CN108743083A - 一种多功能助残轮椅及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能助残轮椅及其工作方法。市场上的轮椅难以满足使用者上下路沿、上下公交汽车的需求。本发明一种多功能助残轮椅，包括驱动机构、升降机构、横移机构和两用座椅。驱动机构包括基座板、驱动架、第一电动推杆、第二电动推杆和行进组件。行进组件包括动力转轴、第一电机、第一车轮、第二车轮、第一支撑杆、第二支撑杆、第一链条、第二链条、第三链条、第一链轮、第二链轮和第三链轮。升降机构包括升降台座、升降台架和升降驱动组件。横移机构包括滑轨、滑块、丝杠和横移电机。两用座椅包括靠背板、坐垫板、锁位齿盘、推拉式电磁铁、第一编码器、扶手组件和脚架组件。本发明能够辅助残疾人上下路沿，具有较强的地形通过能力。

Description

一种多功能助残轮椅及其工作方法

技术领域

本发明属于助残技术领域，具体涉及一种多功能助残轮椅及其工作方法。

背景技术

当前社会对残疾人的保障还未完善，譬如公交车系统还未为残疾人设置专用的上、下公交设备，很多公共场合尚未为残疾人设置专用通道，导致了很多残疾人出门上路沿、上公交和斜坡都非常不方便。

对于残疾人来说，轮椅显得尤为重要。调研发现市场上的轮椅难以满足使用者上下路沿、上下公交汽车的需求，价格也偏高，远远不能满足残疾人出行和生活的要求，设计一款多功能智能一种多功能助残轮椅具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能助残轮椅及其工作方法。

本发明一种多功能助残轮椅，包括驱动机构、升降机构、横移机构和两用座椅。所述的驱动机构包括基座板、驱动架、第一电动推杆、第二电动推杆和行进组件。所述基座板的底面与驱动架的顶部固定。

所述的行进组件包括动力转轴、第一电机、第一车轮、第二车轮、第一支撑杆、第二支撑杆、第一链条、第二链条、第三链条、第一链轮、第二链轮和第三链轮。动力转轴支承在驱动架上。第一支撑杆及第二支撑杆均与动力转轴构成转动副。第一支撑杆的底端支承有第一轮轴。第一车轮固定在第一轮轴上。第二支撑杆的底端支承有第二轮轴。第二车轮固定在第二轮轴上。第一电机固定在驱动架上。两个第一链轮与第一电机的输出轴、动力转轴分别固定。两个第二链轮与第一轮轴、动力转轴分别固定。两个第三链轮与第二轮轴、动力转轴分别固定。两个第一链轮通过第一链条连接。两个第二链轮通过第二链条连接。两个第三链轮通过第三链条连接。

所述的行进组件共有两个。两个行进组件分别设置在驱动架的两侧。两个行进组件的动力转轴同轴设置。两个行进组件内第一支撑杆的顶端与第一铰轴的两端分别固定。两个行进组件内第二支撑杆的顶端与第二铰轴的两端分别固定。第一电动推杆、第二电动推杆的外壳均与驱动架底部铰接，推出杆与第一铰轴、第二铰轴分别构成转动副。

所述的升降机构包括升降台座、升降台架和升降驱动组件。升降台座固定在基座板上。所述的升降驱动组件包括叉剪组件、第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴、第四连接轴和第三电动推杆。所述的叉剪组件包括第一连接轴、第二连接轴和两个叉剪单元。所述的叉剪单元包括第一叉剪杆、第二叉剪杆、第三叉剪杆和第四叉剪杆。第一叉剪杆的中部与第二叉剪杆的中部铰接。第三叉剪杆的中部与第四叉剪杆的中部铰接。

两个叉剪单元上下排列。位于上方的叉剪单元的第二叉剪杆、第四叉剪杆底端与第一连接轴的两端分别构成转动副。位于下方的叉剪单元的第一叉剪杆、第三叉剪杆顶端与第一连接轴的两端分别构成转动副。位于上方的叉剪单元的第一叉剪杆、第三叉剪杆底端与第二连接轴的两端分别构成转动副。位于下方的叉剪单元的第二叉剪杆、第四叉剪杆顶端与第二连接轴的两端分别构成转动副。

