CN213883892U - 爬楼梯的助行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种爬楼梯的助行器，其中爬楼梯的助行器包括控制器、上盖板、下盖板、升降机构和移动机构；所述上盖板和下盖板之间通过移动机构连接，所述上盖板设有至少两对驱动轮，每个驱动轮均连接有驱动电机；所述升降机构包括升降电机、升降丝杆和剪叉式支撑脚，所述升降丝杆通过第三轴承座安装于下盖板，所述剪叉式支撑脚的上端连接有第一轴承座，此第一轴承座通过第一丝杆法兰与升降丝杆连接，所述升降电机通过第一同步带机构与升降丝杆连接；所述移动机构、升降电机和驱动电机均与控制器连接。本实用新型可根据台阶不同的高度、宽度进行程序事先设定，以满足各类楼梯需求，适应能力广，灵活性和机动性好。

Description

爬楼梯的助行器

技术领域

本实用新型涉及辅助设备技术，具体涉及一种爬楼梯的助行器。

背景技术

随着生活水平提高和医疗技术发展，人类寿命不断增长，人口老龄化问题越来越突出，交通事故的频发以及自然灾害的发生也产生一些残障人士，爬楼成为他们的生活障碍。现阶段电梯还未能实现全面普及，一些低层住宅和复式结构房屋内部，普遍还是使用楼梯，尤其广大的农村地区，其本上都是楼梯楼。如何解决老年人、残疾者的上下楼是目前急需解决的问题。

现在已经研发出来的爬梯机有很多种类，通常按照其爬楼梯时所采取的工作方式将它们分成行星轮式、履带式、腿足式。但还是会存在以下缺陷：

1、行星轮式爬楼机：该类机器所采用的工作方式是通过行星轮支架绕着行星轮主轴进行公转，而星轮绕自身星轮轴进行自转从而攀爬台阶。行星轮个数越多，爬楼梯的高度也越高，稳定性也越强，但行星轮本体结构体积增加会导致整个爬楼助行器重量增加，影响其载物或者其他工作的实现，价格昂贵，而且受环境的限制只能在一定的场合使用。

2、履带式爬楼机：该类机器运动的过程中重心波动较小，稳定性好，控制系统简单，但坐姿变化大，由于履带的体积太大会占用较大空间，转弯困难，通常需要其他人协助。

3、腿足式爬楼机：腿足式爬楼机通过仿生学模拟人在上楼时的动作，一个台阶或者多个台阶进行攀爬，通过多条机械式的腿足依次进行抬落来支持着座椅登上楼梯，腿足式爬楼机在爬梯运动时比较平稳，能够很好的适应不同尺寸的台阶；但是其控制起来难度较高，操作也很繁琐，进行平地行驶时的运动比较缓慢。

综上，现有的爬梯助行器大多存在结构比较复杂，转弯及下楼困难适应能力不强，灵活性和机动性比较差等缺点，制造成本也高，在家庭实际生活中应用还不多。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种爬楼梯的助行器。此爬楼梯的助行器的结构简单，适应能力强，且灵活性和机动性好。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：本爬楼梯的助行器，包括控制器、上盖板、下盖板、升降机构和移动机构；所述上盖板和下盖板之间通过移动机构连接，所述上盖板设有至少两对驱动轮，每个驱动轮均连接有驱动电机；所述升降机构包括升降电机、升降丝杆和剪叉式支撑脚，所述升降丝杆安装于下盖板，所述剪叉式支撑脚的上端连接有第一轴承座，此第一轴承座通过第一丝杆法兰与升降丝杆连接，所述升降电机通过第一同步带机构与升降丝杆连接；所述移动机构、升降电机和驱动电机均与控制器连接。

优选的，所述剪叉式支撑脚包括至少一对支撑杆，每对支撑杆中的两根支撑杆中部通过推力球轴承连接，每对支撑杆中的两根支撑杆的上端与相应的第一轴承座连接；每对支撑杆中的其中一根支撑杆的下端连接有支撑座，另一根支撑杆的下端设有滑轮。

