CN106963572B - 重心控制行进及转弯的电动轮椅 - Google Patents

Abstract

重心控制行进及转弯的电动轮椅，包括上水平框架、下水平框架、驱动大轮、转向小轮、驱动电机、控制器、蓄电池，上水平框架底部设置有用于监测上水平框架前后水平度的角度传感器，上水平框架前部的左侧和右侧分别设置有一个压力传感器。本发明设计新颖，通过角度传感器检测上水平框架角度的变化，作为驱动信号，控制驱动电机加速减速和停止，达到轮椅前进或加速的目的；通过两个压力传感器检测人的压力偏向哪边，控制转向电机的正转和反转，从而控制行驶方向。本发明在行进中不需要靠手柄等操作装置，通过重心的移动控制轮椅的行驶速度和方向，操作方便，安全可靠，特别适用于上肢也不灵活的残疾人。

Description

重心控制行进及转弯的电动轮椅

技术领域

本发明涉及一种轮椅，尤其涉及一种重心控制行进及转弯的电动轮椅。

背景技术

轮椅是供腿脚不便或老年人等特定人群用于代步的交通工具。现有的轮椅的行进和转弯一般都是采用手动驱动后轮来实现，在短距离操作还可以承受，但对于长距离的乘坐轮椅就会非常吃力。市场上也出现了电动轮椅，但这种电动轮椅也需要手动进行操控，对于上肢也有缺陷的人们就不能单独使用轮椅了。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种靠身体的前倾、后靠、左偏和右偏的动作来调节重心位置以实现重心控制行进及转弯的电动轮椅。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：重心控制行进及转弯的电动轮椅，包括具有上水平框架和下水平框架的车架，上水平框架上固定设置有座板，上水平框架后侧固定设置有靠背，靠背顶部后侧固定设置有推手柄，上水平框架左侧和右侧固定设置有扶手框，下水平框架前侧下部设置有脚踏板，下水平框架左侧和右侧分别设置有一个驱动大轮，下水平框架前侧底部的左侧和右侧分别设置有一个转向小轮，左侧的驱动大轮同轴向连接有右半轴，右侧的驱动大轮同轴向连接有左半轴，右半轴和左半轴均转动连接在下水平框架上，右半轴和左半轴同轴向设置且通过差速器传动连接，下水平框架中部设置有驱动电机，驱动电机的主轴上同轴连接有驱动主齿轮，右半轴上同轴固定连接有驱动从齿轮，驱动主齿轮和驱动从齿轮啮合，上水平框架底部前侧设置有控制器，上水平框架底部后侧设置有为驱动电机和控制器供电的蓄电池，上水平框架底部设置有用于监测上水平框架前后水平度的角度传感器，角度传感器位于右半轴和左半轴正上方，角度传感器和驱动电机均通过信号线与控制器连接。

上水平框架前部的左侧和右侧分别设置有一个压力传感器，下水平框架前侧中部固定设置有一个转向电机，转向电机位于下水平框架下方且转向电机的主轴垂直向上设置，转向电机的主轴上端同轴固定连接有一个转向主齿轮，下水平框架前部左侧和右侧分别设置有一根转向轴，两根转向轴左右对称设置，转向轴沿垂直方向设置并通过轴承转动连接在下水平框架上，转向轴上端同轴固定设有一个转向从齿轮，两个转向从齿轮分别与转向主齿轮的左侧和右侧啮合，转向轴的下端设置有一个轮架，转向小轮转动设置在轮架上，轮架上设置有方孔，转向轴下部的横截面为方形，转向轴下部插设在方孔内，转向轴下端设置有位于方孔下方并大于方孔的限位板，转向轴上套设有减震弹簧，减震弹簧上端和下端分别与下水平框架和轮架顶压配合；压力传感器和转向电机分别通过控制线与控制器连接。

