CN2899751Y - 具智能障碍排除的机械装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具智能障碍排除的机械装置，其至少包含：一本体，以及一对第一轮及第二轮。该本体至少包含一底座及一椅座，并利用一连接杆连接，而该连接杆内设有一马达，其中该椅座包含至少一以上的距离感测装置，其把手上具有一控制装置；每一第一轮及第二轮分别具有一摇臂，该摇臂使该第一轮及第二轮可与该底座连接，另外该第一轮由数个横向移动轮组成。本实用新型可提供行动不便者方便的行动工具，并使行动不便者可具有一般人的高度。

Description

具智能障碍排除的机械装置

技术领域：

本实用新型涉及一种具智能障碍排除的机械装置，尤指可方便行动不便者排除行动时遇到的障碍，可达到立即寻址及上下楼等功能的具智能障碍排除的机械装置。

背景技术：

如中国台湾地区专利公告号第M249633号，专利名称「辅立式轮椅结构」，如图6所示，一种辅立式轮椅结构，其包括有：二侧架61，其上设有轮体，两侧架61间于适当位置枢接有一前横杆62；二定位机构63，其包括有一前支架631及齿杆632，该前支架631连结于该侧架61而可容置该齿杆632，而该齿杆632上设有齿端633；二上臂机构64，设于该侧架61的上方，该上臂机构64间连结有一后横杆65；一连动该上臂机构64的举动机构66，其并齿接该齿杆632；一马达(图中未示)，设于该侧架61间，该马达传动连接该举动机构66。

虽然以上述已用的方法可将轮椅直立，但未能于直立时行动，仍需以坐姿行动，且亦不便上下楼梯使用，故，造成实际使用时的不便及难以应用。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种行动不便者方便的行动工具，并使行动不便者可具有一般人的高度，达到跨越障碍功能的具智能障碍排除的机械装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种具智能障碍排除的机械装置，其至少包含：一本体，以及一对第一轮及第二轮。该本体至少包含一底座及一椅座，并利用一连接杆连接，而该连接杆内设有一马达，其中该椅座包含至少一以上的距离感测装置，其把手上具有一控制装置；每一第一轮及第二轮分别具有一摇臂，该摇臂使该第一轮及第二轮可与该底座连接，另外该第一轮由数个横向移动轮组成。

上述方案中：该本体进一步包含一水平传感器。该马达为一伺服马达。该第一轮的摇臂一端具有一可与该底座连接的凸轴，并连接一马达，且被一链轮心轴穿过。该第二轮的摇臂一端具有一可与该底座连接的凸轴，并连接一马达，且被一链轮心轴穿过，该链轮心轴连接一马达。该第一轮与附于该摇臂另一端的万向接头连接。该第二轮与附于该摇臂另一端的万向接头连接。该链轮与附于第一轮的链轮利用一链条传动，该链轮与附于第一轮的链轮与该万向接头的圆心在一条线上。该链轮与附于第二轮的链轮利用一链条传动，该链轮与附于第二轮的链轮与该万向接头的圆心在一条线上。该万向接头具有一对限制栓，该限制栓与该万向接头的圆心在一条线上。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：本实用新型具有七个驱动具刹车的自由度，而该七个驱动具刹车的自由度利用带有刹车器的伺服马达驱动，并且可达到定位及刹车的功能。另于第一轮的穿过摇臂的链轮心轴未设有伺服马达，但具有刹车自由度。因此本实用新型具有七个驱动具刹车的自由度及两个只具刹车自由度可使摇臂转动爬升或下降，该第一轮及第二轮的轮面不跟摇臂转动，仍固定紧贴阶梯面不滑动，可降低摩擦问题，确保本体爬升或下降的稳定性。

附图说明：

图1是本实用新型的立体外观示意图。

图2是本实用新型的第一轮结构示意图。

图3是本实用新型的第二轮结构示意图。

图4是本实用新型的上/下车状态示意图。

图5是本实用新型的上楼状态示意图。

图6是本实用新型的楼梯间转向状态示意图。

图7是本实用新型的下楼状态示意图。

图8是本实用新型的下楼状态第一细部示意图。

图9是本实用新型的下楼状态第二细部示意图。

图10是本实用新型的下楼状态第三细部示意图。

图11是已用轮椅架构示意图。

标号说明：

本体1                    底座11

椅座12                   距离感测装置121

控制装置122              连接杆13

第一轮2                  第一摇臂21

第一凸轴211              第一链轮212

第一心轴2121             第一万向接头214

小球面对2141             第一限制栓2142

第一限制栓槽2143         第三链轮22

第一链条23               第一轮轴24

第一轴承241              大球面对242

第一橡皮垫243            横向移动轮25

第三伺服马达26           第二轮3

第二摇臂31               第二凸轴311

第二链轮312              第二心轴3121

第二伺服马达313          第二万向接头314

小球面对3141             第二限制栓3142

第二限制栓槽3143         第四链轮32

第二链条33               第二轮轴34

第二轴承341              大球面对342

第二橡皮垫343            第四伺服马达35

地面4                    楼梯阶的高度5

侧架61                   前横杆62

定位机构63               前支架631

齿杆632                  齿端633

上臂机构64             后横杆65

举动机构66

具体实施方式：

请参阅图1、图2及图3所示，为本实用新型的立体外观示意图、本实用新型的第一轮结构示意图及本实用新型的第二轮结构示意图。如图所示：本实用新型是一种具智能障碍排除的机械装置，其主要由一本体1、一对第一轮2及一对第二轮3组成。