优选的，所述剪叉式支撑脚包括2对支撑杆，此2对支撑杆平行设置，此2对支撑杆中平行的2根支撑杆均与支撑座连接，此2对支撑杆中平行的另2根支撑杆均连接于滑杆，所述滑轮安装于滑杆。

优选的，所述的爬楼梯的助行器还包括连接支座和第一万向球，所述连接支座通过调节螺杆与上盖板连接，所述调节螺杆套接有弹簧，所述第一万向球安装于连接支座的下端。

优选的，所述移动机构包括水平电机和水平丝杆，所述水平丝杆通过第二轴承座安装于下盖板，所述水平丝杆设有第二丝杆法兰，所述第二丝杆法兰通过法兰连接件与上盖板连接，所述水平电机通过第二同步带机构与水平丝杆连接；所述水平电机与控制器连接。

优选的，所述上盖板设有支撑轮，所述下盖板设有用于为支撑轮导向的导轨，所述支撑轮与下盖板滚动连接。

优选的，所述上盖板的上面安装有轮椅。

优选的，所述的爬楼梯的助行器还包括转椅机构，所述转椅机构包括支撑架和转椅，所述支撑架的前腿安装于上盖板，所述支撑架设有支撑板，所述转椅通过齿轮传动机构安装于支撑板，且所述齿轮传动机构连接有旋转电机；所述支撑架的每条后腿设有推杆机构，此推杆机构的下端设有第二万向球。

优选的，所述推杆机构包括至少2个电动推杆，各个电动推杆依次连接，且位于最上方的电动推杆与支撑架的后腿连接，位于最下方的电动推杆的下端设有第二万向球。

优选的，在依次连接的电动推杆中，从下而上的方向上，第二个电动推杆的杆体安装有连接架，此连接架的下端设有第二万向球。

一种基于上述的爬楼梯的助行器的爬楼方法，包括以下模式：

上楼梯模式：

(1-1)上楼梯前，根据楼梯的尺寸设定剪叉式支撑脚的升降高度；

(1-2)控制器控制升降电机正转，此升降电机驱动剪叉式支撑脚展开，令上、下盖板上升；

(1-3)当麦克纳姆轮的底端与上一台阶面等高时，升降电机停止；而控制器控制水平电机正转，此水平电机通过水平丝杆和法兰连接件驱动上盖板向前移动以使麦克纳姆轮与上一台阶面接触，控制驱动电机正转，驱动电机带动麦克纳姆轮转动，使上盖板再向前移动，待上盖板的端面靠近再上一个台阶的垂直面后停止；

(1-4)控制器控制升降电机反转，带升降电机驱动剪叉式支撑脚收缩折叠，然后再控制平移电机反转，平移电机通过平移丝杆将下盖板收入到上盖板内；

(1-5)依次重复步骤(1-2)～(1-4)，以完成上楼梯；

下楼梯模式：

(2-1)下楼梯前，根据楼梯的尺寸设定剪叉式支撑脚的升降高度；

(2-2)控制器控制水平电机反转，则水平电机通过水平丝杆带动下盖板伸出上盖板，然后控制升降电机正转，令剪叉式支撑脚展开，此剪叉式支撑脚下端的基座和滑轮与下一台阶面接触；

(2-3)控制器控制驱动电机反转，此驱动电机带动麦克纳姆轮转动，以带动上盖板移动，使下盖板重新回到上盖板内；

(2-4)控制升降电机反转，令剪叉式支撑脚重新收缩折叠；

(2-5)依次重复步骤(2-2)～(2-4)，以完成下楼梯；

水平行走模式：剪叉式支撑处于收缩折叠状态，

当整个助行器进行直线前进时，控制器控制各个驱动电机同速正转；

当整个助行器进直行线后退时，控制器控制各个驱动电机同速反转；

当整个助行器需要转向时，控制器控制各个驱动电机以不同速度进行转动，从而各个驱动电机带动各个相应的麦克纳姆轮以不同速度转动，则整个助行器可进行0～360°的转向。

优选的，在步骤(1-1)和步骤(2-1)中，均需要对弹簧进行预紧调整。

优选的，在上楼梯模式和下楼梯模式中，位于最下方的电动推杆的下端的第二万向球和/或连接架下端的第二万向球与台阶面保持接触。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点：

