CN108606880A - 一种可爬楼梯的全地形智能轮椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械领域，具体涉及轮椅。一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，包括一智能轮椅，智能轮椅包括一驱动车轮的驱动系统，智能轮椅包括一轮椅架，轮椅架的下部安有一履带式底盘，履带式底盘包括两条履带；轮椅架的下部安有一升降装置，升降装置上固定有四个车轮，四个车轮设置在两条履带之间。本发明通过优化原有的智能轮椅结构，增设履带式底盘使轮椅不仅能在大部分地形上行驶同时可攀爬楼梯；在平坦路面行驶时，通过车轮保持正常行驶，当遇到楼梯、崎岖路面等环境时，利用升降装置收起车轮，采用履带带动，保证行驶过程的平稳，进而用户使用轮椅时更便利。

Description

一种可爬楼梯的全地形智能轮椅

技术领域

本发明涉及机械领域，具体地，涉及轮椅。

背景技术

轮椅是肢体伤残者和行动不便人士的重要代步工具。普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置和背靠组成。电动轮椅在普通轮椅基础上，增加了电动助力装置，减轻了使用者的体力消耗，增加了使用者的活动范围。智能轮椅在电动轮椅的基础上增加了定位移动、站立移动、遥控移动以及互联网配合的辅助生活的功能。现有的轮椅技术已经提出了爬楼梯的解决方案，但存在稳定性和安全性不够，在有些复杂路况下存在通过性不强，这一问题严重影响了轮椅使用者外出的便利性。

发明内容

本发明的目的是提供一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，以解决上述至少一个技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，包括一智能轮椅，所述智能轮椅包括一驱动车轮的驱动系统，其特征在于，所述智能轮椅包括一轮椅架，所述轮椅架的下部安有一履带式底盘，所述履带式底盘包括两条履带；

所述轮椅架的下部安有一升降装置，所述升降装置上固定有四个车轮，四个所述车轮设置在两条所述履带之间。所述轮椅架上安有一座椅，所述座椅上安有一控制面板，所述控制面板连接一控制模块，所述控制模块控制连接所述驱动系统。

所述座椅的下部固定有一液压缸，所述液压缸的上部固定在所述座椅上，所述液压缸的下部固定在所述轮椅架上。

所述座椅上安有一陀螺仪，所述陀螺仪的信号输出端连接所述控制模块，所述控制模块连接所述液压缸的控制端。

所述轮椅架上安有一倾角传感器，所述倾角传感器的信号输出端连接一信号处理模块，所述信号处理模块的信号输出端连接所述控制模块，所述控制模块控制连接所述升降装置、所述履带式底盘。

所述履带式底盘上安有一摄像头，所述摄像头的信号输出端连接所述信号处理模块，所述信号处理模块连接一存储模块。

所述轮椅架上安有一GPS。

所述控制面板上安有一显示屏，所述显示屏连接所述信号处理模块。或，所述控制面板采用触摸显示屏，所述触摸显示屏连接所述信号处理模块。

所述信号处理模块连接一无线通讯模块。

本发明通过优化原有的智能轮椅结构，增设履带式底盘使轮椅不仅能在大部分地形上行驶同时可攀爬楼梯；在平坦路面行驶时，通过车轮保持正常行驶，当遇到楼梯、崎岖路面等环境时，利用升降装置收起车轮，采用履带带动，保证行驶过程的平稳，进而用户使用轮椅时更便利。

附图说明

图1为本发明的部分结构示意图；

图2为本发明的部分结构侧视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

如图1和图2所示，一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，包括一智能轮椅，智能轮椅包括一驱动车轮的驱动系统，智能轮椅包括一轮椅架6，轮椅架的下部安有一履带式底盘2，履带式底盘包括两条履带3；轮椅架的下部安有一升降装置，升降装置上固定有四个车轮4，四个车轮设置在两条履带之间。 本发明通过优化原有的智能轮椅结构，增设履带式底盘使轮椅不仅能在大部分地形上行驶同时可攀爬楼梯；在平坦路面行驶时，通过车轮保持正常行驶，当遇到楼梯、崎岖路面等环境时，利用升降装置收起车轮，采用履带带动，保证行驶过程的平稳，进而用户使用轮椅时更便利。车轮设置在履带内侧，更为稳固，当轮椅向一侧倾倒时，履带可提供支撑，防止倾倒，提高了安全性、稳定性。

