CN2675101Y

CN2675101Y - 全方位移动的电动轮椅

Info

Publication number: CN2675101Y
Application number: CNU2004200183907U
Authority: CN
Inventors: 孙迪生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2014-01-30

Abstract

全方位移动的电动轮椅，它涉及一种用数控电机驱动的可全方位移动的轮椅。控制手盒(1)接在椅座(2)的扶手(2－1)上，椅座(2)的底端接在底座支架(4)上，分布在(4)的四个角上的四个轴孔分别与偏心脚轮总成(51～54)的四个竖轴转动连接，处于(4)前端中间的两个轴孔分别与动力轮总成(61)、(62)的竖轴(611)、(621)转动连接，(611)、(621)穿过(4)的上端面并露出一段，(51～54)的脚轮及(61)、(62)的动力轮下端都处于同一工作平面，转向电机(7)接在(4)的上端面上，同步传动轮(8)连接在转动轴(71)上，同步传动轮(9)、(10)分别连接(611)、(621)在(4)上端面外露端上，(9)、(10)的外圆柱面端通过同步带(11)与(8)的外圆柱面端同步转动连接。本实用新型能够万向移动，具有结构简单、容易维护、耗能小。

Description

全方位移动的电动轮椅

技术领域：本实用新型属于一种电动轮椅，具体是涉及一种用数控电机驱动的能全方位移动的轮椅。

背景技术：目前多数电动轮椅是由两个直流电机经减速器分别驱动两个轮子同方向旋转，因此它需要一个转弯半径，而且这类轮椅不能横向(侧向)移动，其灵活性较差，在比较狭小的室内可通过性不好。针对这些缺点，人们研制了万向移动轮椅，它采用四个万向轮来驱动，这样需要四台电机分别驱动四个万向轮，由于这四个轮子产生的速度大小和方向不同，轮椅可以前后左右万向移动，不需要转弯半径，灵活性好。但是这种万向轮椅需要四套驱动机构和四个电机，因此结构复杂，四台电机一起动作，能耗大。上述万向轮结构复杂，不利于保养，易损坏而给用户造成额外的经济损失，且存在安全隐患。

实用新型内容：本实用新型的目的是提供一种全方位移动的电动轮椅，它解决了已有技术中结构复杂、不宜维护、能耗大、存在不安全隐患的弊病，达到了能万向移动、结构简单、容易维护、耗能小、高的安全性。它包含控制手盒1、椅座2，它还包含中心主控电路3、底座支架4、偏心脚轮总成51、偏心脚轮总成52、偏心脚轮总成53、偏心脚轮总成54、动力轮总成61、动力轮总成62、转向电机7、同步传动轮8、同步传动轮9、同步传动轮10、同步带11；控制手盒1连接在椅座2的扶手2-1上，椅座2的底端连接在底座支架4上，分布在底座支架4的四个角上的四个轴孔的内侧圆柱表面分别与偏心脚轮总成51、偏心脚轮总成52、偏心脚轮总成53、偏心脚轮总成54的四个竖轴的外侧圆柱表面转动连接，处于底座支架4前端中间的两个轴孔的内侧圆柱表面分别与动力轮总成61的竖轴611、动力轮总成62的竖轴621的外侧圆柱表面转动连接，竖轴611、竖轴621穿过底座支架4的上端面并露出一段，偏心脚轮总成51、偏心脚轮总成52、偏心脚轮总成53、偏心脚轮总成54的脚轮及动力轮总成61、动力轮总成62的动力轮下端都处于同一工作平面，此工作平面处在底座支架4的下端面一侧并与之平行，转向电机7连接在底座支架4的上端面上，转向电机7的转动轴71的外侧圆柱表面连接同步传动轮8的内侧圆柱表面上，同步传动轮9、同步传动轮10的内侧圆柱表面分别连接竖轴611、竖轴621在底座支架4的上端面外露一端的外侧圆柱表面上，使同步传动轮8、同步传动轮9、同步传动轮10处于同一工作平面上，同步传动轮9、同步传动轮10的外侧圆柱表面端通过同步带11与同步传动轮8的外侧圆柱表面端同步转动连接；控制手盒1的数据端口1-1连接中心主控电路3的数据端口34端，中心主控电路3的电源驱动端口37、电源驱动端口36、电源驱动端口35分别连接转向电机7的电源输入端口7-1端、无刷电动机623的电源输入端口623-1端、无刷电动机613的电源输入端口613-1端。本实用新型没有转弯半径，能够万向移动，具有结构简单、容易维护、耗能小、有很高的安全性。