1、本实用新型采用了剪叉式支撑脚结构，其可根据台阶不同的高度、宽度进行程序事先设定，以满足各类楼梯需求，适应能力广。

2、本实用新型主要由控制器、上盖板、下盖板、升降机构和移动机构构成，在爬梯过程中，上盖板可以承载重物，也可以承载行动不便的人，灵活性和机动性好。

3、本实用新型主要由控制器、上盖板、下盖板、升降机构和移动机构构成，整体结构紧凑，体积小，使用方便，可实现平稳地上下楼梯。

4、本实用新型中采用驱动轮和驱动电机构成，各个驱动电机单独控制相应的驱动轮转动，这方便助行器进行直线的前进后退，还方便转向，故可适应于室内外运行，特别对设定路线的有台阶的路线更有优势。

5、本实用新型在上盖板设置轮椅或转椅，以方便载人时，保证舒适性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的爬楼梯的助行器的第一视角结构示意图。

图2是本实用新型实施例一的爬楼梯的助行器的第二视角结构示意图。

图3是本实用新型实施例一的爬楼梯的助行器的侧视图。

图4是本实用新型实施例一的爬楼梯的助行器的正视图。

图5是本实用新型实施例一的爬楼梯的助行器的俯视图。

图6是本实用新型实施例一的爬楼梯的助行器的上楼梯过程示意图。其中，图6a～6e为自初始楼梯上到上一级楼梯的过程示意图。

图7是本实用新型实施例二的爬楼梯的助行器的第一视角的结构示意图。

图8是本实用新型实施例二的爬楼梯的助行器的第二视角的结构示意图。

图9是本实用新型实施例三的爬楼梯的助行器的结构示意图。

图10是本实用新型实施例三的爬楼梯的助行器在去除部分部件的结构示意图。

图11是本实用新型实施例三的爬楼梯的助行器的侧视图。

图12是本实用新型实施例三的爬楼梯的助行器的上楼梯过程的结构示意图。其中，图12a～12i为自初始楼梯上到上一级楼梯的过程示意图。

其中，1为上盖板，2为下盖板，3为升降机构，4为移动机构，5为麦克纳姆轮，6为驱动电机，7为升降电机，8为升降丝杆，9为剪叉式支撑脚，10为第三轴承座，11为第一轴承座，12为第一丝杆法兰，13为第一同步带机构，14为涡轮蜗杆减速箱，15为联轴器，16为支撑杆，17为推力球轴承，18为支撑座，19为滑轮，20为滑杆，21为连接支座，22为第一万向球，23为调节螺杆，24为弹簧，25为固定螺母，26为调节螺母，27为水平电机，28为水平丝杆，29为第二轴承座，30为第二丝杆法兰，31为法兰连接件，32为第二同步带机构，33为支撑轮，34为导轨，35为轮椅，36为安装架，37为转椅机构，38为支撑架，39为转椅，40为支撑板，41为齿轮传动机构，42为旋转电机，43为推杆机构，44为第二万向球，45为电动推杆，46为连接架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1至图5所示的爬楼梯的助行器，包括控制器、上盖板、下盖板、升降机构和移动机构；所述上盖板和下盖板之间通过移动机构连接，所述上盖板设有至少两对驱动轮，每个驱动轮均连接有驱动电机；所述升降机构包括升降电机、升降丝杆和剪叉式支撑脚，所述升降丝杆通过第三轴承座安装于下盖板，所述剪叉式支撑脚的上端连接有第一轴承座，此第一轴承座通过第一丝杆法兰与升降丝杆连接，所述升降电机通过第一同步带机构与升降丝杆连接；所述移动机构、升降电机和驱动电机均与控制器连接。

具体的，驱动轮采用麦克纳姆轮，以保证摩擦力，同时方便整个助行器的转向。本实施例中麦克纳姆轮采用2对，此2对麦克纳姆轮分别安装于上盖板的前后端，且每对中的2个麦克纳姆轮分别位于上盖板的左右两侧，此结构简单，方便安装，且保证了整个助行器行驶时的稳定性。其中驱动电机与麦克纳姆轮通过涡轮蜗杆减速箱和联轴器进行连接，这不仅方便安装，且保证动力稳定输送。

