CN111096861A - 一种可爬陡坡的自适应电动轮椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮椅技术领域，特别涉及一种可爬陡坡的自适应电动轮椅。本发明轮椅自适应式调平系统包括轮椅姿态检测调节系统、轮椅调平机构，轮椅调平机构通过调节轮椅轮子的高度对轮椅的水平姿态进行调整以保证轮椅的水平状态，轮椅姿态检测调节系统控制轮椅调平机构中的电机工作。本发明的轮椅可爬陡坡或楼梯，且本发明价格低廉，便于推广。

Description

一种可爬陡坡的自适应电动轮椅

技术领域

本发明涉及轮椅技术领域，特别涉及一种可爬陡坡的自适应电动轮椅。

背景技术

伴随着文明的进步、科技的发展，人类的行动能力也在不断的增强。借助汽车、轮船、飞机、火箭等交通运输工具，人类把自己活动范围扩展到了前所未有的高度。但是与此同时，一部分残疾人和老年人却因为疾病、年龄、意外事故等原因丧失了自由活动的能力。这部分人群是社会的弱者，他们有着正常人想象不到的苦恼，如何给予他们更多的关心与帮助是人类所必须面对的一个重要问题。残疾人以及腿脚不便的老年人而言，轮椅是他们最合适的交通工具。借助轮椅，他们可以自理生活、料理家务，甚至胜任适当的工作。目前市场上的普通轮椅结构大致相同，分为手动轮椅和电动轮椅两种。手动轮椅大多用手轮圈驱动，电动轮椅则由直流电机带减速箱驱动，操控杆的摇柄控制。

由于生理上的缺陷，残疾人和腿脚不便的老年人的需求有着很大的不同。普通轮椅可以适应普通的室内环境以及户外路况，但是在面对较大坡和台阶这些日常经常可以碰到的障碍物时只能望而却步，即使有他人辅助要想翻越这些障碍物也非常困难。这种缺陷给残疾人和腿脚不便的老年人的生活带来了非常大的不方便，很多残疾人或老年人平时只能呆在家里。缺少户外活动对残疾人和老年人的生理与心理都会产生较大的不利影响，导致一些疾病的发生。

无障碍设施的建设解决了一部分残疾人和老年人的出行问题。但是由于条件的限制，不可能在所有的地方都设置无障碍设施，而且现有的道路设施很难改造且成本高昂。因此，解决残疾人与老年人出行最好的方法就是对残疾人和老年人所用的助行设备，也就是轮椅进行改进。轮椅智能化研究是一个很好的解决办法。智能轮椅将智能机器人技术应用于电动轮椅，并融合了多种领域的研究成果，包括机器视觉、机器人导航和定位、模式识别、多传感器融合及人机接口等，涉及机械、控制、传感器、人工智能等技术，因此也称智能轮椅为智能轮椅式移动机器人。

目前国内外对智能轮椅研究已经取得了很多成果，也有不少成熟的产品投入市场。国内外现有的爬陡坡和楼梯的轮椅专利众多，不同的爬坡装置适用于不同的环境和条件，各有利弊，按照爬坡装置爬坡执行机构的类型，主要可归结为轮组式、履带式和多足式三类。

1.1轮组式

轮组式的特点是每个轮组依照星形轮的方式进行运动：平地行驶时，各小轮绕各自轴线自转；轮椅爬坡装置按照所使用的轮组对数可分为单轮组式和双轮组式。轮组式爬坡或楼装置与其他构型的装置相比，质量轻便，运动灵活，在无障碍环境下具有较好的行动性能。但是上下楼梯时该类型装置重心起伏较大，会使乘坐者感到不适，因此需要设计一种自适应轮椅调平机构。

