CN107582263A - 一种新型爬楼梯残疾人用车 - Google Patents
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Abstract
一种新型爬楼梯残疾人用车，包括椅子、支架、螺旋丝杠副、滑轨，螺旋丝杠副的丝杠通过轴承支撑在丝杠支架上，丝杠支架固定在椅子框架上，丝杠螺母固定在支架框上，滑轨的下支座紧固在支架框上面，上滑块紧固在椅子框架上，一对后导向轮推杆电机旋转驱动推杆带动后轮伸缩使椅子保持水平坐姿，四个支架推杆电机旋转带动推杆推动支脚伸缩与轮子交替支承椅子且保证椅子水平，丝杠电机驱动丝杠旋转，交替推动椅子框架或支座架沿上滑块的半圆槽与紧配合在下支座上的圆柱导轨上半圆柱面滑动实现椅子的前移，前轮驱动电机旋转驱动前轮转动，驱动新型爬楼梯残疾人用车行走。本发明具有行走和转向方便、灵活，坐姿平稳、安全，相对滑动摩擦阻力小的优点。
Description
技术领域
本发明技术主要涉及一种辅助残疾人方便行走的技术领域，尤其是一种安全可靠辅助残疾人爬楼梯的轮椅车。
背景技术
随着科技的发展与进步，人类创造思维有了质的飞跃，同时也带来了显著的社会问题。比如，因为年老、意外事故与腿部残疾等原因导致的残疾人和老年人丧失了自由的活动能力，给患者以和家庭带来了巨大经济负担和心理压力。
楼梯是一般建筑物的重要组成部分，一般人带来便利的楼梯恰恰是那些需要轮椅的残障人的困扰，国内有很多地方的建筑都没有安装电梯，给众多的肢体残障人士带来了身心方面的不利影响。轮椅是一般老弱病残人士的必备工具，是非常重要的行走工具，通轮椅在平地行驶或者在坡度不大的斜面上行驶不太困难，但是遇到楼梯，除了需要辅助者人工搬移以外基本没有其他更好的办法，这就严重限制了残疾人的活动范围。总之现在残疾人在轮椅功能的需求上还有很多方面的不到满足。
如何提高这部分群体的生活质量，为他们实际提供方便可用的交通工具，越来越受到专业研究人员的关注，目前，轮椅是大多数年老体弱及肢体残疾人士不可或缺的代步工具，常见的普通轮椅的活动范围小。我们知道在现实生活中，经常会遇到复杂的路况，如斜坡，楼梯等。其实在遇到楼梯并且没有电梯的时候轮椅往往会变成一种累赘，那么研发一种可以爬楼梯的轮椅就显得至关重要。
在爬楼轮椅的研究范围上，国外起步比较早，自1982年美国科学家Bray发明了第一个爬楼梯轮椅，后来各个国家纷纷推出了各自的产品，取得了很多成果，并且已经上市，国内在这方面研究较晚，在多功能和创新上还有诸多不足。
一台轮椅如何实现行驶和爬楼的功能，关键是如何选择好的合适的运动机构，以及选择什么样的运动机构去实现平地行驶和爬楼梯这两种不同的功能。在目前国内外的研究中，能够实现爬楼功能的机构主要有行星轮式，履带式，腿足式以及其他辅助机构。
行星轮式是交通运输工具中应用广泛的一种运动机构，国外一些爬楼机器人中也广泛采用了轮式结构。轮椅应用方面，通常轮椅以及电动轮椅都是采用的这种轮式结构，体积小，结构简单，制作简便，能够实现平衡快速地移动，能量利用效率高，采用差动传动时转向半径小，转向灵活。
履带式原理比较简单，履带式坦克装甲车类似，技术也比较成熟，行走方式比行星轮式爬楼轮椅更为连续，有很高的传动效率，上下楼梯的时候，椅的重心始终和楼梯台阶沿的连线保持平行，轮椅的重心波动很小，比较平稳。
早期的爬楼轮椅一般都采用腿足式，爬楼机构由铰链杆件机构组成。上楼时，先将整个轮椅升高，水平向前移动，此重复这两个过程就直至爬完一段楼梯。腿足式爬楼梯装置模仿了人类爬楼的动作，其实可以视为机器人，用多条机械臂交替升降，撑轮椅爬楼的原理。
分析现有的爬楼梯轮椅，如履带式爬楼梯轮椅，在行走过程中对楼梯有所损坏，且在由平地转变到倾斜过程不易实现需外力进行人为控制。行星轮系式爬楼梯轮椅，在上升过程中，也有姿态转变上的困难，但更为明显的缺点是在行星轮逐级台阶上升过程中会有较大的冲击。
发明致力于轮椅的平稳性能考虑，仿人体上台阶过程对轮椅进行设计，轮椅的主要运动形式有升降和前后移动及其组合。本发明主要研究实现轮椅的多功能运动，发明一个可自动上下楼梯，也可完成高空取物等功能。其设计参数：最大承重200kg，最大行走速度7km/h，轮椅最大上升高度400mm。轮椅有三大执行机构：其一，两电机分别通过锥齿轮传动带动驱动轮旋转，完成行走和转向的功能。其二，多个电动推杆的配合使用完成上楼梯所需的上下移动与多种支撑形式。其三，双轴心直线导轨使上下两板面能够实现相对滑动。运动过程中有多个工况需要分析，并对危险位置和危险截面进行校核。
发明内容
本发明的提出，是在借鉴国内外诸多相关研究的基础之上，目的是开发一种新型的爬楼梯残疾人用车，更好地解决国外研制的爬楼轮椅价格昂贵，操作复杂，许多普通用户难以承担此费用和国内开发的轮椅爬楼梯平稳性和安全性不足的问题
本发明的技术解决方案是这样现实的：
