CN111297582A - 一种平衡爬楼轮椅及其爬楼方法 - Google Patents

一种平衡爬楼轮椅及其爬楼方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111297582A
CN111297582A CN202010135331.1A CN202010135331A CN111297582A CN 111297582 A CN111297582 A CN 111297582A CN 202010135331 A CN202010135331 A CN 202010135331A CN 111297582 A CN111297582 A CN 111297582A
Authority
CN
China
Prior art keywords
track
wheel
wheelchair
crawler
stair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010135331.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111297582B (zh
Inventor
单新颖
潘国新
闫伟
陈伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Research Center for Rehabilitation Technical Aids
Original Assignee
National Research Center for Rehabilitation Technical Aids
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Research Center for Rehabilitation Technical Aids filed Critical National Research Center for Rehabilitation Technical Aids
Priority to CN202010135331.1A priority Critical patent/CN111297582B/zh
Publication of CN111297582A publication Critical patent/CN111297582A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111297582B publication Critical patent/CN111297582B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/06—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps
    • A61G5/061—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps for climbing stairs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/06—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps
    • A61G5/066—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps with endless belts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10—Parts, details or accessories
    • A61G5/1086—Anti-roll-back devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10—Parts, details or accessories
    • A61G5/1089—Anti-tip devices

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Handcart (AREA)

Abstract

本发明涉及电动轮椅领域，具体公开了一种平衡爬楼轮椅及其爬楼方法。主要解决了现有技术中存在的爬楼梯轮椅运动不平稳、冲击大，价格昂贵的技术问题。一种平衡爬楼轮椅，其特征在于，包括：机械系统，所述机械系统包括：底盘，设置于所述平衡爬楼轮椅两侧；履带传动模块，对称安装在所述底盘两侧；辅助轮，设置于所述平衡爬楼轮椅后端；控制传感器系统，设置于所述机械系统内部，配合控制所述机械系统的运动；整机骨架机构，设置于所述机械系统上方。采用轮‑履带复合式方案，充分结合轮式机构和履带机构的优点，它在平地上使用时，履带传动模块收起，可以像普通电动轮椅一样行驶，当遇到楼梯或障碍物时，可以放下履带传动模块，从而进行爬楼梯动作或者越过障碍。

