基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅，它包括安裝固定在履帶機構上的輪椅主體、兩個行走大輪、履帶爬樓機構和大輪擺臂機構；所述的履帶爬樓機構是左右對稱的雙履帶機構，由兩側的履帶機構、履帶驅動電機及第二減速裝置組成；所述的大輪擺臂機構能實現運動狀態的平穩轉換。本實用新型巧妙地把手推輪椅與履帶爬樓機構結合在一起，外形尺寸跟普通的手推輪椅一樣，具有很好的樓道通過性，外出應用方便，轉彎靈活的特點，安裝的弧形板使履帶爬樓機構能夠安裝到輪椅座椅的下方，滿足爬樓狀態時重心位置的要求，同時還降低了爬樓時整體的重心，使乘坐者感覺更安全。
【專利說明】
基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅
技術領域
[0001]本實用新型涉及爬樓輪椅，尤其是輪履復合式的爬樓輪椅的機械結構。
【背景技術】
[0002]目前的四輪輪椅是年老體弱者以及下肢傷殘者必不可少的代步工具，但四輪輪椅不能上下樓梯，限制了使用范圍，居住在無電梯樓房的輪椅使用者無法上下樓，影響其外出參加社會活動。我國已快速進入老齡化社會，老年人出行問題愈加突出。
[0003]為了解決上述問題，市場上出現了分體式和一體式的輪履復合爬樓輪椅。
[0004]分體式的結構是將普通輪椅固定在爬樓履帶上，比如中國專利CN201020122939.2公開了一種電動履帶爬樓車，上下樓時，將輪椅臨時安裝在電動履帶爬樓車上，人再坐在輪椅上一同上下樓梯或室外臺階。它是在長方形履帶底盤的后部設置輪椅承載架，輪椅承載架包括縱梁和承載桿，縱梁下端與底盤轉動連接;在接近輪椅承載架縱梁下端處設置承載桿，承載桿與縱梁直角交叉。該專利存在的缺陷，一是:不管是平地行走還是爬樓時需要反復拆分和組裝爬樓車和輪椅，體積龐大;外出時需要由他人幫助攜帶;二是:平臺轉彎時由于輪椅向后傾斜，前后距離過長，而且輪椅后面的操作者還需要站立空間，這使得整個輪椅在平臺處轉彎非常困難;三是:全程需要陪護人員跟著，拆分組裝的過程都需要他人操作，且爬樓過程中也是他人在操作，尤其是在樓梯半層平臺處，由于沒有防后傾的裝置，需要人扶著慢慢把履帶從樓梯到平地。
[0005]一體式履帶爬樓輪椅有如下方案:
[0006]1.中國專利CN201210590075.0公開的爬樓輪椅，由于履帶只能整體上提或下放，不能折疊，使得輪椅前后尺寸較大，導致輪椅在樓梯半層平臺處通過性不好。
[0007]2.中國專利CN201320833460.3公開的爬樓輪椅，其行走大輪安裝位置偏前，無法在平地使用，且不能夠由操作者自主操作。
[0008]3.中國專利CN201510048349.7公開的爬樓輪椅，不能夠在操作者自主操作下通過樓梯的鈍角(大于90度且小于180度的角)處和樓梯的優角(大于180度的角)處。
[0009]4.中國專利201510594011.1公開的爬樓輪椅結構復雜，且沒有提到樓梯優角處的通過方法，爬樓的方案可行性差。
[0010]5.意大利的一款名為“探險家爬樓梯車”的一體式輪履復合爬樓輪椅能夠在乘坐者自主操作下平穩靈活地爬樓和平地行走，但其運動機構多于4個，結構復雜、體型龐大，樓道通過性差，難以應用于普通居民樓，且成本高，不易于推廣使用。
【實用新型內容】
[0011]本實用新型的目的是為了解決上述問題，提出了一種基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅。
[0012]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0013]—種基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅，它包括輪椅主體、兩個行走大輪和履帶爬樓機構;輪椅主體是在輪椅架上設有椅背、椅座和腳踏板，輪椅架的前下方裝有兩個萬向輪;其特征在于，它還包括大輪擺臂機構，其中:
[0014]所述的輪椅主體直接安裝固定在履帶機構上;所述的履帶爬樓機構是左右對稱的雙履帶機構，由兩側的履帶機構、履帶驅動電機及第二減速裝置組成，履帶驅動電機及第二減速裝置通過安裝架安裝在履帶機構上，并與履帶機構的驅動輪軸實現傳動，履帶驅動電機運行時帶動履帶轉動實現爬樓目的；
[0015]所述的兩個行走大輪安裝在大輪擺臂機構上且處于輪椅架的后下方;所述的大輪擺臂機構包括固定在履帶爬樓機構上的擺臂電機及第一減速裝置，第一減速裝置的輸出軸為曲軸結構，通過軸承及軸承座將曲軸安裝在外側固定板上，曲軸兩端安裝上兩個行走大輪，擺臂電機運行時驅動兩個行走大輪上下擺動，兩個行走大輪下擺時可著平地面行走、上擺時可離開地面使橡膠履帶著樓梯臺階行走，行走大輪上帶有手輪圈。
[0016]進一步，所述的履帶機構包括:外側固定板、內側固定板、驅動輪和從動輪;外側固定板和內側固定板底面用履帶支撐板焊接在一起，所述的驅動輪安裝在履帶機構的驅動輪軸上，所述的從動輪安裝在履帶機構的從動輪軸上，從動輪軸上設有張緊裝置；
[0017]進一步，所述的外側固定板和內側固定板的后部呈上翹狀，上翹的內弧處設有弧形板固定架和弧形板，弧形板使橡膠履帶7靠近從動輪，避開輪椅椅座后方。
[0018]進一步，所述大輪擺臂機構的曲軸結構是，第一減速裝置的輸出軸為擺臂驅動軸，擺臂驅動軸兩端固定連接上擺臂桿，擺臂桿上設有安裝行走大輪的輪軸。
[0019]進一步，所述的張緊件裝置包括動塊、定塊和螺桿，動塊通過軸孔間隙連接安裝在從動輪軸上，通過旋轉螺桿控制動塊和定塊之間的距離，從而達到履帶張緊的目的。
[0020]本實用新型的上下樓工作方法是:
[0021]一、爬樓過程:
[0022]1、當乘坐者雙手操作轉動行走大輪到達樓梯處時，首先調整方向使走大輪朝后，并且靠在第一個臺階沿上，然后操作大輪擺臂機構使行走大輪上擺到離開地面，輪椅逐漸后仰，直至履帶爬樓機構擱到第一個臺階沿上，再操作履帶爬樓機構，越過第二個臺階后轉換成倒行式正常爬樓狀態；
[0023]2、當爬樓至最后一個臺階沿時，為避免突然后傾，應暫時停止履帶爬樓，乘坐者同時操作大輪擺臂機構使行走大輪向后擺動剛好著地，再操作履帶爬樓機構繼續爬樓，完成重心從樓梯到平地的過渡，直到履帶爬樓機構完全脫離最后一個臺階沿，再操作大輪擺臂機構，轉動兩側行走大輪平地行走或通過樓梯半層平臺。
[0024]3、繼續重復上述1、2過程，直到需要達到的樓層。
[0025]二、下樓過程:
[0026]1、當乘坐者雙手操作轉動行走大輪到達樓梯處時，先操作大輪擺臂機構，上擺行走大輪至擺臂桿與座椅平行，同時操作爬樓機構向樓下運行，在整體重心越過第一個臺階沿之后，停止履帶爬樓機構，并操作大輪擺臂機構上擺大輪到爬樓狀態的位置，進而驅動履帶爬樓機構平穩運行下樓；
[0027]2、當履帶爬樓機構剛要脫離最后一個臺階沿時，暫停履帶爬樓，先操作大輪擺臂機構使行走大輪下擺著地，并繼續下擺到平地狀態時位置，進行平地行走進行或通過樓梯半層平臺。
[0028]3、繼續重復上述1、2過程，直到需要達到的樓層。
[0029]本實用新型的積極效果是，
[0030]1、巧妙地把手推輪椅與履帶爬樓機構結合在一起，平地行走和上下樓梯時無需拆分，外出應用具有行走輪大，轉彎靈活的特點，更加方便；
[0031]2、外形尺寸跟普通的手推輪椅一樣，故具有很好的樓道通過性，能夠應用于空間較為狹窄的普通居民樓；
[0032]3、本實用新型只需要利用大輪擺臂機構就能實現運動狀態的平穩轉換，以及優角處的防傾翻，結構簡單，成本相對較低，具有很好的推廣價值。
[0033]4、本實用新型爬樓輪椅為單節履帶，平地無需拆分，和普通手推輪椅一樣，樓道通過性好。