采用上述技术方案，使用者坐在座板上，当需要前行或加速时，使用者的身体向前倾，此时身体的重心前移，减震弹簧被向下压缩，上水平框架和下水平框架倾斜，上水平框架上设置的角度传感器监测到上水平框架倾角的变化，向控制器发出信号，控制器向驱动电机发出命令，驱动电机启动或转速增大，驱动电机带动驱动主齿轮转动，驱动主齿轮带动驱动从齿轮转动，驱动从齿轮驱动同轴的右半轴和左半轴，驱动大轮转动，轮椅前行或提速，身体越往前倾，速度越高。同理，当使用者的身体向后仰时，实现减速或停车的功能。

当需要向右转弯时，使用者的身体向右偏，右侧的压力传感器受到压力后，实时向控制器发出信号，控制器向转弯电机发出启动的命令，转弯电机驱动转弯主齿轮转动，转弯主齿轮同时驱动两个转弯从齿轮转动，转弯从齿轮带动转向轴转动，由于转向轴下部为方形结构，转向轴带动轮架转动，轮架带动转向小轮转动实现向右转向。同理，当使用者的身体向左仰时，实现转向小轮向左转向的功能。

综上所述，本发明设计新颖，通过角度传感器检测上水平框架角度的变化，作为驱动信号，控制驱动电机加速减速和停止，达到轮椅前进或加速的目的；通过两个压力传感器检测人的压力偏向哪边，控制转向电机的正转和反转，从而控制行驶方向。本发明在行进中不需要靠手柄等操作装置，通过重心的移动控制轮椅的行驶速度和方向，操作方便，安全可靠，特别适用于上肢也不灵活的残疾人。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1中A-A剖视图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本发明的重心控制行进及转弯的电动轮椅，包括具有上水平框架1和下水平框架2的车架，上水平框架1上固定设置有座板3，上水平框架1后侧固定设置有靠背4，靠背4顶部后侧固定设置有推手柄5（外人可以手持推手柄5推动轮椅行进），上水平框架1左侧和右侧固定设置有扶手框6，下水平框架2前侧下部设置有脚踏板7，下水平框架2左侧和右侧分别设置有一个驱动大轮8，下水平框架2前侧底部的左侧和右侧分别设置有一个转向小轮9，左侧的驱动大轮8同轴向连接有右半轴10，右侧的驱动大轮8同轴向连接有左半轴11，右半轴10和左半轴11均转动连接在下水平框架2上，右半轴10和左半轴11同轴向设置且通过差速器12传动连接，下水平框架2中部设置有驱动电机13，驱动电机13的主轴上同轴连接有驱动主齿轮14，右半轴10上同轴固定连接有驱动从齿轮15，驱动主齿轮14和驱动从齿轮15啮合，上水平框架1底部前侧设置有控制器16，上水平框架1底部后侧设置有为驱动电机13和控制器16供电的蓄电池17，上水平框架1底部设置有用于监测上水平框架1前后水平度的角度传感器18，角度传感器18位于右半轴10和左半轴11正上方，角度传感器18和驱动电机13均通过信号线与控制器16连接。

上水平框架1前部的左侧和右侧分别设置有一个压力传感器19，下水平框架2前侧中部固定设置有一个转向电机20，转向电机20位于下水平框架2下方且转向电机20的主轴垂直向上设置，转向电机20的主轴上端同轴固定连接有一个转向主齿轮21，下水平框架2前部左侧和右侧分别设置有一根转向轴22，两根转向轴22左右对称设置，转向轴22沿垂直方向设置并通过轴承23转动连接在下水平框架2上，转向轴22上端同轴固定设有一个转向从齿轮24，两个转向从齿轮24分别与转向主齿轮21的左侧和右侧啮合，转向轴22的下端设置有一个轮架25，转向小轮9转动设置在轮架25上，轮架25上设置有方孔，转向轴22下部的横截面为方形，转向轴22下部插设在方孔内，转向轴22下端设置有位于方孔下方并大于方孔的限位板26，转向轴22上套设有减震弹簧27，减震弹簧27上端和下端分别与下水平框架2和轮架25顶压配合；压力传感器19和转向电机20分别通过控制线与控制器16连接。