为提高上、下盖板整体升降的稳定性，所述升降机构具有2组，此2组升降机构分别设置下盖板的两侧。即移动机构安装于下盖板的中部，而2组升降机构相对于移动机构的轴线对称设置。当升降电机启动时，升降丝杆转动，从而令剪叉式支撑脚展开或收缩折叠。

所述剪叉式支撑脚包括至少一对支撑杆，每对支撑杆中的两根支撑杆中部通过推力球轴承连接，每对支撑杆中的两根支撑杆的上端与相应的第一轴承座连接；每对支撑杆中的其中一根支撑杆的下端连接有支撑座，另一根支撑杆的下端设有滑轮。支撑杆采用适当的数量，以保证整个剪叉式支撑脚的强度，本实施例中，每个剪叉式支撑脚采用2对，即所述剪叉式支撑脚包括2对支撑杆，此2对支撑杆平行设置，此2对支撑杆中平行的2根支撑杆均与支撑座连接，此2对支撑杆中平行的另2根支撑杆均连接于滑杆，所述滑轮安装于滑杆。如图所示，在1对支撑杆中，2根支撑杆的中部通过推力球轴承连接，以方便2根支撑杆相对运动，即令支撑脚展开或收缩折叠。每个剪叉式支撑脚采用2对支撑杆，此2对支撑杆平行设置。为保证2对支撑杆的同步性，同一剪叉式支撑脚中2对支撑杆中平行的2根支撑杆均与支撑座连接，此2对支撑杆中平行的另2根支撑杆均连接于滑杆，所述滑轮安装于滑杆。而滑轮的数量为2个，此2个滑轮安装于滑杆的两端。此结构简单，且稳定性好。

所述的爬楼梯的助行器还包括连接支座和第一万向球，所述连接支座通过调节螺杆与上盖板连接，所述调节螺杆套接有弹簧，所述第一万向球安装于连接支座的下端。如图1和图4所示，连接支座的前后两端均通过调节螺杆与上盖板连接，其中调节螺杆的上端通过固定螺母安装于上盖板，而调节螺杆的下端套接有调节螺母，此调节螺母与连接支座的外底面相贴紧。弹簧套接于调节螺杆后，弹簧的上端抵住固定螺母，而弹簧的下端抵住连接支座的内底面。则可通过调节调节螺母旋入调节螺杆的程度以调整弹簧的形变。连接支座和第一万向球等构成的支撑结构起到辅助支撑的作用，进一步保证整个助行器的稳定运行。

所述移动机构包括水平电机和水平丝杆，所述水平丝杆通过第二轴承座安装于下盖板，所述水平丝杆设有第二丝杆法兰，所述第二丝杆法兰通过法兰连接件与上盖板连接，所述水平电机通过第二同步带机构与水平丝杆连接；所述水平电机与控制器连接。水平电机驱动水平丝杆转动，则上盖板沿着水平丝杆的轴线方向往复运动，以实现上下楼梯的动作。

所述上盖板设有支撑轮，所述下盖板设有用于为支撑轮导向的导轨，所述支撑轮与下盖板滚动连接。导轨具有2条，此2条导轨相对于水平丝杆对称设置，支撑轮成对设置，一对支撑轮中的2个支撑轮分别与2条导轨对应，支撑轮在上盖板滚动的过程中，受导轨的约束，支撑轮沿导轨的轴线方向滚动，以避免支撑轮向垂直于导轨方向上运动，从而提高上盖板相对于下盖板水平移动时的稳定性。本实施例中设置3对支撑轮，这可进一步提高上盖板水平移动时的稳定性。