该本体1包括一底座11及一椅座12，该底座11与椅座12间利用一连接杆13连接，而于该椅座12进一步包含数个距离感测装置121，并于该椅座12的把手上设有控制装置122，其中，该数个距离感测装置121可感测与阶梯面的高低距离及阶梯间高度，藉此将本体1转正并面向阶梯，且判断该第一轮2及第二轮3的轮面是否与阶梯面有滑动现象产生及本体1爬升/下降时对阶梯大小适应的智能控制参考，而该控制装置122让使用者控制前进/后退方向及上下楼…等功能。其中该本体1具有一水平传感器(图中未示)，并于该连接杆13内设有一第一伺服马达(图中未示)，该第一伺服马达用以控制该椅座12的重心，进而控制整体的重心维持平衡。

一对第一轮2为该本体1的前轮，一对第二轮3为该本体1的后轮，并分别利用第一摇臂21及第二摇臂31与该本体1的底座11连接，而因该第一摇臂21及第二摇臂31的一端具有一空心的第一凸轴211及第二凸轴311，使该第一摇臂21及第二摇臂31可与该底座11连接。

该第一轮2及第二轮3更进一步分别具有一第一链轮212及一第二链轮312，而该第一链轮212的第一心轴2121及一第二链轮312的第二心轴3121分别穿过该第一摇臂211的第一凸轴211及第二摇臂3的第二凸轴311，并分别与附于该第一轮2上的第三链轮22及附于第二轮3上的第四链轮32以第一链条23及第二链条33传动，但于该第二链轮312的第二心轴3121的一端连接一第二伺服马达313，该第二伺服马达313带动该第二链轮312转动，并利用第二链条33使该第四链轮32产生连动，进而使第一轮2及第二轮3转动前进，而于第一链轮212的第一心轴2121未设有伺服马达，只具刹车功能。

另于该第一摇臂21的第一凸轴211及第二摇臂31的第二凸轴311分别连接一第三伺服马达26及一第四伺服马达35，用以带动第一摇臂21及第二摇臂31，达到跨越障碍及变换姿势的功能。

该第一轮2及第二轮3分别固定于该第一摇臂21及第二摇臂31的另一端，该第一摇臂21及第二摇臂31的另一端分别具有一第一万向接头214及一第二万向接头314，并分别与该第一轮2的第一轮轴24及第二轮3的第二轮轴34连接，而该第一万向接头214的小球面对2141及第二万向接头314的小球面对3141分别与大球面对242、342同心，并分别由一对第一限制栓2142与一第一限制栓槽2143及一对第二限制栓3142与一第二限制栓槽3143控制该第一万向接头214及第二万向接头314的转动，可使该第一万向接头214及第二万向接头314确实随第一摇臂21及第二摇臂31转动，以避免小球面对2141、3141及大球面对242、342空转磨耗，其中，该一对第一限制栓2142及一对第二限制栓3142与第一万向接头214及第二万向接头314的圆心在一条线上。经由上述可知，该第一轮2及第二轮3与该第一摇臂21及第二摇臂31连接，由该第一轮2的第一轮轴24及第二轮3的第二轮轴34分别与该第一摇臂21的第一万向接头214及该第二摇臂31的第二万向接头314连接。其中，该第一轮轴24及第二轮轴34分别穿过该第一轴承241及第二轴承341。

另外，该第一链轮212与第三链轮22与该第一万向接头214的圆心在一条线上；该第二链轮312与第四链轮32亦与该第二万向接头314的圆心在一条线上，为了使该第一链轮212与第三链轮22间及该第二链轮312与第四链轮32传动时不产生作用在轮轴上的弯曲力矩，进而分别影响于该第一万向接头214与第一轮轴24间及该第二万向接头314与第二轮轴34间分别具有一第一橡皮垫243及一第二橡皮垫343，其中该第一橡皮垫243及第二橡皮垫343分别具有一对垂直正交压力传感器，利用橡皮垫的功能可作为该第一轮2及第二轮3碰撞物体时的缓冲，利用该垂直正交压力传感器可测得该第一轮2及第二轮3受环境外力的大小及方向等结果，以及测得使用者的重量及整体重心的位置，以作为障碍跨越时的智能决策控制参考。另外该第一轮2包含数个横向移动轮25，使该本体1可达到直线前进及旋转功能。

