一種實現(xiàn)自助上下樓的輪椅的制作方法

本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)自助上下樓的輪椅。

背景技術(shù)：

輪椅作為一種輔助行動不便的人的行走器械，目的就是方便自己，方便他人，可以通過輪椅來獨立的生活起居，現(xiàn)如今市場上大多數(shù)輪椅應(yīng)對平整地面是沒有問題的，但我們生活的環(huán)境中——樓梯卻成為了輪椅使用者的一大障礙，上下樓梯極為不便，不僅獨自無法完成，而且出行時必須要麻煩他人。傳統(tǒng)的輪椅僅限于平面陸地使用，但生活中不可避免會出現(xiàn)樓梯，這樣傳統(tǒng)的輪椅就很難應(yīng)對，需要他人協(xié)助才能勉強上下樓。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種實現(xiàn)自助上下樓的輪椅，能夠有效克服樓梯障礙，且可以依靠自己的力量實現(xiàn)上下樓。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種實現(xiàn)自助上下樓的輪椅，包括輪椅座，所述實現(xiàn)自助上下樓的輪椅還包括多個輪胎裝置、多個搖輪裝置和輔助登梯裝置，多個輪胎裝置在輪椅座的兩側(cè)對稱分布，一個搖輪裝置連接一個輪胎裝置，輔助登梯裝置固設(shè)在輪椅座上；

搖輪裝置包括驅(qū)動輪，驅(qū)動輪連接輪胎裝置，驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動帶動輪胎裝置轉(zhuǎn)動；輪胎裝置包括旋轉(zhuǎn)輪轂，旋轉(zhuǎn)輪轂上沿周向分布有多個輪轂桿，輪轂桿的長度能夠調(diào)節(jié)。

具體地，所述輪胎裝置包括輪軸，輪軸上活動設(shè)置所述的旋轉(zhuǎn)輪轂，輪軸內(nèi)設(shè)置有高壓腔和低壓腔，高壓腔內(nèi)充有高壓氣體，所述輪轂桿在高壓氣體的作用下伸長。

進一步地，所述輪軸的側(cè)壁上設(shè)置旋轉(zhuǎn)輪轂軌道，所述旋轉(zhuǎn)輪轂活動設(shè)置在旋轉(zhuǎn)輪轂軌道上；旋轉(zhuǎn)輪轂軌道上設(shè)置有多個第一氣孔，旋轉(zhuǎn)輪轂的一周設(shè)置有多個第二氣孔，一個第二氣孔對應(yīng)一個輪轂桿。

具體地，所述輪轂桿包括設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)輪轂上的固定桿，固定桿內(nèi)設(shè)置有彈簧，彈簧的一端與所述旋轉(zhuǎn)輪轂固連，彈簧的另一端連接伸縮桿。

進一步地，所述多個第一氣孔的一半均布在所述高壓腔的側(cè)壁上，多個第一氣孔的另一半均布在所述低壓腔的側(cè)壁上，均布在所述高壓腔的側(cè)壁上的第一氣孔的孔徑由大變小，均布在所述低壓腔的側(cè)壁上的第一氣孔的孔徑由小變大。

具體地，所述搖輪裝置包括搖桿、連桿和驅(qū)動輪，搖桿一端與所述輪椅座鉸接，連桿一端與搖桿的中部位置鉸接，連桿的另一端與驅(qū)動輪鉸接。

具體地，所述輔助登梯裝置包括支架、手柄和支撐桿，支架上活動設(shè)置有連接件，手柄一端穿過連接件，并與支撐桿的一端鉸接。

具體地，所述實現(xiàn)自助上下樓的輪椅還包括保護裝置，保護裝置包括第一保護桿和第二保護桿，第一保護桿和第二保護桿均鉸接在所述輪椅座上，第一保護桿和第二保護桿均通過鎖緊裝置固定。

具體地，所述鎖緊裝置包括卡緊按鈕，所述輪椅座的下方設(shè)置有安裝架，卡緊按鈕設(shè)置在安裝架上，卡緊按鈕能夠伸出或者縮進安裝架。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：減少了行動不便人群的環(huán)境障礙，可以依靠自身力量實現(xiàn)坐輪椅上下樓梯的工作，不必勞煩他人，且成本較低，適合大多數(shù)消費群體。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖；