一种新型爬楼梯残疾人用车，包括椅子、支架、螺旋丝杠副、滑轨，椅子包括一对前驱动轮、脚踏板、椅子座、一对后导向轮，支架包括支架框、一对支架后腿、一对支架前腿，其特征在于所述的前驱动轮由前轮、一对锥齿轮、齿轮支架、前轮驱动电机、前腿支杆组成，齿轮支架上紧固有前轮驱动电机和前腿支杆，下靠轴承支撑前轮，前轮驱动电机轴与一对锥齿轮输入轮连接，前轮的轮轴与一对锥齿轮输出轮连接，前腿支杆紧固在椅子框架上；脚踏板由踏板、一对踏板支架组成，一对踏板支架一端分别对称焊接在踏板上，一对踏板支架另一端分别焊接在一对前腿支杆靠近椅子框架端；后导向轮由后轮、轮支架、推杆Ⅲ、推杆架Ⅲ、推杆电机Ⅲ组成，后轮靠轴承支撑在轮支架上，轮支架与推杆Ⅲ连接，推杆电机Ⅲ紧固在推杆架Ⅲ上旋转驱动推杆Ⅲ带动轮支架和后导向轮伸缩，推杆架Ⅲ焊接固定在椅子框架上；椅子座由底垫、一对扶手、两对扶手架、椅背垫、椅子框架组成，底垫和椅背垫用舒适海绵布包裹在椅子框架上，一对扶手各由一对扶手架支承，用螺钉紧固，扶手架用螺钉紧固在椅子框架上；支架框下面四角分别焊有一对推杆架Ⅰ和一对推杆架Ⅱ；支架后腿由推杆电机Ⅰ、推杆架Ⅰ推杆Ⅰ、支脚Ⅰ组成，推杆电机Ⅰ紧固在推杆架Ⅰ上，旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ伸缩；支架前腿由支脚Ⅱ、推杆Ⅱ、推杆架Ⅱ、推杆电机Ⅱ组成，推杆电机Ⅱ紧固在推杆架Ⅱ上旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ伸缩；螺旋丝杠副由丝杠电机、丝杠支架、丝杠、丝杠螺母组成，丝杠通过轴承支撑在丝杠支架上，紧固在丝杠支架上的丝杠电机驱动套有丝杠螺母的丝杠旋转，丝杠支架焊接固定在椅子框架上，丝杠螺母焊接固定在支架框上；滑轨由下支座、圆柱导轨、四块上滑动块组成，由下支座紧固在支架框上面，圆柱导轨下半圆柱紧配合在下支座的半圆槽内，上滑块紧固在框架上，上滑块的半圆槽可沿圆柱导轨上半圆柱面滑动。
所述的椅子框架和支架框在原位时，前驱动轮和支架前腿，后导向轮和支架后腿在楼梯横向平齐；前驱动轮和后导向轮距离两阶楼梯的宽度；支架前腿和支架后腿距离两阶楼梯的宽度；椅子框架和支架框移位时，每次仅移动一个前轮直径的距离，前轮直径大于后轮直径，支架前腿和支架后腿复位时高度均低于前驱动轮。
一种新型爬楼梯残疾人用车，其特征在于爬楼梯运动过程：
第一步平地移动至台阶前：椅子框架和支架框在原位，推杆电机Ⅲ旋转驱动推杆Ⅲ带动后导向轮伸缩，使一对前驱动轮与一对后导向轮等高且均压实地面，推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ收缩复位，推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时收缩复位，前轮驱动电机旋转驱动前轮转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前行至前轮碰到楼梯台阶侧面停；
第二步上第一阶台阶：一对推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ伸长，一对推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时伸长同等高度，使前轮离开地面高过第一阶台阶面半个台阶高度，使后轮离开地面高过地面一个半台阶高度，丝杠电机驱动丝杠旋转，因丝杠螺母固定在支架框上，支架框连接一对推杆架Ⅰ和一对推杆架Ⅱ故不动，丝杠带动丝杠支架从而推动椅子框架的上滑块沿圆柱导轨向前滑动一个前轮直径的距离，一对后导向轮的推杆电机Ⅲ旋转驱动推杆Ⅲ带动后轮伸长一个台阶高度,推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ收缩两个台阶高度，推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时收缩一个台阶高度，使一对前驱动轮压实在第一阶台阶面，使一对后导向轮压实在地面，再使丝杠电机驱动丝杠旋转，丝杠支架连接前后轮故而不动，丝杠螺母带动支架框及紧配合在下支座内的圆柱导轨沿上滑块的半圆槽向前滑动一个前轮直径的距离，使椅子框架和支架框复位，前轮驱动电机旋转驱动前轮转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至前轮碰到下一阶楼梯台阶侧面停；
第三步上第二阶台阶：一对推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ伸长两个台阶高，一对推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时伸长两个台阶高，使前轮离开第一阶台阶面高过第二阶台阶面半个台阶高，使后轮离开地面一个半台阶高，丝杠电机驱动丝杠旋转，因丝杠螺母固定在支架框上，支架框连接一对推杆架Ⅰ和一对推杆架Ⅱ故不动，丝杠带动丝杠支架从而推动椅子框架的上滑块沿圆柱导轨向前滑动一个前轮直径的距离，一对后导向轮的推杆电机Ⅲ旋转驱动推杆Ⅲ带动后轮再伸长一个台阶高度,推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ收缩两个台阶高，推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时收缩一个台阶高，使一对前驱动轮压实在第二阶台阶面，使一对后导向轮压实在地面，再使丝杠电机驱动丝杠旋转，丝杠支架连接前后轮故而不动，丝杠螺母带动支架框及紧配合在下支座内的圆柱导轨沿上滑块的半圆槽向前滑动一个前轮直径的距离，使椅子框架和支架框复位，前轮驱动电机旋转驱动前轮转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至前轮碰到下一阶楼梯台阶侧面停；