位于下方的叉剪单元内第二叉剪杆、第四叉剪杆的底端均与升降台座铰接，第一叉剪杆、第三叉剪杆的底端与第三连接轴的两端分别构成转动副。第三连接轴的两端分别伸入升降台座上开设的两个第一滑槽内。位于上方的叉剪单元内第一叉剪杆、第三叉剪杆的顶端均与升降台架铰接，第二叉剪杆、第四叉剪杆的顶端与第四连接轴的两端分别构成转动副。第四连接轴的两端分别伸入升降台架上开设的两个第二滑槽内。第一连接轴、第二连接轴与第三电动推杆的外壳、推出杆分别连接。

所述的横移机构包括滑轨、滑块、丝杠和横移电机。所述的滑轨固定在升降机构内升降台架的顶部。所述的丝杠支承在升降台架的顶部。滑块与滑轨构成滑动副。固定在滑块上的螺母与丝杠构成螺旋副。丝杠由横移电机驱动。

所述的两用座椅包括靠背板、坐垫板、锁位齿盘、推拉式电磁铁、第一编码器和脚架组件。所述的靠背板与横移机构内滑块固定。靠背板与坐垫板通过调位铰接轴铰接。调位铰接轴与靠背板固定。调位铰接轴上套置有扭簧。扭簧两端与靠背板、坐垫板分别固定。调位铰接轴上固定有锁位齿盘。推拉式电磁铁固定在坐垫板上。推拉式电磁铁的推出杆上固定有锁止块。推拉式电磁铁的推出杆朝向锁位齿盘设置。第一编码器与坐垫板固定。第一编码器的输入轴与调位铰接轴固定。

所述的脚架组件包括第四电动推杆、组合支架、车轮杆、辅助车轮和辅助驱动件。所述的组合支架包括滑管和加强杆。间隔设置的两根滑管内端均与坐垫板铰接。加强杆的两端与两根滑管的中部分别固定。第二编码器与坐垫板固定。第二编码器的输入轴与组合支架固定。第二编码器的输入轴轴线与坐垫板、组合支架内滑管所成转动副的公共轴线共线。第四电动推杆的外壳与加强杆的中部铰接，推出杆与坐垫板铰接。两个车轮杆的内端与两根滑管的内壁分别构成滑动副。两个车轮杆的外端通过连接杆固定在一起，且均支承有辅助车轮。车轮杆由辅助驱动件驱动。

进一步地，所述的辅助驱动件包括齿轮和脚架伸缩电机。所述的脚架伸缩电机固定在组合支架上。脚架伸缩电机的输出轴与齿轮固定。所述的车轮杆呈齿条状。所述的齿轮与其中一根车轮杆啮合。

进一步地，所述第一轮轴及第二轮轴的轴线均与动力转轴的轴线平行。第一轮轴、第二轮轴的轴线到动力转轴的轴线的距离相等。

进一步地，所述的横移电机固定在升降机构内升降台架的顶部。横移电机的输出轴与丝杠的一端固定。

进一步地，所述锁位齿盘的边缘上开设有沿锁位齿盘周向均布的多个矩形槽。

进一步地，所述的第一编码器采用绝对型编码器。所述的第二编码器采用绝对型编码器。

进一步地，所述的组合支架还包括搁脚架。呈U型的搁脚架的两端与两根滑管的外端分别固定。搁脚架位于滑管远离驱动机构的一侧。

进一步地，所述的两用座椅还包括扶手组件。所述的扶手组件包括横扶手和竖扶手。所述横扶手、竖扶手的一端铰接在一起，另一端与靠背板、坐垫板分别铰接。扶手组件共有两个。两个扶手组件分别设置在坐垫板的两侧。

该多功能助残轮椅的工作方法包括平躺方法、坐起方法、上路沿方法和下路沿方法：

平躺方法具体如下：

步骤一、推拉式电磁铁的推出杆缩回，锁止块与锁位齿盘分离。

步骤二、使用者的背部挤压靠背板，使得扭簧变形，靠背板向远离坐垫板的方向翻转。第一编码器检测靠背板的翻转角度。第二编码器检测组合支架的翻转角度。第四电动推杆推出，使得组合支架翻转，且组合支架的翻转角度与靠背板的翻转角度实时相等。

步骤三、第一编码器检测到靠背板的外侧面达到水平时，推拉式电磁铁的推出杆推出，锁止块卡入锁位齿盘。第四电动推杆停止运动。

坐起方法具体如下：

步骤一、第四电动推杆缩回，使得组合支架的外端向上翻转。直到第二编码器检测到组合支架的翻转角度达到a，50°≤a≤85°。

步骤二、推拉式电磁铁的推出杆缩回，锁止块与锁位齿盘分离。锁止块与锁位齿盘分离。使用者减轻背部对靠背板的压力。靠背板在扭簧的弹力作用下向上翻转。直到第一编码器检测到靠背板的翻转角度达到a，推拉式电磁铁的推出杆推出，锁止块卡入锁位齿盘。

