RU2297206C2

RU2297206C2 - Transformable transporting vehicle

Info

Publication number: RU2297206C2
Application number: RU2005118538/14A
Authority: RU
Inventors: Александр Дмитриевич Элизов (RU); Александр Дмитриевич Элизов
Original assignee: Александр Дмитриевич Элизов
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2007-04-20
Also published as: RU2005118538A

Abstract

FIELD: medical engineering.

SUBSTANCE: device has armchair, steering control, front wheel and two rear wheels. Two rear wheels are pivotally attached to frame and provided with rising drive. The drive for rising front wheel is supplied with eccentric cantilever lever. The eccentric cantilever lever allows rotation and rest on step. The rising drive is designed as parallel link leverage mechanism having support lever. When going one step upstairs, the rest lever is set to enable projecting beyond rear wheel outline in performing reciprocal motion of parallel link leverage mechanism.

EFFECT: enhanced effectiveness in overcoming flights of stairs; retained vehicle stability and simplified design.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области реабилитационной техники, в частности к индивидуальным транспортным средствам, способным двигаться по лестнице.The invention relates to the field of rehabilitation equipment, in particular to individual vehicles capable of moving up the stairs.

Существует две группы устройств, обеспечивающих подъем по лестнице: силовые и кинематические (по методу шагания).There are two groups of devices that provide climbing stairs: power and kinematic (by the method of walking).

Реализация первой группы устройств осуществляется с использованием силы трения в контакте движителя и лестницы. Зависимость работоспособности таких конструкций от таких параметров, как коэффициент трения и прочих подобных параметров, является самым слабым местом этой группы. Наиболее распространенными движителями этой группы являются колесный и гусеничный.The implementation of the first group of devices is carried out using friction in the contact of the mover and the ladder. The dependence of the performance of such structures on such parameters as the coefficient of friction and other similar parameters is the weakest point of this group. The most common movers of this group are wheeled and tracked.

Кинематические конструкции не предъявляют высоких требований к коэффициенту трения. Из реабилитационной техники таким способом движется кресло IBOT за счет использования ротации колесного кластера.Kinematic designs do not impose high requirements on the coefficient of friction. From rehabilitation equipment, the IBOT chair moves in this way through the use of wheel cluster rotation.

Кинематические конструкции являются более предпочтительными, так как в значительно меньшей мере зависят от свойств материала покрытия лестницы.Kinematic structures are more preferable, since they are much less dependent on the material properties of the staircase cover.

В качестве прототипа выбрано трансформируемое транспортное средство [патент РФ 2217119, опубл. 27 ноября 2003 г.], которое имеет в своем составе кресло, установленное на опорной рычажной конструкции, которая включает несущую раму и задний мост. Несущая рама представляет собой шарнирный четырехзвенный механизм, состоящий из двух опорных стоек, шарнирно соединенных поперечинами, снабженных приводом. На передней опорной стойке прикреплена колесная пара (кластер), привод которой обеспечивает возможность совместного вращения колес вокруг общей оси. На верхней части опорной стойки закреплено рулевое управление. Несущая рама соединена с задним мостом, на котором установлены колеса, снабженные приводами вращения. Устройство снабжено двумя телескопическими упорами, установленными на осях задних колес, и имеющими загнутый рабочий конец. Длина упоров выбирается таким образом, чтобы рабочий конец выступал за внешнюю окружность колеса. Каждый из упоров снабжен приводом, обеспечивающим его вращение. Основным недостатком прототипа является наличие кластера передних колес, т.к. возникают проблемы с обеспечением продольной устойчивости транспортного средства на лестнице.As a prototype of the selected transformable vehicle [RF patent 2217119, publ. November 27, 2003], which includes a chair mounted on a supporting lever structure, which includes a supporting frame and a rear axle. The supporting frame is a four-link articulated mechanism consisting of two support posts, articulated by cross members, equipped with a drive. A wheel pair (cluster) is attached to the front support post, the drive of which provides the possibility of joint rotation of the wheels around a common axis. Steering is fixed on the top of the support post. The supporting frame is connected to the rear axle, on which wheels equipped with rotation drives are mounted. The device is equipped with two telescopic stops mounted on the axles of the rear wheels and having a curved working end. The length of the stops is selected so that the working end protrudes beyond the outer circumference of the wheel. Each of the stops is equipped with a drive that ensures its rotation. The main disadvantage of the prototype is the presence of a cluster of front wheels, because there are problems with ensuring the longitudinal stability of the vehicle on the stairs.

