CN211583889U - 一种多功能的助老轮椅 - Google Patents

Abstract

一种多功能的助老轮椅，涉及一种轮椅；轮与履带转换装置包括主动轴、卧式轴承座、连接短轴，履带、履带支撑板、履带侧板、履带轮、连接平行杆；座椅升降装置以及座椅变形装置包括丝杠、电推杆、蜗轮蜗杆减速电机B；轮椅设有两个后驱动轮加两个前万向轮，履带下设四个驱动轮，采用平行四边形结构转换形式；座椅自平衡装置设有陀螺仪与电动推杆动力连接，支承轮升降机构、座椅变形装置分别与遥杆、按键连接。本实用新型通过控制履带总成的升降实现轮带和轮的切换，通过陀螺仪的反馈实现在爬楼梯时保证轮椅的座椅保持平衡，降低老人的不舒服度。

Description

一种多功能的助老轮椅

技术领域

本实用新型涉及一种轮椅，特别是涉及一种多功能的助老轮椅。

背景技术

相关数据统计显示，全世界60岁以上的老年人口已达到7.05亿，人口老龄化已成为世界范围的重大社会问题。我国60岁及其以上老年人口已达2.49亿，占全国人口的17.9%，中国正式进入老龄社会。目前我国老年人口快速增长、老龄化压力日益凸显，老年健康服务发展面临着严峻挑战。面临着这些问题，各种助老设施也在研发和实际应用当中。

近些年由于上下楼梯导致老人滑倒摔伤的例子，屡见不鲜，从侧面也反映了老年人对电动爬楼轮椅的需求。但市场上存在的电动爬楼梯轮椅，功能较为单一，只能行走和爬楼梯。本实用新型提供一种既能爬楼梯和平地行走，还能作为老人床作为休息使用，同时可以辅助老人上下床功能。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能的助老轮椅，本实用新型通过设计床椅转换、座位升降、履带转换装置，通过陀螺仪的反馈实现在爬楼梯时保证轮椅的座椅保持平衡，降低老人的不舒服度。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多功能的助老轮椅，所述助老轮椅包括床椅转换装置、座位升降机构、轮与履带转换装置、座椅自平衡装置以及支撑机构；轮与履带转换装置包括主动轴、卧式轴承座、连接短轴，履带、履带支撑板、履带侧板、履带轮、连接平行杆；平地行走底盘装置包括后轮驱动电机、铝合金车架、万向轮、后轮；座椅自平衡装置包括陀螺仪、电动推杆；座椅升降装置以及座椅变形装置包括丝杠、电推杆、蜗轮蜗杆减速电机B；轮椅设有两个后驱动轮加两个前万向轮，履带下设四个驱动轮，采用平行四边形结构转换形式；座椅自平衡装置设有陀螺仪与电动推杆动力连接，支承轮升降机构、座椅变形装置分别与遥杆、按键连接。

所述的一种多功能的助老轮椅，所述的平地行走底盘装置包括后轮驱动电机、铝型材车架、万向轮、后轮，该装置，扶手右侧操作盒上设有遥杆。

所述的一种多功能的助老轮椅，所述履带总成包括主动轴、卧式轴承座、履带、履带支撑板、履带侧板、履带轮。

所述的一种多功能的助老轮椅，所述履带升降方式采用平行四边形结构形式。

所述的一种多功能的助老轮椅，所述座椅升降装置和座椅变形装置分别由两个不同的按键配合。

所述的一种多功能的助老轮椅，所述座椅平衡装置电推杆根据陀螺仪反馈的角度设置伸出长度。

本实用新型的优点与效果是：

本实用新型结合机电一体化技术，实现轮椅与床的转换，当控制变成床的升降实现辅助老人上床。通过控制履带总成的升降实现轮带和轮的切换，通过陀螺仪的反馈实现在爬楼梯时保证轮椅的座椅保持平衡，降低老人的不舒服度。