[0034]5、本實用新型安裝的弧形板使履帶爬樓機構能夠安裝到輪椅座椅的下方，滿足爬樓狀態時重心位置的要求，同時還降低了爬樓時整體的重心，使乘坐者感覺更安全。
【附圖說明】
[0035]圖1是本實用新型平地行走狀態的立體示意圖；
[0036]圖2是本實用新型爬樓狀態的立體不意圖；
[0037]圖3是輪椅主體立體示意圖；
[0038I圖4是履帶機構立體狀況示意圖；
[0039]圖5是張緊裝置立體示意圖；
[0040]圖6是大輪擺臂機構立體示意圖；
[0041 ]圖7是爬樓過程狀態示意圖。
[0042]圖例說明，1-輪椅主體，2-履帶爬樓機構，3-大輪擺臂機構，4-椅座，5-萬向輪，6-腳踏板，7-橡膠履帶，8-安裝架，9-驅動電機及第二減速裝置，I O-驅動輪軸，11-驅動輪，12-外側固定板，13-內側固定板，14-履帶支撐板，15-弧形板固定架，16-弧形板，17-從動輪，18-張緊裝置，19-從動輪軸，20-定塊，21-螺桿，22-動塊，23-擺臂驅動軸，24-擺臂電機及第一減速裝置，25-擺臂桿，26-行走大輪。
【具體實施方式】
[0043]下面結合附圖對本實用新型的實例作進一步的說明:
[0044]如圖1-6所示:一種基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅，它包括輪椅主體1、兩個行走大輪26和履帶爬樓機構2;輪椅主體I如圖3上所示，它是在輪椅架上設有椅背、椅座4和腳踏板6，輪椅架的前下方裝有兩個萬向輪5;其中，上述的輪椅主體I直接安裝固定在履帶爬樓機構2上;所述的履帶爬樓機構2是左右對稱的雙履帶機構，由兩側的履帶機構、驅動電機及第二減速裝置9組成，驅動電機及第二減速裝置9通過安裝架8安裝在履帶機構上，并與履帶機構的驅動輪軸10實現傳動，履帶驅動電機運行時帶動橡膠履帶7轉動實現爬樓目的；
[0045]它還包括大輪擺臂機構3，所述的兩個行走大輪26安裝在大輪擺臂機構3上且處于輪椅架的后下方;大輪擺臂機構3如圖6所示，它包括固定在履帶爬樓機構2上的擺臂電機及第一減速裝置24，第一減速裝置的輸出軸為曲軸結構，通過軸承及軸承座將曲軸安裝在外側固定板12上，再將上述的兩個行走大輪26安裝在曲軸兩端，擺臂電機運行時驅動兩個行走大輪26上下擺動，兩個行走大輪26下擺時可著平地面行走、上擺時可離開地面使橡膠履帶7沿著樓梯臺階行走。
[0046]進一步，所述的履帶機構如圖4所示，它包括:外側固定板12、內側固定板13、驅動輪11和從動輪17;外側固定板12和內側固定板13底面用履帶支撐板14焊接在一起，所述的驅動輪11安裝在履帶機構的驅動輪軸10上，所述的從動輪17安裝在履帶機構的從動輪軸19上，從動輪軸19上設有張緊裝置18;
[0047]進一步，所述的外側固定板12和內側固定板13的后部呈上翹狀，上翹的內弧處設有弧形板固定架15和弧形板16，弧形板16使橡膠履帶7靠近從動輪17。
[0048]進一步，所述大輪擺臂機構3的曲軸結構是，第一減速裝置的輸出軸為擺臂驅動軸23，擺臂驅動軸23兩端固定連接上擺臂桿25，擺臂桿25上設有安裝行走大輪26的輪軸，見圖
6ο
[0049]進一步，所述的張緊件裝置18見圖5，它包括動塊22、定塊20和螺桿21，動塊22通過軸孔間隙連接安裝在從動輪軸19上，通過旋轉螺桿21控制動塊22和定塊20之間的距離，從而達到履帶張緊的目的。
[0050]本實用新型的上下樓工作方法是(參見圖7):
[0051 ] 一、爬樓過程:
[0052]1、當乘坐者雙手操作轉動行走大輪26到達樓梯處時，首先調整方向使行走大輪26朝后，并且靠在第一個臺階沿上，然后操作大輪擺臂機構3使行走大輪26上擺到離開地面，輪椅逐漸后仰，直至履帶爬樓機構2擱到第一個臺階沿上，再操作履帶爬樓機構2，越過第二個臺階后轉換成倒行式正常爬樓狀態；