圖3是輪胎裝置正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是輪轂桿內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是輪胎裝置背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是輪胎裝置各個部件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是輪軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是搖輪裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是輔助登梯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是保護裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是鎖緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中各個標號代表：1—輪椅座，2—輪胎裝置，21—旋轉(zhuǎn)輪轂，22—輪轂桿，221—固定桿，222—彈簧，223—伸縮桿，23—輪軸，24—旋轉(zhuǎn)輪轂軌道，25—第一氣孔，26—第二氣孔，27—前端蓋，28—后端蓋，29—第三氣孔，3—搖輪裝置，31—搖桿，32—連桿，33—驅(qū)動輪，4—輔助登梯裝置，41—支架，42—手柄，43—支撐桿，44—連接件，5—保護裝置，51—第一保護桿，52—第二保護桿，6—鎖緊裝置，61—卡緊按鈕，62—彈簧，7—安裝架，8—高壓腔，9—低壓腔，10—銜鐵，11—電磁繼電器。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的方案做進一步詳細地解釋和說明。

具體實施方式

遵從上述技術(shù)方案，參見圖1和圖2，本發(fā)明的實現(xiàn)自助上下樓的輪椅，包括輪椅座1，多個輪胎裝置2、多個搖輪裝置3和輔助登梯裝置4，多個輪胎裝置2在輪椅座1的兩側(cè)對稱分布，本實施例設(shè)置兩個輪胎裝置2，兩個搖輪裝置3，搖輪裝置3與輪胎裝置2連接，每個搖輪裝置3控制一個輪胎裝置2；輔助登梯裝置4固設(shè)在輪椅座1上；搖輪裝置3包括驅(qū)動輪33，驅(qū)動輪33連接輪胎裝置2，驅(qū)動輪33轉(zhuǎn)動帶動輪胎裝置2轉(zhuǎn)動；輪胎裝置2包括旋轉(zhuǎn)輪轂21，旋轉(zhuǎn)輪轂21沿周向分布有多個輪轂桿22，輪轂桿22的長度能夠調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的輪椅，使用者坐在輪椅座1上，手動控制搖輪裝置3使驅(qū)動輪33轉(zhuǎn)動，從而帶動旋轉(zhuǎn)輪轂21轉(zhuǎn)動，因輪轂桿22的長度能夠調(diào)節(jié)，當使用者使用本發(fā)明的輪椅下樓梯時，部分輪轂桿22伸長接觸低一級的臺階，從而保證輪椅座1始終處于水平狀態(tài)；當使用者使用本發(fā)明的輪椅上樓梯時，使用者控制輔助登梯裝置4和處于高一級的臺階上的多個輪轂桿22伸長，共同使得本發(fā)明的輪椅沿豎直方向升高。本發(fā)明的輪椅減少了行動不便人群的環(huán)境障礙，可以依靠自身力量實現(xiàn)坐輪椅上下樓梯的工作，不必勞煩他人，且成本較低，適合大多數(shù)消費群體。

參見圖3，為了實現(xiàn)輪轂桿22的伸長和收縮的目的，輪胎裝置2包括輪軸23，輪軸23上活動設(shè)置所述的旋轉(zhuǎn)輪轂21，輪軸23內(nèi)設(shè)置有高壓腔8和低壓腔9，高壓腔8內(nèi)充有高壓氣體，所述輪轂桿22在高壓氣體的作用下伸長。為了便于安裝，將低壓腔9設(shè)置3個，低壓腔9和高壓腔8形成的4個腔對稱分布。

參見圖6和圖7，具體地，所述輪軸23的側(cè)壁上設(shè)置旋轉(zhuǎn)輪轂軌道24，所述旋轉(zhuǎn)輪轂21活動設(shè)置在旋轉(zhuǎn)輪轂軌道24上；旋轉(zhuǎn)輪轂軌道24上設(shè)置有多個第一氣孔25，旋轉(zhuǎn)輪轂25的一周設(shè)置有多個第二氣孔26，一個第二氣孔26對應(yīng)一個輪轂桿22。

參見圖5，輪胎裝置2還包括前端蓋27和后端蓋28，兩個端蓋分別設(shè)置在輪軸23的兩端，前端蓋27起到密封輪軸23內(nèi)高壓腔8和3個低壓腔9的目的，后端蓋28上設(shè)置有4個第三氣孔29，其中一個第三氣孔29用于將氣缸與高壓腔8連通，另外3個第三氣孔29用于將3個低壓腔9與大氣連通；氣缸用于向高壓腔8內(nèi)充入高壓氣體。

參見圖4，所述輪轂桿22包括設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)輪轂21上的固定桿221，固定桿221內(nèi)設(shè)置有彈簧222，彈簧222的一端與所述旋轉(zhuǎn)輪轂21固連，彈簧222的另一端連接伸縮桿223。