Description

一种平衡爬楼轮椅及其爬楼方法
技术领域
本发明涉及电动轮椅领域，特别涉及到一种平衡爬楼轮椅及其爬楼方法。
背景技术
目前我国的老年人、残疾人和病患者中有大量行动不便者，这些人构成了数量庞大的轮椅需求群体，巨大的需求促进了我国轮椅产业近年较快发展，电动轮椅及手动轮椅大量进入千家万户，提高了人们生活品质。
然而，不论是电动轮椅还是手动轮椅都遇到上楼梯的难题，而现今国内大多数人仍居住在没有电梯的多层楼房内，上下楼靠楼梯，在一定程度上制约了轮椅的行动范围。
为此，轮椅具有爬楼梯功能成为亟待攻克的课题，相关厂家投入大量人力物力进行研发，目前有多款具有电动爬楼梯功能的轮椅面世，其中的电动星轮爬楼梯轮椅结构相对简单，但此类轮椅存在很大缺陷，运动不平稳、冲击大；而以国外进口技术生产的全轮式座位自平衡爬楼梯轮椅及活动支撑杆爬楼梯轮椅的爬楼梯技术较成熟，但价格昂贵。
发明内容
本发明目的之一为提供一种平衡爬楼轮椅，以解决现有技术中存在的爬楼梯轮椅运动不平稳、冲击大，价格昂贵的技术问题。
本发明目的之二为提供一种基于平衡爬楼轮椅的爬楼方法。
为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：
一种平衡爬楼轮椅，其特征在于，包括：
机械系统，所述机械系统包括：
底盘11，所述底盘11设置于所述平衡爬楼轮椅两侧；
履带传动模块12，所述履带传动模块12对称安装在所述底盘11两侧；
辅助轮14，所述辅助轮14设置于所述平衡爬楼轮椅后端；
控制传感器系统，所述控制传感器系统设置于所述机械系统内部，所述控制传感器系统配合控制所述机械系统的运动；
整机骨架机构30，所述整机骨架机构30设置于所述机械系统上方。
采用上述技术手段，平衡爬楼轮椅同时设置有底盘11和履带传动模块12，采用轮-履带复合式方案，充分结合轮式机构和履带机构的优点，它在平地上使用时，履带传动模块12收起，平衡爬楼轮椅可以像普通电动轮椅一样行驶，当遇到楼梯或障碍物时，可以放下履带传动模块12，从而进行爬楼梯动作或者越过障碍。
此外，平衡爬楼轮椅还设置有辅助轮14，当平衡爬楼轮椅在楼梯底部开始爬楼时，通过第一电动推杆131和第一连杆机构132的共同作用，调节履带传动模块12前端着地，同时通过第二电动推杆151和第二连杆机构152的共同作用，调节辅助轮14后端着地，并保证此时座椅与履带125的夹角为10.5°。当平衡爬楼轮椅到达楼梯顶部，由楼梯斜面向顶部平台过渡时，第二电动推杆151和第二连杆机构152共同动作放下辅助轮14，可以避免平衡爬楼轮椅后翻，进而增加平衡爬楼轮椅的稳定性和安全性。
根据本发明的一个实施例，其中，所述机械系统还包括：第一自动支撑机构13，所述第一自动支撑机构13连接所述履带传动模块12，所述第一自动支撑机构13通过第一电动推杆131和第一连杆机构132的共同作用，控制所述履带传动模块12的升降；第二自动支撑机构15，所述第二自动支撑机构15连接所述辅助轮14，所述第二自动支撑机构15通过第二电动推杆151和第二连杆机构152的共同作用，控制所述辅助轮14的升降。
根据本发明的一个实施例，其中，所述底盘11采用两轮平衡车方式，所述两轮平衡车方式的驱动方式采用轮毂电机、直流有刷电机或无刷电机中的一种。
根据本发明的一个实施例，其中，所述驱动方式采用轮毂电机驱动。目前国内外主流电动轮椅的驱动方式一般是采用有刷电机或无刷电机+减速器+传动机构进行驱动，会增大整体的体积和重量，并且一定程度影响能量传递效率。采用上述技术方案，采用轮毂电机驱动，轮毂电机将驱动电机、传动装置全部集中在车轮轮毂内，大大简化了驱动装置的结构，使爬楼梯轮椅的整体结构更加紧凑，同时也可以提高工作效率，额定功率大约为350w。
根据本发明的一个实施例，其中，所述履带传动模块12包括：履带电机121；履带从动轮122，所述履带从动轮122后置，所述履带从动轮122设置于所述履带传动模块12后端；履带主动轮123，所述履带主动轮123前置，履带主动轮123设置于所述履带传动模块12前端。采用上述技术手段，履带从动轮122后置，主要考虑到履带传动模块12会以履带从动轮122为中心进行翻转，便于整体布局。
根据本发明的一个实施例，其中，所述履带电机121采用电动楼梯车电机。采用上述技术手段，将履带电机121设置为电动楼梯车电机，它是一种直流有刷电机，优点是启动和输出力矩大，低电压特性好，过载特性强。
根据本发明的一个实施例，其中，所述履带传动模块12还包括履带引导轮124，所述履带引导轮124设置于所述履带从动轮122内侧；履带125，所述履带125连接所述履带从动轮122、所述履带主动轮123、所述履带引导轮124；履带支撑板126，所述履带支撑板126设置于所述履带传动模块12底部。