[0053]2、當爬樓至最后一個臺階沿時，為避免突然后傾，應暫時停止履帶爬樓，乘坐者同時操作大輪擺臂機構3使行走大輪26向后擺動剛好著地，再操作履帶爬樓機構2繼續爬樓，完成重心從樓梯到平地的過渡，直到履帶爬樓機構2完全脫離最后一個臺階沿，再操作大輪擺臂機構3，轉動兩側行走大輪26平地行走或通過樓梯半層平臺。
[0054]3、繼續重復上述1、2過程，直到需要達到的樓層。
[0055]二、下樓過程:
[0056]1、當乘坐者雙手操作轉動行走大輪26到達樓梯處時，先操作大輪擺臂機構3，上擺行走大輪26至擺臂桿25與椅座4平行，同時操作履帶爬樓機構2向樓下運行，在整體重心越過第一個臺階沿之后，停止履帶爬樓機構2，并操作大輪擺臂機構3上擺行走大輪26到爬樓狀態的位置，進而驅動履帶爬樓機構2平穩運行下樓；
[0057]2、當履帶爬樓機構2剛要脫離最后一個臺階沿時，暫停履帶爬樓，先操作大輪擺臂機構3使行走大輪26下擺著地，并繼續下擺到平地狀態時位置，進行平地行走進行或通過樓梯半層平臺。
[0058]3、繼續重復上述1、2過程，直到需要達到的樓層。
【主權項】
1.一種基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅，它包括輪椅主體、兩個行走大輪和履帶爬樓機構;輪椅主體是在輪椅架上設有椅背、椅座和腳踏板，輪椅架的前下方裝有兩個萬向輪;其特征在于，它還包括大輪擺臂機構，其中: 所述的輪椅主體直接安裝固定在履帶機構上;所述的履帶爬樓機構是左右對稱的雙履帶機構，由兩側的履帶機構、履帶驅動電機及第二減速裝置組成，履帶驅動電機及第二減速裝置通過安裝架安裝在履帶機構上，并與履帶機構的驅動輪軸實現傳動，履帶驅動電機運行時帶動履帶轉動實現爬樓目的； 所述的兩個行走大輪安裝在大輪擺臂機構上且處于輪椅架的后下方； 所述的大輪擺臂機構包括固定在履帶爬樓機構上的擺臂電機及第一減速裝置，第一減速裝置的輸出軸為曲軸結構，通過軸承及軸承座將曲軸安裝在外側固定板上，曲軸兩端安裝上兩個行走大輪，擺臂電機運行時驅動兩個行走大輪上下擺動，兩個行走大輪下擺時可著平地面行走、上擺時可離開地面使橡膠履帶著樓梯臺階行走，行走大輪上帶有手輪圈。2.如權利要求1所述的基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，所述的履帶機構包括:外側固定板、內側固定板、驅動輪和從動輪;外側固定板和內側固定板底面用履帶支撐板焊接在一起，所述的驅動輪安裝在履帶機構的驅動輪軸上，所述的從動輪安裝在履帶機構的從動輪軸上，從動輪軸上設有張緊裝置。3.如權利要求1所述的基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，所述的外側固定板和內側固定板的后部呈上翹狀，上翹的內弧處設有弧形板固定架和弧形板，弧形板使橡膠履帶7靠近從動輪，避開輪椅椅座后方。4.如權利要求1所述的基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，所述大輪擺臂機構的曲軸結構是，第一減速裝置的輸出軸為擺臂驅動軸，擺臂驅動軸兩端固定連接上擺臂桿，擺臂桿上設有安裝行走大輪的輪軸。5.如權利要求2所述的基于行走輪擺動的單節雙履帶爬樓輪椅，其特征在于，所述的張緊裝置包括動塊、定塊和螺桿，動塊通過軸孔間隙連接安裝在從動輪軸上，通過旋轉螺桿控制動塊和定塊之間的距離，從而達到履帶張緊的目的。
【文檔編號】A61G5/10GK205515253SQ201620104589
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月1日
【發明人】曹沖振, 陳京邦, 王鳳芹, 周娜, 姜鵬, 李韶韻, 闞常凱, 許彤然
【申請人】山東科技大學