第四步上连续台阶：一对推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ伸长两个台阶高，一对推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时伸长两个台阶高，使前轮离开台阶面高过要爬的那阶台阶面半个台阶高，使后轮离开台阶面高过要爬上的那个台阶其后的两阶台阶面半个台阶高，丝杠电机驱动丝杠旋转，因丝杠螺母固定在支架框上，支架框连接一对推杆架Ⅰ和一对推杆架Ⅱ故不动，丝杠带动丝杠支架从而推动椅子框架的上滑块沿圆柱导轨向前滑动一个前轮直径的距离，推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ收缩两个台阶高，推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时收缩两个台阶高，使一对前驱动轮压实在爬上的那阶台阶面，使一对后导向轮压实在爬上的那个台阶其后的两阶台阶面，再使丝杠电机驱动丝杠旋转，丝杠支架连接前后轮故而不动，丝杠螺母带动支架框及紧配合在下支座内的圆柱导轨沿上滑块的半圆槽向前滑动一个前轮直径的距离，使椅子框架和支架框复位，前轮驱动电机旋转驱动前轮转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至前轮碰到下一阶楼梯台阶侧面停，这样循环向上一阶一阶地爬至后轮碰到下一阶楼梯台阶侧面停；
第五步上最后一阶台阶：一对推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ伸长一个台阶高，一对推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时伸长一个台阶高，使前轮离开地面半台阶高，一对后导向轮的推杆电机Ⅲ旋转驱动推杆Ⅲ带动后轮缩短一个台阶高度,使后轮离开最后第二阶台阶高过最后第一阶台阶半个台阶高，丝杠电机驱动丝杠旋转，因丝杠螺母固定在支架框上，支架框连接一对推杆架Ⅰ和一对推杆架Ⅱ故不动，丝杠带动丝杠支架从而推动椅子框架的上滑块沿圆柱导轨向前滑动一个前轮直径的距离，推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ收缩一个台阶高，推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时收缩两个台阶高，使一对前驱动轮压实在楼上地面，使一对后导向轮压实在最后一阶台阶面，再使丝杠电机驱动丝杠旋转，丝杠支架连接前后轮故而不动，丝杠螺母带动支架框及紧配合在下支座内的圆柱导轨沿上滑块的半圆槽向前滑动一个前轮直径的距离，使椅子框架和支架框复位，前轮驱动电机旋转驱动前轮转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至后轮碰到楼上地面侧面停；
第六步上楼上地面：一对推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ伸长一个台阶高，一对推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时伸长一个台阶高，使前轮离开地面半个台阶高，一对后导向轮的推杆电机Ⅲ旋转驱动推杆Ⅲ带动后
轮再缩短一个台阶高度,使后轮离开最后一阶台阶高过楼上地面半个台阶高，丝杠电机驱动丝杠旋转，因丝杠螺母固定在支架框上，支架框连接一对推杆架Ⅰ和一对推杆架Ⅱ故不动，丝杠带动丝杠支架从而推动椅子框架的上滑块沿圆柱导轨向前滑动一个前轮直径的距离，推杆电机Ⅰ旋转带动推杆Ⅰ推动支脚Ⅰ收缩一个台阶高，推杆电机Ⅱ旋转带动推杆Ⅱ推动支脚Ⅱ同时收缩两个台阶高，使一对前驱动轮压实在楼上地面，使一对后导向轮也压实在楼上地面，再使丝杠电机驱动丝杠旋转，丝杠支架连接前后轮故而不动，丝杠螺母带动支架框及紧配合在下支座内的圆柱导轨沿上滑块的半圆槽向前滑动一个前轮直径的距离，使椅子框架和支架框复位，前轮驱动电机正反旋转驱动前轮转动，带动新型爬楼梯残疾人用车在楼上平地自由行走。
与现有技术相比较，本发明的优点是显而易见的，主要表现在：
1、两电机分别通过锥齿轮传动带动前驱动轮转动，后轮负责导向，具有行走和转向方便、灵活的优点。
2、多个电动推杆配合使用，完成上楼梯所需的上下移动与多种支撑形式，使车轮与支架交替支承，保证残疾人在爬楼梯过程中一直以平稳坐姿坐在椅子内。
3、双轴圆柱直线导轨使椅子部分和支架部分能够实现相对滑动，且摩擦阻力小，滑动时安全、平稳。
附图说明
本发明共有附图12幅。
图1是本发明结构示意主视图；
