CN106618892A - 一种自主出行的多功能轮椅 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自主出行的多功能轮椅，包括：车架结构：包括车体(1)、坐垫(2)、踏板(4)；还包括动力系统：包括蓄电池(3)、电机(9)，所述的蓄电池(3)和电机(9)设置在坐垫(2)下；轮架结构：包括万向轮(6)、爬楼结构(8)，所述的万向轮(6)作为车体(1)的前轮，所述的爬楼结构(8)作为车体(1)的后轮，并连接电机(9)；安全防护结构：包括支撑结构(5)、手刹(7)，所述的支撑结构(5)可转动地连接在车体(1)上，不使用时，支撑结构(5)折叠收放与坐垫(2)下，使用时拉出，所述的手刹(7)设置在爬楼结构(8)上。与现有技术相比，本发明具有安全爬楼、轻便、智能化、维修方便等优点。

Description

一种自主出行的多功能轮椅
技术领域
本发明涉及一种轮椅，尤其是涉及一种自主出行的多功能轮椅。
背景技术
目前市场上所存在的轮椅大多采用大轮式，其存在的问题是出行不便，无法轻便自主上下楼梯台阶和躲避障碍。而较为普遍的爬楼轮椅采用的是履带爬楼，履带式轮椅不仅笨重，而且造价高对于楼梯有一定的损害。
在各种文献研究中最新爬楼轮椅大多采用行星轮、偏心轮等复杂结构，不仅设计结构繁杂导致轮椅笨重，而且在电机驱动控制和智能化控制方面有很大的不便。
综合对比如今市面上以及研究文献的轮椅其缺陷十分明显，给残障人士，老年人士的出行带来了极大的不便。
中国专利CN104323893B公开了一种便于爬楼梯和郊外越野的轮椅，主要由车轮、摇摆架、转换器、轮槽架、悬挂架和座椅等组成。轮椅车梁为左、右两个轴套，左、右两个轴套内都安装有半轴，两个轴套之间通过螺钉安装有转换器，两个半轴靠外的一端都固定安装有摇摆架，两个摇摆架的长度不同，两个半轴靠内的一端安装在转换器上，摇摆架的前后两端都安装有车轮轴，车轮轴上安装有车轮，左边两个车轮的轮距和右边两个车轮的轮距不同，左、右两个轴套上都固定安装有轮槽架，轮槽架上设置有移动轮槽，左、右两个移动轮槽内都安装有两个移动轮，移动轮上安装有移动轮轴，同一侧的两个移动轮轴上安装有A型悬挂架，A型悬挂架的顶部安装有悬挂短轴，左、右两个悬挂短轴之间悬挂有座椅，座椅上安装有摇杆控制器。但结构复杂，容易损坏，安全性能较差。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全爬楼、轻便、智能化、维修方便的自主出行的多功能轮椅。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：自主出行的多功能轮椅，包括：车架结构：包括车体、坐垫、踏板，这些结构均为与传统轮椅结构相同；其特征在于，还包括
动力系统：包括蓄电池、电机，所述的蓄电池和电机设置在坐垫下；蓄电池为电机提供电源，电机可驱动轮椅自动前进。
轮架结构：包括万向轮、爬楼结构，所述的万向轮作为车体的前轮，所述的爬楼结构作为车体的后轮，并连接电机；
安全防护结构：包括支撑结构、手刹，所述的支撑结构可转动地连接在车体上，不使用时，支撑结构折叠收放与坐垫下，使用时拉出，所述的手刹设置在爬楼结构上，可为现有轮椅手刹结构。
所述的爬楼结构包括两个轮子及设置在各轮子外侧的可伸缩爬楼杆，两个可伸缩爬楼杆和轮子通过轴连接；爬楼时，可伸缩爬楼杆伸出，使其长度大于轮子的直径，通过电机驱动可伸缩爬楼杆上楼；平时行走时，可伸缩爬楼杆缩进，使其长度小于轮子的直径，电机驱动轮子前进。
所述的可伸缩爬楼杆包括至少两根可伸缩杆，中心位置交叉，并固定在带有中心孔的紧固连接件上，螺栓依次穿过紧固连接件的中心孔、轮子的中心轴孔，插入轴中，并通过锁紧螺母、垫片和键锁紧。
所述的可伸缩杆设有两根，呈十字交叉状。
所述的可伸缩杆包括外套杆、橡胶套和内杆，所述的外套杆两端均插有内杆，内杆一端与外套杆通过螺纹进行连接，另一端套有橡胶套，该橡胶套的外径大于外套杆的内径；爬楼时，内杆从外套杆内旋出，平时行走时，内杆旋入外套杆内，并通过橡胶套防止内杆全部落入外套杆内。
上下楼梯时电机带动外套杆、内杆、紧固连接件组成的爬楼杆转动，实现爬楼；外套杆、内杆组成的爬楼杆可伸缩，可方便快捷地做好上楼准备。
所述的支撑结构包括小轮、橡胶圈、橡胶止滑块、叉架和轮轴，所述的小轮通过轮轴安装在叉架上，并在小轮与轮轴之间设置橡胶圈，在叉架内与小轮接触处设置橡胶止滑块。