附图说明

图1为多功能的助老轮椅整体结构示意图；

图2为床椅转换装置示意图；

图3为床椅转换装置侧视图；

图4为座位升降装置示意图；

图5为座位升降装置结构示意图；

图6为座椅自平衡装置图；

图7为轮与履带转换装置结构示意图；

图8为轮与履带转换装置侧视图；

图9为履带内部结构示意图；

图10为支撑机构侧视图；

图11，12，13为轮椅爬楼梯过程示意图；

图14为操作总台结构示意图；

图15为脚蹬示意图；

图16为后背示意图；

图17 为控制原理方框图。

图中部件：1-床椅转换装置 2-座位升降装置 3-平衡装置 4-支撑机构 5-轮与履带转换装置；1-1脚蹬、 1-2座椅板、1-3脚蹬固定轴、 1-4平行杆、1-5扶手、 1-6电推杆、1-7电推杆连接轴A 、1-8平行杆连接杆、 1-9靠背、1-10靠背固定轴、1-11电推杆连接轴B 、1-12靠背固定轴、1-13座椅固定轴；2-1升降支板、2-2剪力杆A、 2-3滑道、 2-4滑轮、 2-5丝母连接轴、2-6剪力杆B、 2-7丝杠、2-8固定铰、2-9丝母 2-10蜗轮蜗杆减速电机A 2-11电机座2-12蜗杆蜗杆联轴器；3-1支撑推杆连接轴A、3-2支撑推杆、3-3长条架、3-4车架、3-5支撑推杆连接轴B、 3-6-连接杆、 3-7-固定铰；4-1履带挡板、4-2履带、4-3履带推杆连接轴A 、 4-4履带推杆、4-5万向轮、4-6连杆机构固定杆、4-7平行杆固定杆、4-8履带推杆连接轴B、4-9履带连杆、4-10履带连接短轴、 4-11履带连杆固定轴、4-12电机支撑板、4-13蜗轮蜗杆减速电机B 4-14电机联轴器、 4-15主动轮、4-16电机固定架、 4-17无刷减速电机、4-18履带板固定杆、4-19固定销轴，4-20卧式轴承座，4-21履带轮、 5-1长条架A、5-2支撑架连接轴、 5-3支撑架、5-4推杆固定轴A 、 5-5支撑轮、 5-6支撑轮连接轴、 5-7支撑推杆、5-8长条架B、5-9推杆固定轴B 、5-10长条架固定螺丝。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型助老轮椅包括床椅转换装置、座位升降机构、轮与履带转换装置、座椅自平衡装置以及支撑机构。所述轮与履带转换装置包括主动轴、卧式轴承座、连接短轴，履带、履带支撑板、履带侧板、履带轮、连接平行杆；所述平地行走底盘装置包括后轮驱动电机、铝合金车架、万向轮、后轮；所述座椅自平衡装置包括陀螺仪、电动推杆；所述座椅升降装置以及座椅变形装置包括丝杠、电推杆、蜗轮蜗杆减速电机B。当轮椅平地行走时采用两个后驱动轮加两个前万向轮的形式，实现平地行走。当需要上下楼梯时履带下降使四个驱动轮悬空，为了实现两者转换的有效作业，采用平行四边形的结构来完成转换方式。履带升降机构主要完成履带总成的上升和下降以方便平地行走与上下楼梯两种模式的切换；平地行走底盘装置主要是使轮椅方便在平地的行走，一方面提高了平地行走的速度，另一方面减少了履带的磨损；座椅自平衡装置由电动推杆作为动力源，在上下楼梯时由于底盘不是水平，故陀螺仪实时检测座椅倾斜角度进而电推杆推动座椅，使之保持水平；支承轮升降机构是当上楼梯最后阶段时，由于轮椅后方没有台阶支撑，而底盘还保持上楼梯时的角度，继续后退势必会造成轮椅突然回到水平状态造成颠簸，故支承轮在这个时候下降接触地面，随着后退慢慢回收；座椅升降可以使轮椅适应不同身高的使用者，其次当座椅变为“床”时可调节与床同等高度以方便使用者的上下床；座椅变形装置可使座椅在“床”与座椅之间状态切换。以上所述的功能分别由遥杆、按键独立控制。

本实用新型平地行走底盘装置包括后轮驱动电机、铝型材车架、万向轮、后轮，该装置通过扶手右侧操作盒上的遥杆控制，操作简洁方便。平地行走底盘装置主要是使轮椅方便在平地的行走，一方面提高了平地行走的速度，另一方面减少了履带的磨损。

本实用新型履带总成包括主动轴、卧式轴承座、履带、履带支撑板、履带侧板、履带轮、履带总成是实现助老轮椅在楼梯上运动的功能。

本实用新型履带升降机构主要完成履带与轮式行走两种模式的切换。本装置履带升降方式采用平行四边形结构，平行四边形结构能实现履带前后平移摆动运动，实现轮与履带的转换。

本实用新型座椅升降装置和座椅变形装置分别由两个不同的按键独立控制。座椅变形即是“椅子型”和“床型”之间的转换，使老人可以更舒适的使用轮椅。装置配合使用构成助老上下床功能，座椅升降可以调整座椅跟床一样的高度，使老人上下床更为方便。

本实用新型座椅平衡装置主要为轮椅上下楼时使用，轮椅通过履带上下楼时，座椅会随着楼梯角度倾斜，使用者坐在上边会产生滑落等危险情况，而本实用新型则可以解决该问题。轮椅上装有陀螺仪，电推杆会根据陀螺仪反馈的角度伸出适当长度，使轮椅的座椅始终保持水平，使用者在使用本轮椅上下楼时不会有任何危险和不适。