1.2履带式

履带型机构的爬楼梯或坡轮椅应用较多，它采用比星型轮机构更为连续的行走方式，传动效率比较高。在上下楼梯过程中，轮椅的重心总是沿着与楼梯台阶沿的连线相平行的直线运动的，其重心的波动很小，运动非常平稳。但履带式爬楼梯轮椅最大不足是平地行走时阻力较大，运动不灵活，在爬楼梯时履带容易损坏楼梯沿。

1.3多足式

多足式爬楼梯或坡轮椅的主要特点是具有两套或两套以上支承装置，多套支承装置交替支承，以实现上下楼梯的功能。这种机构的爬楼梯过程类似于人上下楼梯的过程，也有人称之为步行式爬楼梯轮椅。早期的爬楼梯轮椅多采用这种方式，1892年Bray发明的第一台爬楼梯轮椅就采用了这种方式。在爬楼梯时，先由其中一套支承装置支承，抬高轮椅及另一套支承系统，再水平向前移动，上一级台阶。然后由另一套支承装置支承，将前面那套支承装置收回，如此循环，直到爬完整段楼梯为止，其爬楼梯过程不连续。此种类型的爬楼梯轮椅运动相对比较平稳，但是对控制的要求比较高，操作比较复杂。

在以上爬楼或陡坡机构中，由于轮组式爬楼梯轮椅可以兼顾平地行驶和爬楼梯，而且结构紧凑，体积小巧，效率较高，操作相当简单，是比较理想的爬楼梯机构。同时也可以把上面的两种或两种以上的方式相结合，各取其优点也是不错的选择。比如美国的一家公司潜心研发的Scewo就是为了更方便的解决轮椅使用者的爬楼梯问题。这款轮椅的特别之处在于两个轮胎之间设有一条小型履带，日常平坦的道路履带是收起的，遇到楼梯时，履带会自动下降，主轮上升，并且可以调节使用者的舒适高度。但这类轮椅往往结构复杂，价格昂贵，一般老百姓用不起。

结合我国国情和轮椅使用者的经济承受能力，在分析现有爬楼梯机构优缺点的基础上，设计了一种基于轮组机构的爬楼梯轮椅或爬陡坡轮椅，既可满足爬楼梯和陡坡功能，又安全可靠，操作方便，通用性好而且价格适中的可爬楼梯和陡坡轮椅。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可爬陡坡的自适应电动轮椅。本发明通过增设轮椅调平机构，实现了轮椅可爬陡坡的发明目的，且本发明价格低廉，便于推广。

本发明的技术方案是：一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，包括车架、轮椅自适应式调平系统、行驶机构，轮椅自适应式调平系统和行驶机构安装在车架上，轮椅自适应式调平系统包括轮椅姿态检测调节系统、轮椅调平机构，轮椅姿态检测调节系统检测轮椅前后左右姿态倾斜角并形成控制信号控制轮椅调平机构中的电机工作，其特征在于：轮椅调平机构通过调节轮椅四个轮的相对高度保持轮椅的水平性能。

根据如上所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：轮椅姿态检测调节系统包括二轴倾角传感器和轮椅姿态检测调节电路驱动装置，二轴倾角传感器检测到轮椅的前后左右姿态倾斜角度，检测到的信号及时传到轮椅姿态检测调节驱动电路进行处理并生成控制信号，轮椅姿态检测调节电路驱动装置生成的控制信号驱动轮椅调平机构的电机工作。

根据如上所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：还包括操控杆、电池组、行驶控制系统，操控杆通过其上的手柄和按钮用于控制行驶控制系统，行驶控制系统用于控制行驶机构。

