽的一端面紧固为整体，齿条与踏板卡槽紧固后的整体的两侧面均具有凹槽，分别与卡槽左轨道和卡槽右轨道配合；所述踏板卡槽另一端面具有多个卡槽位；所述踏板调节架上不同位置处开有至少一个踏板高度调节孔和至少一个踏板角度调节孔；所述脚踏板与踏板连杆连接；所述踏板连杆上安装有角度限位销，与踏板角度调节孔配合；所述踏板连杆通过踏板高度调节杆安装在踏板调节架上，踏板高度调节杆放置在踏板卡槽中，将踏板调节架与踏板卡槽连接；踏板高度调节杆与踏板高度调节孔配合；

所述限位调节机构包括座椅连接块、第一扭簧、第一转轴、第一限位销、拨叉杆、第二转轴、第三转轴、第二扭簧、第二限位销、第一连杆、第二连杆和支架滑槽；所述座椅连接块与轮椅座椅固定连接；所述支架滑槽与轮椅机架固定连接；所述第一转轴一端与座椅连接块连接，另一端与第二连杆连接，中间外部嵌套有第一扭簧；所述第一扭簧的一端与座椅连接块连接，另一端与第二连杆连接；所述第一限位销固定在座椅连接块上；所述第二转轴一端与拨叉杆连接，中间穿过第一连杆，另一端与第二连杆连接；所述拨叉杆与第一连杆固定连接，拨叉杆端部具有限位结构；所述第三转轴一端安装在支架滑槽内，中间穿过第一连杆，中间外部嵌套有第二扭簧，另一端与踏板调节架连接，第二扭簧位于第一连杆和踏板调节架之间；所述第二扭簧的一端与第一连杆连接，另一端与踏板调节架连接；所述第二限位销固定在第一连杆上。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：该脚踏板机构可以实现爬楼轮椅面对楼梯爬楼。在爬楼轮椅上下楼过程中随轮椅座椅状态的不同可以进行实时的调节脚踏板机构的状态以适应爬楼轮椅上下楼的需要，避免了脚踏板与楼梯台阶干涉，从而提高了爬楼轮椅的灵活性和安全性，既可以满足越障时调节要求，又可以满足不同身高乘坐者的使用要求，提高轮椅的舒适性。

附图说明

图1是本发明面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构一种实施例的整体结构结构示意图；

图2是本发明面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构一种实施例的升降机构整体结构示意图；

图3是本发明面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构一种实施例的限位调节机构整体结构示意图；

图4是本发明面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构一种实施例的踏板卡槽结构示意图；

图5是本发明面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构一种实施例的爬楼轮椅在平坦地面运动时的工作示意图；

图6是本发明面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构一种实施例的爬楼轮椅面对楼梯下楼时的工作示意图；

图7是本发明面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构一种实施例的爬楼轮椅面对楼梯上楼时的工作示意图；(图中：1、座椅连接块；2、第一扭簧；3、第一转轴；4、第一限位销；5、拨叉杆；6、第二转轴；7、支架滑槽；8、第三转轴；9、第二扭簧；10、第二限位销；11、第一连杆；12、第二连杆；13、脚踏板；14、踏板角度限位销；15、踏板高度调节杆；16、卡槽左轨道；17、齿条；18、齿轮；19、电机；20、蜗轮蜗杆减速器；21、卡槽右轨道；22、连架杆；23、踏板调节架；24、踏板高度调节孔；25、踏板卡槽；26、踏板连杆；27、踏板角度调节孔；28、轮椅机架；29、轮椅座椅)

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构(参见图1-4，简称机构)，由升降机构和限位调节机构组成；