本发明中的控制器16、角度传感器18、压力传感器19均为现有成熟技术，具体构造不再赘述。

本发明具体工作使用过程为：使用者坐在座板3上，当需要前行或加速时，使用者的身体向前倾，此时身体的重心前移，减震弹簧27被向下压缩，上水平框架1和下水平框架2倾斜，上水平框架1上设置的角度传感器18监测到上水平框架1倾角的变化，向控制器16发出信号，控制器16向驱动电机13发出命令，驱动电机13启动或转速增大，驱动电机13带动驱动主齿轮14转动，驱动主齿轮14带动驱动从齿轮15转动，驱动从齿轮15驱动同轴的右半轴10和左半轴11，驱动大轮8转动，轮椅前行或提速，身体越往前倾，速度越高。同理，当使用者的身体向后仰时，实现减速或停车的功能。

当需要向右转弯时，使用者的身体向右偏，右侧的压力传感器19受到压力后，实时向控制器16发出信号，控制器16向转弯电机发出启动的命令，转弯电机驱动转弯主齿轮转动，转弯主齿轮同时驱动两个转弯从齿轮转动，转弯从齿轮带动转向轴22转动，由于转向轴22下部为方形结构，转向轴22带动轮架25转动，轮架25带动转向小轮9转动实现向右转向。同理，当使用者的身体向左仰时，实现转向小轮9向左转向的功能。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.重心控制行进及转弯的电动轮椅，包括具有上水平框架和下水平框架的车架，上水平框架上固定设置有座板，上水平框架后侧固定设置有靠背，靠背顶部后侧固定设置有推手柄，上水平框架左侧和右侧固定设置有扶手框，下水平框架前侧下部设置有脚踏板，下水平框架左侧和右侧分别设置有一个驱动大轮，下水平框架前侧底部的左侧和右侧分别设置有一个转向小轮，其特征在于：左侧的驱动大轮同轴向连接有右半轴，右侧的驱动大轮同轴向连接有左半轴，右半轴和左半轴均转动连接在下水平框架上，右半轴和左半轴同轴向设置且通过差速器传动连接，下水平框架中部设置有驱动电机，驱动电机的主轴上同轴连接有驱动主齿轮，右半轴上同轴固定连接有驱动从齿轮，驱动主齿轮和驱动从齿轮啮合，上水平框架底部前侧设置有控制器，上水平框架底部后侧设置有为驱动电机和控制器供电的蓄电池，上水平框架底部设置有用于监测上水平框架前后水平度的角度传感器，角度传感器位于右半轴和左半轴正上方，角度传感器和驱动电机均通过信号线与控制器连接；

上水平框架前部的左侧和右侧分别设置有一个压力传感器，下水平框架前侧中部固定设置有一个转向电机，转向电机位于下水平框架下方且转向电机的主轴垂直向上设置，转向电机的主轴上端同轴固定连接有一个转向主齿轮，下水平框架前部左侧和右侧分别设置有一根转向轴，两根转向轴左右对称设置，转向轴沿垂直方向设置并通过轴承转动连接在下水平框架上，转向轴上端同轴固定设有一个转向从齿轮，两个转向从齿轮分别与转向主齿轮的左侧和右侧啮合，转向轴的下端设置有一个轮架，转向小轮转动设置在轮架上，轮架上设置有方孔，转向轴下部的横截面为方形，转向轴下部插设在方孔内，转向轴下端设置有位于方孔下方并大于方孔的限位板，转向轴上套设有减震弹簧，减震弹簧上端和下端分别与下水平框架和轮架顶压配合；压力传感器和转向电机分别通过控制线与控制器连接。