根据如上所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：驱动轮为加装“轮齿”结构。

根据如上所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：轮椅调平机构包括蜗轮端盖、第一角接触球轴承、调平机构蜗轮、第二角接触球轴承、本体、第三角接触球轴承、调平机构蜗杆、第四角接触球轴承、蜗杆端盖、调平无刷电机、螺纹杆、联轴器、蜗轮端盖螺钉、蜗杆端盖螺钉、调平无刷电机螺钉；调平机构蜗轮通过第一角接触球轴承和第二角接触球轴承安装在蜗轮端盖和本体上，第一角接触球轴承安装在蜗轮端盖上，蜗轮端盖通过蜗轮端盖螺钉固定在本体上；调平机构蜗轮中心轴处有螺纹孔结构，螺纹孔内安装有螺纹杆，螺纹杆沿轴对称削去部分成扁平螺纹轴，蜗轮端盖中心轴孔处有扁平形状的孔结构与带扁平结构的螺纹杆相配合；调平机构蜗杆通过第三角接触球轴承和第四角接触球轴承安装在本体和蜗杆端盖上，第四角接触球轴承安装在蜗杆端盖上，蜗杆端盖通过蜗杆端盖螺钉固定在本体上；调平无刷电机通过调平无刷电机螺钉固定在蜗杆端盖上，调平无刷电机的轴通过联轴器与调平机构蜗杆联接。

根据如上所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：轮椅行驶机构包括驱动轮、轴承套一、深沟球轴承、轴承套二、键、行驶机构蜗轮、行驶机构蜗轮端盖、行驶机构蜗杆、行驶机构无刷电机和行驶机构蜗轮蜗杆本体、行驶机构蜗杆端盖，行驶机构无刷电机通过行驶机构蜗杆端盖安装在行驶机构蜗轮蜗杆本体上，行驶机构无刷电机的轴和行驶机构蜗杆连接在一起，行驶机构蜗杆通过一对角接触轴承安装在行驶机构蜗杆端盖和行驶机构蜗轮蜗杆本体上，行驶机构蜗轮中心处有轴结构，行驶机构蜗轮中心处的轴上有键槽，行驶机构蜗轮中心处的轴通过键和螺母与驱动轮固联，行驶机构蜗轮通过一对角接触轴承安装在行驶机构蜗杆端盖和行驶机构蜗轮蜗杆本体上，深沟球轴承安装在行驶机构蜗轮中心轴结构上，通过轴承套二和轴承套一和行驶机构蜗轮蜗杆本体上的台肩结构相配合。

根据如上所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：轮椅调平机构包括轮椅调平机构一和连杆机构，连杆机构包括动臂、动臂套、支撑架，动臂套套在动臂中部，动臂套可沿动臂上下滑动，动臂套通过螺纹杆一与轮椅调平机构一连接，动臂套外面两侧中心处有短销轴结构，短销轴在螺纹杆一端部的双耳结构上的孔内并与之铰接，动臂套可绕短销轴在螺纹杆一端部的双耳结构孔内轴向摆动，支撑架由两条内部带凹槽结构的平行长板组成，其一端固定在车架上，另一端固定在轮椅调平机构一上，螺纹杆一可在支撑架上的平行长板中间移动，螺纹杆一端部的双耳结构两侧分别位于支撑架上的两平行长板左右凹槽结构内并可在平行长板凹槽内滑动。

根据如上所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：轮椅姿态检测调节系统输出的信号与四个驱动轮的实际高度进行匹配优化结合，输出最优控制信号组合分别控制四个轮椅调平机构对四个驱动轮高度进行控制，达到以最小的调节量快速实现对轮椅水平的恢复，保持轮椅的水平。

本发明的有益效果是：一是结构相对简单，价格低廉，便于推广。二是爬陡坡时该类型装置可以大大减小重心起伏幅度，会使乘坐者感到舒适。三是始终保持座椅的重心位置不变，使轮椅保持平衡，以确保行驶安全。四是可增大轮椅的轮距，使轮椅在爬坡时更加稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为轮椅调平机构示意图。

