CN112678057A - 一种被动越障机构 - Google Patents

Abstract

一种被动越障机构，包括一对Y型压杆、一组平行连杆机构、一组第二连杆、三组加强同步杆、一对抬升轮、一对支撑轮、两对自锁销、两对限位槽、两对限位销，平行连杆机构包括前摇杆、后摇杆、第一连杆。越障机构铰接在车身轮椅、推车等平台上。本发明增加了一对Y型压杆，使得前轮和车体不再固联，在抬升过程中只需要抬升前轮的重量，由于支撑轮的存在，使得抬升过程的动力臂较长达到省力的目的，并且能在抬升过程中起到支撑作用，使车身保持稳定。

Description

一种被动越障机构

技术领域

本发明涉及一种助行器械，具体涉及一种被动越障机构。

背景技术

越障机构是一种能够帮助行动不便人群或者特种作业工作者在一定限度内翻越障碍的器械，国内外现有设备多采用轮组式、履带式、腿式三类，使用者可借助越障机构更为轻松地翻越障碍。行星轮式无障碍轮椅是目前国际上最为通用也是研究最多的一种越障轮椅模式，是目前爬楼梯效果最好的轮椅，能够适应各种楼梯及障碍地形。但是因为轮式运动在越障时的安全局限性，这类轮椅通常都需要更多、更复杂的平衡控制机构以及安全保护机构才能平稳越障，即便如此，大部分的轮式无障碍轮椅在越障时还是需要有专人进行保护。

现有越障机构结构复杂、平稳性差、为主动式越障、重量大、结构复杂、不便于携带且价格昂贵，使用范围较为狭窄，且无平台拓展性，实用性不强。目前手动推车、轮椅等常见小型助行、运输设备，前轮较小，后轮较大，当遇到障碍时，如果障碍高度大于前轮半径甚至直径，通常是由操控者提供动力，需要将器具搬起或翘起，费时费力。本专利根据杠杆和连杆原理，设计一种用于前轮相对于后轮较小的轮椅等设备上的结构简单、便于安装、不需额外动力且省时、省力、能可靠、安全翻越一定高度障碍的越障机构，操控者在较小操控力作用下，可使轻松前轮越过障碍。此机构可以根据不同使用环境，在轮椅、推车等原有设备上仅需打孔、开槽等简单加工后即可安装，成本低、越障可靠。

发明内容

本发明的目的为了克服现有技术不足，填补市场空缺，提供一种被动越障机构，本发明不需额外动力，原理简单，成本低。

一种被动越障机构，包括一对Y型压杆、一组平行连杆机构、一组第二连杆、三组加强同步杆、一对抬升轮、一对支撑轮、两对自锁销、两对限位槽、两对限位销，所述平行连杆机构包括前摇杆、后摇杆、第一连杆。所述越障机构铰接在车身轮椅、推车等平台上。

具体地，同侧的平行连杆机构的前摇杆的上端铰接在车身平台上，平行连杆机构的后摇杆上端铰接在车身平台上。所述的平行连杆机构前摇杆下端与所述第一连杆的前端铰接，所述的平行连杆机构后摇杆的下端与所述第一连杆的后端铰接。所述Y型连杆的上端与车身平台铰接，所述Y型压杆的左下端与所述抬升轮铰接，所述Y型压杆的右下端与所述支撑轮铰接。所述第二连杆的前端与所述倒Y型压杆的左下端铰接，所述第二连杆的后端与所述第一连杆的前端铰接。所述限位销连接在前摇杆和后摇杆上、限位槽在车身平台上且其形状符合限位销的移动轨迹。当越障机构不进行越障时，自锁销插入前摇杆和后摇杆上的孔中以固定平行连杆机构的位置，使越障机构保持平稳。两侧平行连杆机构的前摇杆的下端通过所述加强同步杆相固连，两侧平行连杆机构的后摇杆的下端通过所述加强同步杆相固连，两侧所述倒Y型压杆通过所述加强同步杆相固连。

当越障机构进行越障时，下压Y型压杆通过加强同步杆的同步作用，使两侧抬升轮抬起，抬升轮越过障碍后，上抬Y型压杆，使支撑轮越过障碍，之后在后轮的动力作用下使越障机构全部越过障碍，从而实现越障。

