CN210962709U - 一种平衡轮椅 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平衡轮椅，属于交通工具领域，包括轮椅架、履带行走机构、转向机构、限位机构、座椅、自锁旋转驱动装置和电控箱，轮椅架包括下支撑架和支撑柱，转向机构控制履带行走机构转向，两个支撑柱间铰接有下连杆，两个支撑柱顶端均固定有U形板，U形板间通过上连杆连接，上连杆、U形板、下连杆和支撑柱共同形成四连杆机构，支撑柱上安装有用于限制四连杆机构形变的定位机构。本实用新型在通过坑洼不平的路段或障碍路段时，可自动保持平衡，当轮椅倾斜角度超过预设角度时，自锁旋转驱动装置通过链条拉动拨杆，使四连杆机构形变，使座椅保持水平，防止轮椅侧翻，通过履带行走机构，可轻松越障、攀爬台阶和下台阶。

Description

一种平衡轮椅

技术领域

本实用新型涉及交通工具领域，特别是一种平衡轮椅。

背景技术

当今社会，电动轮椅已经成为了一些残疾人、老人的代步工具，电动轮椅适合行走在平坦的道路上，但在实际行走时，不可能一直都是平坦的道路，在行走过程中，会遇到上坡、下坡以及一些凸起或者凹陷的道路，在轮椅通过这些路况时，无法保持平衡，轮椅会颠簸导至乘人不适，还有可能会发生侧翻。

电动轮椅在使用时，在上下坡路段，容易后仰，后仰角度过大则容易倾倒，在攀爬台阶时，很难实现连续平稳地攀爬，而且在攀爬角度稍大时，轮椅上的乘人无法保持水平坐姿，很容易发生后仰倾倒。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型设计了一种平衡轮椅，根据座椅倾斜角度实时对座椅进行调整，以使轮椅上的乘人保持水平坐姿。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种平衡轮椅，包括轮椅架、履带行走机构、转向机构、限位机构、座椅和电控箱，所述轮椅架包括下支撑架和支撑柱，下支撑架底部安装有履带行走机构，下支撑架下端安装有控制履带行走机构转向的转向机构，下支撑架上端固定有两个平行的支撑柱，两个所述支撑柱间铰接有下连杆，两个所述支撑柱顶端均固定有U形板，所述U形板内均安装有第一铰接轴、固定轴、锁定轴和内支滑板，两个所述第一铰接轴间通过上连杆连接，所述上连杆、U形板、下连杆和支撑柱共同形成四连杆机构，所述支撑柱上安装有用于限制四连杆机构形变的定位机构，所述固定轴上安装有拨杆，所述拨杆一端固定有链条固定环另一端具有锁定部；所述下连杆上固定有安装底板，所述安装底板上安装有自锁旋转驱动装置，所述自锁旋转驱动装置旋转端安装有链轮，两个所述链条固定环与链轮间通过链条张紧连接，两个所述内支滑板上滑动连接有底板，所述底板两端固定有与锁定轴配合的锁定头，底板上通过连接板与座椅固定连接；所述电控箱安装在下支撑架上，所述电控箱内设有角度传感器，所述电控箱与履带行走机构、转向机构、限位机构、自锁旋转驱动装置和角度传感器电连接。

进一步的，所述履带行走机构的数量为三个，所述履带行走机构包括U型支架、承重轴、安装架、主动轮、从动轮、履带、驱动电机、同步带轮和同步齿形带，所述承重轴可旋转安装在U型支架间，所述承重轴两端与安装架固定连接，所述安装架上安装有驱动电机、主动轮和若干从动轮，所述主动轮和驱动电机的输出轴上均安装有同步带轮，两个所述同步带轮间通过同步齿形带传动连接，履带与主动轮和若干从动轮传动连接。

进一步的，所述转向机构控制其中一个履带行走机构转向，所述转向机构包括安装板、转向电机、小齿轮、大齿轮和立轴，所述下支撑架底部开有安装槽，所述安装槽内可旋转安装有立轴，所述下支撑架下端安装有安装板，所述安装板上安装有转向电机，所述转向电机输出轴上安装有小齿轮，所述立轴下端安装有与小齿轮啮合连接的大齿轮，所述立轴下端与该所述履带行走机构的U型支架固定连接，其余两个所述履带行走机构的U型支架安装在下支撑架底部。