根据本发明的一个实施例，其中，所述第一自动支撑机构13包括:第一电动推杆131和第一连杆机构132；所述第一电动推杆131一端连接所述整机骨架机构30，另一端连接所述第一连杆机构132，所述第一连杆机构132另一端与所述履带传动模块12形成连接关系，所述连接关系为活动连接，所述第一连杆机构132用于和第一电动推杆131共同控制履带传动模块的升降。采用上述技术手段，爬楼时，需要将轮式运动模式切换为履带运动模式，这就需要第一自动支撑机构13实现。它采用第一电动推杆131和第一连杆机构132互相结合的方式，当电动推杆131伸长时，履带传动模块12逐渐着地，轮式机构逐渐被抬起，从而实现轮式运动模式与履带运动模式的切换。
根据本发明的一个实施例，其中，所述第二自动支撑机构15包括第二电动推杆151和第二连杆机构152；所述第二电动推杆151一端连接所述整机骨架机构30，另一端连接所述第二连杆机构152，所述第二连杆机构152连接所述辅助轮14。采用上述技术手段，第二自动支撑机构15包括第二电动推杆151和第二连杆机构152，第二连杆机构152连接所述辅助轮14，当轮椅开始从楼梯斜面向顶部平台降落时，第二电动推杆151伸长，推动辅助轮14下降，使其支撑在平台上；随着轮椅向顶部平台运动，所述第二电动推杆151逐渐缩短，带动所述辅助轮14上升，实现轮椅平稳降落到顶部平台上，避免了轮椅从顶部平台边缘降落到顶部平台阶段会发生向后翻倒问题，提高了轮椅在楼梯上运动时的稳定性和安全性。
根据本发明的一个实施例，其中，所述整机骨架机构30采用型材搭建。
为达到上述目的之二，本发明采用以下技术方案：
一种平衡爬楼轮椅的爬楼方法，包括：
准备，所述履带传动模块12前端着地，所述辅助轮14后端着地，同时将运动电机从轮毂电机切换为履带电机121；
搭上第一级台阶，第二电动推杆151和第二连杆机构152共同动作收起辅助轮14；
爬上第一级台阶，同时调整第一电动推杆131的位置，从而调整座椅平衡；
搭上第二级台阶，通过所述第一自动支撑机构13，自动调节座椅姿态；
爬上第二级台阶，同时调整第一电动推杆131的位置，从而调整座椅平衡；
脱离地面沿楼梯斜面向上运动，此过程中，座椅固有姿态随着向上运动无变化；
到达楼梯顶部，由楼梯斜面向顶部平台过渡，第二电动推杆151和第二连杆机构152共同动作放下辅助轮14，避免后翻；
完全爬上顶部平台，收起所述履带传动模块12和所述辅助轮14，同时将运动电机从履带电机121切换回轮毂电机，轮椅运动切换为轮式运动。
根据本发明的一个实施例，其中，所述爬楼方法采用后退上楼梯方式。
采用上述技术手段，爬楼方法采用后退上楼梯方式，这样一方面有利于重心调节，另一方面从人机工程学角度考虑，相对于前进上楼梯方式，后退爬楼梯方式不会使乘坐者因背后悬空而产生心理恐惧，有利于提高乘坐者的舒适度。此外，轮椅在运动过程中，平底上运动依靠轮毂电机行驶，爬楼梯时，运动电机切换为履带电机，两种电机互相配合使用，针对不同的运动情况采用不同的电机，很大程度上提高了轮椅的安全性和自主操控性。
有益效果：
本发明一种平衡爬楼轮椅，平衡爬楼轮椅同时设置有底盘11和履带传动模块12，采用轮-履带复合式方案，充分结合轮式机构和履带机构的优点，它在平地上实用时，履带传动模块12收起，平衡爬楼轮椅可以像普通电动轮椅一样行驶，当遇到楼梯或障碍物时，可以放下履带传动模块12，从而进行爬楼梯动作或者越过障碍。
此外，平衡爬楼轮椅还设置有辅助轮14，当平衡爬楼轮椅在楼梯底部开始爬楼时，履带传动模块12前端着地，辅助轮14后端着地，当平衡爬楼轮椅到达楼梯顶部，由楼梯斜面向顶部平台过渡时，第二电动推杆151和第二连杆机构152共同动作放下辅助轮14，可以避免平衡爬楼轮椅后翻，进而增加平衡爬楼轮椅的稳定性和安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的立体结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的又一立体结构示意图。
图3是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的俯视图。、
图4是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的侧视图。
图5是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的整机骨架机构与底盘的配合示意图。
图6是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的整机骨架机构与底盘的又一配合示意图。
图7是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的履带传动模块的结构示意图。
图8是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的履带传动模块的侧视图。