一种基于上述的爬楼梯的助行器的爬楼方法，包括以下模式：

如图6所示，上楼梯模式：

(1-1)上楼梯前，根据楼梯的尺寸设定剪叉式支撑脚的升降高度，然后调整调节螺母旋入调节螺杆的程度，以调整弹簧的形变，为上盖板提供良好的辅助支撑；

(1-2)控制器控制升降电机正转，此升降电机驱动剪叉式支撑脚展开，令上、下盖板上升；

(1-3)当麦克纳姆轮的底端与上一台阶面等高时，升降电机停止；而控制器控制水平电机正转，此水平电机通过水平丝杆和法兰连接件驱动上盖板向前移动以使麦克纳姆轮与上一台阶面接触，控制驱动电机正转，驱动电机带动麦克纳姆轮转动，使上盖板再向前移动，待上盖板的端面靠近再上一个台阶的垂直面后停止；

(1-4)控制器控制升降电机反转，带升降电机驱动剪叉式支撑脚收缩折叠，然后再控制平移电机反转，平移电机通过平移丝杆将下盖板收入到上盖板内；

(1-5)依次重复步骤(1-2)～(1-4)，以完成上楼梯；

下楼梯模式：

(2-1)下楼梯前，根据楼梯的尺寸设定剪叉式支撑脚的升降高度，然后调整调节螺母旋入调节螺杆的程度，以调整弹簧的形变，为上盖板提供良好的辅助支撑；

(2-2)控制器控制水平电机反转，则水平电机通过水平丝杆带动下盖板伸出上盖板，然后控制升降电机正转，令剪叉式支撑脚展开，此剪叉式支撑脚下端的基座和滑轮与下一台阶面接触；

(2-3)控制器控制驱动电机反转，此驱动电机带动麦克纳姆轮转动，以带动上盖板移动，使下盖板重新回到上盖板内；

(2-4)控制升降电机反转，令剪叉式支撑脚重新收缩折叠；

(2-5)依次重复步骤(2-2)～(2-4)，以完成下楼梯；

其中，下楼梯模式的动作相对于上楼梯模式的动作是反向运行。

水平行走模式：剪叉式支撑处于收缩折叠状态，

当整个助行器进行直线前进时，控制器控制各个驱动电机同速正转；

当整个助行器进行直线后退时，控制器控制各个驱动电机同速反转；

当整个助行器需要转向时，控制器控制各个驱动电机以不同速度进行转动，从而各个驱动电机带动各个相应的麦克纳姆轮以不同速度转动，则整个助行器可进行0～360°的转向。

上述驱动电机、升降电机和水平电机均采用步进电机。本实施例中的上盖板不设置其他部件，以方便使用人员站立于上盖板或将物品堆放到上盖板，以利用此助行器进行爬楼。各个同步带机构根据不同的尺寸选用不同的型号。

实施例2

本爬楼梯的助行器及其爬楼方法在实施例1的基础上增加以下技术特征：

所述上盖板的上面安装有轮椅。具体的，如图7和图8所示，轮椅通过安装架固定于上盖板的上面。助行器爬楼的过程中，使用人员以直接坐在轮椅上，此结构提高了舒适性。

本爬楼梯的助行器及其爬楼方法在实施例1的基础上增加以下技术特征：

如图9～11所示，所述的爬楼梯的助行器还包括转椅机构，所述转椅机构包括支撑架和转椅，所述支撑架的前腿安装于上盖板，所述支撑架设有支撑板，所述转椅通过齿轮传动机构安装于支撑板，且所述齿轮传动机构连接有旋转电机；所述支撑架的每条后腿设有推杆机构，此推杆机构的下端设有第二万向球。转椅提高舒适性。而转椅利用齿轮传动机构安装于支撑板上，则使用人员根据助行器在上楼和下楼过程中调整转椅的朝向，为使用人员提供良好的视角方向。

所述推杆机构包括至少2个电动推杆，各个电动推杆依次连接，且位于最上方的电动推杆与支撑架的后腿连接，位于最下方的电动推杆的下端设有第二万向球。具体的，支撑架的后腿具有2条，本实施例推杆机构采用2个电动推杆，此电动推杆的数量可根据支撑架的高度和电动推杆的参数等情况而决定。此结构，进一步保证了整个助行器爬楼时的稳定性。如图所示，位于上方的电动推杆通过推杆连接件与支撑架的后腿连接，而位下方的电动推杆的基座与上方的电动推杆的杆体连接，这每个推杆机构中采用2个电动推杆既可满足各个不同高度阶梯的要求，还实现上下楼动作的稳定性。