限位销固连在前摇杆与后摇杆上，限位槽位于车身平台上，其形状符合限位销的移动轨迹，起到限制限位销的作用。所述第二连杆的后端与所述第一连杆的前端连接处和所述平行连杆机构前摇杆的下端与所述第一连杆的前端的连接处轴心在同一直线。

当越障机构不进行越障时，自锁销插入前摇杆和后摇杆的孔中，使越障机构处于自锁状态，从而保持此越障机构的稳定。

本发明与现有产品相比，其有益效果：

1.传统机构在实现前轮越障时，需要以后轮为支点抬起车体的前半身，由杠杆原理，此时动力臂较短，并且由于车体的前半身较重，阻力相对较大，需要的抬升力较大且由于后轮的不稳定，导致抬升过程不稳定，不易控制。本发明增加了一对Y型压杆，使得前轮和车体不再固联，在抬升过程中只需要抬升前轮的重量，由于支撑轮的存在，使得抬升过程的动力臂较长达到省力的目的，并且能在抬升过程中起到支撑作用，使车身保持稳定。

2.将某一运动装置从地面抬升至指定高度并在此过程中能保持平稳。

3.可模块化用于多种运输传递设备，也可在老年人或残疾人轮椅出行应对非铺装路面以及一定程度的台阶马路牙子攀爬和沟坎的平稳通过提供帮助。

4.应用本发明可以很大程度上节省越过障碍时的人力消耗，节省空间、出行便捷、重量轻、上下楼梯方便、便于搬运、携带、不需额外动力、低成本、免维护、使用方便。

附图说明

图1是本发明的立体示意图。

图2是本发明的侧视图。

图3、图4是本发明翻越障碍过程示意图。

图5是本发明的平行连杆机构示意图。

图中：1-第一加强同步杆，2-第二加强同步杆，5-第三加强同步杆，3-抬升轮，4-第二连杆，61-前摇杆，62-第一连杆，63-后摇杆，7-支撑轮，8-自锁销，9-限位销，10-限位槽，11-后轮，12-第一轴承，13-第二轴承，15-第三轴承，14-Y型压杆，16-扶手，17-车身平台。

具体实施方式

请参阅图1、图2、图3、图4和图5所示，一种被动越障机构，包括一对Y型压杆14、一组平行连杆机构、一组第二连杆4、第一加强同步杆1、第二加强同步杆2、第三加强同步杆5、一对抬升轮3、一对支撑轮7、两对自锁销8、两对限位槽10、两对限位销9；越障机构所安装的车身平台17上装有扶手16和一对后轮11；平行连杆机构包括前摇杆61、后摇杆63何第一连杆62；车身平台17加工有限位槽10；所述限位销9安装在前摇杆61和后摇杆63上。

车体同一侧的平行连杆机构的前摇杆61上端、后摇杆63上端铰接在车身平台17上；平行连杆机构的前摇杆61下端与第一连杆62的前端铰接，平行连杆机构的后摇杆63下端与第一连杆62后端铰接；Y型连杆14上端与车身平台17铰接，Y型压杆14左下端与抬升轮3铰接，Y型压杆14右下端与支撑轮7铰接；第二连杆4前端与Y型压杆14左下端铰接，第二连杆4后端与第一连杆62前端铰接；限位销9用于前摇杆61和后摇杆63的限位，限位槽10形状满足限位销的移动轨迹。当越障机构在平坦路面运动时，自锁销8插入前摇杆61和后摇杆63上的孔中，以固定平行连杆机构的位置，使越障机构保持平稳；此外，两侧平行连杆机构的前摇杆61、后摇杆63下端和Y型压杆14分别通过第一加强同步杆1、第二加强同步杆2、第三加强同步杆5相固连。通过第一加强同步杆1、第二加强同步杆2和第三加强同步杆5保证车体两侧机构能够同步运动。装有被动越障机构的车体在遇到障碍时，操作者可以通过按压扶手附近的Y型压杆14上端，在连杆机构作用下使得前轮翘起，抬升轮在限位销9与限位槽10的限位下，升到一定高度便停止，车体继续前进，通过适当调节Y型压杆14上端的压力，调整抬升轮高度，使抬升轮越过障碍并接触越障后的路面，如图3所示；当车体前行一段距离后，支撑轮遇到障碍，此时放松Y型压杆14，然后稍上抬Y型压杆14，使得支撑轮7抬起，此时抬升轮在连杆机构作用下向车体后端方向移动，车体倾斜，如图4所示，支撑轮7在平行连杆机构的限位下，升到一定的高度便停止，在此过程中车体继续前行，支撑轮7抬升后的高度如果小于障碍高度，当支撑轮与障碍接触时，在阻力作用下，通过调节操控者施加在Y型压杆的压力，在连杆机构作用下，抬升轮与车体后轮距离可相对变化，使支撑轮抬升高度增加，直至越过障碍，在此过程中，抬升轮和后轮一致保持与路面接触，车体重量由抬升轮和后轮分担。车体继续前行，当后轮遇到障碍后，根据后轮大小不同，操控者调整驱动力，如图2所示的较大直径后轮，如轮椅，当障碍高度小于后轮半径时，操控者正常推动，后轮可翻越障碍；如果后轮直径较小，则需操控者以抬升轮为支点，在车体扶手处施加向上的抬升力，并前推，使后轮越过障碍。当车体完全越过障碍时，松开Y型压杆14，使越障机构恢复到原来状态，并通过自锁销8插入前摇杆61和后摇杆63上的孔中以固定平行连杆机构的位置，使越障机构保持平稳。