附图说明：图1是本实用新型的整体结构示意图，图2是偏心脚轮总成51、偏心脚轮总成52、偏心脚轮总成53、偏心脚轮总成54、动力轮总成61、动力轮总成62、转向电机7、同步传动轮8、同步传动轮9、同步传动轮10、同步带11安装在底座支架4上的结构示意图，图3是图2的俯视图，图4是本实用新型的控制电路的结构示意图，图5是底座支架4的结构示意图，图6是图5的A-A剖视图，图7是偏心脚轮总成51的结构示意图，图8是图7的B-B剖视图，图9是动力轮总成61的结构示意图，图10是图9的右视图，图11是无刷电动机613连接动力轮614后的立体结构示意图，图12是中心主控电路3的结构示意图，图13是无刷电动机的驱动电路3-2的结构示意图。

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13说明本实施方式，本具体实施方式由控制手盒1、椅座2、中心主控电路3、底座支架4、偏心脚轮总成51、偏心脚轮总成52、偏心脚轮总成53、偏心脚轮总成54、动力轮总成61、动力轮总成62、转向电机7、同步传动轮8、同步传动轮9、同步传动轮10、同步带11组成；控制手盒1连接在椅座2的扶手2-1上，椅座2的底端连接在底座支架4上，分布在底座支架4的四个角上的四个轴孔4-1、轴孔4-2、轴孔4-3、轴孔4-4的内侧圆柱表面分别与偏心脚轮总成51的竖轴511、偏心脚轮总成52的竖轴521、偏心脚轮总成53的竖轴531、偏心脚轮总成54的竖轴541的外侧圆柱表面转动连接，处于底座支架4前端中间的两个轴孔4-5、轴孔4-6的内侧圆柱表面分别与动力轮总成61的竖轴611、动力轮总成62的竖轴621的外侧圆柱表面转动连接，竖轴611、竖轴621穿过底座支架4的上端面并露出一段，偏心脚轮总成51的脚轮513、偏心脚轮总成52的脚轮523、偏心脚轮总成53的脚轮533、偏心脚轮总成54的脚轮543、动力轮总成61的动力轮614、动力轮总成62的动力轮624的下端都处于同一工作平面，此工作平面处在底座支架4的下端面一侧并与之平行，转向电机7的下端面连接在底座支架4的上端面上，转向电机7的转动轴71的外侧圆柱表面连接同步传动轮8的内侧圆柱表面上，同步传动轮9、同步传动轮10的内侧圆柱表面分别连接竖轴611、竖轴621在底座支架4上端表面外露一端的外侧圆柱表面上，使同步传动轮8、同步传动轮9、同步传动轮10处于同一工作平面上，同步传动轮9、同步传动轮10的外侧圆柱表面端通过同步带11与同步传动轮8的外侧圆柱表面端同步转动连接；控制手盒1的数据端口1-1连接中心主控电路3的数据端口34端，中心主控电路3的电源驱动端口37、电源驱动端口36、电源驱动端口35分别连接转向电机7的电源输入端口7-1端、无刷电动机623的电源输入端口623-1端、无刷电动机613的电源输入端口613-1端；所述动力轮总成61由竖轴611、∏型支架612、无刷电动机613、动力轮614组成；动力轮614的内侧圆柱表面连接无刷电动机613的可转动外壳的外侧圆柱表面上，无刷电动机613的两个轴端分别连接在∏型支架612的下端孔615、孔616中，并使无刷电动机613置于∏型支架612的槽617内，竖轴611的下端端面连接∏型支架612的上端端面上；动力轮总成62的组成和连接关系与动力轮总成61相同；偏心脚轮总成51由竖轴511、偏心∏型支架512、脚轮513、轮轴514组成；轮轴514的中间部位上设有可绕轮轴514旋转的脚轮513，轮轴514的两端分别连