在依次连接的电动推杆中，从下而上的方向上，第二个电动推杆的杆体安装有连接架，此连接架的下端设有第二万向球。当最下方的电动推杆的杆体处于收缩状态时，位于连接架的第二万向球和位于下方的电动推杆的第二万向球处于相同的高度，从而进一步提高支撑架支撑时的稳定性。

如图12所示，在上楼梯模式和下楼梯模式中，位于最下方的电动推杆的下端的第二万向球和/或连接架下端的第二万向球与台阶面保持接触。在上、下楼中，至少一个第二万向球与台阶面接触，从而提高了安全性和稳定性。

上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.爬楼梯的助行器，其特征在于：包括控制器、上盖板、下盖板、升降机构和移动机构；所述上盖板和下盖板之间通过移动机构连接，所述上盖板设有至少两对驱动轮，每个驱动轮均连接有驱动电机；所述升降机构包括升降电机、升降丝杆和剪叉式支撑脚，所述升降丝杆安装于下盖板，所述剪叉式支撑脚的上端连接有第一轴承座，此第一轴承座通过第一丝杆法兰与升降丝杆连接，所述升降电机通过第一同步带机构与升降丝杆连接；所述移动机构、升降电机和驱动电机均与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的爬楼梯的助行器，其特征在于：所述剪叉式支撑脚包括至少一对支撑杆，每对支撑杆中的两根支撑杆中部通过推力球轴承连接，每对支撑杆中的两根支撑杆的上端与相应的第一轴承座连接；每对支撑杆中的其中一根支撑杆的下端连接有支撑座，另一根支撑杆的下端设有滑轮。

3.根据权利要求2所述的爬楼梯的助行器，其特征在于：所述剪叉式支撑脚包括2对支撑杆，此2对支撑杆平行设置，此2对支撑杆中平行的2根支撑杆均与支撑座连接，此2对支撑杆中平行的另2根支撑杆均连接于滑杆，所述滑轮安装于滑杆。

4.根据权利要求1所述的爬楼梯的助行器，其特征在于：还包括连接支座和第一万向球，所述连接支座通过调节螺杆与上盖板连接，所述调节螺杆套接有弹簧，所述第一万向球安装于连接支座的下端。

5.根据权利要求1所述的爬楼梯的助行器，其特征在于：所述移动机构包括水平电机和水平丝杆，所述水平丝杆通过第二轴承座安装于下盖板，所述水平丝杆设有第二丝杆法兰，所述第二丝杆法兰通过法兰连接件与上盖板连接，所述水平电机通过第二同步带机构与水平丝杆连接；所述水平电机与控制器连接。

6.根据权利要求5所述的爬楼梯的助行器，其特征在于：所述上盖板设有支撑轮，所述下盖板设有用于为支撑轮导向的导轨，所述支撑轮与下盖板滚动连接。

7.根据权利要求1所述的爬楼梯的助行器，其特征在于：所述上盖板的上面安装有轮椅。

8.根据权利要求1所述的爬楼梯的助行器，其特征在于：还包括转椅机构，所述转椅机构包括支撑架和转椅，所述支撑架的前腿安装于上盖板，所述支撑架设有支撑板，所述转椅通过齿轮传动机构安装于支撑板，且所述齿轮传动机构连接有旋转电机；所述支撑架的每条后腿设有推杆机构，此推杆机构的下端设有第二万向球。

9.根据权利要求8所述的爬楼梯的助行器，其特征在于：所述推杆机构包括至少2个电动推杆，各个电动推杆依次连接，且位于最上方的电动推杆与支撑架的后腿连接，位于最下方的电动推杆的下端设有第二万向球。

10.根据权利要求9所述的爬楼梯的助行器，其特征在于：在依次连接的电动推杆中，从下而上的方向上，第二个电动推杆的杆体安装有连接架，此连接架的下端设有第二万向球。

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