本发明适用于手动推车、轮椅等常见小型助行、运输器具。根据杠杆和连杆原理，结构简单、省时省力且能可靠、安全翻越一定高度障碍的越障机构，根据不同使用环境，在轮椅、推车等器具上仅需打孔、开槽等简单加工后即可安装。

Claims (1)

1.一种被动越障机构，其特征在于：包括一对Y型压杆(14)、一组平行连杆机构、一组第二连杆(4)、第一加强同步杆(1)、第二加强同步杆(2)、第三加强同步杆(5)、一对抬升轮(3)、一对支撑轮(7)、两对自锁销(8)、两对限位槽(10)、两对限位销(9)；越障机构所安装的车身平台(17)上装有扶手(16)和一对后轮(11)；平行连杆机构包括前摇杆(61)、后摇杆(63)何第一连杆(62)；车身平台(17)加工有限位槽(10)；

同侧的平行四杆机构的前摇杆(61)的上端铰接在车身平台(17)上，平行四杆机构的后摇杆(63)的上端铰接在车身平台(17)上；平行四杆机构的前摇杆(61)的下端与第一连杆(62)的前端铰接，平行四杆机构的后摇杆(63)的下端与第一连杆(62)的后端铰接；Y型连杆(14)的上端与车身平台(17)铰接，Y型压杆(14)的左下端与抬升轮(3)铰接，Y型压杆(14)的右下端与支撑轮(7)铰接；第二连杆(3)的前端与倒Y型压杆(14)的左下端铰接，第二连杆(4)的后端与第一连杆(62)的前端铰接；限位销(9)连接在前摇杆(61)和后摇杆(63)上；限位槽(10)位于车身平台(17)上且其形状满足限位销的移动轨迹；自锁销(8)的作用是：当越障机构不进行越障时，自锁销(8)插入前摇杆(61)和后摇杆(63)上的孔中以固定平行四杆机构的位置，使越障机构保持平稳；两侧平行四杆机构的前摇杆(61)、后摇杆(63)和Y型压杆(14)通过加第一加强同步杆(1)、第二加强同步杆(2)、第三加强同步杆(5)相固连；

当越障机构进行越障时，下压Y型压杆(14)通过第一加强同步杆(1)、第二加强同步杆(2)、第三加强同步杆(5)的同步作用，使两侧抬升轮(3)抬起，抬升轮(3)越过障碍后，上抬Y型压杆(14)，使支撑轮(7)越过障碍，之后在后轮(11)的动力作用下使越障机构全部越过障碍，从而实现越障；

第二连杆(4)的后端与所述第一连杆(62)的前端连接处和所述平行四杆机构前摇杆(61)的下端与第一连杆(62)的前端的连接处轴心在同一直线；

当越障机构不进行越障时，自锁销(8)插入前摇杆(61)和后摇杆(63)的孔中，使越障机构处于自锁状态，从而保持此越障机构的稳定。

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