接在偏心∏型支架512的下端孔515、孔516中，竖轴511的下端端面连接偏心∏型支架512的上端端面上；偏心脚轮总成52、偏心脚轮总成53、偏心脚轮总成54的组成和连接关系与偏心脚轮总成51相同；中心主控电路3由单片机电路3-1、无刷电动机的驱动电路3-2、无刷电动机的驱动电路3-3、转向电机的驱动电路3-4组成；单片机电路3-1的数据端3-1-1连接无刷电动机的驱动电路3-2的数据端3-2-1，单片机电路3-1的数据端3-1-2连接无刷电动机的驱动电路3-3的数据端3-3-1，单片机电路3-1的数据端3-1-3连接转向电机的驱动电路3-4的数据端3-4-1，单片机电路3-1的数据端3-1-4连接中心主控电路3的数据端口34端，无刷电动机的驱动电路3-2的输出输入插座3-2-2连接中心主控电路3的电源驱动端口35端，无刷电动机的驱动电路3-3的输出输入插座3-3-2连接中心主控电路3的电源驱动端口36端，转向电机的驱动电路3-4的输出输入插座3-4-2连接中心主控电路3的电源驱动端口37端；无刷电动机的驱动电路3-2由正反转控制器U1、转矩控制器U5、驱动控制器U2、驱动控制器U3、驱动控制器U4、电流放大器U6、电流放大器U7、电流放大器U8、电阻R1组成；正反转控制器U1的脚2、脚21分别连接驱动控制器U2的脚2、脚3端，正反转控制器U1的脚1、脚20分别连接驱动控制器U3脚2、脚3端，正反转控制器U1的脚24、脚19分别连接驱动控制器U4的脚2、脚3端，正反转控制器U1的脚8连接转矩控制器U5的脚8端，正反转控制器U1的脚12通过电阻R1连接转矩控制器U5的脚5端，正反转控制器U1的脚4接转矩控制器U5的脚3端和输出输入插座3-2-2的脚4端，正反转控制器U1的脚5接转矩控制器U5的脚2端和输出输入插座3-2-2的脚5端，正反转控制器U1的脚6接转矩控制器U5的脚1端和输出输入插座3-2-2的脚6端，驱动控制器U2的脚5、脚6端分别连接电流放大器U6的输入端脚1、脚2端，驱动控制器U3的脚5、脚6端分别连接电流放大器U7的输入端脚1、脚2端，驱动控制器U4的脚5、脚6端分别连接电流放大器U8的输入端脚1、脚2端，电流放大器U6、电流放大器U7、电流放大器U8的输出端分别连接无刷电动机的驱动电路3-2的输出输入插座3-2-2的脚1、脚2、脚3端，正反转控制器U1的数据输入端脚11连接无刷电动机的驱动电路3-2的数据端3-2-1端；无刷电动机的驱动电路3-3、转向电机的驱动电路3-4的组成和连接关系与无刷电动机的驱动电路3-2相同。工作原理：控制手盒1送出的方向移动数据信号通过中心主控电路3的单片机电路3-1处理后，驱动信号经中心主控电路3的转向电机的驱动电路3-4处理后输入到转向电机7里，转向电机7得电工作，转向电机7通过同步传动轮8、同步带11、同步传动轮9、同步传动轮10的同步传动连接使动力轮总成(61、62)平行同步转动，同时动力轮总成(61、62)上的无刷电动机(613、623)通过中心主控电路3的无刷电动机的驱动电路3-2、无刷电动机的驱动电路3-3得电工作使动力轮(614、615)旋转，动力轮(614、615)通过与地面的摩擦产生前进或后退的移动动力。正反转控制器U1选用的型号是MC33039，驱动控制器U2、驱动控制器U3、驱动控制器U4选用的型号是IR2103，转矩控制器U5选用的型号是IRFZ48N，无刷电动机613、无刷电动机623、转向电机7选用常州武进电机厂的SWX173-180型号的电机。