图3为轮椅行驶机构结构示意图。

图4为轮椅爬坡状态示意图。

图5为轮椅倒向爬坡状态示意图。

图6为轮椅另一种调平方式结构示意图。

图7为轮椅调平支架结构示意图(去掉遮挡部分)。

图8为轮椅另一实施例工作状态示意图。

图9为轮椅前后驱动轮加装了轮齿的结构示意图。

图10为轮椅前后驱动轮加装了轮齿爬楼梯示意图。

附图标记说明：操控杆1、车架2、电池组3、轮椅姿态检测调节系统4、轮椅调平机构5、行驶控制系统6、行驶机构7、蜗轮端盖10、第一角接触球轴承11、调平机构蜗轮12、第二角接触球轴承13、本体14、第三角接触球轴承15、调平机构蜗杆16、第四角接触球轴承17、蜗杆端盖18、调平无刷电机19、螺纹杆20、联轴器21、蜗轮端盖螺钉22、蜗杆端盖螺钉23、调平无刷电机螺钉24、驱动轮30、轴承套一31、深沟球轴承32、轴承套二33、键34、行驶机构蜗轮35、行驶机构蜗杆36、行驶机构无刷电机37、行驶机构蜗轮蜗杆本体38、行驶机构蜗杆端盖39、行驶机构蜗轮端盖40、动臂41、动臂套42、支撑架43、螺纹杆一44、轮椅调平机构一45。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅包括车架2、轮椅自适应式调平系统、行驶机构7，轮椅自适应式调平系统和行驶机构7安装在车架2上，其中轮椅自适应式调平系统包括轮椅姿态检测调节系统4、轮椅调平机构5，轮椅调平机构5调节轮椅驱动轮7的高度，轮椅姿态检测调节系统4控制轮椅调平机构5中的电机工作。本发明还可以包括操控杆1、电池组3、行驶控制系统6，操控杆1通过其上的手柄和按钮用于控制行驶控制系统6，行驶控制系统6用于控制行驶机构7工作。本发明的操控杆1可设置在车架2扶手上，电池组3、行驶控制系统6和轮椅姿态检测调节系统4可固定在车架2中部。

如图1和图2所示，本发明的轮椅自适应式调平系统包括轮椅姿态检测调节系统4、轮椅调平机构5，轮椅姿态检测调节系统4包括二轴倾角传感器和轮椅姿态检测调节电路驱动装置，二轴倾角传感器可以检测到轮椅的前后左右姿态倾斜角度，检测到的信号及时传到轮椅姿态检测调节驱动装置的电路进行处理并生成相应控制信号，轮椅姿态检测调节电路驱动装置生成的控制信号驱动轮椅调平机构5的调平无刷电机19工作，对轮椅行走过程中由于路面不平导致轮椅四轮高度变化而失去水平状态及时进行高度补偿，从而实现轮椅的调平，保证了轮椅行走时的水平状态。

如图2所示，本发明的轮椅调平机构5包括蜗轮端盖10、第一角接触球轴承11、调平机构蜗轮12、第二角接触球轴承13、本体14、第三角接触球轴承15、调平机构蜗杆16、第四角接触球轴承17、蜗杆端盖18、调平无刷电机19、螺纹杆20、联轴器21、蜗轮端盖螺钉22、蜗杆端盖螺钉23、调平无刷电机螺钉24；调平机构蜗轮12通过第一角接触球轴承11和第二角接触球轴承13安装在蜗轮端盖10和本体14上，一方面支持调平机构蜗轮12轴向旋转，同时保证调平机构蜗轮12不轴向窜动，第一角接触球轴承11安装在蜗轮端盖10上，蜗轮端盖10通过蜗轮端盖螺钉22固定在本体14上；蜗轮12中心轴处有螺纹孔结构，螺纹孔内安装有螺纹杆20，螺纹杆20沿轴对称削去部分成扁平螺纹轴，蜗轮端盖10中心轴孔处有扁平形状的孔结构与带扁平结构的螺纹杆20相配合，保证螺纹杆20在此处只能轴向运动而不能做旋转运动。这样在蜗轮端盖10的旋转限位下，当调平机构蜗轮12旋转通过其中心轴螺纹孔结构作用到带扁平结构的螺纹杆20上时，螺纹杆20只能沿轴向运动；调平机构蜗杆16通过第三角接触球轴承15和第四角接触球轴承17安装在本体14和蜗杆端盖18上，一方面支持调平机构蜗杆16轴向旋转，同时保证调平机构蜗杆16不轴向窜动，第四角接触球轴承17安装在蜗杆端盖18上，蜗杆端盖18通过蜗杆端盖螺钉23固定在本体14上；调平无刷电机19通过调平无刷电机螺钉24固定在蜗杆端盖18上，从而固联在本体14上，同时调平无刷电机19的轴通过联轴器21与调平机构蜗杆16联接在一起，联轴器21保证调平无刷电机19输出的旋转运动正确传递给调平机构蜗杆16。