下路沿方法具体步骤如下：

步骤一、驱动机构行进至路沿上侧地面的边缘处。

步骤二、第一电动推杆及第二电动推杆同步缩回，使得第一支撑杆、第二支撑杆的底端均向远离驱动架的方向翻转。

横移电机正转，两用座椅向前移动。之后，辅助驱动件运动，使得辅助车轮降低至与路沿下侧的地面接触。

步骤三、两个第一电机同步正转，驱动机构向前行进，使得两个第一车轮悬空且到达路沿下侧地面的上方，两个第二车轮依旧与路沿上侧的地面接触。

步骤四、第一电动推杆推出，第一支撑杆的底端向靠近驱动架的方向翻转，使得两个第一车轮与路沿下侧的地面接触。

步骤五、两个第一电机同步正转，驱动机构向前行进，使得两个第二车轮悬空且到达路沿下侧地面的上方。

步骤六、第二电动推杆推出，第二支撑杆的底端向靠近驱动架的方向翻转，使得两个第二车轮与路沿下侧的地面接触。

步骤七、横移电机反转，滑块带动两用座椅复位。之后，辅助驱动件运动，使得辅助车轮悬空。

上路沿方法具体步骤如下：

步骤一、驱动机构行进至路沿下侧地面的边缘处。

步骤二、第一电动推杆及第二电动推杆同步缩回，使得第一支撑杆、第二支撑杆的底端均向远离驱动架的方向翻转。横移电机正转，两用座椅向前移动。之后，辅助驱动件运动，使得辅助车轮与路沿上侧的地面接触。

步骤三、第二电动推杆推出，第二支撑杆的底端向靠近驱动架的方向翻转，使得两个第一车轮升高至高于路沿上侧的地面。

步骤四、两个第一电机同步正转，驱动机构向前行进，使得两个第二车轮路沿下侧地面的边缘处。

步骤五、第一电动推杆推出，第一支撑杆的底端向靠近驱动架的方向翻转，使得两个第一车轮与路沿上侧的地面接触，并使第二车轮悬空。

步骤六、两个第一电机同步正转，驱动机构向前行进，使得第一车轮及第二车轮均与路沿上侧地面接触。

步骤七、横移电机反转，滑块带动两用座椅复位。之后，辅助驱动件运动，使得辅助车轮悬空。

进一步地，上路沿方法的步骤三至六及下路沿上路沿方法的步骤三至六中，辅助驱动件根据基座板的空间位置运动，使得基座板保持水平状态。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明能够辅助残疾人上下路沿及公交车，具有较强的地形通过能力。

2、本发明的辅助车轮能够在遇到较复杂路况时，作为的辅助支撑，增强轮椅的稳定性。

3、本发明的四个车轮均为动力轮，增强了轮椅的通过能力，此外，本发明通过两个电机差速转动，能实现轮椅的原理转向。

4、本发明能够自动升降，使得残疾人能够在他人相同的高度上进行交流，且能够帮助残疾人拿取高处的物品。

5、本发明具有躺下和坐起两种模式，便于残疾人的休息。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明辅助残疾人平躺状态下的示意图；

图3为本发明中驱动机构的示意图；

图4为本发明中升降机构的立体图；

图5为本发明中两用座椅的立体图。

图6为本发明在下路沿方法步骤一执行后的状态图；

图7为本发明在下路沿方法步骤二执行后的状态图；

图8为本发明在下路沿方法步骤三执行后的状态图；

图9为本发明在下路沿方法步骤四执行后的状态图；

图10为本发明在下路沿方法步骤五执行后的状态图；

图11为本发明在下路沿方法步骤六执行后的状态图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2和3所示，一种多功能助残轮椅，包括驱动机构1、升降机构2、横移机构3和两用座椅4。驱动机构1包括基座板1-1、驱动架1-2、第一电动推杆1-4、第二电动推杆1-5和行进组件。基座板1-1的底面与驱动架1-2的顶部固定。