驱动系统包括第一蓄电池，第一蓄电池的电能输出端连接第一电机的电能输入端，第一电机的转轴与车轮通过第一传动机构联动；控制模块控制连接电机，第一蓄电池、第一电机均安装在轮椅架上。便于保证采用车轮正常行驶。

履带式底盘包括一第二蓄电池、用于驱动履带的驱动轮、两条履带、一安装支架，安装支架的上部固定在轮椅架的下部，第二蓄电池、驱动轮、履带均安装在安装支架上，第二蓄电池的电能输出端连接第二电机的电能输入端，第二电机的转轴与驱动轮通过第二传动机构联动；控制模块控制连接第二电机。便于保证采用履带正常行驶。采用两个蓄电池分开功能，提高了轮椅的实用性。

两条履带内均设有前、后设置的至少两组用于支撑履带形状的行走轮，至少两组行走轮包括第一行走轮组、第二行走轮组，第一行走轮组、第二行走轮组均包括至少两个用于支撑履带的行走轮，第一行走轮组中的行走轮横向设置在第一固定件上，第二行走轮组中的行走轮横向设置在第二固定件上；第一固定件的前部通过一转轴固定在安装支架上，第一固定件的后部通过第一减震机构固定在安装支架上；第二固定件的前部通过第二减震机构固定在安装支架上，第二固定件的后部通过一转轴固定在安装支架上。具体的，在攀爬楼梯或障碍物时，经过顶点处压力最大，履带式底盘向前倾斜，由于重力，第一固定件的前部压力逐渐变小、后部承受压力逐渐变大，第一减震机构被压缩，第一固定件前部通过转轴转动，使第一固定件由水平位置到向前倾斜，进而履带的前部弯折，贴合地面；同样的，在过楼梯或障碍物的顶点时，第二固定件的前部压力逐渐变大、后部压力逐渐变小，第二减震机构被压缩，第二固定件后部通过转轴转动，使第二固定件由水平位置到向后倾斜，进而履带的后部弯折，贴合地面。此设计有效提高了履带与地面的贴合效果，不会产生坠落，提高了稳定性。

安装支架上安有一减震器。减震器包括一减震柱，减震柱的上部固定在轮椅架上，减震器的下部安装在安装支架上。采用履带行驶时更平稳。

第一传动机构、第二传动机构均采用齿轮传动机构。利用齿轮传动具有精度高、不打滑等特点。

轮椅架上安有一座椅1，座椅上安有一控制面板5，控制面板连接一控制模块，控制模块控制连接驱动系统。便于用户控制轮椅的前后行驶，及左右转向等操作。座椅上安装有智能终端、操作手柄和操作按键。便于控制。

升降装置包括一电动伸缩杆，控制模块控制连接电动伸缩杆的电能输入端；四个车轮包括两个前轮、两个后轮，两个前轮之间均通过第一转轴连接，两个后轮之间通过第二转轴连接，第一转轴、第二转轴外均套设有一套管，套管上固定有电动伸缩杆的一端，电动伸缩杆的另一端固定在轮椅架上。

座椅的下部固定有一液压缸，液压缸的上部固定在座椅上，液压缸的下部固定在轮椅架上。进而可调整座椅的高度。座椅与底盘通过铰链和液压缸连接。保证连接强度。

座椅上安有一陀螺仪，陀螺仪的信号输出端连接控制模块，控制模块连接液压缸的控制端。

液压缸为两个，两个液压缸前后排布在座椅的下方。进而可调整座椅的倾斜角度，在攀爬楼梯或坡面时保证座椅的水平，以增加用户使用轮椅时的舒适性。

轮椅架上安有一倾角传感器，倾角传感器的信号输出端连接一信号处理模块，信号处理模块的信号输出端连接控制模块，控制模块控制连接升降装置、履带式底盘。以检测轮椅架姿态，当倾角传感器检测到轮椅架呈倾斜状态时，表明行驶路面具有坡度或崎岖，此时通过控制模块控制升降装置升起车轮，进而控制模块控制履带式底盘通过履带行驶；当倾角传感器检测到轮椅架呈正常状态时，则保持通过车轮行驶，或，通过控制模块控制升降装置降下车轮，进而控制模块控制驱动系统驱动车轮进行行驶，同时控制模块控制履带式底盘停止运行。

