CN113730118A - 一种自适应座椅、全地形轮椅及自适应攀爬方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应座椅、全地形轮椅及自适应攀爬方法，包括支撑座和座椅，座椅包括椅面，还包括：可调节支撑组件，支撑座与可调节支撑组件转动连接，当可调节支撑组件绕支撑座转动时，座椅的椅面始终保持平行；角度调整机构，角度调整机构用于调整座椅的角度，使座椅的椅面始终保持平行；旋转机构，旋转机构用于驱动座椅旋转；可调节支撑组件与旋转机构相连，旋转机构通过角度调整机构与座椅相连；支撑座还连接用行走机构。本发明所述的轮椅可进行全地形行走，爬楼过程中轮椅椅面始终与地面保持平行，且在爬楼中重心压在轮椅的前段，整体稳定性更好，有效防止轮椅翻倒等情况的发生，安全系数高。

Description

一种自适应座椅、全地形轮椅及自适应攀爬方法

技术领域

本发明涉及轮椅技术领域，具体涉及一种自适应座椅、全地形轮椅及自适应攀爬方法。

背景技术

轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具，随着无障碍设施的增多，轮椅使用者的活动范围逐步加大，但楼梯和一些坡度较大的陡坡却使轮椅受到很大限制。轮椅按照其传动方式可分为：星轮式、履带式和步进支撑式三种。

星轮式轮椅的爬楼机构由均匀分布在“Y”型、“五星”或“十”字形系杆上的若干个小轮构成。各个小轮既可以绕各自的轴线自转，又可以随着系杆一起绕中心轴公转。在平地行走时，各小轮自转，而爬楼梯和陡坡时，各小轮一起公转，从而实现爬楼梯的功能。

履带型机构的梯轮椅采用比星型轮机构更为连续的行走方式，当履带每离开上一台阶或行进到下一台阶时会出现因重心偏离而前后倾侧。履带式爬楼轮椅不适合在楼梯阶沿太光滑及斜度大于30－35度的环境使用。履带式爬楼轮椅平地行走时阻力较大，转角处拐弯不灵活。对此，国内外提出过各种各样的改进机构，仍不是很理想。

步进支撑式爬楼轮椅其原理是模仿人体爬楼动作，由两套支承装置交替支承，以实现上下楼梯的功能。但因其传动机构复杂，其耐用性差，应用较少。

因此，亟需一款能够适应各种复杂地形，且较为灵活，安全系数较高，不易发生倾覆的轮椅。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种自适应座椅、全地形轮椅及自适应攀爬方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出了一种自适应座椅，包括支撑座和座椅，所述座椅包括椅面，还包括：

可调节支撑组件，所述支撑座与所述可调节支撑组件转动连接，当可调节支撑组件绕支撑座转动时，座椅的椅面始终保持平行；

角度调整机构，所述角度调整机构用于调整座椅的角度，使座椅的椅面始终保持平行；

旋转机构，所述旋转机构用于驱动所述座椅旋转；

所述可调节支撑组件与所述旋转机构相连，所述旋转机构通过所述角度调整机构与所述座椅相连；所述支撑座还连接用行走机构。

优选的，所述可调节支撑组件包括第一连接架和第二连接架，所述第一连接架和所述第二连接架的底端均与所述支撑座转动连接，所述第一连接架和所述第二连接架的上端均转动连接于同一个水平支撑板；所述第一连接架和所述第二连接架长度相同且平行。

优选的，所述水平支撑板固定连接有限位圆盘，所述限位圆盘开设有若干个第二限位槽，所述第一连接架开设有第一限位槽，所述第一限位槽和所述第二限位槽内穿设有定位销；当限位圆盘绕第一连接架转动时，第二限位槽和/或第一限位槽夹紧所述定位销。

优选的，所述第二限位槽共设置有三个，位于中间的第二限位槽与所述定位销配合用于平地行走，位于左侧的第二限位槽与所述定位销配合用于爬楼梯，位于右侧的第二限位槽与所述定位销配合用于下楼梯；位于左侧的第二限位槽到中间的第二限位槽距离大于位于右侧的第二限位槽到中间的第二限位槽距离。

优选的，所述旋转机构包括与所述可调节支撑组件转动连接的转动座，所述转动座开设有若干个开口槽，所述可调节支撑组件还转动连接有与所述开口槽相配合的转动块，初始状态下，所述转动块设置在所述开口槽内。

优选的，所述旋转机构包括轮毂电机，所述角度调整机构通过转动轴与所述轮毂电机相连，所述轮毂电机与所述座椅的椅面相连；所述轮毂电机内置角度传感器，所述轮毂电机和角度传感器连接有控制器。

优选的，所所述座椅还包括与所述椅面相连的椅背，所述椅面远离所述椅背的一端转动连接有腿部支撑，所述椅面的底端铰接有电推杆，所述电推杆与所述腿部支撑铰接。

一种全地形轮椅，包括上述的一种自适应座椅，所述行走机构包括前履带组件和后履带组件，所述前履带组件和后履带组件分别通过前转动架和后转动架与所述支撑座铰接，所述前履带组件包括前履带段和后履带段，所述后履带段与前履带段之间形成第一夹角，还包括：

转动轴，所述转动轴被设置在所述前履带组件的后端或靠近该后端，且同时该转动轴被设置在所述后履带组件的前端或靠近该前段；

所述前履带组件和/或后履带组件绕所述转动轴转动，当转动处于第一状态时，所述后履带段的后端和后履带组件的前段向上倾斜且后履带段与后履带组件具有夹角，当转动处于第二状态时，所述后履带段与后履带组件的行走平面处于同一平面上。

优选的，所述后履带组件包括后履带支架，至少两个后履带轮和环形包绕后履带轮的后履带，至少一个后履带轮为驱动轮，所述后履带轮均可旋转地安装到所述后履带支架上，至少两个后履带轮之间相互配合，从而使所述后履带行走底面形成一个平面；所述后转动架的一端与所述后履带支架铰接，所述后转动架的另一端与所述支撑座铰接。

优选的，所述前履带段和后履带段采用同一履带包绕成一体的履带结构；所述前履带组件包括前履带，所述前履带上设有前履带支架、导向轮和至少两个前履带轮，所述导向轮和两个前履带轮将前履带组件分成前履带段和后履带段，所述导向轮设置在所述前履带段远离后履带段的一端，导向轮高于前履带轮，从而使导向轮与前履带轮之间形成所述第一夹角；所述前转动架的一端与所述前履带支架铰接，所述前转动架的另一端与所述支撑座铰接。

优选的，所述前履带组件的后端具有驱动轮，所述后履带组件的前端具有驱动轮，前履带组件的驱动轮的中心轴和所述后履带组件的驱动轮的中心轴为所述转动轴，所述前履带组件和后履带组件均与所述转动轴转动连接。

本发明还提出了一种自适应攀爬方法，采用上述的一种全地形轮椅，包括以下步骤：

平地行走状态，座椅的腿部支撑位于座椅前方，可调节支撑组件的上端向左上方倾斜，行走机构带动座椅进行平地行走动作，在此过程中，座椅的椅面始终保持平行；

攀爬前:旋转机构带动座椅旋转，座椅的腿部支撑位于座椅后方，可调节支撑组件绕支撑座转动，可调节支撑组件的上端向右上方倾斜，行走机构带动座椅进行攀爬工作，在此过程中，座椅的椅面始终保持平行；

攀爬中：行走机构带动座椅进行攀爬，同时角度调整机构带动座椅转动，使座椅的椅面始终保持平行；

攀爬后：旋转机构带动座椅旋转，座椅的腿部支撑位于座椅前方，可调节支撑组件绕支撑座转动，回到平地行走状态；

下坡前：座椅的腿部支撑位于座椅前方，可调节支撑组件绕支撑座转动，可调节支撑组件的上端向左上方倾斜，可调节支撑组件与地面的夹角小于平地行走时可调节支撑组件与地面的夹角；

下坡中：行走机构带动座椅进行下坡，同时角度调整机构带动座椅转动，使座椅的椅面始终保持平行；

下坡后：可调节支撑组件绕支撑座转动，回到平地行走状态。

优选的，在进行台阶攀爬工作时，上台阶时，前履带段前段向下倾斜接触台阶，驱动轮驱动前履带和后履带转动，进行攀爬动作，同时，前履带组件和后履带组件绕转动轴转动，后履带段的后端和后履带组件的前端向上倾斜，使后履带段与后履带组件形成夹角，此时，角度调整机构带动座椅转动，使座椅的椅面始终保持平行。

优选的，可调节支撑组件转动的方法包括，通过将定位销移出第二限位槽，此时第一连接架和第二连接架可自由绕支撑座转动，然后将相应的第二限位槽转动第一限位槽位置处，将定位销穿设在第二限位槽和第一限位槽内，实现可调节支撑组件角度的固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过设置的与支撑座铰接的前履带组件和后履带组件，前履带组件和后履带组件可相对转动，因此在进行爬楼动作时，前履带组件与台阶接触后，带动前履带组件和后履带组件形成夹角，在角度调整机构的作用下，从而使椅面始终与地面保持平行，使装置的重心压在椅面的前段，不会造成车子的前翻，安全系数高，相对于常规轮椅爬楼机构来说，常规的很容易造成重心不平稳，进而造成装置倾斜，而本发明所采用履带自适应转动的方式，则无需人工进行过多的辅助工作，操作简单，使用方便。

2.本发明通过设置的可转动的履带，在台阶攀爬动作完成后，常规的轮椅底盘中间部分与位于最上方的台阶相接触，在重力的作用下，会造成轮椅底盘瞬间转动，使轮椅前段迅速与地面相接触，在此过程中，需要人工用力下压轮椅的前段，若用力过小很容易造成轮椅的翻转，且很容易损坏底盘，而本发明中，台阶攀爬结束后，后履带段先与最上方台阶相接触，在重力作用下，后履带段转动，前履带组件和后履带组件形成夹角，为轮椅提供一定的缓冲作用，爬楼动作更加平缓，且安全系数较高，无需人工过多的操作，且可始终保持轮椅处于水平状态，延长底盘的使用寿命。

3.本发明设置的前履带组件，导向轮高于前履带轮，从而使前履带段与后履带段形成夹角，因该夹角的角度较大，考虑到履带整体结构，因此采用三角形履带的方式，三角形结构使前履带组件有较好的稳定性，且对履带的本身要求较低，使用要求较低，起到降低成本，维护方便的作用。

4.本发明还设置的可调节支撑组件形成平行四边形结构，因此可使转动座形成的旋转机构始终保持与支撑座平行的状态，因此整体稳定性更好，且随着攀爬动作的进行，椅面在轮毂电机和角度传感器的作用下，带动椅面转动合适的角度，从而使椅面始终保持平行状态，配合履带结构，使座椅的重心与履带的重心接近重合，利于整体的稳定性。

5.本发明中的可调节支撑组件共设置有三种状态，可调节支撑组件上端位于左上方时，使重心前移，适用于平地行走，攀爬时，可调节支撑组件上端变为右上方设置，使座椅重心与履带重心接近重合，提高攀爬时轮椅的稳定性，防止后倾，在下坡时，可调节支撑组件上端位于左上方且倾斜程度更大，使座椅重心后移，提高下坡时轮椅的稳定性，防止前倾，操作简单，使用方便，且安全系数更高。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明整体立体图一；

图2是本发明整体立体图二；

图3是本发明整体主视图；

图4是图1中座椅部分立体图一；

图5是图1中座椅部分立体图二；

图6是图1中座椅部分主视图；

图7是图4中可调节支撑组件部分结构立体图；

图8是图6中第一连接架部分结构主视图；

图9是本发明中全地形轮椅行走示意图；

图10是图9中状态一情况下全地形轮椅主视图；

图11是图9中状态三情况下全地形轮椅主视图；

图12是图9中状态四情况下全地形轮椅主视图。

附图标记说明:

1座椅；11电推杆；12腿部支撑；13椅面；14椅背；

2支撑座；21减震弹簧；

3可调节支撑组件；31第一连接架；311第一连杆；312第一限位槽；32第二连接架；321第二连杆；33水平支撑板；34限位圆盘；341第二限位槽；35定位销；

后履带组件；4后履带；41后转动架；42后履带轮；43驱动电机；44后履带支架；45后支撑轮；

前履带组件；5前履带；51前转动架；52前履带段；53后履带段；54前履带轮；55导向轮；56前履带支架；57后支撑轮；

6固定座；61转动座；611开口槽；62转动块；

7轮毂电机；71转动轴；

8张紧装置；9转动轴。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1-12所示，本实施例提出了一种自适应座椅，包括支撑座2和座椅1，座椅1包括椅面13，支撑座2用于座椅的整体支撑工作，椅面13用于使用者的臀部支撑。还包括：

可调节支撑组件3，支撑座2与可调节支撑组件3转动连接，当可调节支撑组件3绕支撑座2转动时，座椅1的椅面13始终保持平行；

角度调整机构，角度调整机构用于调整座椅1的角度，使座椅1的椅面13始终保持平行；

旋转机构，旋转机构用于驱动座椅1旋转；

可调节支撑组件3与旋转机构相连，旋转机构通过角度调整机构与座椅1相连；支撑座2还连接用行走机构。

可调节支撑组件3包括第一连接架31和第二连接架32，第一连接架31和第二连接架32的底端均与支撑座2转动连接，第一连接架31和第二连接架32的上端均转动连接于同一个水平支撑板33；第一连接架31和第二连接架32长度相同且平行。

其中，第一连接架31包括两个完全相同的第一连杆311，两个第一连杆311的底端均与支撑座2转动连接，两个第一连杆311的上端均与水平支撑板33转动连接。

第二连接架32包括两个完全相同的第二连杆321，两个第二连杆321的底端均与支撑座2转动连接，两个第二连杆321的上端均与水平支撑板33转动连接。

两个第一连杆311、水平支撑板33和支撑座2共同组成平行四边形结构；两个第二连杆321、水平支撑板33和支撑座2共同组成平行四边形结构；第一连杆、第二连杆321、水平支撑板33和支撑座2共同组成平行形结构，且形成两个。

因此第一连接架31、第二连接架32、水平支撑板33和支撑座2共同组成四个平行四边形结构，从而利于座椅1的稳定性，因此当第一连接架31和第二连接架32绕支撑座2转动时，水平支撑板33和座椅1的椅面13可始终保持平行的状态。

连接架均包括两个连接杆的目的在于，将连接架分成两个连接杆结构，不光可起到节约材料的作用，同时支撑性更好，且连接杆更方便加工，可通过加强连接杆的材质，利于座椅整体的固定。

水平支撑板33固定连接有限位圆盘34，限位圆盘34开设有若干个第二限位槽341，第一连接架31开设有第一限位槽312，第一限位槽312和第二限位槽341内穿设有定位销35；当限位圆盘34绕第一连接架31转动时，第二限位槽341和/或第一限位槽312夹紧定位销35。

在本示例中，第二限位槽341共设置有三个，位于中间的第二限位槽341与定位销35配合用于平地行走，位于左侧的第二限位槽341与定位销35配合用于爬楼梯，位于右侧的第二限位槽341与定位销35配合用于下楼梯；位于左侧的第二限位槽341到中间的第二限位槽341距离大于位于右侧的第二限位槽341到中间的第二限位槽341距离。

第二限位槽341设置方式如图8所示，左侧的第二限位槽341设置在限位圆盘34的左侧，中间和右边的第二限位槽341均设置在限位圆盘34的右侧。限位圆盘34共设置有两个，且分别设置在水平支撑板33的两侧并且分别与两个第一连杆311相配合。

第一限位槽312开设在第一连杆311上，第一限位槽312的长度足够长，从而方便定位销35在第一限位槽312内自由滑动。

第二限位槽341为圆弧形状，因此当使用者坐在椅面13上时，在人自身重力的作用下，会带动限位圆盘34逆时针转动，因此可使定位销35始终卡在第二限位槽341的圆弧槽内，防止定位销35掉落。

采用该种方式在使用时，只需带动限位圆盘34转动一定的角度，第二限位槽341不再限制定位销35的运动，从而使定位销35掉落在第一限位槽312内，此时定位销35不在位于第二限位槽341内，因此可控制可调节支撑组件3自由转动。采用该种方式，定位销35始终位于第一限位槽312内，操作方便，通过利于使用者的自身重力，即可带动第二限位槽341夹紧定位销35。

第一限位槽312和第二限位槽341还可以采用孔的方式，此时，第一限位槽312即为第一限位孔，第二限位槽341即为第二限位孔，因此可通过将定位销35穿插在第一限位孔和第二限位孔内，即可实现限位圆盘34位置的相对固定。在使用时，通过拔出定位销35，即可实现限位圆盘34的自由转动，该种方式中，对限位圆盘34的定位效果更好，只要不拔出定位销35，始终保持限位圆盘34相对固定的状态。

旋转机构包括与可调节支撑组件3转动连接的转动座61，水平支撑板33固定连接有固定座6，固定座6和转动座61转动连接，转动座61开设有若干个开口槽611，水平支撑板33还转动连接有与开口槽611相配合的转动块62，初始状态下，转动块62设置在开口槽611内。

在本示例中，开口槽611共设置有两个，且两个开口槽611对称设置，其中一个开口槽611设置在第一连接架31正上方，另一个开口槽611设置在第二连接架32正上方，因此当转动块62转动到开口槽611内时，可实现座椅1旋转角度的固定。

座椅1包括两个旋转角度，其中一个角度为座椅1正对前方，另一个角度为座椅1正对后方。从而方便根据座椅1使用场景不同，对应座椅1的角度不同。

旋转机构包括轮毂电机7，角度调整机构通过转动轴71与轮毂电机7相连，轮毂电机71与座椅1的椅面13相连；轮毂电机71内置角度传感器，轮毂电机71和角度传感器连接有控制器。

转动轴71贯穿转动座61且与转动轴61固定连接，转动轴71与轮毂电机7转动连接，从而使得当轮毂电机7转动时，可带动椅面13转动，且在角度传感器的作用下，使椅面13始终保持平行状态。

座椅1还包括与椅面13相连的椅背14，椅面13远离椅背14的一端转动连接有腿部支撑12，椅面13的底端铰接有电推杆11，电推杆11与腿部支撑12铰接。

电推杆11连接有独立的遥控器，通过该遥控器可控制电推杆11的工作，电推杆11可带动腿部支撑12绕椅面13转动。

实施例二

如图1-12所示，本实施例提出了一种履带式支撑底盘，包括实施例一所述的自适应座椅，行走机构包括前履带组件和后履带组件，前履带组件和后履带组件分别通过前转动架51和后转动架41与支撑座2铰接，前履带组件包括前履带段52和后履带段52，后履带段52与前履带段52之间形成第一夹角，且第一夹角为钝角。

还包括：转动轴9，转动轴9被设置在前履带组件的后端或靠近该后端，且同时该转动轴6被设置在后履带组件的前端或靠近该前段；

前履带组件和/或后履带组件绕转动轴6转动，当转动处于第一状态时，后履带段52的后端和后履带组件的前段向上倾斜且后履带段52与后履带组件具有夹角，当转动处于第二状态时，后履带段52与后履带组件的行走平面处于同一平面上。

后履带组件包括后履带支架44，至少两个后履带轮42和环形包绕后履带轮42的后履带4，至少一个后履带轮42为驱动轮，后履带轮42均可旋转地安装到后履带支架上44，至少两个后履带轮42之间相互配合，从而使后履带4行走底面形成一个平面。

其中，后履带支架44还转动连接有若干个后支撑轮45，后履带4环形包饶后支撑轮45，后支撑轮45对后履带4起到支撑的作用，从而使后履带4的行走底面形成一个平面，利于攀爬动作，而后履带轮42设置在靠近前履带组件的位置，且后履带轮42直径大于后支撑轮45，从而使后履带4的上表面形成一个倾斜面。

后履带4设置有两个且对称设置在支撑座2的两侧，双履带结构利于装置适应各种复杂的地形，且利于整体的稳定性。

前履带段52和后履带段53为以下形之一：(1)采用同一履带包绕成一体的履带结构，形成前履带组件，(2)采用两个履带包绕成独立的两个履带结构，共同形成前履带组件。

当采用形式(1)时，前履带组件包括前履带5，前履带5上设有前履带支架56、导向轮55和至少两个前履带轮54，导向轮55和两个前履带轮54将前履带组件分成前履带段52和后履带段52，导向轮55设置在前履带段52远离后履带段52的一端，导向轮55高于前履带轮54，从而使导向轮55与前履带轮54之间形成第一夹角。

从图中另一个方向看，前履带支架56弯折成L形，且两端一端设置为导向轮55，靠近后履带组件的一端为前履带轮54，前履带段52和后履带段53形成L形结构，且二者之间的第一夹角始终保持不变。L形拐角处，前履带5的上表面为一倾斜面，从而使得前履带5形成三角形牢固支撑结构，进而使得前履带5的形状形成为图1所述的结构。

前履带组件中导向轮55高于前履带轮54，从而使前履带段52与后履带段53形成夹角，因该夹角的角度较大，考虑到履带整体结构，因此采用三角形履带的方式，三角形结构使前履带组件有较好的稳定性，且对履带的本身要求较低，使用要求较低，起到降低成本，维护方便的作用。

其中，后履带段53的底面与后履带4的底面形成一个平面，利于装置的正常行走，前履带段52向斜上方倾斜，且倾斜的角度与常规台阶的坡度相适配，利于与台阶接触，从而带动装置整体进行爬台阶动作。

两个前履带5对称设置在两个后履带4的两侧。

在进行爬台阶动作时，在装置自身重力的作用下，前履带组件和/或后履带组件绕转动轴6转动，当转动处于第一状态时，前履带段52向下倾斜，后履带段53后端和后履带4前段向上倾斜且二者之间形成夹角，当转动处于第二状态时，后履带段53与后履带4的行走平面处于同一平面上。

前转动架51的一端与支撑座2铰接，前转动架51的另一端与后履带段53前端或靠近该前端铰接。前转动架51设置在前履带支架56的两侧，且对前履带支架56起到夹持的作用。

后转动架41的一端与支撑座2铰接，后转动架41的另一端与后履带支架44中部或靠近该中部铰接。后转动架41设置在后履带支架44的两侧，且对后履带支架44起到夹持的作用。

前转动架51与支撑座2铰接轴与后转动架41与支撑座2铰接轴为同一轴，从而方便当前履带组件和后履带组件绕转动轴6发生相对转动时，前转动架51和后转动架41同时发生转动，利于攀爬工作的进行。

前履带组件的后端具有驱动轮，该驱动轮设置在后履带段53的后侧。后履带组件的前端具有驱动轮，该驱动轮设置在后履带4的前侧。前履带组件的驱动轮的中心轴和后履带组件的驱动轴的中心轴为同一轴，且该轴为转动轴6，前履带组件和后履带组件均与转动轴6转动连接。

实施例三

如图1-12所示，本实施例提出了一种全地形轮椅，包括上述的一种自适应座椅，前履带轮54和后履带轮42分别连接有独立的驱动机构或同一个驱动机构驱动前履带轮54和后履带轮42转动。

采用独立的驱动机构时，驱动机构分别驱动前履带5和后履带4转动。

当采用同一个驱动驱动机构时，该驱动机构为驱动电机43，驱动电机43共设置有两个，分别与两个后履带支架44固定连接。

转动轴6固定套设有后履带轮42和前履带轮54，转动轴6贯穿后履带支架44和前履带支架56,后履带支架44和前履带支架56均与转动轴6转动连接。且转动轴6靠近后履带轮42的一端固定套设有第一齿轮，驱动电机43连接有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮相啮合。

驱动电机43通过齿轮驱动转动轴6转动，进而带动后履带轮42和前履带轮54转动，其中后履带轮42的直径和前履带轮54的直径均相同，以便实现后履带4和前履带5的同步运动。

且当装置进行爬台阶动作时，后履带支架56和前履带支架44均绕转动轴6转动，且不会影响转动轴6的正常转动，以便不影响装置的正常行走。

且当装置进行爬台阶动作时，后履带支架56和前履带支架44均绕转动轴6转动，且不会影响转动轴6的正常转动，以便不影响装置的正常行走。

后履带4和前履带5还连接有张紧装置7。

张紧装置7为：支架包括第一部分和第二部分，第一部分与第二部分相滑动连接；具体结构形式为：在第一部分开设有第一滑槽；第二部分开设有第二滑槽，第二滑槽与第一滑槽相对应设置；第一滑槽与第二滑槽的数量均可以设有两道，分别呈上下布置。在使用时，将第一滑槽与第二滑槽对齐，将紧固螺栓穿设在第一滑槽与第二滑槽中，实现第一部分与第二部分的对接固定。在第一部分外壁上设有挡台，第二部分焊接有固定块，固定块可选用螺帽；调节螺栓螺纹连接在螺帽上；调节螺栓的端部顶撑在挡台上。通过设置调节螺栓，利用调节螺栓顶撑在挡台上，在调节履带松紧时，先将紧固螺栓卸力，转动调节螺栓，利用调节螺栓的顶撑力实现第二部分与第一部分之间的滑动，待调整到合适长度后，再拧紧紧固螺栓即可，操作更加便捷。

其中，前履带支架56通过减震弹簧21与前转动架51相连，后履带支架44通过减震弹簧21与后转动架41相连。

弹簧32一方面起到减震的作用，另一方面为后履带支架44和前履带支架56的转动起到限位的作用，防止后履带支架44和前履带支架56转动过多的角度。

本发明还提出了一种自适应攀爬方法，采用上述的一种全地形轮椅，包括以下步骤：

平地行走状态，座椅1的腿部支撑12位于座椅1前方，可调节支撑组件3的上端向左上方倾斜，行走机构带动座椅1进行平地行走动作，在此过程中，座椅1的椅面13始终保持平行；

攀爬前:旋转机构带动座椅1旋转，座椅1的腿部支撑12位于座椅1后方，可调节支撑组件3绕支撑座2转动，可调节支撑组件3的上端向右上方倾斜，行走机构带动座椅1进行攀爬工作，在此过程中，座椅1的椅面13始终保持平行；

攀爬中：行走机构带动座椅1进行攀爬，同时角度调整机构带动座椅1转动，使座椅1的椅面13始终保持平行；

攀爬后：旋转机构带动座椅1旋转，座椅1的腿部支撑12位于座椅1前方，可调节支撑组件3绕支撑座2转动，回到平地行走状态；

下坡前：座椅1的腿部支撑12位于座椅1前方，可调节支撑组件3绕支撑座2转动，可调节支撑组件3的上端向左上方倾斜，可调节支撑组件3与地面的夹角小于平地行走时可调节支撑组件3与地面的夹角；

下坡中：行走机构带动座椅1进行下坡，同时角度调整机构带动座椅1转动，使座椅1的椅面13始终保持平行；

下坡后：可调节支撑组件3绕支撑座2转动，回到平地行走状态。

在进行台阶攀爬工作时，上台阶时，前履带段52前段向下倾斜接触台阶，驱动轮驱动前履带5和后履带4转动，进行攀爬动作，同时，前履带组件和后履带组件绕转动轴6转动，后履带段52的后端和后履带组件的前端向上倾斜，使后履带段52与后履带组件形成夹角，此时，角度调整机构带动座椅1转动，使座椅1的椅面13始终保持平行。

可调节支撑组件3转动的方法包括，通过将定位销35移出第二限位槽341，此时第一连接架31和第二连接架32可自由绕支撑座2转动，然后将相应的第二限位槽341转动第一限位槽312位置处，将定位销35穿设在第二限位槽341和第一限位槽312内，实现可调节支撑组件3角度的固定。

旋转机构带动座椅1旋转的方法包括，通过转动转动块62，使转动块62移出开口槽611，转动块62不再限制转动座61的转动，将转动座61转动合适的角度后，转动转动块62，使转动块62移动到开口槽611内，实现转动座611位置的相对固定。

角度调整机构带动座椅1转动的方法包括，在角度传感器的作用下，角度传感器根据椅面13角度的变化，发送相应的信号给控制器，控制器控住轮毂电机7转动，进而带动椅面13转动，使椅面13始终保持平行状态。

前履带组件和后履带组件可相对转动，因此在进行爬楼动作时，前履带组件与台阶接触后，带动前履带组件和后履带组件形成夹角，在角度调整机构的作用下，从而使椅面13始终与地面保持平行，使装置的重心压在椅面13的前段，不会造成车子的前翻，安全系数高，相对于常规轮椅爬楼机构来说，常规的很容易造成重心不平稳，进而造成装置倾斜，而本发明所采用履带自适应转动的方式，则无需人工进行过多的辅助工作，操作简单，使用方便。

在台阶攀爬动作完成后，常规的轮椅底盘中间部分与位于最上方的台阶相接触，在重力的作用下，会造成轮椅底盘瞬间转动，使轮椅前段迅速与地面相接触，在此过程中，需要人工用力下压轮椅的前段，若用力过小很容易造成轮椅的翻转，且很容易损坏底盘，而本发明中，台阶攀爬结束后，后履带段53先与最上方台阶相接触，在重力作用下，后履带段53转动，前履带组件和后履带组件形成夹角，为轮椅提供一定的缓冲作用，爬楼动作更加平缓，且安全系数较高，无需人工过多的操作，且可始终保持轮椅处于水平状态，延长底盘的使用寿命。

可调节支撑组件共设置有三种状态，可调节支撑组件上端位于左上方时，使重心前移，适用于平地行走，攀爬时，可调节支撑组件上端变为右上方设置，使座椅1重心与履带重心接近重合，提高攀爬时轮椅的稳定性，防止后倾，在下坡时，可调节支撑组件上端位于左上方且倾斜程度更大，使座椅1重心后移，提高下坡时轮椅的稳定性，防止前倾，操作简单，使用方便，且安全系数更高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种自适应座椅，包括支撑座和座椅，所述座椅包括椅面，其特征在于，还包括：

可调节支撑组件，所述支撑座与所述可调节支撑组件转动连接，当可调节支撑组件绕支撑座转动时，座椅的椅面始终保持平行；

角度调整机构，所述角度调整机构用于调整座椅的角度，使座椅的椅面始终保持平行；

旋转机构，所述旋转机构用于驱动所述座椅旋转；

所述可调节支撑组件与所述旋转机构相连，所述旋转机构通过所述角度调整机构与所述座椅相连；所述支撑座还连接用行走机构。

2.根据权利要求1所述的一种自适应座椅，其特征在于，所述可调节支撑组件包括第一连接架和第二连接架，所述第一连接架和所述第二连接架的底端均与所述支撑座转动连接，所述第一连接架和所述第二连接架的上端均转动连接于同一个水平支撑板；所述第一连接架和所述第二连接架长度相同且平行。

3.根据权利要求2所述的一种自适应座椅，其特征在于，所述水平支撑板固定连接有限位圆盘，所述限位圆盘开设有若干个第二限位槽，所述第一连接架开设有第一限位槽，所述第一限位槽和所述第二限位槽内穿设有定位销；当限位圆盘绕第一连接架转动时，第二限位槽和/或第一限位槽夹紧所述定位销。

4.根据权利要求3所述的一种自适应座椅，其特征在于，所述第二限位槽共设置有三个，位于中间的第二限位槽与所述定位销配合用于平地行走，位于左侧的第二限位槽与所述定位销配合用于爬楼梯，位于右侧的第二限位槽与所述定位销配合用于下楼梯；位于左侧的第二限位槽到中间的第二限位槽距离大于位于右侧的第二限位槽到中间的第二限位槽距离。

5.根据权利要求1所述的一种自适应座椅，其特征在于，所述旋转机构包括与所述可调节支撑组件转动连接的转动座，所述转动座开设有若干个开口槽，所述可调节支撑组件还转动连接有与所述开口槽相配合的转动块，初始状态下，所述转动块设置在所述开口槽内。

6.根据权利要求1所述的一种自适应座椅，其特征在于，所述旋转机构包括轮毂电机，所述角度调整机构通过转动轴与所述轮毂电机相连，所述轮毂电机与所述座椅的椅面相连；所述轮毂电机内置角度传感器，所述轮毂电机和角度传感器连接有控制器。

7.根据权利要求1所述的一种自适应座椅，其特征在于，所述座椅还包括与所述椅面相连的椅背，所述椅面远离所述椅背的一端转动连接有腿部支撑，所述椅面的底端铰接有电推杆，所述电推杆与所述腿部支撑铰接。

8.一种全地形轮椅，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的一种自适应座椅，所述行走机构包括前履带组件和后履带组件，所述前履带组件和后履带组件分别通过前转动架和后转动架与所述支撑座铰接，所述前履带组件包括前履带段和后履带段，所述后履带段与前履带段之间形成第一夹角，还包括：

转动轴，所述转动轴被设置在所述前履带组件的后端或靠近该后端，且同时该转动轴被设置在所述后履带组件的前端或靠近该前段；

所述前履带组件和/或后履带组件绕所述转动轴转动，当转动处于第一状态时，所述后履带段的后端和后履带组件的前段向上倾斜且后履带段与后履带组件具有夹角，当转动处于第二状态时，所述后履带段与后履带组件的行走平面处于同一平面上。

9.根据权利要求8所述的一种全地形轮椅，其特征在于，所述后履带组件包括后履带支架，至少两个后履带轮和环形包绕后履带轮的后履带，至少一个后履带轮为驱动轮，所述后履带轮均可旋转地安装到所述后履带支架上，至少两个后履带轮之间相互配合，从而使所述后履带行走底面形成一个平面；所述后转动架的一端与所述后履带支架铰接，所述后转动架的另一端与所述支撑座铰接。

10.根据权利要求8所述的一种全地形轮椅，其特征在于，所述前履带段和后履带段采用同一履带包绕成一体的履带结构；所述前履带组件包括前履带，所述前履带上设有前履带支架、导向轮和至少两个前履带轮，所述导向轮和两个前履带轮将前履带组件分成前履带段和后履带段，所述导向轮设置在所述前履带段远离后履带段的一端，导向轮高于前履带轮，从而使导向轮与前履带轮之间形成所述第一夹角；所述前转动架的一端与所述前履带支架铰接，所述前转动架的另一端与所述支撑座铰接。

11.根据权利要求8所述的一种全地形轮椅，其特征在于，所述前履带组件的后端具有驱动轮，所述后履带组件的前端具有驱动轮，前履带组件的驱动轮的中心轴和所述后履带组件的驱动轮的中心轴为所述转动轴，所述前履带组件和后履带组件均与所述转动轴转动连接。

12.一种自适应攀爬方法，其特征在于，采用权利要求8-11任一项所述的一种全地形轮椅，包括以下步骤：

平地行走状态，座椅的腿部支撑位于座椅前方，可调节支撑组件的上端向左上方倾斜，行走机构带动座椅进行平地行走动作，在此过程中，座椅的椅面始终保持平行；

攀爬前:旋转机构带动座椅旋转，座椅的腿部支撑位于座椅后方，可调节支撑组件绕支撑座转动，可调节支撑组件的上端向右上方倾斜，行走机构带动座椅进行攀爬工作，在此过程中，座椅的椅面始终保持平行；

攀爬中：行走机构带动座椅进行攀爬，同时角度调整机构带动座椅转动，使座椅的椅面始终保持平行；

攀爬后：旋转机构带动座椅旋转，座椅的腿部支撑位于座椅前方，可调节支撑组件绕支撑座转动，回到平地行走状态；

下坡前：座椅的腿部支撑位于座椅前方，可调节支撑组件绕支撑座转动，可调节支撑组件的上端向左上方倾斜，可调节支撑组件与地面的夹角小于平地行走时可调节支撑组件与地面的夹角；

下坡中：行走机构带动座椅进行下坡，同时角度调整机构带动座椅转动，使座椅的椅面始终保持平行；

下坡后：可调节支撑组件绕支撑座转动，回到平地行走状态。

13.根据权利要求12所述的一种自适应攀爬方法，其特征在于，在进行台阶攀爬工作时，上台阶时，前履带段前段向下倾斜接触台阶，驱动轮驱动前履带和后履带转动，进行攀爬动作，同时，前履带组件和后履带组件绕转动轴转动，后履带段的后端和后履带组件的前端向上倾斜，使后履带段与后履带组件形成夹角，此时，角度调整机构带动座椅转动，使座椅的椅面始终保持平行。

14.根据权利要求12所述的一种自适应攀爬方法，其特征在于，可调节支撑组件转动的方法包括，通过将定位销移出第二限位槽，此时第一连接架和第二连接架可自由绕支撑座转动，然后将相应的第二限位槽转动第一限位槽位置处，将定位销穿设在第二限位槽和第一限位槽内，实现可调节支撑组件角度的固定。

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