所述升降机构包括脚踏板13、踏板角度限位销14、踏板高度调节杆15、卡槽左轨道16、齿条17、齿轮18、电机19、蜗轮蜗杆减速器20、卡槽右轨道21、连架杆22、踏板调节架23、踏板高度调节孔24、踏板卡槽25、踏板连杆26和踏板角度调节孔27；所述卡槽左轨道16和卡槽右轨道21通过螺钉对称安装在轮椅机架28上；所述蜗轮蜗杆减速器20通过螺钉固定安装于轮椅机架28上，一方面蜗轮蜗杆减速器20可以起到降低转速提升扭矩的作用，另一方面蜗轮蜗杆减速器20的自锁功能可以保证在断电的情况下保持脚踏板13的高度；所述升降电机19安装于蜗轮蜗杆减速器20上；所述齿轮18安装于蜗轮蜗杆减速器20的输出轴端；所述齿条17一端面与齿轮18啮合，另一端面通过螺钉与踏板卡槽25的一端面紧固为整体，齿条17与踏板卡槽25紧固后的整体的两侧面均具有凹槽，分别与卡槽左轨道16和卡槽右轨道21配合，齿条17与踏板卡槽25紧固后的整体能够沿卡槽左轨道16和卡槽右轨道21运动；所述踏板卡槽25另一端面具有多个卡槽位，用于安放踏板高度调节杆15，以满足不同情况使用者的要求；齿轮18与齿条17将电机19的动力传递给踏板卡槽25带动踏板高度调节杆15在卡槽左轨道16与卡槽右轨道21内上下移动；所述踏板调节架23上不同位置处开有至少一个踏板高度调节孔24和至少一个踏板角度调节孔27，用于调节脚踏板角度和高度，以满足不同情况使用者的要求；所述脚踏板13通过螺栓与踏板连杆26连接；

所述踏板连杆26上安装有角度限位销14，与踏板角度调节孔27配合，起到调节脚踏板17角度的作用；所述踏板连杆26通过踏板高度调节杆15安装在踏板调节架23上，进而将踏板调节架23与脚踏板13连接在一起；踏板高度调节杆15放置在踏板卡槽25中，将踏板调节架23与踏板卡槽25连接；踏板高度调节杆15与踏板高度调节孔24配合，起到调节脚踏板13高度的作用；

所述限位调节机构包括座椅连接块1、第一扭簧2、第一转轴3、第一限位销4、拨叉杆5、第二转轴6、支架滑槽7、第三转轴8、第二扭簧9、第二限位销10、第一连杆11和第二连杆12；所述座椅连接块1与轮椅座椅29固定连接；所述支架滑槽7与轮椅机架28固定连接；所述第一转轴3一端与座椅连接块1连接，另一端与第二连杆12连接，中间外部嵌套有第一扭簧2；所述第一扭簧2的一端与座椅连接块1连接，另一端与第二连杆12连接，产生扭力；所述第一限位销4固定在座椅连接块1上，起到限制座椅连接块1与第二连杆12之间角度的作用；所述第二转轴6一端与拨叉杆5连接，中间穿过第一连杆11，另一端与第二连杆12连接；所述拨叉杆5通过销钉与第一连杆11固定连接，拨叉杆5端部具有限位结构，起到限制第一连杆11与第二连杆12之间角度的作用；所述第三转轴8一端通过轴承安装在支架滑槽7内，支架滑槽7限制第三转轴8只能沿竖直面上下移动，中间穿过第一连杆11，中间外部嵌套有第二扭簧9，另一端与踏板调节架23连接，第二扭簧9位于第一连杆11和踏板调节架23之间；所述第二扭簧9的一端与第一连杆11连接，另一端与踏板调节架23连接，产生扭力，当脚踏板机构离开轮椅机架28的时候使脚踏板机构与轮椅座椅29成为一体；所述第二限位销10固定在第一连杆11上，起到限制第一连杆11与踏板调节架23之间角度的作用。

本发明面对楼梯运动式爬楼轮椅的脚踏板机构的工作原理和工作流程是：

应用该脚踏板机构的爬楼轮椅的上楼过程：该机构通过升降电机19产生旋转扭矩，通过蜗轮蜗杆减速器20降速同时提升扭矩后将动力通过输出轴传递到齿轮18和齿条17，齿条17通过螺钉与踏板卡槽25相连接，卡槽25两侧面与卡槽左轨道16和卡槽右轨道21配合并在齿条17的动力作用下上下移动，从而带动脚踏板13实现上下高度调节要求。当踏板卡槽25带动脚踏板13向上运动时，第一连杆11和第二连杆12之间角度变小，拨叉杆5不会干涉第一连杆11和第二连杆12的运动，上述调节过程应用于爬楼轮椅上，可使爬楼轮椅在面对楼梯上楼时避免脚踏板机构与楼梯台阶发生干涉。