所述多個第一氣孔25的一半均布在所述高壓腔8的側(cè)壁上，多個第一氣孔25的另一半均布在所述3個低壓腔9中的一個低壓腔9的側(cè)壁上，均布在所述高壓腔8的側(cè)壁上的第一氣孔25的孔徑沿高壓腔8到低壓腔9的方向由大變小，均布在所述低壓腔9的側(cè)壁上的第一氣孔25的孔徑沿高壓腔8到低壓腔9的方向由小變大，即高壓腔8和低壓腔9的交界處的第一氣孔25的孔徑最小。

本發(fā)明的輪椅中的旋轉(zhuǎn)輪轂21在旋轉(zhuǎn)的過程中，當旋轉(zhuǎn)輪轂21上的一個第二氣孔26與高壓腔8的側(cè)壁上的一個第一氣孔25對齊時，高壓腔8內(nèi)的高壓氣體穿過第一氣孔25和第二氣孔26進入固定桿221內(nèi)部，作用于伸縮桿223，使得伸縮桿223伸出固定桿221的部分增長，從而使得輪轂桿22的總長度增長。隨著旋轉(zhuǎn)輪轂21的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，該輪轂桿22的長度繼續(xù)增長，當該輪轂桿22離開高壓腔8區(qū)域進入低壓腔9區(qū)域時，當?shù)诙饪?6與低壓腔9的側(cè)壁上的一個第一氣孔25對齊時，固定桿221內(nèi)的高壓氣體由第一氣孔25釋放到低壓腔9內(nèi)，伸縮桿223收縮，輪轂桿22的總長度減小。

第一氣孔25的孔徑沿高壓腔8到低壓腔9的方向由大變小再由小變大，此設(shè)置目的在于，第一氣孔25的孔徑沿高壓腔8的方向由大變小，在輪轂桿22伸長的過程中，輪轂桿22最初的伸長速度是較大的，保證輪轂桿22迅速伸長到一定長度，孔徑逐漸變小，保證輪轂桿22的伸長速度是逐漸減小的，目的在于，最大程度的避免由于人體的重力對輪轂桿22產(chǎn)生的壓力導(dǎo)致輪轂桿22內(nèi)的高壓氣體由第二氣孔26溢出的情況。第一氣孔25的孔徑沿低壓腔9的方向由小變大，在輪轂桿22縮短的過程中，輪轂桿22最初的縮短速度是較小的，防止輪轂桿22突然縮短造成輪椅的晃動，孔徑逐漸變大，使得輪轂桿22的長度迅速變小，恢復(fù)后原來狀態(tài)。

參見圖8，為了實現(xiàn)輪胎裝置2的轉(zhuǎn)動，所述搖輪裝置3包括搖桿31、連桿32和驅(qū)動輪33，搖桿31一端與所述輪椅座1鉸接，連桿32一端與搖桿31的中部位置鉸接，連桿32的另一端與驅(qū)動輪33鉸接。使用者坐在輪椅上，當順時針轉(zhuǎn)動搖桿31時，通過連桿32帶動驅(qū)動輪33順時針轉(zhuǎn)動，從而帶動輪胎裝置2轉(zhuǎn)動，逆時針轉(zhuǎn)動的原理相同。

參見圖9，為了實現(xiàn)上樓梯的目的，所述輔助登梯裝置4包括支架41、手柄42和支撐桿43，支架41上活動設(shè)置有連接件44，連接件44為圓柱件，手柄42一端穿過連接件44，并與支撐桿43的一端鉸接，支撐桿43穿過支架41。支架41包括第一支桿和第二支桿，第一支桿上設(shè)置所述的連接件44，所述支撐桿43的末端穿過第二支桿。

當向人體方向拉動手柄42時，帶動連接件44繞自身軸線轉(zhuǎn)動，因手柄42一端與支撐桿43的一端鉸接，帶動支撐桿43穿出第二支桿的長度變長，從而與臺階接觸，給輪椅提供一個向上的力，使輪椅的重心升高。

參見圖10，為了防止本發(fā)明的輪椅在使用過程中，加速度過大，本發(fā)明的輪椅還包括保護裝置5，保護裝置5包括第一保護桿51和第二保護桿52，第一保護桿51和第二保護桿52均鉸接在所述輪椅座1上，第一保護桿51和第二保護桿52均通過鎖緊裝置6固定。所述鎖緊裝置6包括卡緊按鈕61，所述輪椅座1的下方設(shè)置有安裝架7，卡緊按鈕61設(shè)置在安裝架7上，卡緊按鈕61能夠伸出或者縮進安裝架7。