图2是本发明结构示意右视图；
图3是本发明结构示意俯视图；
图4是本发明结构示意仰视图；
图5是图2的A-A剖视图；
图6是图2中Ⅲ局部放大视图；
图7是图2中Ⅰ的局部放大视图；
图8是图2的B-B视图；
图9上一阶台阶示意图；
图10上连续台阶示意图；
图11上最后一阶台阶示意图；
图12上到楼上地面示意图。
图中,1、前驱动轮，11、前轮，12、一对锥齿轮，13、齿轮支架，14、前轮驱动电机，15、前腿支杆，2、脚踏板,21、踏板，22、踏板支架，3、螺旋丝杠副，31、丝杠电机，32、丝杠支架，33、丝杠，34、丝杠螺母，4、椅子座，41、底垫，42、扶手，43、扶手架，44、椅背垫，45、椅子框架，5、支架框，6、支架后腿，61、推杆电机Ⅰ，62、推杆架Ⅰ，63推杆Ⅰ，64、支脚Ⅰ，7、后导向轮，71、后轮，72、轮支架，73、推杆Ⅲ，74、推杆架Ⅲ，75、推杆电机Ⅲ，8、支架前腿，81、支脚Ⅱ，82、推杆Ⅱ，83推杆架Ⅱ，84、推杆电机Ⅱ，9、滑轨，91、下支座，92、圆柱导轨，93，上滑动块。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示的一种新型爬楼梯残疾人用车，包括椅子、支架、螺旋丝杠副3、滑轨9，椅子包括一对前驱动轮1、脚踏板2、椅子座4、一对后导向轮7，支架包括支架框5、一对支架后腿6、一对支架前腿8，前驱动轮1由前轮11、一对锥齿轮12、齿轮支架13、前轮驱动电机14、前腿支杆15组成，齿轮支架13上紧固有前轮驱动电机14和前腿支杆15，下靠轴承支撑前轮11，前轮驱动电机14轴与一对锥齿轮12输入轮连接，前轮11的轮轴与一对锥齿轮12输出轮连接，前腿支杆15紧固在椅子框架45上；脚踏板2由踏板21、一对踏板支架22组成，一对踏板支架22一端分别对称焊接在踏板21上，一对踏板支架22另一端分别焊接在一对前腿支杆15靠近椅子框架45端；后导向轮7由后轮71、轮支架72、推杆Ⅲ73、推杆架Ⅲ74、推杆电机Ⅲ75组成，后轮71靠轴承支撑在轮支架72上，轮支架72与推杆Ⅲ73连接，推杆电机Ⅲ75紧固在推杆架Ⅲ74上旋转驱动推杆Ⅲ73带动轮支架72和后导向轮7伸缩，推杆架Ⅲ74焊接固定在椅子框架45上；椅子座4由底垫41、一对扶手42、两对扶手架43、椅背垫44、椅子框架45组成，底垫41和椅背垫44用舒适海绵布包裹在椅子框架45上，一对扶手42各由一对扶手架43支承，用螺钉紧固，扶手架43用螺钉紧固在椅子框架45上；支架框5下面四角分别焊有一对推杆架Ⅰ62和一对推杆架Ⅱ83；支架后腿6由推杆电机Ⅰ61、推杆架Ⅰ62推杆Ⅰ63、支脚Ⅰ64组成，推杆电机Ⅰ61紧固在推杆架Ⅰ62上，旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64伸缩；支架前腿8由支脚Ⅱ81、推杆Ⅱ82、推杆架Ⅱ83、推杆电机Ⅱ84组成，推杆电机Ⅱ84紧固在推杆架Ⅱ83上旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81伸缩；螺旋丝杠副3由丝杠电机31、丝杠支架32、丝杠33、丝杠螺母34组成，丝杠33通过轴承支撑在丝杠支架32上，紧固在丝杠支架32上的丝杠电机31驱动套有丝杠螺母34的丝杠33旋转，丝杠支架32焊接固定在椅子框架45上，丝杠螺母34焊接固定在支架框5上；滑轨9由下支座91、圆柱导轨92、四块上滑动块93组成，由下支座91紧固在支架框5上面，圆柱导轨92下半圆柱紧配合在下支座91的半圆槽内，上滑块93紧固在框架45上，上滑块93的半圆槽可沿圆柱导轨92上半圆柱面滑动。
椅子框架45和支架框5在原位时，前驱动轮1和支架前腿8，后导向轮7和支架后腿6在楼梯横向平齐；前驱动轮1和后导向轮7距离两阶楼梯的宽度；支架前腿8和支架后腿6距离两阶楼梯的宽度；椅子框架45和支架框5移位时，每次仅移动一个前轮11直径的距离，前轮11直径大于后轮71直径，支架前腿8和支架后腿6复位时高度均低于前驱动轮1。
一种新型爬楼梯残疾人用车，其特征在于爬楼梯运动过程：
第一步平地移动至台阶前：椅子框架45和支架框5在原位，推杆电机Ⅲ75旋转驱动推杆Ⅲ73带动后导向轮7伸缩，使一对前驱动轮1与一对后导向轮7等高且均压实地面，推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64收缩复位，推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时收缩复位，前轮驱动电机14旋转驱动前轮11转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前行至前轮11碰到楼梯台阶侧面停；