进一步的，两个所述支撑柱上均安装有定位机构，所述定位机构包括第二铰接轴、定位套、调节螺钉、滑动弹簧座、弹簧、钢珠，所述支撑柱上开有两个对称分布的卡槽，所述支撑柱内可旋转安装有第二铰接轴，所述第二铰接轴两端伸出支撑柱且固定有定位套，所述定位套内开有垂直与支撑柱的滑槽，所述滑槽内滑动安装有滑动弹簧座，所述滑动弹簧座朝向支撑柱的一端固定有弹簧，所述弹簧另一端安装有与卡槽卡接的钢珠，所述定位套上螺纹连接有调节螺钉，所述调节螺钉一端旋入滑槽内与滑动弹簧座抵接，所述下连杆固定在定位套上。

进一步的，所述U形板由水平连接板和固定在水平连接板两侧的侧立板构成。

进一步的，所述座椅包括座椅板、扶手、靠背、挡板和脚踏板，所述座椅板固定在连接板上，所述靠背固定在座椅板一侧，所述挡板固定在座椅板另一侧，所述扶手固定在靠背和座椅板上，所述脚踏板固定在挡板下端。

进一步的，所述自锁旋转驱动装置包括电动机和蜗轮蜗杆减速器，所述电动机与蜗轮蜗杆减速器传动连接。

本实用新型的有益效果：

1、在通过坑洼不平的路段或障碍路段时，可自动保持平衡，当轮椅倾斜角度超过预设角度时，自锁旋转驱动装置通过链条拉动拨杆，使四连杆机构形变，使座椅及座椅上的乘人保持水平，避免乘人后仰，防止轮椅侧翻，使轮椅更舒适更安全；

2、设置履带行走机构，可轻松越障、攀爬台阶和下台阶，适用于多种地形，通过转向机构便于调节轮椅行走方向。

附图说明

图1是本实用新型一种平衡轮椅的结构示意图；

图2是本实用新型一种平衡轮椅的侧视图；

图3是本实用新型一种平衡轮椅在攀爬台阶时的第一状态图；

图4是本实用新型一种平衡轮椅在攀爬台阶时的第二状态图；

图5是本实用新型一种平衡轮椅自锁旋转驱动装置安装位置的局部示意图；

图6是图1中A处的局部放大图；

图7是图1中B处的局部放大图；

图8是图2中C处的局部放大图；

图9是图4中D处的局部放大图；

图10是本实用新型履带行走机构的第一局部示意图；

图11是本实用新型履带行走机构的第二局部示意图；

图中，1、轮椅架；11、下支撑架；12、支撑柱；121、卡槽；13、下连杆；131、安装底板；14、U形板；141、水平连接板；142、侧立板；15、第一铰接轴；16、固定轴；17、锁定轴；18、内支滑板；19、上连杆；2、履带行走机构；21、U型支架；22、承重轴；23、安装架；24、主动轮；25、从动轮；26、履带；27、驱动电机；28、同步带轮；29、同步齿形带；3、转向机构；31、安装板；32、转向电机；33、小齿轮；34、大齿轮；35、立轴； 36、安装槽；4、底板；41、连接板；42、锁定头；5、座椅；51、脚踏板；52、座椅板； 53、扶手；54、靠背；55、挡板；6、电控箱；61、角度传感器；7、定位机构；71、第二铰接轴；72、定位套；73、调节螺钉；74、滑动弹簧座；75、弹簧；76、钢珠；8、拨杆； 81、链条固定环；82、锁定部；9、自锁旋转驱动装置；91、链轮；92、链条；93、电动机；94、蜗轮蜗杆减速器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1-11所示:一种平衡轮椅，包括轮椅架1、履带行走机构2、转向机构3、底板4、座椅5和电控箱6，轮椅架1包括下支撑架11 和支撑柱12，下支撑架11底部安装有履带行走机构2，下支撑架11下端安装有控制履带行走机构2转向的转向机构3，下支撑架11上端固定有两个平行的支撑柱12，两个支撑柱12 间铰接有下连杆13，两个支撑柱12顶端均固定有U形板14，U形板14内均安装有第一铰接轴15、固定轴16、锁定轴17和内支滑板18，两个第一铰接轴15间通过上连杆19连接，上连杆19、U形板14、下连杆13和支撑柱12共同形成四连杆机构，支撑柱12上安装有用于限制四连杆机构形变的定位机构7，固定轴16上安装有拨杆8，拨杆8一端固定有链条固定环81另一端具有锁定部82；下连杆13上固定有安装底板131，安装底板131上安装有自锁旋转驱动装置9，自锁旋转驱动装置9旋转端安装有链轮91，下连杆13形状如图1 所示，链轮91中心位于两个第二铰接轴71中心连线中心点，两个链条固定环81与链轮91 间通过链条92张紧连接，两个内支滑板18上滑动连接有底板4，底板4两端固定有与锁定轴17配合的锁定头42，底板4上通过连接板41与座椅5固定连接；电控箱6安装在下支撑架11上，电控箱6内设有角度传感器61，电控箱6与履带行走机构2、转向机构3、自锁旋转驱动装置9和角度传感器61电连接。