图9是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的第一自动支撑机构与履带传动模块的配合示意图。
图10是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的辅助轮与第二自动支撑机构的配合示意图。
图11是本申请实施例提供的一种平衡爬楼轮椅的辅助轮与第二自动支撑机构的俯视图。
附图中：
11、底盘 12、履带传动模块 121、履带电机
122、履带从动轮 123、履带主动轮 124、履带引导轮
125、履带 126、履带支撑板 13、第一自动支撑机构
131、第一电动推杆 132、第一连杆机构 14、辅助轮
15、第二自动支撑机构 151、第二电动推杆 152、第二连杆机构
30、整机骨架结构
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
实施例一：
如图1-图6所示，一种平衡爬楼轮椅，其特征在于，包括：
机械系统，所述机械系统包括：底盘11，所述底盘11设置于所述平衡爬楼轮椅两侧；履带传动模块12，所述履带传动模块12对称安装在所述底盘11两侧；辅助轮14，所述辅助轮14设置于所述平衡爬楼轮椅后端；控制传感器系统，所述控制传感器系统设置于所述机械系统内部，所述控制传感器系统配合控制所述机械系统的运动；整机骨架机构30，所述整机骨架机构30设置于所述机械系统上方，所述整机骨架机构30采用型材搭建，采用型材搭建，能够确保轮椅的性能，同时型材更改方便，价格便宜。所述底盘11为两轮平衡车底盘，车轮外径大约14寸，进而可以实现高度10～20cm，宽度在25～30cm的楼梯的攀爬。
平衡爬楼轮椅同时设置有底盘11和履带传动模块12，采用轮-履带复合式方案，充分结合轮式机构和履带机构的优点，它在平地上实用时，履带传动模块12收起，轮子底盘放下，平衡爬楼轮椅可以像普通电动轮椅一样行驶，当遇到楼梯或障碍物时，可以将轮子底盘收起并放下履带传动模块12，从而进行爬楼梯动作或者越过障碍。
此外，平衡爬楼轮椅还设置有辅助轮14，当平衡爬楼轮椅在楼梯底部开始爬楼时，履带传动模块12前端着地，辅助轮14后端着地，当平衡爬楼轮椅到达楼梯顶部，由楼梯斜面向顶部平台过渡时，第二电动推杆151和第二连杆机构152共同动作放下辅助轮14，可以避免平衡爬楼轮椅后翻，进而增加平衡爬楼轮椅的稳定性和安全性。
如图7-图11所示，机械系统还包括：第一自动支撑机构13，所述第一自动支撑机构13连接所述履带传动模块12，所述第一自动支撑机构13通过第一电动推杆131和第一连杆机构132的共同作用，控制所述履带传动模块12的升降；第二自动支撑机构15，所述第二自动支撑机构15连接所述辅助轮14，所述第二自动支撑机构15通过第二电动推杆151和第二连杆机构152的共同作用，控制所述辅助轮14的升降。
底盘11采用两轮平衡车方式，所述两轮平衡车方式的驱动方式采用轮毂电机、直流有刷电机或无刷电机中的一种。本实施例中所述驱动方式采用轮毂电机驱动。目前国内外主流电动轮椅的驱动方式一般是采用有刷电机或无刷电机+减速器+传动机构进行驱动，会增大整体的体积和重量，并且一定程度影响能量传递效率。采用上述技术方案，采用轮毂电机驱动，轮毂电机将驱动电机、传动装置全部集中在车轮轮毂内，大大简化了驱动装置的结构，使爬楼梯轮椅的整体结构更加紧凑，同时也可以提高工作效率，额定功率大约为350w。
履带传动模块12包括：履带电机121；履带从动轮122，所述履带从动轮122后置，所述履带从动轮122设置于所述履带传动模块12后端；履带主动轮123，所述履带主动轮123前置，履带主动轮123设置于所述履带传动模块12前端。履带从动轮122后置，主要考虑到履带传动模块12会以履带从动轮122为中心进行翻转，便于整体布局。所述履带电机121采用电动楼梯车电机，将履带电机121设置为电动楼梯车电机，它是一种直流有刷电机，优点是启动和输出力矩大，低电压特性好，过载特性强。履带传动模块12还包括履带引导轮124，所述履带引导轮124设置于所述履带从动轮122内侧；履带125，所述履带125连接所述履带从动轮122、所述履带主动轮123、所述履带引导轮124；履带支撑板126，所述履带支撑板126设置于所述履带传动模块12底部。
第一自动支撑机构13包括:第一电动推杆131和第一连杆机构132；所述第一电动推杆131一端连接所述整机骨架机构30，另一端连接所述第一连杆机构132，所述第一连杆机构132另一端连接所述履带传动模块12。采用上述技术手段，爬楼时，需要将轮式运动模式切换为履带运动模式，这就需要第一自动支撑机构13实现。它采用第一电动推杆131和第一连杆机构132互相结合的方式，当电动推杆131伸长时，履带传动模块12逐渐着地，轮式机构逐渐被抬起，从而实现轮式运动模式与履带运动模式的切换。