本发明的轮椅调平机构5工作过程是：调平无刷电机19输出旋转运动，经联轴器21带动调平机构蜗杆16旋转运动，带动调平机构蜗轮12低速旋转运动，在带有扁平形状的孔结构的蜗轮端盖10限制下，蜗轮12中心轴处的螺纹孔结构只能使螺纹杆20沿轴向运动，也就是螺纹杆20只能上下运动，带动其上的行驶机构7作上下运动，从而可对其高度进行调节，以保证轮椅的水平。由于调平机构蜗轮12和调平机构蜗杆16运动时有反向锁止性质，螺纹杆20的施加的力不能使调平机构蜗轮12带动调平机构蜗杆16转动，从而不会对调平无刷电机19产生破坏性的扭矩。一般一个轮椅上设置两个轮椅调平机构5，两个轮椅调平机构5分别位于两个行驶机构7上，如图1所示。

本发明的轮椅自适应式调平系统对于轮椅越障十分重要，爬陡坡时该类型装置可以大大减小重心起伏幅度，会使乘坐者感到舒适，同时始终保持座椅的重心位置不变，使轮椅保持平衡，以确保行驶安全。

如图3所示，本发明的轮椅行驶机构7结构与调平机构5基本相同，所以这里只对主要结构进行说明。轮椅行驶机构7主要包括驱动轮30、轴承套一31、深沟环轴承32、轴承套二33、键34、行驶机构蜗轮35、行驶机构蜗杆36、行驶机构无刷电机37和行驶机构蜗轮蜗杆本体38、行驶机构蜗杆端盖39和行驶机构蜗轮端盖40。行驶机构无刷电机37通过行驶机构蜗杆端盖39安装在行驶机构蜗轮蜗杆本体38上，行驶机构无刷电机37的轴和行驶机构蜗杆36连接在一起，行驶机构蜗杆36通过一对角接触轴承安装在行驶机构蜗杆端盖39和行驶机构蜗轮蜗杆本体38上，行驶机构蜗轮35中心处有轴结构，行驶机构蜗轮35中心处的轴上有键槽，行驶机构蜗轮35中心处的轴通过键34和螺母与驱动轮30固联，与调平机构5相似，行驶机构蜗轮35也通过一对角接触轴承安装在行驶机构蜗轮端盖40和行驶机构蜗轮蜗杆本体38上，深沟环轴承32安装在行驶机构蜗轮35中心轴结构上，通过轴承套二33和轴承套一31和行驶机构蜗轮蜗杆本体38上的台肩结构相配合，对深沟环轴承32进行轴向定位和隔离，同时也起到对行驶机构蜗轮蜗杆本体38的定位和支撑，由于行驶机构7的所有部件基本都安装在行驶机构蜗轮蜗杆本体38上，所以当行驶机构蜗轮蜗杆本体38固定时，整个行驶机构7也就定位了。行驶机构蜗轮蜗杆本体38上有安装孔结构，通过此结构可以将行驶机构7安装在调平机构5的螺纹杆20上，行驶机构7上的驱动轮30在本身进行运动行进时，驱动轮30的高低位置可由调平机构5调整其螺纹杆20部件位置进行调节，以保证轮椅行进时的水平。