行进组件包括动力转轴1-3、第一电机1-6、第一车轮1-7、第二车轮1-8、第一支撑杆1-9、第二支撑杆1-10、第一链条、第二链条、第三链条、第一链轮1-11、第二链轮1-12和第三链轮1-13。动力转轴1-3支承在驱动架1-2的中部。第一支撑杆1-9及第二支撑杆1-10均与动力转轴1-3构成转动副。第一支撑杆1-9的底端支承有第一轮轴。第一车轮1-7固定在第一轮轴上。第二支撑杆1-10的底端支承有第二轮轴。第二车轮1-8固定在第二轮轴上。第一轮轴及第二轮轴的轴线均与动力转轴1-3的轴线平行。第一轮轴、第二轮轴的轴线到动力转轴1-3的轴线的距离相等。第一电机1-6固定在驱动架1-2上。两个第一链轮1-11与第一电机1-6的输出轴、动力转轴1-3分别固定。两个第二链轮1-12与第一轮轴、动力转轴1-3分别固定。两个第三链轮1-13与第二轮轴、动力转轴1-3分别固定。两个第一链轮1-11通过第一链条连接。两个第二链轮1-12通过第二链条连接。两个第三链轮1-13通过第三链条连接。

行进组件共有两个。两个行进组件分别设置在驱动架1-2的两侧。两个行进组件的动力转轴1-3同轴设置。两个行进组件内第一支撑杆1-9的顶端与第一铰轴1-14的两端分别固定。两个行进组件内第二支撑杆1-10的顶端与第二铰轴1-15的两端分别固定。第一电动推杆1-4、第二电动推杆1-5的外壳均与驱动架1-2底部铰接，推出杆与第一铰轴1-14、第二铰轴1-15分别构成转动副。

如图1、2和4所示，升降机构2包括升降台座2-1、升降台架2-2和升降驱动组件。升降台座2-1固定在基座板1-1上。升降驱动组件包括叉剪组件、第一连接轴2-3、第二连接轴、第三连接轴2-4、第四连接轴和第三电动推杆2-5。叉剪组件包括第一连接轴2-3、第二连接轴和两个叉剪单元。叉剪单元包括第一叉剪杆、第二叉剪杆、第三叉剪杆和第四叉剪杆。第一叉剪杆的中部与第二叉剪杆的中部铰接。第三叉剪杆的中部与第四叉剪杆的中部铰接。

两个叉剪单元上下排列。位于上方的叉剪单元的第二叉剪杆、第四叉剪杆底端与第一连接轴2-3的两端分别构成转动副。位于下方的叉剪单元的第一叉剪杆、第三叉剪杆顶端与第一连接轴2-3的两端分别构成转动副。位于上方的叉剪单元的第一叉剪杆、第三叉剪杆底端与第二连接轴的两端分别构成转动副。位于下方的叉剪单元的第二叉剪杆、第四叉剪杆顶端与第二连接轴的两端分别构成转动副。

位于下方的叉剪单元内第二叉剪杆、第四叉剪杆的底端均与升降台座2-1铰接，第一叉剪杆、第三叉剪杆的底端与第三连接轴2-4的两端分别构成转动副。第三连接轴2-4的两端分别伸入升降台座2-1上开设的两个第一滑槽内。位于上方的叉剪单元内第一叉剪杆、第三叉剪杆的顶端均与升降台架2-2铰接，第二叉剪杆、第四叉剪杆的顶端与第四连接轴的两端分别构成转动副。第四连接轴的两端分别伸入升降台架2-2上开设的两个第二滑槽内。第一连接轴2-3、第二连接轴与第三电动推杆2-5的外壳、推出杆分别固定。

横移机构3包括滑轨、滑块、丝杠和横移电机。横移电机及两根滑轨固定在升降机构2内升降台架2-2的顶部。丝杠支承在升降台架2-2的顶部。滑块与两根滑轨构成滑动副。固定在滑块上的螺母与丝杠构成螺旋副。横移电机的输出轴与丝杠的一端固定。

如图1、2和5所示，两用座椅4包括靠背板4-1、坐垫板4-2、锁位齿盘、推拉式电磁铁、第一编码器、扶手组件和脚架组件。靠背板4-1的底面与横移机构3内滑块的顶部固定。靠背板4-1的底部与坐垫板4-2的一端通过调位铰接轴铰接。调位铰接轴与靠背板4-1固定。调位铰接轴上套置有扭簧。扭簧两端与靠背板4-1、坐垫板4-2分别固定。调位铰接轴上固定有锁位齿盘。锁位齿盘的边缘上开设有沿锁位齿盘周向均布的多个矩形槽。推拉式电磁铁固定在坐垫板4-2上。推拉式电磁铁的推出杆上固定有锁止块。推拉式电磁铁的推出杆朝向锁位齿盘设置。当推拉式电磁铁推出的状态下，锁止块卡入锁位齿盘上的其中一个矩形槽，使得靠背板4-1与坐垫板4-2相对固定。第一编码器与坐垫板4-2固定。第一编码器的输入轴与调位铰接轴固定。第一编码器采用绝对型编码器。