第二自动支撑机构15包括第二电动推杆151和第二连杆机构152；所述第二电动推杆151一端连接所述整机骨架机构30，另一端连接所述第二连杆机构152，所述第二连杆机构152连接所述辅助轮14，所述辅助轮14选择聚氨酯实心轮，聚氨酯实心轮更加牢固的固定外胎与金属轮辋，使其不易脱离，同时聚氨酯材料硬度范围宽、强度高、性能的可调节范围大。多项物理机械性能指标均可通过对原材料的选择和配方的调整,在一定范围内变化,从而满足使用要求。采用上述技术手段，第二自动支撑机构15包括第二电动推杆151和第二连杆机构152，第二连杆机构152连接所述辅助轮14，当轮椅开始从楼梯斜面向顶部平台降落时，第二电动推杆151伸长，推动辅助轮14下降，使其支撑在平台上；随着轮椅向顶部平台运动，所述第二电动推杆151逐渐缩短，带动所述辅助轮14上升，实现轮椅平稳降落到顶部平台上，避免了轮椅从顶部平台边缘降落到顶部平台阶段会发生向后翻倒问题，提高了轮椅在楼梯上运动时的稳定性和安全性。
控制传感器系统主要包括陀螺仪、加速度传感器、红外测距仪、摄像机和压力传感器。所述陀螺仪和所述加速度传感器用于实现平衡车运动模式；所述红外测距仪和所述摄像机用于检测轮椅与楼梯的位置。所述压力传感器用于反馈控制所述第一自动支撑机构13、所述第二自动支撑机构15，用于判断所述履带传动模块12和所述辅助轮14是否着地；同时根据压力的变化，收回辅助轮14。
一种平衡爬楼轮椅的爬楼方法，包括：
上楼步态：
准备，所述履带传动模块12前端着地，所述辅助轮14后端着地，同时将运动从轮毂电机电机切换为履带电机，此时座椅与履带125的夹角为10.5°；
搭上第一级台阶，第二电动推杆151和第二连杆机构152共同动作收起辅助轮14，此时座椅与履带125的夹角为10.5°；
爬上第一级台阶，同时调整第一电动推杆131的位置，从而调整座椅平衡，此时座椅与履带125的夹角为19.6°；
搭上第二级台阶，通过所述第一自动支撑机构13，自动调节座椅姿态，此时座椅与履带125的夹角为27.2°；
爬上第二级台阶，同时调整第一电动推杆位置131的位置，从而调整座椅平衡，此时座椅与履带125的夹角为33.2°；
脱离地面沿楼梯斜面向上运动，此过程中，座椅固有姿态随着向上运动无变化，座椅固有姿态随着向上运动无变化，即证明已完全脱离地面；
到达楼梯顶部，由楼梯斜面向顶部平台过渡，第二电动推杆151和第二连杆机构152共同动作放下辅助轮14，避免后翻；
完全爬上顶部平台，收起所述履带传动模块12和所述辅助轮14，同时将运动电机从履带电机121切换回轮毂电机，轮椅运动切换为轮式运动。
下楼步态：
准备，所述履带传动模块12前端着地，所述辅助轮14后端着地，，同时将运动电机从轮毂电机切换为履带电机121，此时座椅与履带125的夹角为12.5°；
搭上第一级台阶，红外测距离检测到正在下楼梯，此时座椅与履带125的夹角为24.9°
调整第一电动推杆131和第二电动推杆151的位置，实现履带在台阶上两点接触，再逐渐收缩辅助轮14，并确认辅助轮14不再受力，此时座椅与履带125的夹角为33.9°；
脱离地面沿楼梯斜面向下运动，座椅固有姿态随着向上运动无变化，即证明已完全脱离地面；
搭上最后一级台阶，展开辅助轮14，此时座椅与履带125的夹角为10.5°；
完全到达楼梯底部平台，所述履带传动模块12前端着地，所述辅助轮14后端着地，此时座椅与履带125的夹角为10.5°，同时将运动电机从履带电机121切换回轮毂电机，轮椅运动切换为轮式运动。
根据本发明的一个实施例，其中，所述爬楼方法采用后退上楼梯方式。
采用上述技术手段，爬楼方法采用后退上楼梯方式，这样一方面有利于重心调节，另一方面从人机工程学角度考虑，相对于前进上楼梯方式，后退爬楼梯方式不会使乘坐者因背后悬空而产生心理恐惧，有利于提高乘坐者的舒适度。此外，轮椅在运动过程中，平底上运动依靠轮毂电机行驶，爬楼梯时，运动电机切换为履带电机，两种电机互相配合使用，针对不同的运动情况采用不同的电机，很大程度上提高了轮椅的安全性和自主操控性。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种平衡爬楼轮椅，其特征在于，包括：
机械系统，所述机械系统包括：
底盘(11)，所述底盘(11)设置于所述平衡爬楼轮椅两侧；
履带传动模块(12)，所述履带传动模块(12)对称安装在所述底盘(11)两侧；
辅助轮(14)，所述辅助轮(14)设置于所述平衡爬楼轮椅后端；
控制传感器系统，所述控制传感器系统设置于所述机械系统内部，所述控制传感器系统配合控制所述机械系统的运动；
整机骨架机构(30)，所述整机骨架机构(30)设置于所述机械系统上方。
2.根据权利要求1所述的一种平衡爬楼轮椅，其中，所述机械系统还包括：
第一自动支撑机构(13)，所述第一自动支撑机构(13)连接所述履带传动模块(12)，所述第一自动支撑机构(13)控制所述履带传动模块(12)的升降；
第二自动支撑机构(15)，所述第二自动支撑机构(15)连接所述辅助轮(14)，所述第二自动支撑机构(15)控制所述辅助轮(14)的升降。