所述的叉架包括两平行的主杆，以及连接两主杆的多根水平横杆，两主杆顶部与车体可转动连接，底部为呈叉状凹槽，小轮置于该凹槽内，并通过轮轴与凹槽两侧连接，凹槽内的顶部设置橡胶止滑块。
前部支撑结构带有抱死结构，保证上楼的安全，并可收放不影响通过狭窄路段。
所述的多功能轮椅还包括自动控制系统，自动控制系统实现轮椅出行的智能化。包括传感器及电路板，传感器监测路面障碍物，如果监测到障碍物，轮椅会发出警报，提醒乘坐人减速绕行；当监测到障碍物距离小于安全距离时控制电路断开，停止轮椅以保证安全。
所述的传感器为超声波传感器。
平地行走时，爬楼结构的内杆通过螺纹螺进外套杆中，并且前部支撑结构通过转动副折叠收进车架底部，打开开关，由电机驱动后轮的前进。
需要上下楼梯时，根据所在地点楼梯规格将内杆从外套杆中旋出适合长度，调整轮椅位置、椅背角度，由电机驱动爬楼结构上楼。上楼过程还需将支撑结构放下，前部支撑结构在上楼过程中起到支撑整体车身及乘坐人的作用防止倾倒。上楼时小轮以一定角度接触楼梯，小轮的轮轴压缩橡胶圈，橡胶圈变形将小轮略微抬高，挤压橡胶止滑块，橡胶止滑块将小轮抱死，防止其滑动，保证上楼过程的安全性。
自动控制部分，采用超声波传感器监测路面障碍物，如果监测到障碍物，轮椅会发出警报，提醒乘坐人减速绕行。当监测到障碍物距离小于安全距离时控制电路断开，停止轮椅以保证安全。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.安全爬楼：根据楼梯的尺寸设计轮子外加支撑杆结构，设计可调节椅背保持上楼过程中的水平，并且由支撑结构防止爬楼过程的滑落，以保证乘坐人的安全。
2.轻便：通过轮子外加的可伸缩支撑杆实现上楼，无需另加电机等结构，大大提高了爬楼轮椅的灵巧性。帮助残障人士实现自主出行。
3.智能化：利用超声波传感器实现智能避障，确保出行的安全性。
4.拆卸、更换零件简便：轮子和支撑杆的主要结构采取螺母紧固，零件磨损后方便拆卸和安装。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为爬楼结构的示意图；
图3为爬楼结构的侧视图；
图4为支撑结构的局部示意图；
图5为支撑结构的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1～5所示，自主出行的多功能轮椅，包括：车架结构：包括车体1、坐垫2、踏板4，这些结构均为与传统轮椅结构相同；还包括
动力系统：包括蓄电池3、电机9，所述的蓄电池3和电机9设置在坐垫2下；蓄电池3为电机提供电源，电机可驱动轮椅自动前进。
轮架结构：包括万向轮6、爬楼结构8，所述的万向轮6作为车体1的前轮，所述的爬楼结构8作为车体1的后轮，并连接电机9；所述的爬楼结构8(如图2-3所示)包括两个轮子84及设置在各轮子84外侧的可伸缩爬楼杆，两个可伸缩爬楼杆和轮子84通过轴88连接；所述的可伸缩爬楼杆包括至少两根可伸缩杆(本实施例中为两根十字交叉可伸缩杆)，中心位置交叉，并固定在带有中心孔的紧固连接件85上，螺栓87依次穿过紧固连接件85的中心孔、轮子84的中心轴孔，插入轴88中，并通过锁紧螺母86、垫片89和键810锁紧。可伸缩杆包括外套杆81、橡胶套82和内杆83，所述的外套杆81两端均插有内杆83，内杆83一端与外套杆81通过螺纹进行连接，另一端套有橡胶套82，该橡胶套82的外径大于外套杆81的内径；爬楼时，内杆83从外套杆81内旋出，平时行走时，内杆83旋入外套杆81内，并通过橡胶套82防止内杆83全部落入外套杆81内。爬楼时，可伸缩爬楼杆伸出，使其长度大于轮子84的直径，通过电机9驱动可伸缩爬楼杆上楼；平时行走时，可伸缩爬楼杆缩进，使其长度小于轮子84的直径，电机9驱动轮子84前进。
安全防护结构：包括支撑结构5、手刹7，所述的支撑结构5(如图4-5所示)可转动地连接在车体1上，不使用时，支撑结构5折叠收放与坐垫2下，使用时拉出，所述的手刹7设置在爬楼结构8上，可为现有轮椅手刹结构。
所述的支撑结构5包括小轮51、橡胶圈52、橡胶止滑块53、叉架54和轮轴55，所述的小轮51通过轮轴55安装在叉架54上，并在小轮51与轮轴55之间设置橡胶圈52，在叉架54内与小轮51接触处设置橡胶止滑块53。所述的叉架54包括两平行的主杆，以及连接两主杆的多根水平横杆，两主杆顶部与车体1可转动连接，底部为呈叉状凹槽，小轮51置于该凹槽内，并通过轮轴55与凹槽两侧连接，凹槽内的顶部设置橡胶止滑块53。