扶手组件包括横扶手4-4和竖扶手4-5。横扶手4-4、竖扶手4-5的一端铰接在一起，另一端与靠背板4-1、坐垫板4-2分别铰接。竖扶手4-5、坐垫板4-2的铰接轴轴线与靠背板4-1、坐垫板4-2的铰接轴轴线的间距等于横扶手4-4、竖扶手4-5的铰接轴轴线与横扶手4-4、靠背板4-1的铰接轴轴线的间距。扶手组件共有两个。两个扶手组件分别设置在坐垫板4-2的两侧。

脚架组件包括第四电动推杆4-3、组合支架4-6、车轮杆4-7、辅助车轮4-8和辅助驱动件。组合支架4-6包括滑管、加强杆和搁脚架。间隔设置的两根滑管内端均与坐垫板4-2远离靠背板4-1的那端铰接。加强杆的两端与两根滑管的中部分别固定。呈U型的搁脚架的两端与两根滑管的外端分别固定。搁脚架位于滑管远离驱动机构1的一侧。第二编码器与坐垫板固定。第二编码器的输入轴与组合支架4-6固定。第二编码器的输入轴轴线与坐垫板、组合支架4-6内滑管所成转动副的公共轴线共线。第二编码器采用绝对型编码器。第四电动推杆4-3的外壳与加强杆的中部铰接，推出杆与坐垫板4-2铰接。两个车轮杆4-7的内端与两根滑管的内壁分别构成滑动副。两个车轮杆4-7的外端通过连接杆固定在一起，且均支承有辅助车轮4-8。辅助驱动件包括齿轮和脚架伸缩电机4-9。车轮杆4-7呈齿条状。脚架伸缩电机4-9固定在组合支架4-6上。脚架伸缩电机4-9的输出轴与齿轮固定。齿轮与其中一根车轮杆4-7的齿条部分啮合。两个第一车轮1-7位于脚架组件的正下方。两个第二车轮1-8位于靠背板4-1的正下方。

该多功能助残轮椅的工作方法包括平躺方法、坐起方法、上路沿方法和下路沿方法：

平躺方法具体如下：

步骤一、推拉式电磁铁的推出杆通电缩回，锁止块与锁位齿盘分离。

步骤二、使用者的背部挤压靠背板，使得扭簧变形，靠背板向远离坐垫板的方向翻转。第一编码器检测靠背板的翻转角度。第二编码器检测组合支架4-6的翻转角度。第四电动推杆4-3推出，使得组合支架4-6翻转，且组合支架4-6的翻转角度与靠背板的翻转角度实时相等。

步骤三、第一编码器检测到靠背板的外侧面达到水平时，推拉式电磁铁的推出杆断电推出，锁止块卡入锁位齿盘上的矩形槽内。第四电动推杆4-3停止运动。此时，使用者呈现躺姿，该多功能助残轮椅的状态如图2所示。

坐起方法具体如下：

步骤一、第四电动推杆4-3缩回，使得组合支架4-6的外端向上翻转。直到第二编码器检测到组合支架4-6的翻转角度达到a，a＝80°。

步骤二、推拉式电磁铁的推出杆通电缩回，锁止块与锁位齿盘分离。锁止块与锁位齿盘分离。使用者减轻背部对靠背板的压力。靠背板在扭簧的弹力作用下向上翻转。直到第一编码器检测到靠背板的翻转角度达到a，推拉式电磁铁的推出杆断电推出，锁止块卡入锁位齿盘上的矩形槽内。此时，使用者呈现坐姿。

下路沿方法具体步骤如下：

步骤一、驱动机构1行进至路沿上侧地面的边缘处。此时该多功能助残轮椅的状态如图6所示。

步骤二、第一电动推杆1-4及第二电动推杆1-5同步缩回，使得第一支撑杆1-9、第二支撑杆1-10的底端均向远离驱动架1-2的方向翻转，驱动架1-2的高度降低。

横移电机正转，两用座椅4向前(即向路沿的方向)移动。之后，脚架伸缩电机4-9正转，使得辅助车轮4-8降低至与路沿下侧的地面接触。此时该多功能助残轮椅的状态如图7所示。

步骤三、两个第一电机1-6同步正转，驱动机构1向前行进，使得两个第一车轮1-7悬空且到达路沿下侧地面的上方，两个第二车轮1-8依旧与路沿上侧的地面接触。此时该多功能助残轮椅的状态如图8所示。