如图2和图5所示，履带行走机构2的数量为三个，如图6、图10和图11所示，履带行走机构2包括U型支架21、承重轴22、安装架23、主动轮24、从动轮25、履带26、驱动电机27、同步带轮28和同步齿形带29，承重轴22通过轴承可旋转安装在U型支架21 间，承重轴22两端与安装架23固定连接，具体地，承重轴22两端延伸至安装架23外侧壁并固定有挡片，挡片通过螺钉与承重轴22固定连接，从而使承重轴22与安装架23固定连接；安装架23上安装有驱动电机27、主动轮24和若干从动轮25，驱动电机27固定安装在安装架23上，主动轮24和若干从动轮25通过轴承可旋转安装在安装架23上，主动轮24 和驱动电机27的输出轴上均安装有同步带轮28，两个同步带轮28间通过同步齿形带29传动连接，履带26与主动轮24和若干从动轮25传动连接。履带行走机构2内均具有驱动电机27，各驱动电机27同步工作，增强轮椅的行进能力，驱动电机27通过同步带轮28和同步齿形带29带动主动轮24旋转，主动轮24带动履带26和从动轮25运动，实现轮椅的移动；通过坑洼不平路段时，通过设置承重轴22，使安装架23可相对U型支架21转动，从而使履带26底部与路面接触，减少轮椅架1的倾斜角度。

转向机构3控制其中一个履带行走机构2转向，如图6所示，转向机构3包括安装板31、转向电机32、小齿轮33、大齿轮34和立轴35；下支撑架11底部开有安装槽36，安装槽36内可旋转安装有立轴35，具体地，安装槽36内安装有两个轴承，立柱安装在两个轴承内，安装槽36底部固定有堵头，上部的轴承安装有端盖，端盖通过螺钉与立柱固定连接，通过设置两个轴承，使立柱可相对轮椅架1旋转，堵头用于固定下部的轴承，端盖固定住立柱顶部，从而使立柱可在安装槽36内平稳旋转；下支撑架11下端安装有安装板 31，安装板31上安装有转向电机32，转向电机32输出轴上安装有小齿轮33，立轴35下端安装有与小齿轮33啮合连接的大齿轮34，立轴35下端与该履带行走机构2的U型支架21 固定连接，其余两个履带行走机构2的U型支架21安装在下支撑架11底部。转向电机32 为步进电机，转向电机32工作时带动小齿轮33旋转，小齿轮33带动大齿轮34、立轴35 旋转，立轴35带动履带行走机构2转动，实现转向，该转向的履带行走机构2行进运动后，其余两个履带行走机构2也会跟随转向，实现轮椅转向。

两个支撑柱12上均安装有定位机构7，如图8所示，定位机构7包括第二铰接轴 71、定位套72、调节螺钉73、滑动弹簧75座74、弹簧75、钢珠76，支撑柱12上开有两个对称分布的卡槽121，支撑柱12内通过轴承可旋转安装有第二铰接轴71，第二铰接轴71 两端伸出支撑柱12且固定有定位套72，定位套72内开有垂直与支撑柱12的滑槽，滑槽内滑动安装有滑动弹簧75座74，滑动弹簧75座74朝向支撑柱12的一端固定有弹簧75，弹簧75另一端安装有与卡槽121卡接的钢珠76，定位套72上开有与滑槽连通的内螺纹孔，定位套72的内螺纹孔处螺纹连接有调节螺钉73，调节螺钉73一端旋入滑槽内与滑动弹簧 75座74抵接，下连杆13固定在定位套72上。在弹簧75的弹力作用下，钢珠76被一部分位于滑槽内另一部分被压入卡槽121，从而使定位套72与支撑柱12卡接，通过旋转调节螺钉73，使滑动弹簧75座74在滑槽内滑动，可调节弹簧75的压缩量。