第二步上第一阶台阶：一对推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64伸长，一对推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时伸长同等高度，使前轮11离开地面高过第一阶台阶面半个台阶高度，使后轮71离开地面高过地面一个半台阶高度，丝杠电机31驱动丝杠33旋转，因丝杠螺母34固定在支架框5上，支架框5连接一对推杆架Ⅰ62和一对推杆架Ⅱ83故不动，丝杠33带动丝杠支架32从而推动椅子框架45的上滑块93沿圆柱导轨92向前滑动一个前轮11直径的距离，一对后导向轮7的推杆电机Ⅲ75旋转驱动推杆Ⅲ73带动后轮71伸长一个台阶高度,推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64收缩两个台阶高度，推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时收缩一个台阶高度，使一对前驱动轮1压实在第一阶台阶面，使一对后导向轮7压实在地面，再使丝杠电机31驱动丝杠33旋转，丝杠支架32连接前后轮故而不动，丝杠螺母34带动支架框5及紧配合在下支座91内的圆柱导轨92沿上滑块93的半圆槽向前滑动一个前轮11直径的距离，使椅子框架45和支架框5复位，前轮驱动电机14旋转驱动前轮11转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至前轮11碰到下一阶楼梯台阶侧面停；
第三步上第二阶台阶：一对推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64伸长两个台阶高，一对推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时伸长两个台阶高，使前轮11离开第一阶台阶面高过第二阶台阶面半个台阶高，使后轮71离开地面一个半台阶高，丝杠电机31驱动丝杠33旋转，因丝杠螺母34固定在支架框5上，支架框5连接一对推杆架Ⅰ62和一对推杆架Ⅱ83故不动，丝杠33带动丝杠支架32从而推动椅子框架45的上滑块93沿圆柱导轨92向前滑动一个前轮11直径的距离，一对后导向轮7的推杆电机Ⅲ75旋转驱动推杆Ⅲ73带动后轮71再伸长一个台阶高度,推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64收缩两个台阶高，推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时收缩一个台阶高，使一对前驱动轮1压实在第二阶台阶面，使一对后导向轮7压实在地面，再使丝杠电机31驱动丝杠33旋转，丝杠支架32连接前后轮故而不动，丝杠螺母34带动支架框5及紧配合在下支座91内的圆柱导轨92沿上滑块93的半圆槽向前滑动一个前轮11直径的距离，使椅子框架45和支架框5复位，前轮驱动电机14旋转驱动前轮11转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至前轮11碰到下一阶楼梯台阶侧面停；
第四步上连续台阶：一对推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64伸长两个台阶高，一对推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时伸长两个台阶高，使前轮11离开台阶面高过要爬的那阶台阶面半个台阶高，使后轮11离开台阶面高过要爬上的那个台阶其后的两阶台阶面半个台阶高，丝杠电机31驱动丝杠33旋转，因丝杠螺母34固定在支架框5上，支架框5连接一对推杆架Ⅰ62和一对推杆架Ⅱ83故不动，丝杠33带动丝杠支架32从而推动椅子框架45的上滑块93沿圆柱导轨92向前滑动一个前轮11直径的距离，推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64收缩两个台阶高，推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时收缩两个台阶高，使一对前驱动轮1压实在爬上的那阶
台阶面，使一对后导向轮7压实在爬上的那个台阶其后的两阶台阶面，再使丝杠电机31驱动丝杠33旋转，丝杠支架32连接前后轮故而不动，丝杠螺母34带动支架框5及紧配合在下支座91内的圆柱导轨92沿上滑块93的半圆槽向前滑动一个前轮11直径的距离，使椅子框架45和支架框5复位，前轮驱动电机14旋转驱动前轮11转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至前轮11碰到下一阶楼梯台阶侧面停，这样循环向上一阶一阶地爬至后轮71碰到下一阶楼梯台阶侧面停；