步骤四、第一电动推杆1-4推出，第一支撑杆1-9的底端向靠近驱动架1-2的方向翻转，使得两个第一车轮1-7与路沿下侧的地面接触。此时该多功能助残轮椅的状态如图9所示。

步骤五、两个第一电机1-6同步正转，驱动机构1向前行进，使得两个第二车轮1-8悬空且到达路沿下侧地面的上方。此时该多功能助残轮椅的状态如图10所示。

步骤六、第二电动推杆1-5推出，第二支撑杆1-10的底端向靠近驱动架1-2的方向翻转，使得两个第二车轮1-8与路沿下侧的地面接触。此时该多功能助残轮椅的状态如图11所示。

步骤七、横移电机反转，滑块带动两用座椅4复位。之后，脚架伸缩电机4-9反转，使得辅助车轮4-8悬空。

上路沿方法具体步骤如下：

步骤一、驱动机构1行进至路沿下侧地面的边缘处。

步骤二、第一电动推杆1-4及第二电动推杆1-5同步缩回，使得第一支撑杆1-9、第二支撑杆1-10的底端均向远离驱动架1-2的方向翻转，驱动架1-2的高度降低。横移电机正转，两用座椅4向前(即向路沿的方向)移动，使得辅助车轮到达路沿上侧地面的上方。之后，脚架伸缩电机4-9正转，使得辅助车轮4-8与路沿上侧的地面接触。

步骤三、第二电动推杆1-5推出，第二支撑杆1-10的底端向靠近驱动架1-2的方向翻转，使得两个第一车轮1-7升高至高于路沿上侧的地面。

步骤四、两个第一电机1-6同步正转，驱动机构1向前行进，使得两个第二车轮1-8路沿下侧地面的边缘处。

步骤五、第一电动推杆1-4推出，第一支撑杆1-9的底端向靠近驱动架1-2的方向翻转，使得两个第一车轮1-7与路沿上侧的地面接触，并使第二车轮1-8升高至下边缘与路沿上侧的地面等高。

步骤六、两个第一电机1-6同步正转，驱动机构1向前行进，使得第一车轮1-7及第二车轮1-8均与路沿上侧地面接触。

步骤七、横移电机反转，滑块带动两用座椅4复位。之后，脚架伸缩电机4-9反转，使得辅助车轮4-8悬空。

上路沿方法的步骤三至六及下路沿上路沿方法的步骤三至六中，脚架伸缩电机4-9根据基座板1-1的空间位置转动，使得基座板1-1保持水平状态。(即当基座板1-1的顶面向靠近脚架组件的一侧倾斜时，车轮杆4-7向外缩回，使得基座板1-1回复水平。当基座板1-1的顶面向远离脚架组件的一侧倾斜时，车轮杆4-7向内推出，使得基座板1-1回复水平。)

Claims (10)

1.一种多功能助残轮椅，包括驱动机构、升降机构、横移机构和两用座椅；其特征在于：所述的驱动机构包括基座板、驱动架、第一电动推杆、第二电动推杆和行进组件；所述基座板的底面与驱动架的顶部固定；

所述的行进组件包括动力转轴、第一电机、第一车轮、第二车轮、第一支撑杆、第二支撑杆、第一链条、第二链条、第三链条、第一链轮、第二链轮和第三链轮；动力转轴支承在驱动架上；第一支撑杆及第二支撑杆均与动力转轴构成转动副；第一支撑杆的底端支承有第一轮轴；第一车轮固定在第一轮轴上；第二支撑杆的底端支承有第二轮轴；第二车轮固定在第二轮轴上；第一电机固定在驱动架上；两个第一链轮与第一电机的输出轴、动力转轴分别固定；两个第二链轮与第一轮轴、动力转轴分别固定；两个第三链轮与第二轮轴、动力转轴分别固定；两个第一链轮通过第一链条连接；两个第二链轮通过第二链条连接；两个第三链轮通过第三链条连接；

所述的行进组件共有两个；两个行进组件分别设置在驱动架的两侧；两个行进组件的动力转轴同轴设置；两个行进组件内第一支撑杆的顶端与第一铰轴的两端分别固定；两个行进组件内第二支撑杆的顶端与第二铰轴的两端分别固定；第一电动推杆、第二电动推杆的外壳均与驱动架底部铰接，推出杆与第一铰轴、第二铰轴分别构成转动副；