所述的多功能轮椅还包括自动控制系统，包括传感器及电路板，传感器监测路面障碍物，如果监测到障碍物，轮椅会发出警报，提醒乘坐人减速绕行；当监测到障碍物距离小于安全距离时控制电路断开，停止轮椅以保证安全。所述的传感器为超声波传感器。
使用方法：
平地行走时，爬楼结构8的内杆81通过螺纹螺进外套杆83中，并且前部支撑结构5通过转动副折叠收进车架底部，打开开关，由电机9驱动后轮的前进。
需要上下楼梯时，根据所在地点楼梯规格将内杆81从外套杆83中旋出适合长度，调整轮椅位置、椅背角度，由电机9驱动爬楼结构8上楼。上楼过程还需将支撑结构5放下，前部支撑结构5在上楼过程中起到支撑整体车身及乘坐人的作用防止倾倒。上楼时小轮以一定角度接触楼梯，小轮51的轮轴55压缩橡胶圈52，橡胶圈52变形将小轮51略微抬高，挤压橡胶止滑块53，橡胶止滑块53将小轮51抱死，防止其滑动，保证上楼过程的安全性。

Claims (9)

1.一种自主出行的多功能轮椅，包括：车架结构：包括车体(1)、坐垫(2)、踏板(4)；其特征在于，还包括
动力系统：包括蓄电池(3)、电机(9)，所述的蓄电池(3)和电机(9)设置在坐垫(2)下；
轮架结构：包括万向轮(6)、爬楼结构(8)，所述的万向轮(6)作为车体(1)的前轮，所述的爬楼结构(8)作为车体(1)的后轮，并连接电机(9)；
安全防护结构：包括支撑结构(5)、手刹(7)，所述的支撑结构(5)可转动地连接在车体(1)上，不使用时，支撑结构(5)折叠收放与坐垫(2)下，使用时拉出，所述的手刹(7)设置在爬楼结构(8)上。
2.根据权利要求1所述的一种自主出行的多功能轮椅，其特征在于，所述的爬楼结构(8)包括两个轮子(84)及设置在各轮子(84)外侧的可伸缩爬楼杆，两个可伸缩爬楼杆和轮子(84)通过轴(88)连接；爬楼时，可伸缩爬楼杆伸出，使其长度大于轮子(84)的直径，通过电机(9)驱动可伸缩爬楼杆上楼；平时行走时，可伸缩爬楼杆缩进，使其长度小于轮子(84)的直径，电机(9)驱动轮子(84)前进。
3.根据权利要求2所述的一种自主出行的多功能轮椅，其特征在于，所述的可伸缩爬楼杆包括至少两根可伸缩杆，中心位置交叉，并固定在带有中心孔的紧固连接件(85)上，螺栓(87)依次穿过紧固连接件(85)的中心孔、轮子(84)的中心轴孔，插入轴(88)中，并通过锁紧螺母(86)、垫片(89)和键(810)锁紧。
4.根据权利要求3所述的一种自主出行的多功能轮椅，其特征在于，所述的可伸缩杆设有两根，呈十字交叉状。
5.根据权利要求3所述的一种自主出行的多功能轮椅，其特征在于，所述的可伸缩杆包括外套杆(81)、橡胶套(82)和内杆(83)，所述的外套杆(81)两端均插有内杆(83)，内杆(83)一端与外套杆(81)通过螺纹进行连接，另一端套有橡胶套(82)，该橡胶套(82)的外径大于外套杆(81)的内径；爬楼时，内杆(83)从外套杆(81)内旋出，平时行走时，内杆(83)旋入外套杆(81)内，并通过橡胶套(82)防止内杆(83)全部落入外套杆(81)内。
6.根据权利要求1所述的一种自主出行的多功能轮椅，其特征在于，所述的支撑结构(5)包括小轮(51)、橡胶圈(52)、橡胶止滑块(53)、叉架(54)和轮轴(55)，所述的小轮(51)通过轮轴(55)安装在叉架(54)上，并在小轮(51)与轮轴(55)之间设置橡胶圈(52)，在叉架(54)内与小轮(51)接触处设置橡胶止滑块(53)。
7.根据权利要求6所述的一种自主出行的多功能轮椅，其特征在于，所述的叉架(54)包括两平行的主杆，以及连接两主杆的多根水平横杆，两主杆顶部与车体(1)可转动连接，底部为呈叉状凹槽，小轮(51)置于该凹槽内，并通过轮轴(55)与凹槽两侧连接，凹槽内的顶部设置橡胶止滑块(53)。
8.根据权利要求1所述的一种自主出行的多功能轮椅，其特征在于，所述的多功能轮椅还包括自动控制系统，包括传感器及电路板，传感器监测路面障碍物，如果监测到障碍物，轮椅会发出警报，提醒乘坐人减速绕行；当监测到障碍物距离小于安全距离时控制电路断开，停止轮椅以保证安全。
9.根据权利要求8所述的一种自主出行的多功能轮椅，其特征在于，所述的传感器为超声波传感器。
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