本发明的行驶机构7工作过程是：行驶机构无刷电机37在操控杆1和行驶控制系统6操控下，输出适当的转速，经行驶机构蜗杆36和行驶机构蜗轮35机构减速后，输出较大的扭矩，带动驱动轮30进行旋转运动。同样行驶机构蜗杆36和行驶机构蜗轮35机构有反向锁止性质，驱动轮30施加的反作用力不能使行驶机构蜗杆36转动，不会对行驶机构无刷电机37产生破坏性的扭矩。但通过行驶机构无刷电机37的正反转，就可驱动驱动轮30向前或向后转动，或产生刹车制动作用。通过操纵杆1就能实现对轮椅的完全控制，操控轮椅就比较简单方便。一般一个轮椅上设置两个行驶机构7，两个行驶机构7分别位于两个主轮上，如图1所示。

本发明工作过程为：平地行驶时，前面两个导向小轮在前引导，通过控制两个行驶机构7的行驶机构无刷电机37的转速控制两个驱动轮30前进的方向和速度。当左右行驶机构无刷电机37转速相同时，轮椅克服地面摩擦力直线行驶；当左右行驶机构无刷电机37存在转速差时,实现轮椅转弯。在爬坡时，轮椅直线行进时遇到一般的坡度的道路，用轮椅自适应式调平系统，自动升高后轮高度的优势直接通过，如图4所示。对于较陡的坡也可以倒向爬坡，如图5所示。比如轮椅在由水平倒着爬坡行驶过程中，两后驱动轮30由于遇到高度变大会导致轮椅后面变高而失去水平状态，这时轮椅姿态检测调节系统4中的二轴倾角传感器检测到角度的变化并形成信号，及时传到轮椅姿态检测调节驱动装置的电路进行处理并生成相应控制信号，此控制信号驱动轮椅调平机构5的调平无刷电机19工作，对后两驱动轮30的高度进行降低直到轮椅恢复水平，由于轮椅姿态检测调节系统4比较灵敏，轮椅姿态稍微有一点点变化就能检测到并及时进行调节，保证了轮椅行进中基本保持水平状态。当然，下坡时采用此方法也是可行的。

本发明的装置也可以爬楼梯，但爬楼梯时，为确保安全，需要有陪护人员辅助，可以比较轻松爬上或爬下阶梯或楼梯。若无陪护人员，轮椅需要经过改进，比如把两个导向轮换成行驶机构7和轮椅调平机构5(如图9、图10所示)，操控杆1和行驶控制系统6输出的驱动信号同时分配给轮椅前后的行驶机构7对轮椅行进进行控制；轮椅姿态检测调节系统输出的信号与四个驱动轮的实际高度进行匹配优化结合，输出最优控制信号组合分别控制四个轮椅调平机构对四个驱动轮高度进行控制，达到以最小的调节量快速实现对轮椅水平的恢复，保持轮椅的水平，确保爬楼梯时的安全。前后轮同时驱动，轮椅爬楼梯能力也更大。可以把后面两个驱动轮30改装成行星结构，也可以前后四个驱动轮30加装“轮齿”结构(如图9、图10所示)，轮齿在爬楼梯时伸出来，不爬楼梯走平地时可以收回去不影响正常行走，轮齿在驱动轮下方被压时具有自动收缩功能，以确保轮子的自身从地面获得的支持力，从而实现越障和爬楼梯，并且爬楼过程中轮椅可始终保持水平，这样较为安全地服适地爬上或爬下楼梯。本发明的装置结构较为简单，爬坡很方便。