3.根据权利要求1所述的一种平衡爬楼轮椅，其中，所述底盘(11)采用两轮平衡车方式，所述两轮平衡车方式的驱动方式采用轮毂电机、直流有刷电机或无刷电机中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种平衡爬楼轮椅，其中，所述驱动方式采用轮毂电机驱动。
5.根据权利要求1所述的一种平衡爬楼轮椅，其中，所述履带传动模块(12)包括：
履带电机(121)；
履带从动轮(122)，所述履带从动轮(122)后置，所述履带从动轮(122)设置于所述履带传动模块(12)后端；
履带主动轮(123)，所述履带主动轮(123)前置，履带主动轮(123)设置于所述履带传动模块(12)前端。
6.根据权利要求5所述的一种平衡爬楼轮椅，其中，所述履带电机(121)采用电动楼梯车电机。
7.根据权利要求5所述的一种平衡爬楼轮椅，其中，所述履带传动模块(12)还包括
履带引导轮(124)，所述履带引导轮(124)设置于所述履带从动轮(122)内侧；
履带(125)，所述履带(125)连接所述履带从动轮(122)、所述履带主动轮(123)、所述履带引导轮(124)；
履带支撑板(126)，所述履带支撑板(126)设置于所述履带传动模块(12)底部。
8.根据权利要求2所述的一种平衡爬楼轮椅，其中，所述第一自动支撑机构(13)包括:第一电动推杆(131)和第一连杆机构(132)；
所述第一电动推杆(131)一端连接所述整机骨架机构(30)，另一端连接所述第一连杆机构(132)，所述第一连杆机构(132)另一端连接所述履带传动模块(12)。
9.根据权利要求2所述的一种平衡爬楼轮椅，其中，所述第二自动支撑机构(15)包括第二电动推杆(151)和第二连杆机构(152)；
所述第二电动推杆(151)一端连接所述整机骨架机构(30)，另一端连接所述第二连杆机构(152)，所述第二连杆机构(152)连接所述辅助轮(14)。
10.根据权利要求1所述的一种平衡爬楼轮椅，其中，所述整机骨架机构(30)采用型材搭建。
CN202010135331.1A 2020-03-02 2020-03-02 一种平衡爬楼轮椅及其爬楼方法 Active CN111297582B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010135331.1A CN111297582B (zh) 2020-03-02 2020-03-02 一种平衡爬楼轮椅及其爬楼方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010135331.1A CN111297582B (zh) 2020-03-02 2020-03-02 一种平衡爬楼轮椅及其爬楼方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111297582A true CN111297582A (zh) 2020-06-19
CN111297582B CN111297582B (zh) 2023-07-21

Family

ID=71145414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010135331.1A Active CN111297582B (zh) 2020-03-02 2020-03-02 一种平衡爬楼轮椅及其爬楼方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111297582B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109649519A (zh) * 2018-11-20 2019-04-19 国网浙江慈溪市供电有限公司 一种可爬楼梯的运输机器人
CN111714302A (zh) * 2020-07-27 2020-09-29 西北工业大学 一种多平面使用爬楼轮椅
CN113116648A (zh) * 2021-04-13 2021-07-16 聊城大学 一种缓震爬楼越障装置及轮椅
CN114469550A (zh) * 2022-02-14 2022-05-13 必飞科技(佛山)有限公司 一种履带式折叠爬楼机构
CN114795698A (zh) * 2022-04-20 2022-07-29 刘鑫 一种智能爬楼轮椅
WO2023066664A1 (de) * 2021-10-19 2023-04-27 Scewo Ag Fahrzeug zum befahren einer treppe oder einer rampe

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3529688A (en) * 1968-11-07 1970-09-22 John W Bruce Wheelchair