如图2所示，U形板14由水平连接板141和固定在水平连接板141两侧的侧立板 142构成。

如图1所示，座椅5包括座椅板52、扶手53、靠背54、挡板55和脚踏板51，座椅板52固定在水平连接板41上，靠背54固定在座椅板52一侧，挡板55固定在座椅板52另一侧，扶手53固定在靠背54和座椅板52上，脚踏板51固定在挡板55下端。

如图1和图5所示，自锁旋转驱动装置9包括电动机93和蜗轮蜗杆减速器94，电动机93与蜗轮蜗杆减速器94传动连接。电动机93为步进电机，可精确控制转动角度，便于拉动拨杆8运动，通过设置蜗轮蜗杆减速器94，实现自锁功能。

本实施方案的工作原理：电控箱6内设有蓄电池和控制电路板，通过蓄电池为各电性元件供电，通过控制电路板控制各电性元件工作；行进时，各驱动电机27同步输出驱动履带26运动，使轮行进；

转向时，电控箱6根据需要转向的角度，控制转向电机32输出一定角位移，带动小齿轮33 旋转，小齿轮33带动大齿轮34、立轴35旋转，立轴35带动与其连接的U型支架21转动，从而使该履带行走机构2转动，实现转向，在该转向的履带行走机构2行进运动后，其余两个履带行走机构2也会跟随转向，实现轮椅转向；

在行进至坑洼、障碍路段，或爬坡下坡时，角度传感器61检测到角度改变并将信号发送到电控箱6，当倾斜角度超过预设角度时，为避免乘人过度后仰及侧翻，控制电路板控制电动机93正转或反转，电动机93输出一定角位移，经过蜗轮蜗杆减速器94减速，蜗轮蜗杆减速器94的输出端带动链轮91旋转；

如图3和图4所示，当轮椅攀爬左侧台阶时，角度传感器61检测轮椅架1倾斜角度，当倾斜角度超过预设值时，链轮91顺时针旋转，链条92拉动右侧的拨杆8运动，右侧拨杆8转动一定角度，且其锁定部82会推动底板4向左上方移动，从而使左侧的锁定头42位于锁定轴17正下方，链轮91中心始终位于两个第二铰接轴71中心连线中心点，链条92左右两边伸长和缩短量相同，由于链条92位于链轮91右侧的链段长度缩短下连杆13与右侧下立柱在链条92的拉力作用下开始形变，钢珠76受力压入滑槽后脱离卡槽121，四连杆机构形变，此时右侧的锁定头42远离底板4，左侧的锁定头42卡在锁定轴17处，与左侧的内支滑板18共同支撑底板4，使底板4保持水平状态；

