CN110613565A - 自平衡代步轮椅 - Google Patents

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张继东
朱耀晖
胡恒
魏咸清
刘锦涛
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Abstract

本发明公开了一种自平衡代步轮椅，沿自下而上的方向，子环轮通过键连接与电机相连，电机通过焊接与底座固定，底座通过焊接与绕Y轴转动板固定；绕Y轴转动板通过焊接与绕Y轴转动圆盘固定，绕Y轴转动圆盘通过滚动轴承与绕X轴转动杆连接，绕X轴转动杆通过焊接与绕X轴转动圆盘固定，绕X轴转动圆盘通过滚动轴承与杆件连接，杆件通过焊接与绕Z轴转动圆盘固定，绕Z轴转动圆盘通过焊接与座椅支撑杆固定，座椅支撑杆通过焊接与座椅固定，并且，不倒翁配重块通过焊接与绕Z轴转动圆盘固定。其可以在上下坡、颠簸路段保证轮椅使用者身体竖直平衡，不受地形改变而倾斜，增加抗震性能，提高使用安全性。

Description

自平衡代步轮椅
技术领域
本发明涉及出行设备技术领域，具体地，涉及一种自平衡代步轮椅。
背景技术
中国最古老的的轮椅记载是考古学者约公元前1600年的石棺刻画上，而欧洲最早记载实在中世纪时期的独轮推车。18世纪出现近现代造型的轮椅，用两个大大的木质前轮与后面单一小轮，中间配上一张有扶手的椅子所组成。二次大战后美国开始大量给伤病配给轮椅。而如今轮椅慢慢的出现在了体育竞赛、医疗、外出活动等。
根据全国残疾人抽样调查数据，我国肢体残疾人数超过了2000万，而在《2019-2025年中国人口老龄化市场研究及发展趋势研究报告》中显示，我国老年人口规模呈现总量扩张，而轮椅使用率也逐年递增，目前市场的轮椅发展，由于社会需求出现了全自动式、手动式、折叠式、履带爬坡式。虽然轮椅的功能越来越强大，但我国残疾人保障设施未得到完全普及，部分残疾人、老年人居住旧式小区，外出时残疾人通道也较为稀少，乡村地区道路不平整，给残疾人出行带来了极大的阻碍。
完善残疾人设备功能，为出行不便的人提供便利，具有重大的意义。
目前市场上的轮椅各式各样、功能强大，但是都是在理想的道路条件下发挥最好的用处，对于楼梯口上下坡的残疾人通道，由于坐在轮椅上的人行驶时身体前倾与后仰，给推轮椅的家属朋友增加了阻力。对于手动式轮椅，如果上破太陡峭，可能也会导致翻车。即便是电动轮椅，这也会增加马达的负载，从而时轮椅的寿命大大降低。而部分农村未修的道路，市场上轮椅在行驶过程中的抖动也会时轮椅部分构件磨损，严重的会使使用者出现危险。
发明内容
本发明的目的是提供一种自平衡代步轮椅，该自平衡代步轮椅可以在上下坡、颠簸路段保证轮椅使用者身体竖直平衡，不受地形改变而倾斜，增加抗震性能，提高使用安全性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种自平衡代步轮椅，包括电机、作为位移执行元件的子环轮、用于支撑固定整体的底座、作为平衡构件的陀螺仪、座椅和不倒翁配重块；其中，
陀螺仪由绕Y轴转动板、绕X轴转动杆、杆件、绕X轴转动圆盘、绕Y轴转动圆盘、座椅支撑杆和绕Z轴转动圆盘组成；