根据上述，本实用新型机械装置具有七个驱动具刹车的自由度，而该七个驱动具刹车的自由度是利用带有刹车器的伺服马达控制，因第一链轮与第三链轮及第二链轮与第四链轮等传动组的链轮直径相同，所以当链轮轴心刹车功能启动，在轮面贴紧阶梯垂直面时，摇臂转动爬升或下降，轮面不跟摇臂转动，仍固定紧贴阶梯面不滑动，可降低摩擦问题，确保本体1爬升或下降的稳定性，另可输入前进/后退转数，伺服马达到达该转数即可刹住不再前进，因此可达到定位及刹车功能，该伺服马达分别为一连接杆13内的第一伺服马达、一对于第二轮3的第二链轮314心轴处的第二伺服马达313、一对于第一轮2的摇臂凸轴处的第三伺服马达26及一对于第二轮3的摇臂凸轴处的第四伺服马达35，除上述另具有两个刹车自由度，分别于未设有伺服马达的第一轮2的第一链轮212的第一心轴2121，只具刹车功能。

请参阅图4所示，为本实用新型的上/下车状态示意图。如图所示：由左往右为下车状态，于下车时，须将该底座11降至与地面4完全接触，而由该连接杆13控制使该椅座12呈一倾斜角度方便使用者下车。其中该底座11降至与地面完全接触，首先要利用该第一轮2的摇臂将该底座11前端提升，再利用该第二轮3的摇臂将该底座11后端接触地面，最后该第一轮2的摇臂将该底座11前端放下，并直到与其后端高度相同时停止，且利用连接杆13将该椅座12倾斜一角度。其中，因该本体1具有水平仪(图中未示)，利用水平传感器测得该底座11前端与后端高度相同时即停止。而上车状态为由右往左可推之。

请参阅图5所示，为本实用新型的上楼状态示意图。如图所示：于上楼状态时，须藉由该第一轮2及第二轮3的摇臂将该本体1升高，使该本体1的底座11高于该楼梯阶的高度5，并由于该连接杆13控制该椅座12的重心集中于后方，然后开始上楼，于上楼状态间，该连接杆13渐渐地将椅座12重心向前移动，保持整体平衡。

请参阅图6所示，为本实用新型的楼梯间转向状态示意图。如图所示：于刚上楼时，维持准备上楼的状态(如图5所示)，于楼梯间转向时，将该本体1的底座11后端降低并将该第二轮3往该底座11内缩，使该转向半径较小，并使整体重心往后集中，最后以该第二轮3为转向支点，并利用该第一轮2的横向移动轮(图中未示)进行转向移动。

请参阅图7、图8、图9和图10所示，为本实用新型的下楼状态示意图、本实用新型的下楼状态第一细部示意图、本实用新型的下楼状态第二细部示意图及本实用新型的下楼状态第三细部示意图。如图所示：于下楼状态时，一开始提高本体1高度(如图5)，于进行下楼状态时，该连接杆13调整椅座12的重心，使该椅座12的重心位置更向后集中，藉此保持整体平衡。图8至图10为刚下楼时，本实用新型装置于下楼时第一轮2及第二轮2的下楼状态。

综上所述，本实用新型具智能障碍排除的机械装置可有效改善已用的种种缺点，可使行动不便者方便上下楼，并可使该行动不便者具有一般人的高度，进而使本实用新型的产生能更进步、更实用、更符合使用者的所须，确已符合实用新型专利申请的要件，爰依法提出专利申请。

惟以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型的实施范围；故，凡依本实用新型权利要求及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种具智能障碍排除的机械装置，其至少包含：一本体，以及一对第一轮及第二轮，其特征在于：该本体至少包含一底座及一椅座，并利用一连接杆连接，而该连接杆内设有一马达，其中该椅座包含至少一以上的距离感测装置，其把手上具有一控制装置；每一第一轮及第二轮分别具有一摇臂，该摇臂使该第一轮及第二轮可与该底座连接，另外该第一轮由数个横向移动轮组成。

2.根据权利要求1所述的具智能障碍排除的机械装置，其特征在于：该本体进一步包含一水平传感器。

3.根据权利要求1所述的具智能障碍排除的机械装置，其特征在于：该马达为一伺服马达。

4.根据权利要求1所述的具智能障碍排除的机械装置，其特征在于：该第一轮的摇臂一端具有一可与该底座连接的凸轴，并连接一马达，且被一链轮心轴穿过。

5.根据权利要求1所述的具智能障碍排除的机械装置，其特征在于：该第二轮的摇臂一端具有一可与该底座连接的凸轴，并连接一马达，且被一链轮心轴穿过，该链轮心轴连接一马达。

6.根据权利要求1所述的具智能障碍排除的机械装置，其特征在于：该第一轮与附于该摇臂另一端的万向接头连接。

7.根据权利要求1所述的具智能障碍排除的机械装置，其特征在于：该第二轮与附于该摇臂另一端的万向接头连接。

8.根据权利要求4所述的具智能障碍排除的机械装置，其特征在于：该链轮与附于第一轮的链轮利用一链条传动，该链轮与附于第一轮的链轮与该万向接头的圆心在一条线上。

9.根据权利要求5所述的具智能障碍排除的机械装置，其特征在于：该链轮与附于第二轮的链轮利用一链条传动，该链轮与附于第二轮的链轮与该万向接头的圆心在一条线上。

10.根据权利要求6所述的具智能障碍排除的机械装置，其特征在于：该万向接头具有一对限制栓，该限制栓与该万向接头的圆心在一条线上。

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