在通过台阶时，根据角度传感器61的检测数据，自锁旋转驱动装置9驱动链轮91转动，调节链条92左右链段的长度，通过台阶行进至平坦路段时，左右两个支撑柱12恢复等高状态，上连杆19和下连杆13恢复水平平行状态，下连杆13带动定位套72转动，使钢珠76 重新卡入卡槽121内。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种平衡轮椅，其特征在于，包括轮椅架（1）、履带行走机构（2）、转向机构（3）、限位机构、座椅（5）和电控箱（6），所述轮椅架（1）包括下支撑架（11）和支撑柱（12），下支撑架（11）底部安装有履带行走机构（2），下支撑架（11）下端安装有控制履带行走机构（2）转向的转向机构（3），下支撑架（11）上端固定有两个平行的支撑柱（12），两个所述支撑柱（12）间铰接有下连杆（13），两个所述支撑柱（12）顶端均固定有U形板（14），所述U形板（14）内均安装有第一铰接轴（15）、固定轴（16）、锁定轴（17）和内支滑板（18），两个所述第一铰接轴（15）间通过上连杆（19）连接，所述上连杆（19）、U形板（14）、下连杆（13）和支撑柱（12）共同形成四连杆机构，所述支撑柱（12）上安装有用于限制四连杆机构形变的定位机构（7），所述固定轴（16）上安装有拨杆（8），所述拨杆（8）一端固定有链条固定环（81）另一端具有锁定部（82）；所述下连杆（13）上固定有安装底板（131），所述安装底板（131）上安装有自锁旋转驱动装置（9），所述自锁旋转驱动装置（9）旋转端安装有链轮（91），两个所述链条固定环（81）与链轮（91）间通过链条（92）张紧连接，两个所述内支滑板（18）上滑动连接有底板（4），所述底板（4）两端固定有与锁定轴（17）配合的锁定头（42），底板（4）上通过连接板（41）与座椅（5）固定连接；所述电控箱（6）安装在下支撑架（11）上，所述电控箱（6）内设有角度传感器（61），所述电控箱（6）与履带行走机构（2）、转向机构（3）、限位机构、自锁旋转驱动装置（9）和角度传感器（61）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种平衡轮椅，其特征在于，所述履带行走机构（2）的数量为三个，所述履带行走机构（2）包括U型支架（21）、承重轴（22）、安装架（23）、主动轮（24）、从动轮（25）、履带（26）、驱动电机（27）、同步带轮（28）和同步齿形带（29），所述承重轴（22）可旋转安装在U型支架（21）间，所述承重轴（22）两端与安装架（23）固定连接，所述安装架（23）上安装有驱动电机（27）、主动轮（24）和若干从动轮（25），所述主动轮（24）和驱动电机（27）的输出轴上均安装有同步带轮（28），两个所述同步带轮（28）间通过同步齿形带（29）传动连接，履带（26）与主动轮（24）和若干从动轮（25）传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种平衡轮椅，其特征在于，所述转向机构（3）控制其中一个履带行走机构（2）转向，所述转向机构（3）包括安装板（31）、转向电机（32）、小齿轮（33）、大齿轮（34）和立轴（35），所述下支撑架（11）底部开有安装槽（36），所述安装槽（36）内可旋转安装有立轴（35），所述下支撑架（11）下端安装有安装板（31），所述安装板（31）上安装有转向电机（32），所述转向电机（32）输出轴上安装有小齿轮（33），所述立轴（35）下端安装有与小齿轮（33）啮合连接的大齿轮（34），所述立轴（35）下端与该所述履带行走机构（2）的U型支架（21）固定连接，其余两个所述履带行走机构（2）的U型支架（21）安装在下支撑架（11）底部。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种平衡轮椅，其特征在于，两个所述支撑柱（12）上均安装有定位机构（7），所述定位机构（7）包括第二铰接轴（71）、定位套（72）、调节螺钉（73）、滑动弹簧（75）座（74）、弹簧（75）、钢珠（76），所述支撑柱（12）上开有两个对称分布的卡槽（121），所述支撑柱（12）内可旋转安装有第二铰接轴（71），所述第二铰接轴（71）两端伸出支撑柱（12）且固定有定位套（72），所述定位套（72）内开有垂直与支撑柱（12）的滑槽，所述滑槽内滑动安装有滑动弹簧（75）座（74），所述滑动弹簧（75）座（74）朝向支撑柱（12）的一端固定有弹簧（75），所述弹簧（75）另一端安装有与卡槽（121）卡接的钢珠（76），所述定位套（72）上螺纹连接有调节螺钉（73），所述调节螺钉（73）一端旋入滑槽内与滑动弹簧（75）座（74）抵接，所述下连杆（13）固定在定位套（72）上。

5.根据权利要求1所述的一种平衡轮椅，其特征在于，所述U形板（14）由水平连接板（41）和固定在水平连接板（41）两侧的侧立板（142）构成。

6.根据权利要求1所述的一种平衡轮椅，其特征在于，所述座椅（5）包括座椅板（52）、扶手（53）、靠背（54）、挡板（55）和脚踏板（51），所述座椅板（52）固定在连接板（41）上，所述靠背（54）固定在座椅板（52）一侧，所述挡板（55）固定在座椅板（52）另一侧，所述扶手（53）固定在靠背（54）和座椅板（52）上，所述脚踏板（51）固定在挡板（55）下端。

7.根据权利要求1所述的一种平衡轮椅，其特征在于，所述自锁旋转驱动装置（9）包括电动机（93）和蜗轮蜗杆减速器（94），所述电动机（93）与蜗轮蜗杆减速器（94）传动连接。

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