В основу изобретения поставлена задача упрощение конструкции при обеспечении возможности преодоления лестничных маршей и сохранении устойчивости.The basis of the invention is the task of simplifying the design while making it possible to overcome flights of stairs and maintain stability.

Поставленная задача решается тем, что трансформируемое транспортное средство имеет в своем составе кресло, рулевое управление, переднее колесо, два задних колеса, установленных на шарнирной раме. Колеса снабжены приводами подъема, в состав каждого из которых входит упор. От прототипа устройство отличается тем, что привод подъема переднего колеса выполнен в виде консольно-эксцентричного рычага, а привод подъема каждого заднего колеса выполнен в виде параллелограммно-рычажного механизма с обеспечением возможности осуществления возвратно-поступательного перемещения и с обеспечением возможности в момент подъема на ступень лестницы выдвижения рычага параллелограммно-рычажного механизма за габарит колеса.The problem is solved in that the transformable vehicle incorporates a seat, steering, front wheel, two rear wheels mounted on a hinged frame. The wheels are equipped with hoist drives, each of which includes an emphasis. The device differs from the prototype in that the front wheel lift drive is made in the form of a cantilever-eccentric lever, and the lift drive of each rear wheel is made in the form of a parallel-lever mechanism with the possibility of reciprocating movement and with the possibility at the moment of climbing the staircase extending the lever of the parallelogram-lever mechanism beyond the size of the wheel.

Более подробно сущность изобретения раскрывается в приведенном ниже примере реализации и иллюстрируется чертежами, на которых представлено: Фиг.1 - общая схема транспортного средства. Фиг.2 - схематично - переднее колесо в момент, предшествующий подъему на ступеньку. Фиг.3 - схематично - одно из задних колес в момент, предшествующий подъему на ступеньку.In more detail the essence of the invention is disclosed in the following implementation example and is illustrated by drawings, which show: Figure 1 is a general diagram of a vehicle. Figure 2 - schematically - the front wheel at the moment preceding the climb to the step. Figure 3 - schematically - one of the rear wheels at the time preceding the climb to the step.

Транспортное средство имеет в своем составе кресло 1, шарнирно установленное на раме 2, к которой прикреплена передняя стойка с рулевым управлением 3. На передней стойке закреплено одним из известных способом переднее колесо 4. Сзади на осях или полуосях на раме установлены задние колеса 5. Для подъема по лестнице устройство снабжено целым набором специальных средств. Так переднее колесо снабжено приводом, который включает в себя консольно-эксцентричный рычаг 6, который может иметь горизонтально загнутый конец 7. При этом каждое заднее колесо 5 также снабжено средством, обеспечивающим передвижение по лестнице, оно представляет собой параллелограммно-рычажный механизм 8 с опорным рычагом 9. Параллелограммно-рычажный механизм также снабжен соответствующим приводом.The vehicle includes a seat 1 pivotally mounted on a frame 2 to which a front rack with a steering wheel 3 is attached. A front wheel 4 is mounted on the front rack in one of the known ways. Rear wheels are mounted on the axles or half shafts on the frame 5. For climbing stairs the device is equipped with a whole set of special tools. So the front wheel is equipped with a drive, which includes a cantilever-eccentric lever 6, which may have a horizontally bent end 7. Moreover, each rear wheel 5 is also equipped with a means for moving up the stairs, it is a parallelogram-lever mechanism 8 with a support lever 9. The parallel-link mechanism is also equipped with an appropriate drive.

Передвижение устройства по ровной поверхности осуществляется традиционным способом.The movement of the device on a flat surface is carried out in the traditional way.