沿自下而上的方向，子环轮通过键连接与电机相连，电机通过焊接与底座固定，底座通过焊接与绕Y轴转动板固定；绕Y轴转动板通过焊接与绕Y轴转动圆盘固定，绕Y轴转动圆盘通过滚动轴承与绕X轴转动杆连接，绕X轴转动杆通过焊接与绕X轴转动圆盘固定，绕X轴转动圆盘通过滚动轴承与杆件连接，杆件通过焊接与绕Z轴转动圆盘固定，绕Z轴转动圆盘通过焊接与座椅支撑杆固定，座椅支撑杆通过焊接与座椅固定，并且，不倒翁配重块通过焊接与绕Z轴转动圆盘固定。
优选地，子环轮为沿周向方向间隔设置的四个轮体。
优选地，四个轮体均匀间隔分布。
优选地，座椅上设有一对扶手。
优选地，座椅的底端向外延伸形成有踏板。
优选地，踏板为可折叠踏板。
根据上述技术方案，本发明主要通过借助陀螺仪特有的连接方式保持平衡，当遇到上下坡倾斜时，底座、子环轮、电机、绕Y轴转动板和绕Y轴转动圆盘发生转动，由于绕Y轴转动盘与绕X轴转动杆连接是通过滚动轴承连接，所以不会带动除底座、子环轮、电机、绕Y轴转动板以外其他构件发生绕Y轴转动，同理当遇到左右倾斜的路面时，底座、子环轮、电机、绕Y轴转动板、绕Y轴转动圆盘、绕X轴转动杆、绕X轴转动圆盘发生绕X轴方向转动，由于绕X轴转动圆盘与杆件通过滚动轴承连接，故不会带动杆件、绕Z轴转动圆盘、座椅支撑杆、座椅发生绕X轴方向转动。通过陀螺仪独特的结构，最外层(绕Y轴)转动不会带动内层(绕X、Z轴)发生(绕Y轴)转动，而内层(绕X轴)转动会带动外层(绕Y轴)转动，内部的不倒翁配重块会保持椅子在水平竖直位置。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明提供的一种实施方式中自平衡代步轮椅的结构示意图；
图2是根据本发明提供的一种实施方式中自平衡代步轮椅的主视图；
图3是图2中D-D剖视图；
图4是根据本发明提供的一种实施方式中自平衡代步轮椅的俯视图；
图5是图4中E-E剖视图；
图6是根据本发明提供的一种实施方式中自平衡代步轮椅的侧视图；
图7是图6中F-F剖视图。
附图标记说明
1-电机 2-子环轮
3-绕Y轴转动板 4-绕X轴转动杆
5-杆件 6-绕X轴转动圆盘
7-绕Y轴转动圆盘 8-座椅支撑杆
9-绕Z轴转动圆盘 10-座椅
11-陀螺仪 12-底座
13-不倒翁配重块
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
参见图1至图7，本发明提供一种自平衡代步轮椅，包括电机1、作为位移执行元件的子环轮2、用于支撑固定整体的底座12、作为平衡构件的陀螺仪11、座椅10和不倒翁配重块13；其中，
陀螺仪11由绕Y轴转动板3、绕X轴转动杆4、杆件5、绕X轴转动圆盘6、绕Y轴转动圆盘7、座椅支撑杆8和绕Z轴转动圆盘9组成；
沿自下而上的方向，子环轮2通过键连接与电机1相连，电机1通过焊接与底座12固定，底座12通过焊接与绕Y轴转动板3固定；绕Y轴转动板3通过焊接与绕Y轴转动圆盘7固定，绕Y轴转动圆盘7通过滚动轴承与绕X轴转动杆4连接，绕X轴转动杆4通过焊接与绕X轴转动圆盘6固定，绕X轴转动圆盘6通过滚动轴承与杆件5连接，杆件5通过焊接与绕Z轴转动圆盘9固定，绕Z轴转动圆盘9通过焊接与座椅支撑杆8固定，座椅支撑杆8通过焊接与座椅10固定，并且，不倒翁配重块13通过焊接与绕Z轴转动圆盘9固定。