第五步上最后一阶台阶：一对推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64伸长一个台阶高，一对推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时伸长一个台阶高，使前轮11离开地面半台阶高，一对后导向轮7的推杆电机Ⅲ75旋转驱动推杆Ⅲ73带动后轮71缩短一个台阶高度,使后轮71离开最后第二阶台阶高过最后第一阶台阶半个台阶高，丝杠电机31驱动丝杠33旋转，因丝杠螺母34固定在支架框5上，支架框5连接一对推杆架Ⅰ62和一对推杆架Ⅱ83故不动，丝杠33带动丝杠支架32从而推动椅子框架45的上滑块93沿圆柱导轨92向前滑动一个前轮11直径的距离，推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64收缩一个台阶高，推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时收缩两个台阶高，使一对前驱动轮1压实在楼上地面，使一对后导向轮7压实在最后一阶台阶面，再使丝杠电机31驱动丝杠33旋转，丝杠支架32连接前后轮故而不动，丝杠螺母34带动支架框5及紧配合在下支座91内的圆柱导轨92沿上滑块93的半圆槽向前滑动一个前轮11直径的距离，使椅子框架45和支架框5复位，前轮驱动电机14旋转驱动前轮11转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至后轮71碰到楼上地面侧面停；
第六步上楼上地面：一对推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64伸长一个台阶高，一对推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时伸长一个台阶高，使前轮11离开地面半个台阶高，一对后导向轮7的推杆电机Ⅲ75旋转驱动推杆Ⅲ73带动后轮71再缩短一个台阶高度,使后轮71离开最后一阶台阶高过楼上地面半个台阶高，丝杠电机31驱动丝杠33旋转，因丝杠螺母34固定在支架框5上，支架框5连接一对推杆架Ⅰ62和一对推杆架Ⅱ83故不动，丝杠33带动丝杠支架32从而推动椅子框架45的上滑块93沿圆柱导轨92向前滑动一个前轮11直径的距离，推杆电机Ⅰ61旋转带动推杆Ⅰ63推动支脚Ⅰ64收缩一个台阶高，推杆电机Ⅱ84旋转带动推杆Ⅱ82推动支脚Ⅱ81同时收缩两个台阶高，使一对前驱动轮1压实在楼上地面，使一对后导向轮7也压实在楼上地面，再使丝杠电机31驱动丝杠33旋转，丝杠支架32连接前后轮故而不动，丝杠螺母34带动支架框5及紧配合在下支座91内的圆柱导轨92沿上滑块93的半圆槽向前滑动一个前轮11直径的距离，使椅子框架45和支架框5复位，前轮驱动电机14正反旋转驱动前轮11转动，带动新型爬楼梯残疾人用车在楼上平地自由行走。
Claims (3)
1.一种新型爬楼梯残疾人用车，包括椅子、支架、螺旋丝杠副(3)、滑轨(9)，椅子包括一对前驱动轮(1)、脚踏板(2)、椅子座(4)、一对后导向轮(7)，支架包括支架框(5)、一对支架后腿(6)、一对支架前腿(8)，其特征在于所述的前驱动轮(1)由前轮(11)、一对锥齿轮(12)、齿轮支架(13)、前轮驱动电机(14)、前腿支杆(15)组成，齿轮支架(13)上紧固有前轮驱动电机(14)和前腿支杆(15)，下靠轴承支撑前轮(11)，前轮驱动电机(14)轴与一对锥齿轮(12)输入轮连接，前轮(11)的轮轴与一对锥齿轮(12)输出轮连接，前腿支杆(15)紧固在椅子框架(45)上；脚踏板(2)由踏板(21)、一对踏板支架(22)组成，一对踏板支架(22)一端分别对称焊接在踏板(21)上，一对踏板支架(22)另一端分别焊接在一对前腿支杆(15)靠近椅子框架(45)端；后导向轮(7)由后轮(71)、轮支架(72)、推杆Ⅲ(73)、推杆架Ⅲ(74)、推杆电机Ⅲ(75)组成，后轮(71)靠轴承支撑在轮支架(72)上，轮支架(72)与推杆Ⅲ(73)连接，推杆电机Ⅲ(75)紧固在推杆架Ⅲ(74)上旋转驱动推杆Ⅲ(73)带动轮支架(72)和后导向轮(7)伸缩，推杆架Ⅲ(74)焊接固定在椅子框架(45)上；椅子座(4)由底垫(41)、一对扶手(42)、两对扶手架(43)、椅背垫(44)、椅子框架(45)组成，底垫(41)和椅背垫(44)用舒适海绵布包裹在椅子框架(45)上，一对扶手(42)各由一对扶手架(43)支承，用螺钉紧固，扶手架(43)用螺钉紧固在椅子框架(45)上；支架框(5)下面四角分别焊有一对推杆架Ⅰ(62)和一对推杆架Ⅱ(83)；支架后腿(6)由推杆电机Ⅰ(61)、推杆架Ⅰ(62)推杆Ⅰ(63)、支脚Ⅰ(64)组成，推杆电机Ⅰ(61)紧固在推杆架Ⅰ(62)上，旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)伸缩；支架前腿(8)由支脚Ⅱ(81)、推杆Ⅱ(82)、推杆架Ⅱ(83)、推杆电机Ⅱ(84)组成，推杆电机Ⅱ(84)紧固在推杆架Ⅱ(83)上旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)伸缩；螺旋丝杠副(3)由丝杠电机(31)、丝杠支架(32)、丝杠(33)、丝杠螺母(34)组成，丝杠(33)通过轴承支撑在丝杠支架(32)上，紧固在丝杠支架(32)上的丝杠电机(31)驱动套有丝杠螺母(34)的丝杠(33)旋转，丝杠支架(32)焊接固定在椅子框架(45)上，丝杠螺母(34)焊接固定在支架框(5)上；滑轨(9)由下支座(91)、圆柱导轨(92)、四块上滑动块(93)组成，由下支座(91)紧固在支架框(5)上面，圆柱导轨(92)下半圆柱紧配合在下支座(91)的半圆槽内，上滑块(93)紧固在框架(45)上，上滑块(93)的半圆槽可沿圆柱导轨(92)上半圆柱面滑动。