所述的升降机构包括升降台座、升降台架和升降驱动组件；升降台座固定在基座板上；所述的升降驱动组件包括叉剪组件、第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴、第四连接轴和第三电动推杆；所述的叉剪组件包括第一连接轴、第二连接轴和两个叉剪单元；所述的叉剪单元包括第一叉剪杆、第二叉剪杆、第三叉剪杆和第四叉剪杆；第一叉剪杆的中部与第二叉剪杆的中部铰接；第三叉剪杆的中部与第四叉剪杆的中部铰接；

两个叉剪单元上下排列；位于上方的叉剪单元的第二叉剪杆、第四叉剪杆底端与第一连接轴的两端分别构成转动副；位于下方的叉剪单元的第一叉剪杆、第三叉剪杆顶端与第一连接轴的两端分别构成转动副；位于上方的叉剪单元的第一叉剪杆、第三叉剪杆底端与第二连接轴的两端分别构成转动副；位于下方的叉剪单元的第二叉剪杆、第四叉剪杆顶端与第二连接轴的两端分别构成转动副；

位于下方的叉剪单元内第二叉剪杆、第四叉剪杆的底端均与升降台座铰接，第一叉剪杆、第三叉剪杆的底端与第三连接轴的两端分别构成转动副；第三连接轴的两端分别伸入升降台座上开设的两个第一滑槽内；位于上方的叉剪单元内第一叉剪杆、第三叉剪杆的顶端均与升降台架铰接，第二叉剪杆、第四叉剪杆的顶端与第四连接轴的两端分别构成转动副；第四连接轴的两端分别伸入升降台架上开设的两个第二滑槽内；第一连接轴、第二连接轴与第三电动推杆的外壳、推出杆分别连接；

所述的横移机构包括滑轨、滑块、丝杠和横移电机；所述的滑轨固定在升降机构内升降台架的顶部；所述的丝杠支承在升降台架的顶部；滑块与滑轨构成滑动副；固定在滑块上的螺母与丝杠构成螺旋副；丝杠由横移电机驱动；

所述的两用座椅包括靠背板、坐垫板、锁位齿盘、推拉式电磁铁、第一编码器和脚架组件；所述的靠背板与横移机构内滑块固定；靠背板与坐垫板通过调位铰接轴铰接；调位铰接轴与靠背板固定；调位铰接轴上套置有扭簧；扭簧两端与靠背板、坐垫板分别固定；调位铰接轴上固定有锁位齿盘；推拉式电磁铁固定在坐垫板上；推拉式电磁铁的推出杆上固定有锁止块；推拉式电磁铁的推出杆朝向锁位齿盘设置；第一编码器与坐垫板固定；第一编码器的输入轴与调位铰接轴固定；

所述的脚架组件包括第四电动推杆、组合支架、车轮杆、辅助车轮和辅助驱动件；所述的组合支架包括滑管和加强杆；间隔设置的两根滑管内端均与坐垫板铰接；加强杆的两端与两根滑管的中部分别固定；第二编码器与坐垫板固定；第二编码器的输入轴与组合支架固定；第二编码器的输入轴轴线与坐垫板、组合支架内滑管所成转动副的公共轴线共线；第四电动推杆的外壳与加强杆的中部铰接，推出杆与坐垫板铰接；两个车轮杆的内端与两根滑管的内壁分别构成滑动副；两个车轮杆的外端通过连接杆固定在一起，且均支承有辅助车轮；车轮杆由辅助驱动件驱动。

2.根据权利要求1所述的一种多功能助残轮椅，其特征在于：所述的辅助驱动件包括齿轮和脚架伸缩电机；所述的脚架伸缩电机固定在组合支架上；脚架伸缩电机的输出轴与齿轮固定；所述的车轮杆呈齿条状；所述的齿轮与其中一根车轮杆啮合。

3.根据权利要求1所述的一种多功能助残轮椅，其特征在于：所述第一轮轴及第二轮轴的轴线均与动力转轴的轴线平行；第一轮轴、第二轮轴的轴线到动力转轴的轴线的距离相等。

4.根据权利要求1所述的一种多功能助残轮椅，其特征在于：所述的横移电机固定在升降机构内升降台架的顶部；横移电机的输出轴与丝杠的一端固定。

5.根据权利要求1所述的一种多功能助残轮椅，其特征在于：所述锁位齿盘的边缘上开设有沿锁位齿盘周向均布的多个矩形槽。

6.根据权利要求1所述的一种多功能助残轮椅，其特征在于：所述的第一编码器采用绝对型编码器；所述的第二编码器采用绝对型编码器。

7.根据权利要求1所述的一种多功能助残轮椅，其特征在于：所述的组合支架还包括搁脚架；呈U型的搁脚架的两端与两根滑管的外端分别固定；搁脚架位于滑管远离驱动机构的一侧。