本发明给出了另一种实施例，如图6至图8所示。本发明的轮椅调平机构一45和连杆机构，连杆机构包括动臂41、动臂套42、支撑架43。动臂套42整体呈方形套在动臂41外面约中部处，动臂套42可沿动臂41上下滑动，动臂套42外面两侧中心处有短销轴结构，短销轴通过孔与轮椅调平机构一45上的螺纹杆一44端部的双耳结构铰接，动臂套42可绕短销轴结构轴在螺纹杆一44端部的双耳结构孔内轴向摆动，支撑架43由两条内部带凹槽结构的平行长板组成，其一端固定在车架2上，另一端固定在轮椅调平机构一45上，轮椅调平机构一45上的螺纹杆一44可在支撑架43上的平行长板中间移动，螺纹杆一44端部的双耳结构两侧分别位于支撑架43上的两平行长板左右凹槽结构内，并可在平行长板凹槽内滑动，这样，螺纹杆一44端部的双耳结构在支撑架43左右凹槽内沿槽前后滑动，但上下左右被限位在支撑架43的凹槽内。

本实施例的轮椅调平机构一45驱动螺纹杆一44伸长或缩短，螺纹杆一44端部的双耳结构在支撑架43左右凹槽内沿槽前后滑动，通过动臂套42上的短销结构带动动臂套42沿支撑架43槽前后滑动，动臂套42的前后滑动带动动臂41以上端部的铰链为圆心在支撑架43限定的槽内前后转动，从而带动固连在动臂套42另一端的轮椅行驶机构7以动臂41上端部的铰链为圆心在支撑架43限定的槽内前后摆动，进而增加或降低轮椅行驶机构7上的驱动轮30高度。这样驱动轮30在自身旋转进行行进时，也在轮椅调平机构一45和连杆机构的合力作用下进行高度调整，确保轮椅的水平。

本发明动臂套42通过螺纹杆一44与轮椅调平机构一45连接，轮椅行驶机构7被支撑在动臂41上，动臂41一端铰接在轮椅车架2的一个支架上，可围绕铰链转动，如图7所示。本实施例中其他结构与前一个实施例的结构基本相同，不再重复叙述。

如图8所示，本实施例中轮椅调平机构5通过螺纹杆一44的长度的变化对驱动轮30的动臂41进行控制，通过调节动臂41位置来调节驱动轮30的高低，进而使轮椅始终保持在水平位置。同时也可增大轮椅的轮距，使轮椅在爬坡时更加稳定。

本发明的轮椅自适应式调平系统结构和行驶机构7的设计使轮椅可以有效适应多变的路面环境，特别是具有爬陡坡和在陪护人员的帮助下具有较好的爬楼梯的功能，当然改装后，也可以独自爬楼梯，极大的增加了使用者的活动范围。该轮椅轻巧灵活，安全稳定，操纵方便，而且价格适中，可以为轮椅使用者解决因普通轮椅不能爬陡坡的困扰，具有很好的应用前景和实用价值。

Claims (8)

1.一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，包括车架、轮椅自适应式调平系统、行驶机构，轮椅自适应式调平系统和行驶机构安装在车架上，轮椅自适应式调平系统包括轮椅姿态检测调节系统、轮椅调平机构，轮椅姿态检测调节系统检测轮椅前后左右姿态倾斜角并形成控制信号控制轮椅调平机构中的电机工作，其特征在于：轮椅调平机构通过调节轮椅四个轮的相对高度保持轮椅的水平。

2.根据权利要求1所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：轮椅姿态检测调节系统包括二轴倾角传感器和轮椅姿态检测调节电路驱动装置，二轴倾角传感器检测到轮椅的前后左右姿态倾斜角度，检测到的信号及时传到轮椅姿态检测调节驱动电路进行处理并生成控制信号，轮椅姿态检测调节电路驱动装置生成的控制信号驱动轮椅调平机构的电机工作。

3.根据权利要求1所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：还包括操控杆、电池组、行驶控制系统，操控杆通过其上的手柄和按钮用于控制行驶控制系统，行驶控制系统用于控制行驶机构。