本实用新型支撑轮升降机构在上楼过程中，在履带后侧达到楼梯最后一阶后，支撑轮也会缓慢放下，保证轮椅可以缓慢平滑的全部登上平地，同时会减少轮椅上的人的颠簸感；下楼时，也会在履带放下之后先撑起后支撑轮，让履带前侧缓慢接触到楼梯，当履带大部分接触到楼梯时，支撑轮会慢慢收起，轮椅可顺利下楼。

实施例1

本实用新型床椅转换装置1由脚蹬、座椅板、脚蹬固定轴、平行杆、扶手、电推杆、电推杆连接轴A 、平行杆连接杆、靠背、电推杆连接轴B 、靠背固定轴、座椅固定轴组成，并组成多组平行四边机构。脚蹬1-1上端与座椅板1-2的前端通过脚蹬固定轴1-3连接，可实现脚蹬1-1与座椅板的相对转动。靠背1-9的下端与座椅板1-2的后端通过靠背固定轴1-10连接，实现靠背1-9与座椅板1-2的相对转动。平行杆连接杆1-8通过销轴与脚蹬1-1和靠背1-9相连，平行杆1-4通过座椅固定轴1-13与扶手1-5和座椅板侧面相连，扶手1-5通过销轴与靠背1-9侧面相连，电推杆1-6前端通过电推杆连接轴B1-11与平行杆连接杆1-8相连，实现相对转动，电推杆1-6前端通过电推杆连接轴A1-7座椅板下面相连，实现相对转动。其中，两侧扶手1-5、平行杆1-4、靠背1-9、靠背固定轴1-13、座椅固定轴1-12组成双组双平行四边形机构。脚蹬1-1突出部分、座椅板、靠背突出部分与之间连接的销轴组成2组平行四边形机构。

座椅升降装置主要通过4组剪力机构组成，均匀分布在床椅板两侧。每组剪力机构由两组相互交叉的2-2剪力杆A和2-6剪力杆B通过销轴连接。下端剪力杆A与升降支架2-1上的2-8固定铰通过销轴连接，下端剪力杆B2-6通过滑轮连接轴2-5与滑轮2-4连接，并能够转动，滑轮2-4在固定的滑道2-3滑道上滑动，在剪力机构上端，滑道2-3固定在座椅板1-2上，上端剪力杆B2-6通过销轴与滑轮2-4连接，上端剪力杆A与座椅板1-2上的固定铰2-8通过销轴连接。剪力机构的蜗轮蜗杆减速电机A2-10与电机座2-11连接，电机座2-11固定在升降支板2-1上。蜗轮蜗杆减速电机A2-10的输出轴通过蜗杆联轴器2-12与丝杠2-7相连，且丝杆两端的旋向相反，在丝杠2-7上连接由两个丝母2-9，在两个丝母2-9下端分别与2个滑轮连接轴2-5固连，丝杠2-7的末端由轴承座固定。

座椅平衡装置3由3-1支撑推杆连接轴A、3-2支撑推杆、3-3长条架、3-4车架、3-5支撑推杆连接轴B、 3-6-连接杆、 3-7-固定铰组成。

支撑推杆3-2一端通过支撑推杆连接轴A3-1与长条架3-3相连，长条架3-3固定在车架3-4上，支撑推杆3-2另一端通过支撑推杆连接轴B3-5与升降支架2-1相连，3-6-连接杆与车架3-4固连。升降支架2-1与车架3-4两端通过转动铰链3-7相连。

轮与履带复合装置4主要用于轮椅爬楼梯的过程，万向轮4-5固定在车架3-4上，无刷减速电机4-17与电机固定架4-16固连，电机固定架4-16与车架3-4固定，无刷减速电机4-17输出轴与主动轮4-15连接。

2组连杆机构固定板4-6固定在车架3-4的两侧，每侧的连杆机构固定板4-6分别通过履带连杆固定轴4-11与3组履带连杆4-9相连，3组履带连杆4-9的中部通过销轴与平行杆固定杆4-7相连，3组履带连杆4-9的下端通过固定轴4-19与履带固定板4-18相连。每侧的3组履带连杆4-9组成复合平行四边形机构。在车架3-4的下面具有两套履带机构。以1侧为例说明。每套履带机构都有4个履带轮，每个履带轮4-21两侧由卧式轴承座4-20支撑，卧式轴承座4-20与履带轮两侧履带固定板4-18固连。两侧的主动履带轮传动轴通过联轴器4-14与蜗轮蜗杆减速电机B4-13输出轴相连，蜗轮蜗杆减速电机B4-13固定在电机支撑板4-12上，电机支撑板4-12与中间两侧履带固定板4-18固连。履带推杆4-4的末端通过履带推杆连接轴A4-3与车架3-4相连，履带推杆4-4的前端通过履带推杆连接轴B4-8与平行杆固定杆4-7相连。