US4077483A (en) * 1975-09-19 1978-03-07 Randolph Arthur J Invalid vehicle
CA1040677A (en) * 1975-01-20 1978-10-17 Howard M. Jensen Stair climbing tracked vehicle
DE3434178A1 (de) * 1984-09-18 1986-03-20 Rudolf Wanzl Kg, 8874 Leipheim Transportwagen, insbesondere einkaufswagen
EP0312961A1 (de) * 1987-10-20 1989-04-26 Max Lehner Mit einem Rollstuhl kuppelbares Raupenfahrwerk
US5197558A (en) * 1990-10-18 1993-03-30 Sunwa Sharyo Manufacturing Co., Ltd. Stair-climbing wheelchair carrier
JPH0848252A (ja) * 1994-08-04 1996-02-20 Otec Japan:Kk 荷 車
WO1998015249A1 (en) * 1996-10-07 1998-04-16 Chul Hwang Wheel chair with hill-climbing function
JPH10109652A (ja) * 1996-08-09 1998-04-28 Yoshizawa Kiko Kk 荷物運搬車
CN200984292Y (zh) * 2006-12-15 2007-12-05 西安思源职业学院 无障碍自动履带车
CN101268977A (zh) * 2007-03-21 2008-09-24 中国科学院自动化研究所 轮椅攀爬楼梯的辅助方法及装置
AU2008249179A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-25 Dhs Pty Ltd An assembly to aid wheelchairs to negotiate steps
CN102721547A (zh) * 2012-06-11 2012-10-10 国家康复辅具研究中心 轮式爬楼梯轮椅疲劳试验机
CN104622650A (zh) * 2015-02-12 2015-05-20 南京理工大学 一种轮-履复合式电动轮椅
CN110169880A (zh) * 2019-06-20 2019-08-27 浙江科技学院 一种复合式自平衡电动轮椅及其使用方法
CN110742744A (zh) * 2019-11-29 2020-02-04 淮南师范学院 一种双形态智能护理式轮椅

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3529688A (en) * 1968-11-07 1970-09-22 John W Bruce Wheelchair
CA1040677A (en) * 1975-01-20 1978-10-17 Howard M. Jensen Stair climbing tracked vehicle
US4077483A (en) * 1975-09-19 1978-03-07 Randolph Arthur J Invalid vehicle
DE3434178A1 (de) * 1984-09-18 1986-03-20 Rudolf Wanzl Kg, 8874 Leipheim Transportwagen, insbesondere einkaufswagen
EP0312961A1 (de) * 1987-10-20 1989-04-26 Max Lehner Mit einem Rollstuhl kuppelbares Raupenfahrwerk
US4898256A (en) * 1987-10-20 1990-02-06 Sunwa Sharyo Manufacturing Co., Ltd. Stair-climbing wheelchair carrier with crawlers
US5197558A (en) * 1990-10-18 1993-03-30 Sunwa Sharyo Manufacturing Co., Ltd. Stair-climbing wheelchair carrier
JPH0848252A (ja) * 1994-08-04 1996-02-20 Otec Japan:Kk 荷 車
JPH10109652A (ja) * 1996-08-09 1998-04-28 Yoshizawa Kiko Kk 荷物運搬車