Claims

1、全方位移动的电动轮椅，它包含控制手盒(1)、椅座(2)，其特征在于它还包含中心主控电路(3)、底座支架(4)、偏心脚轮总成(51)、偏心脚轮总成(52)、偏心脚轮总成(53)、偏心脚轮总成(54)、动力轮总成(61)、动力轮总成(62)、转向电机(7)、同步传动轮(8)、同步传动轮(9)、同步传动轮(10)、同步带(11)；控制手盒(1)连接在椅座(2)的扶手(2-1)上，椅座(2)的底端连接在底座支架(4)上，分布在底座支架(4)的四个角上的四个轴孔的内侧圆柱表面分别与偏心脚轮总成(51)偏心脚轮总成(52)、偏心脚轮总成(53)、偏心脚轮总成(54)的四个竖轴的外侧圆柱表面转动连接，处于底座支架(4)前端中间的两个轴孔的内侧圆柱表面分别与动力轮总成(61)的竖轴(611)、动力轮总成(62)的竖轴(621)的外侧圆柱表面转动连接，竖轴(611)、竖轴(621)穿过底座支架(4)的上端面并露出一段，偏心脚轮总成(51)、偏心脚轮总成(52)、偏心脚轮总成(53)、偏心脚轮总成(54)的脚轮及动力轮总成(61)、动力轮总成(62)的动力轮下端都处于同一工作平面，此工作平面处在底座支架(4)的下端面一侧并与之平行，转向电机(7)连接在底座支架(4)的上端面上，转向电机(7)的转动轴(71)的外侧圆柱表面连接同步传动轮(8)的内侧圆柱表面上，同步传动轮(9)、同步传动轮(10)的内侧圆柱表面分别连接竖轴(611)、竖轴(621)在底座支架(4)上端表面外露一端的外侧圆柱表面上，使同步传动轮(8)、同步传动轮(9)、同步传动轮(10)处于同一工作平面上，同步传动轮(9)、同步传动轮(10)的外侧圆柱表面端通过同步带(11)与同步传动轮(8)的外侧圆柱表面端同步转动连接；控制手盒(1)的数据端口(1-1)连接中心主控电路(3)的数据端口(34)端，中心主控电路(3)的电源驱动端口(37)、电源驱动端口36、电源驱动端口(35)分别连接转向电机(7)的电源输入端口(7-1)端、无刷电动机(623)的电源输入端口(623-1)端、无刷电动机(613)的电源输入端口(613-1)端。

2、根据权利要求1所述的全方位移动的电动轮椅，其特征在于动力轮总成(61)由竖轴(611)、∏型支架(612)、无刷电动机(613)、动力轮(614)组成；动力轮(614)的内侧圆柱表面连接无刷电动机(613)的可转动外壳的外侧圆柱表面上，无刷电动机(613)的两个轴端分别连接在∏型支架(612)的下端孔(615)、孔(616)中，并使无刷电动机(613)置于∏型支架(612)的槽(617)内，竖轴(611)的下端端面连接∏型支架(612)的上端端面上；动力轮总成(62)的组成和连接关系与动力轮总成(61)相同。

3、根据权利要求1所述的全方位移动的电动轮椅，其特征在于偏心脚轮总成(51)由竖轴(511)、偏心∏型支架(512)、脚轮(513)、轮轴(514)组成；轮轴(514)的中间部位上设有可绕轮轴(514)旋转的脚轮(513)，轮轴(514)的两端分别连接在偏心∏型支架(512)的下端孔(515)、孔(516)中，竖轴(511)的下端端面连接偏心∏型支架(512)的上端端面上；偏心脚轮总成(52)、偏心脚轮总成(53)、偏心脚轮总成(54)的组成和连接关系与偏心脚轮总成(51)相同。