履带式底盘上安有一摄像头，摄像头的信号输出端连接信号处理模块，信号处理模块连接一存储模块。通过摄像头拍摄行驶方向的画面，再通过信号处理模块将摄像头的拍摄画面与预先存储到存储模块内的画面进行对比，进而信号处理器判断行驶方向上是否存在楼梯结构，进而信号处理器将判断后的信号发送给控制模块，控制模块根据判断后的信号选择通过车轮行驶或通过履带行驶。

轮椅架上安有一GPS。进而可定位轮椅位置。便于寻找用户。

控制面板上安有一显示屏，显示屏连接信号处理模块。或，控制面板采用触摸显示屏，触摸显示屏连接信号处理模块。通过显示屏可显示电量、所处位置等信息，播放存储在存储模块内的视频。通过预存到存储模块内的地图信息配合GPS，还可进行行驶路线规划，将规划后的路线显示到显示屏上。第一蓄电池、第二蓄电池内均安有一电量检测仪，电量检测仪的信号输出端连接信号处理模块。

信号处理模块连接一无线通讯模块。通过无线通讯模块能够进行语音和视频通话，能够接入互联网，用户使用更便利。

履带上设有条状凸起，以增加履带的摩擦力，条状凸起的横截面呈长方形、半圆形、三角形，优选，三角形。条状凸起的横截面呈三角形时，条状凸起包括一前进方向上的前侧面、一后侧面，前侧面与履带的下表面之间形成一25°~45°的夹角。优选，夹角为26°34'。条状凸起前侧面的倾斜，在使用履带上、下楼梯时，前侧面可贴合楼梯台阶的平面，增加摩擦力，更稳固。常用的楼梯坡度范围在25°～45°，其中以30°左右较为适宜，如公共建筑中的楼梯及室外的台阶常采用26°34'的坡度，使用轮椅一般为外出情况，采用26°34'较为适宜室外楼梯。

履带采用橡胶制成的橡胶质履带。以保证摩擦力。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，包括一智能轮椅，所述智能轮椅包括一驱动车轮的驱动系统，其特征在于，所述智能轮椅包括一轮椅架，所述轮椅架的下部安有一履带式底盘，所述履带式底盘包括两条履带；

所述轮椅架的下部安有一升降装置，所述升降装置上固定有四个车轮，四个所述车轮设置在两条所述履带之间。

2.如权利要求1所述的一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，其特征在于，所述轮椅架上安有一座椅，所述座椅上安有一控制面板，所述控制面板连接一控制模块，所述控制模块控制连接所述驱动系统。

3.如权利要求2所述的一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，其特征在于，所述座椅的下部固定有一液压缸，所述液压缸的上部固定在所述座椅上，所述液压缸的下部固定在所述轮椅架上。

4.如权利要求3所述的一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，其特征在于，所述座椅上安有一陀螺仪，所述陀螺仪的信号输出端连接所述控制模块，所述控制模块连接所述液压缸的控制端。

5.如权利要求2所述的一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，其特征在于，所述轮椅架上安有一倾角传感器，所述倾角传感器的信号输出端连接一信号处理模块，所述信号处理模块的信号输出端连接所述控制模块，所述控制模块控制连接所述升降装置、所述履带式底盘。

6.如权利要求5所述的一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，其特征在于，所述履带式底盘上安有一摄像头，所述摄像头的信号输出端连接所述信号处理模块，所述信号处理模块连接一存储模块。

7.如权利要求5所述的一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，其特征在于，所述轮椅架上安有一GPS。

8.如权利要求7所述的一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，其特征在于，所述控制面板上安有一显示屏，所述显示屏连接所述信号处理模块。

9.如权利要求1所述的一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，其特征在于，两条所述履带内均设有前、后设置的至少两组用于支撑履带形状的行走轮，至少两组行走轮包括第一行走轮组、第二行走轮组，所述第一行走轮组、所述第二行走轮组均包括至少两个用于支撑履带的行走轮，所述第一行走轮组中的行走轮横向设置在第一固定件上，所述第二行走轮组中的行走轮横向设置在第二固定件上；

所述第一固定件的前部通过一转轴固定在所述安装支架上，所述第一固定件的后部通过第一减震机构固定在所述安装支架上；

所述第二固定件的前部通过第二减震机构固定在安装支架上，所述第二固定件的后部通过一转轴固定在所述安装支架上。

10.如权利要求1所述的一种可爬楼梯的全地形智能轮椅，其特征在于，所述履带上设有条状凸起，所述条状凸起的横截面呈三角形，所述条状凸起包括一前进方向上的前侧面、一后侧面，所述前侧面与所述履带的下表面之间形成一25°~45°的夹角。