WO1998015249A1 (en) * 1996-10-07 1998-04-16 Chul Hwang Wheel chair with hill-climbing function
CN200984292Y (zh) * 2006-12-15 2007-12-05 西安思源职业学院 无障碍自动履带车
CN101268977A (zh) * 2007-03-21 2008-09-24 中国科学院自动化研究所 轮椅攀爬楼梯的辅助方法及装置
AU2008249179A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-25 Dhs Pty Ltd An assembly to aid wheelchairs to negotiate steps
CN102721547A (zh) * 2012-06-11 2012-10-10 国家康复辅具研究中心 轮式爬楼梯轮椅疲劳试验机
CN104622650A (zh) * 2015-02-12 2015-05-20 南京理工大学 一种轮-履复合式电动轮椅
CN110169880A (zh) * 2019-06-20 2019-08-27 浙江科技学院 一种复合式自平衡电动轮椅及其使用方法
CN110742744A (zh) * 2019-11-29 2020-02-04 淮南师范学院 一种双形态智能护理式轮椅

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109649519A (zh) * 2018-11-20 2019-04-19 国网浙江慈溪市供电有限公司 一种可爬楼梯的运输机器人
CN111714302A (zh) * 2020-07-27 2020-09-29 西北工业大学 一种多平面使用爬楼轮椅
CN111714302B (zh) * 2020-07-27 2021-06-29 西北工业大学 一种多平面使用爬楼轮椅
CN113116648A (zh) * 2021-04-13 2021-07-16 聊城大学 一种缓震爬楼越障装置及轮椅
WO2023066664A1 (de) * 2021-10-19 2023-04-27 Scewo Ag Fahrzeug zum befahren einer treppe oder einer rampe
CN114469550A (zh) * 2022-02-14 2022-05-13 必飞科技(佛山)有限公司 一种履带式折叠爬楼机构
CN114795698A (zh) * 2022-04-20 2022-07-29 刘鑫 一种智能爬楼轮椅
CN114795698B (zh) * 2022-04-20 2023-05-05 刘鑫 一种智能爬楼轮椅

Also Published As

Publication number Publication date
CN111297582B (zh) 2023-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111297582B (zh) 一种平衡爬楼轮椅及其爬楼方法
CN202096375U (zh) 一种爬楼轮椅
CN203042684U (zh) 一种多功能爬楼轮椅
CN103027805A (zh) 路梯两用型轮椅
CN112773621A (zh) 支撑结构、底盘结构、智能爬楼轮椅及上下台阶方法
CN111494109A (zh) 一种爬楼梯轮椅
CN110840668A (zh) 一种多功能便捷上下楼梯轮椅
CN110547922B (zh) 一种多功能越障爬楼轮椅及越障爬楼方法
CN102626359A (zh) 自助式可上下楼梯的电动轮椅
CN109367638B (zh) 一种上下楼搬运装置
CN110203294A (zh) 一种自动爬楼装置
CN214858397U (zh) 支撑结构、底盘结构、双履带行走爬楼车及智能爬楼轮椅
CN213851523U (zh) 一种载人爬楼机器人
CN202821884U (zh) 自助式可上下楼梯的电动轮椅
CN211271755U (zh) 电动仿生移动装置
CN211460893U (zh) 全自动载人爬楼梯装置
CN211300734U (zh) 一种多足支撑式爬楼轮椅机器人
CN212490461U (zh) 智能助老爬楼轮椅
CN201040064Y (zh) 多功能电动爬楼助残车
CN112190408A (zh) 爬楼梯的助行器及其爬楼方法
CN109878587B (zh) 一种能平躺上下楼梯的智能爬楼车
CN215081058U (zh) 一种智能爬楼梯轮椅
CN215350082U (zh) 一种新型多功能可上楼轮椅
CN112263406A (zh) 一种载人爬楼梯机器人及其爬楼方法
CN217496383U (zh) 一种无障碍小车

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant