CN205163437U - 一种新型爬楼梯轮椅 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型爬楼梯轮椅,主要包括对履带机构、减速机构、升降机构、驱动电机的参数结构设计和强度校核。采用轮-履带机构混合,轮式机构用于平地行走,后轮轮毂电机驱动,前后履带机构用于上下楼梯,前履带机构驱动,前后履带共同支撑。分别采用行星轮和蜗轮蜗杆两级减速装置,电机推动升降机构拉伸和收缩,使车轮离开地面。本实用新型结合了履带式轮椅运行效率高,运动平稳和轮组式轮椅运行阻力小,运动灵活的优点,克服了其它类型轮椅重心波动大,动作缓慢,装置体型大,操作复杂等缺点。
Description
技术领域:
本实用新型涉及一种新型爬楼梯轮椅,尤其是轮椅结构合理化的设计。
背景技术:
按爬楼梯功能实现原理主要分为履带式、轮组式、步行式以及其他附加辅助式爬楼梯装置。国外对于爬楼梯装置的研究相对较早,我国对此类装置的研究起步较晚。现在各国家纷纷对智能轮椅进行研究,使智能轮椅具有记忆地图、避障、自动行走、与用户交互等功能。智能轮椅是将智能机器人技术应用于电动轮椅,融合多种领域的研究,包括机器视觉、机器人导航和定位、模式识别、多传感器融合及用户接口等,涉及机械、控制、传感器、人工智能等技术,也称智能轮椅式移动机器人。
本实用新型提供一种实用性好、安全平稳的轮-履带机构混合的爬楼梯轮椅,结合了履带式轮椅运行效率高,运动平稳和轮组式轮椅运行阻力小,运动灵活的优点,克服了其它类型轮椅重心波动大,动作缓慢,装置体型大,操作复杂等缺点。
发明内容:
本实用新型的目的是针对残疾人和老年人的人口不断增加,以及我国的住房条件,设计一款实用性强、安全可靠的爬楼梯轮椅,以此作为他们平地行走和上下楼梯的代步工具。
本实用新型爬楼梯轮椅结构包括:履带机构、减速机构、升降机构、驱动机构的参数结构设计和强度校核。轮式机构用于平地行走,采用后轮轮毂电机驱动;前后履带机构用于上下楼梯,采用前履带机构驱动。
所述的履带机构采用同步轮、同步带节距制设计标准,由前后履带机构组成。前履带机构中有两个主动轮,四个从动轮,后履带机构中有四个从动轮。主动同步轮安装在主动轴上,靠键带动;从动同步轮的内圈固定在履带机构固定板上,不转动,而外圈是靠同步带和地面的摩擦,同步带和从动同步轮的啮合来实现转动。轮椅在平地行走时,履带装置不接触地面。上下楼梯时,将前履带机构放下,同时后履带机构向后翻转,起支撑轮椅的作用,这样可使轮椅上下楼梯时更加安全可靠。
所述的减速机构采用两级减速装置,一级减速装置为行星轮减速器,与电机相连接,二级减速装置采用蜗轮蜗杆机构。行星轮减速器的轴与蜗杆采用联轴器进行联接,为了减小减速机构的尺寸,采用梅花型联轴器。
所述的升降机构由多个单叉机构合并而成,安装电机的一端是活动端,另一端是固定端,滑块在推杆电机的推动下沿着滑槽移动,从而促使整个机构升降。
附图说明:
图1爬楼梯轮椅的整体结构三维图。
图2前履带机构三维图。
图3后履带机构三维图。
图4减速机构三维图。
图5升降机构三维图。
具体实施方式:
如图1所示,爬楼梯轮椅的运行流程如下:轮椅在平地行走时,轮椅底座与前履带保持水平,后履带处的推杆电机处于收缩状态,后履带靠在靠背后,前轮为万向轮101,采用轮椅后轮轮毂电机102驱动,履带前面的升降机构处于极限收缩位置,使前履带装置不接触地面,。上下楼梯时,采用履带驱动,推杆电机推动升降机构的滑块运动,升降机构伸长一段的距离,从而推动轮椅上升一定的高度,同时后履带机构在另一个推杆电机的推力作用下翻转到与地面接触,使轮椅前后轮离开地面。电机通过减速装置,将动力传递到蜗轮上,蜗轮通过键驱动主动轴,主动轴带动前履带上的两个主动轮,从而驱动前履带机构运行,后履带机构在地面的摩擦下运行。这样轮椅就可以完成上下楼梯的功能。
图2、3分别为前履带机构和后履带机构,采用同步带和同步轮的节距制设计标准。前履带机构中有两个主动轮,四个从动轮,后履带机构中有四个从动轮。主动同步轮201安装在主动轴上,靠键带动;从动同步轮202的内圈固定在履带机构固定板上,不转动,而外圈是靠同步带和地面的摩擦,同步带和从动同步轮的啮合来实现转动。
图4所示的减速机构,为了保证上下楼梯过程中安全平稳,采用两级减速,一级减速装置为行星轮减速器401,与电机相连接;二级减速装置采用蜗轮蜗杆402机构,可以使轮椅上下楼梯的速度减慢到6m/min。两级减速装置之间采用尺寸较小的梅花型联轴器403,电机选用无刷直流电机404。
图5为升降机构,采用直流推杆电机501驱动,可以实现150mm的高度变化,能在极小的空间内发挥较高的举升能力。
Claims (5)
1.一种新型爬楼梯轮椅,主要由履带机构、减速机构、升降机构、驱动机构组成,所述的驱动机构采用后轮轮毂电机驱动轮椅在地面上行走;升降机构推动前履带机构使其接触地面,从而使轮椅的轮子离开地面;减速机构通过两级减速驱动前履带机构之间的主轴转动,主轴带动前履带机构的两个主动同步轮,从而带动前履带机构在楼梯上运行,后履带机构在前履带机构的拖动和地面的摩擦下运行,前后履带机构一起用于上下楼梯。
2.根据权利要求1所述的一种新型爬楼梯轮椅,其特征在于:轮式机构用于平地行走,采用后轮轮毂电机驱动;前后履带机构用于上下楼梯,采用前履带机构驱动。
3.根据权利要求1所述的一种新型爬楼梯轮椅,其特征在于:履带机构由前履带机构和后履带机构组成,履带机构采用同步带和同步轮的节距制设计标准;前履带机构中有两个主动轮,四个从动轮,后履带机构中有四个从动轮;主动同步轮安装在主动轴上,靠键带动;从动同步轮的内圈固定在履带机构固定板上,不转动,而外圈靠同步带和地面的摩擦,同步带和从动同步轮的啮合来实现转动。
4.根据权利要求1所述的一种新型爬楼梯轮椅,其特征在于:减速机构采用两级减速装置,两级减速装置之间使用梅花型联轴器联接,一级减速装置为行星轮减速器,与电机相连接;二级减速装置采用蜗轮蜗杆机构。
5.根据权利要求1所述的一种新型爬楼梯轮椅,其特征在于:升降机构由多个单叉机构合并而成,安装电机的一端是活动端,另一端是固定端,滑块在推杆电机的推动下沿着滑槽移动,从而促使整个机构升降。
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