应用该脚踏板机构的爬楼轮椅的下楼过程：支架滑槽7与第一连杆11光滑接触并支撑第一连杆11，第二连杆12通过座椅连接块1连接到轮椅座椅29上，下楼过程中通过旋转轮椅座椅29使得轮椅座椅29与轮椅机架28夹角变化，带动第一连杆11与第二连杆12之间角度不断增大，直至角度增大到一定的角度，第一限位销4、第二限位销10和拨叉杆5会使座椅连接块1、第一连杆11和第二连杆12三者之间的夹角不再变化，此时脚踏板机构与轮椅座椅29作为整体一起运动，带动第一连杆11一端沿着支架滑槽7被提升到支架滑槽7末端，此时第一连杆11一端的轴承位于支架滑槽7末端，即将脱离支架滑槽7；当第一连杆11末端脱离支架滑槽7时，在第二扭簧9作用下踏板调节架23和脚踏板13会弹向远离轮椅机架28方向，踏板高度调节杆15脱离踏板卡槽25，此时脚踏板机构完全与踏板卡槽25脱离随轮椅座椅29运动。

应用该脚踏板机构的爬楼轮椅的平坦地面运动的过程与现有轮椅相同。

上楼下楼过程中，通过角度调节装置使得轮椅座椅29维持在水平面上，保持乘坐者舒适。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (1)

1.一种可升降的轮椅脚踏板机构，其特征在于该机构由升降机构和限位调节机构组成；

所述升降机构包括脚踏板、踏板角度限位销、踏板高度调节杆、卡槽左轨道、齿条、齿轮、电机、蜗轮蜗杆减速器、卡槽右轨道、连架杆、踏板调节架、踏板高度调节孔、踏板卡槽、踏板连杆和踏板角度调节孔；所述卡槽左轨道和卡槽右轨道对称安装在轮椅机架上；所述蜗轮蜗杆减速器固定安装于轮椅机架上；所述升降电机安装于蜗轮蜗杆减速器上；所述齿轮安装于蜗轮蜗杆减速器的输出轴端；所述齿条一端面与齿轮啮合，另一端面与踏板卡槽的一端面紧固为整体，齿条与踏板卡槽紧固后的整体的两侧面均具有凹槽，分别与卡槽左轨道和卡槽右轨道配合；所述踏板卡槽另一端面具有多个卡槽位；所述踏板调节架上不同位置处开有至少一个踏板高度调节孔和至少一个踏板角度调节孔；所述脚踏板与踏板连杆连接；所述踏板连杆上安装有角度限位销，与踏板角度调节孔配合；所述踏板连杆通过踏板高度调节杆安装在踏板调节架上，踏板高度调节杆放置在踏板卡槽中，将踏板调节架与踏板卡槽连接；踏板高度调节杆与踏板高度调节孔配合；

所述限位调节机构包括座椅连接块、第一扭簧、第一转轴、第一限位销、拨叉杆、第二转轴、第三转轴、第二扭簧、第二限位销、第一连杆、第二连杆和支架滑槽；所述座椅连接块与轮椅座椅固定连接；所述支架滑槽与轮椅机架固定连接；所述第一转轴一端与座椅连接块连接，另一端与第二连杆连接，中间外部嵌套有第一扭簧；所述第一扭簧的一端与座椅连接块连接，另一端与第二连杆连接；所述第一限位销固定在座椅连接块上；所述第二转轴一端与拨叉杆连接，中间穿过第一连杆，另一端与第二连杆连接；所述拨叉杆与第一连杆固定连接，拨叉杆端部具有限位结构；所述第三转轴一端安装在支架滑槽内，中间穿过第一连杆，中间外部嵌套有第二扭簧，另一端与踏板调节架连接，第二扭簧位于第一连杆和踏板调节架之间；所述第二扭簧的一端与第一连杆连接，另一端与踏板调节架连接；所述第二限位销固定在第一连杆上。