Подъем на ближайшую верхнюю ступеньку лестницы переднего колеса осуществляется следующим образом. При вращении рычага 6 осуществляется его вынос над верхней ступенькой, опора на верхнюю ступеньку с переносом нагрузки с переднего колеса на рычаг 6 и подъем колеса на верхнюю ступеньку. После подъема колеса продолжается вращение рычага 6 и за счет его эксцентричной установки вылет рычага 6 уменьшается до нуля, нагрузка снова переносится на колесо и осуществляется качение колеса до основания следующей ступеньки. Оптимизацией координат оси вращения рычага и его размеров можно обеспечить заданный вылет рычага 6 впереди колеса, минимальный подъем колеса над ступенькой при опоре на рычаг 6.Climbing to the nearest upper step of the front wheel ladder is carried out as follows. When the lever 6 is rotated, it is carried out above the upper step, resting on the upper step with transferring the load from the front wheel to the lever 6 and raising the wheel to the upper step. After raising the wheel, the rotation of the lever 6 continues and due to its eccentric installation, the departure of the lever 6 is reduced to zero, the load is again transferred to the wheel and the wheel is rolled to the base of the next step. By optimizing the coordinates of the axis of rotation of the lever and its dimensions, it is possible to provide a predetermined departure of the lever 6 in front of the wheel, the minimum wheel lift above the step when resting on the lever 6.

Подъем задних колес 5 обеспечивает реверсивные рычажные механизмы 8, работающие совместно с задними колесами. Кинематика рычажных механизмов такова, что, отталкиваясь от той же ступеньки, на которой стоят задние колеса, и вынося рычаги 9 за габарит колеса, оба задних колеса переносятся на верхнюю ступеньку. После всхода задних колес осуществляется возврат опорных рычагов в исходное положение, для чего весь механизм наклоняется (прокачивается) вперед примерно на 20° специальным приводом прокачки. После реверсирования рычагов механизм возвращается в исходное положение.The lifting of the rear wheels 5 provides a reversible linkage 8 working in conjunction with the rear wheels. The kinematics of the linkage mechanisms is such that, starting from the same step on which the rear wheels stand, and taking the levers 9 out of the wheel dimension, both rear wheels are transferred to the upper step. After the rear wheels sprout, the support levers return to their original position, for which the whole mechanism is tilted (pumped) forward by about 20 ° with a special pumping drive. After reversing the levers, the mechanism returns to its original position.

Колесная база устройства устанавливается такой, чтобы обеспечить одновременное касание очередной для переднего колеса и очередной для задних колес ступенек. Если вести отсчет от начального этапа подъема, то при подъеме задних колес на первую ступеньку переднее поднимается на третью, т.е. между задними колесами и передним находится одна ступенька. Колесная база при этом постоянна.The wheelbase of the device is set so as to ensure simultaneous contact of the next for the front wheel and the next for the rear wheels of the steps. If we count from the initial stage of lifting, then when lifting the rear wheels to the first step, the front one rises to the third, i.e. there is one step between the rear wheels and the front. The wheelbase is constant.

Система управления обеспечивает синхронную работу переднего и задних приводов, а также поддержание сиденья пользователя с постоянным комфортным углом наклона.The control system provides synchronous operation of front and rear drives, as well as maintaining the user's seat with a constant comfortable angle.

Таким образом, подъем по ступенькам осуществляется при помощи вращающихся рычагов, отсутствует кластер передних колес и опора всегда осуществляется на три точки (либо колеса, либо рычаги), что упрощает конструкцию по сравнению с прототипом и делает ее более устойчивой.Thus, climbing the steps is carried out using rotating levers, there is no cluster of front wheels and the support is always carried out at three points (either wheels or levers), which simplifies the design compared to the prototype and makes it more stable.

Claims

1. A transformable vehicle comprising a seat, a steering, a front wheel and two rear wheels mounted on a hinged frame and provided with a lifting drive, characterized in that the front wheel lifting drive is equipped with a cantilever-eccentric lever mounted to rotate and support the step and the lift drive of each rear wheel is made in the form of a parallelogram-lever mechanism with a support arm mounted with the possibility of extension beyond the rear wheel when reciprocating nom-moving parallelogram linkage with the rise in the rung of the ladder.

2. The vehicle according to claim 1, characterized in that the cantilever-eccentric lever is made with a horizontally bent end.