支撑机构5用做轮椅上楼梯后的支撑和辅助老人站立，5-3支撑架一端通过支撑架连接轴5-2与5-1长条架A相连，5-1长条架A固定在车架3-4上。支撑架5-3的前端通过支撑轮连接轴5-6与支撑轮5-5相连，实现轮与轴的相对转动。支撑推杆5-7的一段通过推杆固定轴B5-9与长条架B5-8相连，长条架B5-8通过5-10长条架固定螺丝固定在车架3-4上。5-7支撑推杆的另一端通过推杆固定轴A5-4 与支撑架5-3中下部相连。

控制系统的主控板为STM32f429最小系统开发版。扶手上的操作总台上的控制按钮与陀螺仪与STM32主控板相连，经过程序处理，控制直流电机调速器、无刷电机电调及直流电机控制器，从而控制蜗轮蜗杆减速电、无刷减速电机及推杆电机。

工作时，当轮椅在平地行走时，老人通过操作总台上的控制按钮，将转动信号传递到控制板，主控板将信号传递到无刷减速电机4-17，无刷减速电机4-17会通过联轴器将动力传递到主动轮4-15，带动整个轮椅的运动。

当轮椅要爬楼梯时，连接在车架上的履带推杆4-4伸出，推动履带推杆连接轴B4-8运动，带动复合平行四边形机构运动，使履带平行地面移动接触地面，并将车架3-4顶起，车轮离地，准备上楼梯。然后，蜗轮蜗杆减速电机B4-13带动履带旋转，带动轮椅运动爬楼梯。在爬楼梯过程中，安装在座椅板1-2上的陀螺仪会根据偏转角度，将信息传递到主控板，然后通过支撑推杆3-2伸出，使座椅调整回与地面平行的位置，保证老人的安全，当轮椅爬上楼梯顶时，轮椅履带会翘起很高。为防止轮椅突然落到楼梯尽头的平台时，当轮椅快要爬上楼梯时，支撑机构5在支撑推杆5-7的作用下伸出，此时支撑轮接触地面支撑轮椅。随着爬楼梯完成支撑推杆5-7逐渐缩回，保证轮椅在楼梯顶部到平台平稳过渡。

当老人需要躺在轮椅上休息时，可以通过操作控制总台上的按钮，控制电推杆1-6输出带动脚蹬1-1突出部分、座椅板1-2、靠背1-9突出部分与之间连接的销轴组成2组平行四边形机构运动，使脚蹬1-1向上摆动，靠背1-9向后运动，靠背1-9向后运动带动扶手1-5等组成双组平行四边形机构向下运动，最终轮椅变成床。当用做辅助老人上床时，座椅首先转变成床，此时老人不需要从轮椅上下来，座位轮椅升降装置2中的2-10蜗轮蜗杆减速电机A转动带动正反丝杠旋转，带动滑轮连接轴2-5运动，带动剪力机构，实现座椅板的升降运动，使座椅板调整到与床相平的位置，老人可以直接移动到床上。

Claims (6)

1.一种多功能的助老轮椅，其特征在于，所述助老轮椅包括床椅转换装置、座位升降机构、轮与履带转换装置、座椅自平衡装置以及支撑机构；轮与履带转换装置包括主动轴、卧式轴承座、连接短轴，履带、履带支撑板、履带侧板、履带轮、连接平行杆；平地行走底盘装置包括后轮驱动电机、铝合金车架、万向轮、后轮；座椅自平衡装置包括陀螺仪、电动推杆；座椅升降装置以及座椅变形装置包括丝杠、电推杆、蜗轮蜗杆减速电机B；轮椅设有两个后驱动轮加两个前万向轮，履带下设四个驱动轮，采用平行四边形结构转换形式；座椅自平衡装置设有陀螺仪与电动推杆动力连接，支承轮升降机构、座椅变形装置分别与遥杆、按键连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能的助老轮椅，其特征在于，所述的平地行走底盘装置包括后轮驱动电机、铝型材车架、万向轮、后轮，该装置，扶手右侧操作盒上设有遥杆。

3.根据权利要求1所述的一种多功能的助老轮椅，其特征在于，所述履带总成包括主动轴、卧式轴承座、履带、履带支撑板、履带侧板、履带轮。

4.根据权利要求1所述的一种多功能的助老轮椅，其特征在于，所述履带升降方式采用平行四边形结构形式。

5.根据权利要求1所述的一种多功能的助老轮椅，其特征在于，所述座椅升降装置和座椅变形装置分别由两个不同的按键配合。

6.根据权利要求1所述的一种多功能的助老轮椅，其特征在于，所述电推杆根据陀螺仪反馈的角度设置伸出长度。

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