通过上述技术方案，借助陀螺仪特有的连接方式保持平衡，当遇到上下坡倾斜时，底座、子环轮、电机、绕Y轴转动板和绕Y轴转动圆盘发生转动，由于绕Y轴转动盘与绕X轴转动杆连接是通过滚动轴承连接，所以不会带动除底座、子环轮、电机、绕Y轴转动板以外其他构件发生绕Y轴转动，同理当遇到左右倾斜的路面时，底座、子环轮、电机、绕Y轴转动板、绕Y轴转动圆盘、绕X轴转动杆、绕X轴转动圆盘发生绕X轴方向转动，由于绕X轴转动圆盘与杆件通过滚动轴承连接，故不会带动杆件、绕Z轴转动圆盘、座椅支撑杆、座椅发生绕X轴方向转动。通过陀螺仪独特的结构，最外层(绕Y轴)转动不会带动内层(绕X、Z轴)发生(绕Y轴)转动，而内层(绕X轴)转动会带动外层(绕Y轴)转动，内部的不倒翁配重块会保持椅子在水平竖直位置。
在本实施方式中，为了提升该自平衡代步轮椅行驶过程中的稳定性，保持高平衡性，优选地，子环轮2为沿周向方向间隔设置的四个轮体。
进一步地，为了优化该自平衡代步轮椅的整体机械结构，优选四个轮体均匀间隔分布。
此外，为了提升座椅10使用的舒适性，优选地，座椅10上设有一对扶手。
在长时间使用该自平衡代步轮椅时，腿部自由下垂或者蜷曲会发麻，十分不舒适，为了解决上述难题，优选地，座椅10的底端向外延伸形成有踏板。
当自平衡代步轮椅不使用时，突出在外的踏板占用较大的空间，也会对经过的人造成撞击，严重者甚至会撞伤，为了避免上述情况发生，优选踏板为可折叠踏板。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种自平衡代步轮椅，其特征在于，包括电机(1)、作为位移执行元件的子环轮(2)、用于支撑固定整体的底座(12)、作为平衡构件的陀螺仪(11)、座椅(10)和不倒翁配重块(13)；其中，
所述陀螺仪(11)由绕Y轴转动板(3)、绕X轴转动杆(4)、杆件(5)、绕X轴转动圆盘(6)、绕Y轴转动圆盘(7)、座椅支撑杆(8)和绕Z轴转动圆盘(9)组成；
沿自下而上的方向，所述子环轮(2)通过键连接与所述电机(1)相连，所述电机(1)通过焊接与所述底座(12)固定，所述底座(12)通过焊接与所述绕Y轴转动板(3)固定；所述绕Y轴转动板(3)通过焊接与所述绕Y轴转动圆盘(7)固定，所述绕Y轴转动圆盘(7)通过滚动轴承与所述绕X轴转动杆(4)连接，所述绕X轴转动杆(4)通过焊接与所述绕X轴转动圆盘(6)固定，所述绕X轴转动圆盘(6)通过滚动轴承与所述杆件(5)连接，所述杆件(5)通过焊接与所述绕Z轴转动圆盘(9)固定，所述绕Z轴转动圆盘(9)通过焊接与所述座椅支撑杆(8)固定，所述座椅支撑杆(8)通过焊接与所述座椅(10)固定，并且，所述不倒翁配重块(13)通过焊接与所述绕Z轴转动圆盘(9)固定。
2.根据权利要求1所述的自平衡代步轮椅，其特征在于，所述子环轮(2)为沿周向方向间隔设置的四个轮体。
3.根据权利要求2所述的自平衡代步轮椅，其特征在于，四个所述轮体均匀间隔分布。
4.根据权利要求1所述的自平衡代步轮椅，其特征在于，所述座椅(10)上设有一对扶手。
5.根据权利要求1所述的自平衡代步轮椅，其特征在于，所述座椅(10)的底端向外延伸形成有踏板。
6.根据权利要求5所述的自平衡代步轮椅，其特征在于，所述踏板为可折叠踏板。
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