2.根据权利要求1所述的一种新型爬楼梯残疾人用车，其特征在于所述的椅子框架(45)和支架框(5)在原位时，前驱动轮(1)和支架前腿(8)，后导向轮(7)和支架后腿(6)在楼梯横向平齐；前驱动轮(1)和后导向轮(7)距离两阶楼梯的宽度；支架前腿(8)和支架后腿(6)距离两阶楼梯的宽度；椅子框架(45)和支架框(5)移位时，每次仅移动一个前轮(11)直径的距离，前轮(11)直径大于后轮(71)直径，支架前腿(8)和支架后腿(6)复位时高度均低于前驱动轮(1)。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的一种新型爬楼梯残疾人用车，其特征在于爬楼梯运动过程：
第一步平地移动至台阶前：椅子框架(45)和支架框(5)在原位，推杆电机Ⅲ(75)旋转驱动推杆Ⅲ(73)带动后导向轮(7)伸缩，使一对前驱动轮(1)与一对后导向轮(7)等高且均压实地面，推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)收缩复位，推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时收缩复位，前轮驱动电机(14)旋转驱动前轮(11)转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前行至前轮(11)碰到楼梯台阶侧面停；
第二步上第一阶台阶：一对推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)伸长，一对推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时伸长同等高度，使前轮(11)离开地面高过第一阶台阶面半个台阶高度，使后轮(71)离开地面高过地面一个半台阶高度，丝杠电机(31)驱动丝杠(33)旋转，因丝杠螺母(34)固定在支架框(5)上，支架框(5)连接一对推杆架Ⅰ(62)和一对推杆架Ⅱ(83)故不动，丝杠(33)带动丝杠支架(32)从而推动椅子框架(45)的上滑块(93)沿圆柱导轨(92)向前滑动一个前轮(11)直径的距离，一对后导向轮(7)的推杆电机Ⅲ(75)旋转驱动推杆Ⅲ(73)带动后轮(71)伸长一个台阶高度,推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)收缩两个台阶高度，推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时收缩一个台阶高度，使一对前驱动轮(1)压实在第一阶台阶面，使一对后导向轮(7)压实在地面，再使丝杠电机(31)驱动丝杠(33)旋转，丝杠支架(32)连接前后轮故而不动，丝杠螺母(34)带动支架框(5)及紧配合在下支座(91)内的圆柱导轨(92)沿上滑块(93)的半圆槽向前滑动一个前轮(11)直径的距离，使椅子框架(45)和支架框(5)复位，前轮驱动电机(14)旋转驱动前轮(11)转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至前轮(11)碰到下一阶楼梯台阶侧面停；
第三步上第二阶台阶：一对推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)伸长两个台阶高，一对推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时伸长两个台阶高，使前轮(11)离开第一阶台阶面高过第二阶台阶面半个台阶高，使后轮(71)离开地面一个半台阶高，丝杠电机(31)驱动丝杠(33)旋转，因丝杠螺母(34)固定在支架框(5)上，支架框(5)连接一对推杆架Ⅰ(62)和一对推杆架Ⅱ(83)故不动，丝杠(33)带动丝杠支架(32)从而推动椅子框架(45)的上滑块(93)沿圆柱导轨(92)向前滑动一个前轮(11)直径的距离，一对后导向轮(7)的推杆电机Ⅲ(75)旋转驱动推杆Ⅲ(73)带动后轮(71)再伸长一个台阶高度,推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)收缩两个台阶高，推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时收缩一个台阶高，使一对前驱动轮(1)压实在第二阶台阶面，使一对后导向轮(7)压实在地面，再使丝杠电机(31)驱动丝杠(33)旋转，丝杠支架(32)连接前后轮故而不动，丝杠螺母(34)带动支架框(5)及紧配合在下支座(91)内的圆柱导轨(92)沿上滑块(93)的半圆槽向前滑动一个前轮(11)直径的距离，使椅子框架(45)和支架框(5)复位，前轮驱动电机(14)旋转驱动前轮(11)转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至前轮(11)碰到下一阶楼梯台阶侧面停；