8.根据权利要求1所述的一种多功能助残轮椅，其特征在于：所述的两用座椅还包括扶手组件；所述的扶手组件包括横扶手和竖扶手；所述横扶手、竖扶手的一端铰接在一起，另一端与靠背板、坐垫板分别铰接；扶手组件共有两个；两个扶手组件分别设置在坐垫板的两侧。

9.如权利要求1所述的一种多功能助残轮椅的工作方法，其特征在于：包括平躺方法、坐起方法、上路沿方法和下路沿方法：

平躺方法具体如下：

步骤一、推拉式电磁铁的推出杆缩回，锁止块与锁位齿盘分离；

步骤二、使用者的背部挤压靠背板，使得扭簧变形，靠背板向远离坐垫板的方向翻转；第一编码器检测靠背板的翻转角度；第二编码器检测组合支架的翻转角度；第四电动推杆推出，使得组合支架翻转，且组合支架的翻转角度与靠背板的翻转角度实时相等；

步骤三、第一编码器检测到靠背板的外侧面达到水平时，推拉式电磁铁的推出杆推出，锁止块卡入锁位齿盘；第四电动推杆停止运动；

坐起方法具体如下：

步骤一、第四电动推杆缩回，使得组合支架的外端向上翻转；直到第二编码器检测到组合支架的翻转角度达到a，50°≤a≤85°；

步骤二、推拉式电磁铁的推出杆缩回，锁止块与锁位齿盘分离；锁止块与锁位齿盘分离；使用者减轻背部对靠背板的压力；靠背板在扭簧的弹力作用下向上翻转；直到第一编码器检测到靠背板的翻转角度达到a，推拉式电磁铁的推出杆推出，锁止块卡入锁位齿盘；

下路沿方法具体步骤如下：

步骤一、驱动机构行进至路沿上侧地面的边缘处；

步骤二、第一电动推杆及第二电动推杆同步缩回，使得第一支撑杆、第二支撑杆的底端均向远离驱动架的方向翻转；

横移电机正转，两用座椅向前移动；之后，辅助驱动件运动，使得辅助车轮降低至与路沿下侧的地面接触；

步骤三、两个第一电机同步正转，驱动机构向前行进，使得两个第一车轮悬空且到达路沿下侧地面的上方，两个第二车轮依旧与路沿上侧的地面接触；

步骤四、第一电动推杆推出，第一支撑杆的底端向靠近驱动架的方向翻转，使得两个第一车轮与路沿下侧的地面接触；

步骤五、两个第一电机同步正转，驱动机构向前行进，使得两个第二车轮悬空且到达路沿下侧地面的上方；

步骤六、第二电动推杆推出，第二支撑杆的底端向靠近驱动架的方向翻转，使得两个第二车轮与路沿下侧的地面接触；

步骤七、横移电机反转，滑块带动两用座椅复位；之后，辅助驱动件运动，使得辅助车轮悬空；

上路沿方法具体步骤如下：

步骤一、驱动机构行进至路沿下侧地面的边缘处；

步骤二、第一电动推杆及第二电动推杆同步缩回，使得第一支撑杆、第二支撑杆的底端均向远离驱动架的方向翻转；横移电机正转，两用座椅向前移动；之后，辅助驱动件运动，使得辅助车轮与路沿上侧的地面接触；

步骤三、第二电动推杆推出，第二支撑杆的底端向靠近驱动架的方向翻转，使得两个第一车轮升高至高于路沿上侧的地面；

步骤四、两个第一电机同步正转，驱动机构向前行进，使得两个第二车轮路沿下侧地面的边缘处；

步骤五、第一电动推杆推出，第一支撑杆的底端向靠近驱动架的方向翻转，使得两个第一车轮与路沿上侧的地面接触，并使第二车轮悬空；

步骤六、两个第一电机同步正转，驱动机构向前行进，使得第一车轮及第二车轮均与路沿上侧地面接触；

步骤七、横移电机反转，滑块带动两用座椅复位；之后，辅助驱动件运动，使得辅助车轮悬空。

10.根据权利要求9所述的一种多功能助残轮椅的工作方法，其特征在于：上路沿方法的步骤三至六及下路沿上路沿方法的步骤三至六中，辅助驱动件根据基座板的空间位置运动，使得基座板保持水平状态。