4.根据权利要求1所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：驱动轮为加装“轮齿”结构。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：轮椅调平机构包括蜗轮端盖、第一角接触球轴承、调平机构蜗轮、第二角接触球轴承、本体、第三角接触球轴承、调平机构蜗杆、第四角接触球轴承、蜗杆端盖、调平无刷电机、螺纹杆、联轴器、蜗轮端盖螺钉、蜗杆端盖螺钉、调平无刷电机螺钉；调平机构蜗轮通过第一角接触球轴承和第二角接触球轴承安装在蜗轮端盖和本体上，第一角接触球轴承安装在蜗轮端盖上，蜗轮端盖通过蜗轮端盖螺钉固定在本体上；调平机构蜗轮中心轴处有螺纹孔结构，螺纹孔内安装有螺纹杆，螺纹杆沿轴对称削去部分成扁平螺纹轴，蜗轮端盖中心轴孔处有扁平形状的孔结构与带扁平结构的螺纹杆相配合；调平机构蜗杆通过第三角接触球轴承和第四角接触球轴承安装在本体和蜗杆端盖上，第四角接触球轴承安装在蜗杆端盖上，蜗杆端盖通过蜗杆端盖螺钉固定在本体上；调平无刷电机通过调平无刷电机螺钉固定在蜗杆端盖上，调平无刷电机的轴通过联轴器与调平机构蜗杆联接。

6.根据权利要求1所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：轮椅行驶机构包括驱动轮、轴承套一、深沟球轴承、轴承套二、键、行驶机构蜗轮、行驶机构蜗杆、行驶机构无刷电机和行驶机构蜗轮蜗杆本体、行驶机构蜗杆端盖、行驶机构蜗轮端盖，行驶机构无刷电机通过行驶机构蜗杆端盖安装在行驶机构蜗轮蜗杆本体上，行驶机构无刷电机的轴和行驶机构蜗杆连接在一起，行驶机构蜗杆通过一对角接触轴承安装在行驶机构蜗杆端盖和行驶机构蜗轮蜗杆本体上，行驶机构蜗轮中心处有轴结构，行驶机构蜗轮中心处的轴上有键槽，行驶机构蜗轮中心处的轴通过键和螺母与驱动轮固联，行驶机构蜗轮通过一对角接触轴承安装在行驶机构蜗杆端盖和行驶机构蜗轮蜗杆本体上，深沟球轴承安装在行驶机构蜗轮中心轴结构上，通过轴承套二和轴承套一和行驶机构蜗轮蜗杆本体上的台肩结构相配合。

7.根据权利要求1至4任一项所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：轮椅调平机构包括轮椅调平机构一和连杆机构，连杆机构包括动臂、动臂套、支撑架，动臂套套在动臂中部，动臂套可沿动臂上下滑动，动臂套通过螺纹杆一与轮椅调平机构一连接，动臂套外面两侧中心处有短销轴结构，短销轴在螺纹杆一端部的双耳结构上的孔内并与之铰接，动臂套可绕短销轴在螺纹杆一端部的双耳结构孔内轴向摆动，支撑架由两条内部带凹槽结构的平行长板组成，其一端固定在车架上，另一端固定在轮椅调平机构一上，螺纹杆一可在支撑架上的平行长板中间移动，螺纹杆一端部的双耳结构两侧分别位于支撑架上的两平行长板左右凹槽结构内并可在平行长板凹槽内滑动。

8.根据权利要求1至4任一项所述的一种可爬陡坡的自适应电动轮椅，其特征在于：轮椅姿态检测调节系统输出的信号与四个驱动轮的实际高度进行匹配优化结合，输出最优控制信号组合分别控制四个轮椅调平机构对四个驱动轮高度进行控制，达到以最小的调节量快速实现对轮椅水平的恢复，保持轮椅的水平。

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