第四步上连续台阶：一对推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)伸长两个台阶高，一对推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时伸长两个台阶高，使前轮(11)离开台阶面高过要爬的那阶台阶面半个台阶高，使后轮(11)离开台阶面高过要爬上的那个台阶其后的两阶台阶面半个台阶高，丝杠电机(31)驱动丝杠(33)旋转，因丝杠螺母(34)固定在支架框(5)上，支架框(5)连接一对推杆架Ⅰ(62)和一对推杆架Ⅱ(83)故不动，丝杠(33)带动丝杠支架(32)从而推动椅子框架(45)的上滑块(93)沿圆柱导轨(92)向前滑动一个前轮(11)直径的距离，推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)收缩两个台阶高，推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时收缩两个台阶高，使一对前驱动轮(1)压实在爬上的那阶台阶面，使一对后导向轮(7)压实在爬上的那个台阶其后的两阶台阶面，再使丝杠电机(31)驱动丝杠(33)旋转，丝杠支架(32)连接前后轮故而不动，丝杠螺母(34)带动支架框(5)及紧配合在下支座(91)内的圆柱导轨(92)沿上滑块(93)的半圆槽向前滑动一个前轮(11)直径的距离，使椅子框架(45)和支架框(5)复位，前轮驱动电机(14)旋转驱动前轮(11)转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至前轮(11)碰到下一阶楼梯台阶侧面停，这样循环向上一阶一阶地爬至后轮(71)碰到下一阶楼梯台阶侧面停；
第五步上最后一阶台阶：一对推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)伸长一个台阶高，一对推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时伸长一个台阶高，使前轮(11)离开地面半台阶高，一对后导向轮(7)的推杆电机Ⅲ(75)旋转驱动推杆Ⅲ(73)带动后轮(71)缩短一个台阶高度,使后轮(71)离开最后第二阶台阶高过最后第一阶台阶半个台阶高，丝杠电机(31)驱动丝杠(33)旋转，因丝杠螺母(34)固定在支架框(5)上，支架框(5)连接一对推杆架Ⅰ(62)和一对推杆架Ⅱ(83)故不动，丝杠(33)带动丝杠支架(32)从而推动椅子框架(45)的上滑块(93)沿圆柱导轨(92)向前滑动一个前轮(11)直径的距离，推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)收缩一个台阶高，推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时收缩两个台阶高，使一对前驱动轮(1)压实在楼上地面，使一对后导向轮(7)压实在最后一阶台阶面，再使丝杠电机(31)驱动丝杠(33)旋转，丝杠支架(32)连接前后轮故而不动，丝杠螺母(34)带动支架框(5)及紧配合在下支座(91)内的圆柱导轨(92)沿上滑块(93)的半圆槽向前滑动一个前轮(11)直径的距离，使椅子框架(45)和支架框(5)复位，前轮驱动电机(14)旋转驱动前轮(11)转动，带动新型爬楼梯残疾人用车前进至后轮(71)碰到楼上地面侧面停；
第六步上楼上地面：一对推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)伸长一个台阶高，一对推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时伸长一个台阶高，使前轮(11)离开地面半个台阶高，一对后导向轮(7)的推杆电机Ⅲ(75)旋转驱动推杆Ⅲ(73)带动后轮(71)再缩短一个台阶高度,使后轮(71)离开最后一阶台阶高过楼上地面半个台阶高，丝杠电机(31)驱动丝杠(33)旋转，因丝杠螺母(34)固定在支架框(5)上，支架框(5)连接一对推杆架Ⅰ(62)和一对推杆架Ⅱ(83)故不动，丝杠(33)带动丝杠支架(32)从而推动椅子框架(45)的上滑块(93)沿圆柱导轨(92)向前滑动一个前轮(11)直径的距离，推杆电机Ⅰ(61)旋转带动推杆Ⅰ(63)推动支脚Ⅰ(64)收缩一个台阶高，推杆电机Ⅱ(84)旋转带动推杆Ⅱ(82)推动支脚Ⅱ(81)同时收缩两个台阶高，使一对前驱动轮(1)压实在楼上地面，使一对后导向轮(7)也压实在楼上地面，再使丝杠电机(31)驱动丝杠(33)旋转，丝杠支架(32)连接前后轮故而不动，丝杠螺母(34)带动支架框(5)及紧配合在下支座(91)内的圆柱导轨(92)沿上滑块(93)的半圆槽向前滑动一个前轮(11)直径的距离，使椅子框架(45)和支架框(5)复位，前轮驱动电机(14)正反旋转驱动前轮(11)转动，带动新型爬楼梯残疾人用车在楼上平地自由行走。
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