4、根据权利要求1所述的全方位移动的电动轮椅，其特征在于中心主控电路(3)由单片机电路(3-1)、无刷电动机的驱动电路(3-2)、无刷电动机的驱动电路(3-3)、转向电机的驱动电路(3-4)组成；单片机电路(3-1)的数据端(3-1-1)连接无刷电动机的驱动电路(3-2)的数据端(3-2-1)，单片机电路(3-1)的数据端(3-1-2)连接无刷电动机的驱动电路(3-3)的数据端(3-3-1)，单片机电路(3-1)的数据端(3-1-3)连接转向电机的驱动电路(3-4)的数据端(3-4-1)，单片机电路(3-1)的数据端(3-1-4)连接中心主控电路(3)的数据端口(34)端，无刷电动机的驱动电路(3-2)的输出输入插座(3-2-2)连接中心主控电路(3)的电源驱动端口(35)端，无刷电动机的驱动电路(3-3)的输出输入插座(3-3-2)连接中心主控电路(3)的电源驱动端口(36)端，转向电机的驱动电路(3-4)的输出输入插座(3-4-2)连接中心主控电路(3)的电源驱动端口(37)端。

5、根据权利要求4所述的全方位移动的电动轮椅，其特征在于无刷电动机的驱动电路(3-2)由正反转控制器(U1)、转矩控制器(U5)、驱动控制器(U2)、驱动控制器(U3)、驱动控制器(U4)、电流放大器(U6)、电流放大器(U7)、电流放大器(U8)、电阻(R1)组成；正反转控制器(U1)的脚2、脚21分别连接驱动控制器(U2)的脚2、脚3端，正反转控制器(U1)的脚1、脚20分别连接驱动控制器(U3)脚2、脚3端，正反转控制器(U1)的脚24、脚19分别连接驱动控制器(U4)的脚2、脚3端，正反转控制器(U1)的脚8连接转矩控制器(U5)的脚8端，正反转控制器(U1)的脚12通过电阻(R1)连接转矩控制器(U5)的脚5端，正反转控制器(U1)的脚4接转矩控制器(U5)的脚3端和输出输入插座(3-2-2)的脚4端，正反转控制器(U1)的脚5接转矩控制器(U5)的脚2端和输出输入插座(3-2-2)的脚5端，正反转控制器(U1)的脚6接转矩控制器(U5)的脚1端和输出输入插座(3-2-2)的脚6端，驱动控制器(U2)的脚5、脚6端分别连接电流放大器(U6)的输入端脚1、脚2端，驱动控制器(U3)的脚5、脚6端分别连接电流放大器(U7)的输入端脚1、脚2端，驱动控制器(U4)的脚5、脚6端分别连接电流放大器(U8)的输入端脚1、脚2端，电流放大器(U6)、电流放大器(U7)、电流放大器(U8)的输出端分别连接无刷电动机的驱动电路(3-2)的输出输入插座(3-2-2)的脚1、脚2、脚3端，正反转控制器(U1)的数据输入端脚11连接无刷电动机的驱动电路(3-2)的数据端(3-2-1)端；无刷电动机的驱动电路(3-3)、转向电机的驱动电路(3-4)的组成和连接关系与无刷电动机的驱动电路(3-2)相同。

6、根据权利要求5所述的全方位移动的电动轮椅，其特征在于正反转控制器(U1)为MC33039型号，驱动控制器(U2)、驱动控制器(U3)、驱动控制器(U4)为IR2103型号，转矩控制器(U5)为IRFZ48N型号。

7、根据权利要求1所述的全方位移动的电动轮椅，其特征在于转向电机(7)为常州武进电机厂的SWX173-180型号。

8、根据权利要求2所述的全方位移动的电动轮椅，其特征在于无刷电动机(613)、无刷电动机(623)为常州武进电机厂的SWX173-180型号。