參見圖11，鎖緊裝置6還包括控制芯片，電磁繼電器11以及安裝在安裝架7上的加速度傳感器，卡緊按鈕61上設(shè)置有彈簧62，加速度傳感器測得加速度值，將給加速度值傳輸?shù)娇刂菩酒?，如該加速度值大于某個設(shè)定值，則控制芯片控制接通電磁繼電器11，使電磁繼電器11的銜鐵10產(chǎn)生磁力吸引卡緊按鈕61，使卡緊按鈕61縮進安裝架7內(nèi)，則第一保護桿51和第二保護桿52均繞各自鉸接點轉(zhuǎn)動，直到與臺階接觸，實現(xiàn)支撐保護作用?，F(xiàn)假設(shè)第一保護桿已經(jīng)支撐于臺階并與臺階豎直方向成α角，由力學理論可知，當角α小于地面的摩擦角θ時，即處于自動鎖緊狀態(tài)，此時輪椅便不會在動了，即起到保護作用。

參見圖2，圖中與高壓腔相對的輪轂桿22包括6個，高壓腔位于輪軸23內(nèi)的左下角處，6個輪轂桿22分別為第一輪轂桿A、第二輪轂桿B、第三輪轂桿C、第四輪轂桿D、第五輪轂桿E和第六輪轂桿F、圖2中位于輪軸23正下方的輪轂桿為第一輪轂桿A，進入低壓腔區(qū)域的輪轂桿依次為第七輪轂桿G、第八輪轂桿H、第九輪轂桿I。

本發(fā)明的實現(xiàn)自助上下樓的輪椅的具體工作過程如下：

一、下樓梯

(1)參見圖2，圖2所示時刻為本具體工作過程描述的初始時刻，此時，第一輪轂桿A最長，與二級臺階某個點接觸，第一輪轂桿A與高壓腔側(cè)壁上最小的第二氣孔26對齊，第一輪轂桿A承受人體與輪椅的重力，第一輪轂桿A被壓縮，輪椅高度下降；當逆時針搖動搖桿31時，第二輪轂桿B繼續(xù)伸長，第二輪轂桿B與二級臺階的另外一個點接觸，該點位于第一輪轂桿A接觸的點的前方，即沿輪椅行進的方向的前方，同時，第一輪轂桿A旋轉(zhuǎn)進入低壓腔9區(qū)域，第一輪轂桿A縮短；繼續(xù)搖動搖桿31，第三輪轂桿C伸長至與三級臺階某個點接觸，同時第二輪轂桿B縮短；如此重復(fù)進行，實現(xiàn)輪椅的下樓梯的目的。

(2)上樓梯

參見圖2，圖2所示時刻為本具體工作過程描述的初始時刻，此時，第一輪轂桿A最長，與二級臺階某個點接觸，第一輪轂桿A與高壓腔8側(cè)壁上最小的第二氣孔26對齊，第一輪轂桿A承受人體與輪椅的重力；第七輪轂桿G與一級臺階的某個點接觸；通過拉動輔助登梯裝置4的手柄，帶動支撐桿443伸長，支撐桿43的末端與臺階接觸，支撐桿43給輪椅一個向上的力，使得旋轉(zhuǎn)輪轂21以第七輪轂桿G為支點轉(zhuǎn)動，隨著旋轉(zhuǎn)輪轂21的轉(zhuǎn)動，第七輪轂桿G進入高壓腔8區(qū)域并伸長，隨著旋轉(zhuǎn)輪轂21的轉(zhuǎn)動，第八輪轂桿H進入高壓腔8區(qū)域并伸長，從而使輪椅重心上升；當某個旋轉(zhuǎn)輪轂21與一級臺階的上一級臺階接觸時，重復(fù)拉動輔助登梯裝置4的手柄，使得輪椅重心再上升一個臺階，如此重復(fù)進行，實現(xiàn)輪椅上樓梯的過程。

本發(fā)明的輪椅，其輪胎裝置的直徑可以根據(jù)地面形狀，再配以合適的氣壓而轉(zhuǎn)換為與地面相似的形狀，周而復(fù)始即完成上下樓的工作。其原理在于，傳統(tǒng)輪胎其胎面為連續(xù)表面，若我們忽略輪胎的微小變形，其與地面接觸實為點接觸，這樣我們可以借此將連續(xù)的輪胎表面離散化，同樣可以實現(xiàn)傳統(tǒng)輪胎的功能。