一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于：包括鏈條、鏈輪、驅(qū)動軸、框架、夕卜輪、內(nèi)輪，框架設(shè)置在輪椅的內(nèi)外兩側(cè)，外輪、內(nèi)輪分別安裝在框架上，外輪、內(nèi)輪外側(cè)均為輪緣，所述外輪、內(nèi)輪靠近框架一側(cè)為輪彀，外輪、內(nèi)輪中心處設(shè)置有軸承，軸承中心處套接中心軸，軸承兩側(cè)設(shè)置有電磁制動裝置，驅(qū)動軸設(shè)置在外輪、內(nèi)輪的偏心位置，輪緣通過軸承套安裝在中心軸上，中心軸上安裝鏈輪，驅(qū)動軸上還安裝一個相同的鏈輪。本實用新型的曲柄星輪式爬升機構(gòu)爬升動作簡單，控制容易；結(jié)構(gòu)小巧，制造成本較低；爬升效率較高；對于各種尺寸的樓梯有較強的適應能力，可以適應一定范圍內(nèi)任意尺寸的樓梯；爬升過程中重心變化小，運行平穩(wěn)。
【專利說明】一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種爬升機構(gòu)，尤其是涉及一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)2008年開展的第二次殘疾人抽樣推算，我國各類殘疾人口總數(shù)為8296萬人，殘疾人占全國總?cè)丝诘?.34%。其中，60歲及以上的老年殘疾人口為4416萬，占殘疾總?cè)丝诘?3.2%,與1987年相比，60歲及以上的殘疾老年人增加了 2365萬，占到總增加人數(shù)的75.5%。隨著年齡的增長，殘疾人口的比例在不斷上升，尤其進入老年后，上升非常迅速。不斷增加的殘疾人口對醫(yī)療和保健有著巨大的需求，成為我國面對的重大社會服務問題。服務機器人的出現(xiàn)可以有效地緩解醫(yī)務人員不足的現(xiàn)狀，提高殘疾人的生活質(zhì)量，為我國社會的穩(wěn)定發(fā)展起到積極作用。
[0003]目前，爬樓梯輪椅操作復雜、體積和重量大、價格昂貴，所以在現(xiàn)實生活中沒有得到廣泛應用，例如，iBOT成本較高，售價昂貴(近29000美元)，對于普通的殘疾人家庭來說只能望而卻步。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其采用曲柄星輪式爬升機構(gòu)，突破了傳統(tǒng)的爬樓梯全自動的概念，采取他人輔助上樓方式，在很大程度上降低了爬樓梯輪椅的成本和難度，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:包括鏈條、鏈輪、驅(qū)動軸、框架、外輪、內(nèi)輪，所述框架設(shè)置在輪椅的內(nèi)外兩側(cè)，所述外輪、內(nèi)輪分別安裝在框架上，所述外輪、內(nèi)輪外側(cè)均為輪緣，所述外輪、內(nèi)輪靠近框架一側(cè)為輪彀，所述外輪、內(nèi)輪中心處設(shè)置有軸承，所述軸承中心處套接中心軸，所述軸承兩側(cè)設(shè)置有電磁制動裝置，所述驅(qū)動軸設(shè)置在外輪、內(nèi)輪的偏心位置，所述輪緣通過軸承套安裝在中心軸上，所述中心軸上安裝鏈輪，所述驅(qū)動軸上還安裝一個相同的鏈輪。
[0006]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述輪組中外輪和內(nèi)輪的驅(qū)動軸之間的距離是輪子半徑的2倍。
[0007]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述輪組中的每個輪緣在中心軸部分軸向通過軸承擋圈定位，并安裝軸承定向鎖。
[0008]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述外輪和內(nèi)輪組成的輪對通過電磁制動裝置固定在樓梯邊緣，另一組驅(qū)動軸通過旋轉(zhuǎn)運動著陸在另一臺階上。
[0009]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述安裝在中心軸上的鏈輪和安裝在驅(qū)動軸上的鏈輪傳動比為1:1。
[0010]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述外輪和內(nèi)輪的半徑均為105cmo
[0011]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述鏈輪和驅(qū)動軸形成為曲柄。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型有一下優(yōu)點:
[0013]1、本實用新型采用曲柄星輪式爬升機構(gòu)，突破了傳統(tǒng)的爬樓梯全自動的概念，采取他人輔助上樓方式，在很大程度上降低了爬樓梯輪椅的成本和難度。
[0014]2、本實用新型的曲柄星輪式爬升機構(gòu)爬升動作簡單，控制容易；結(jié)構(gòu)小巧，制造成本較低；爬升效率較高；對于各種尺寸的樓梯有較強的適應能力，可以適應一定范圍內(nèi)任意尺寸的樓梯；爬升過程中重心變化小，運行平穩(wěn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的爬升機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的爬升機構(gòu)工作原理圖；
[0017]圖3、4、5、6為本實用新型的爬升機構(gòu)爬升過程圖；
[0018]圖7為對比的iBOT方式爬樓輪椅運動軌跡圖；
[0019]圖8為本實用新型的爬升機構(gòu)運動軌跡圖。
[0020]標記說明:
[0021]1-鏈條；2_鏈輪；3_驅(qū)動軸；4_框架；5_輪緣；6_輪彀；7_軸承；
[0022]8-中心軸；9-電磁制動裝置；10_外輪；11_內(nèi)輪；12_曲柄。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本實用新型的【具體實施方式】:
[0024]如圖1所示，一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:包括鏈條1、鏈輪2、驅(qū)動軸
3、框架4、外輪10、內(nèi)輪11，所述框架4設(shè)置在輪椅的內(nèi)外兩側(cè)，所述外輪10、內(nèi)輪11分別安裝在框架4上，所述外輪10、內(nèi)輪11外側(cè)均為輪緣5，所述外輪10、內(nèi)輪11靠近框架4 一側(cè)為輪彀6,所述外輪10、內(nèi)輪11中心處設(shè)置有軸承7,所述軸承7中心處套接中心軸8,所述軸承7兩側(cè)設(shè)置有電磁制動裝置9，所述驅(qū)動軸3設(shè)置在外輪10、內(nèi)輪11的偏心位置，所述輪緣5通過軸承套安裝在中心軸8上，所述中心軸8上安裝鏈輪2，所述驅(qū)動軸3上還安裝一個相同的鏈輪2。
[0025]進一步地，所述輪組中外輪10和內(nèi)輪11的驅(qū)動軸3之間的距離是輪子半徑的2倍。
[0026]進一步地，所述輪組中的每個輪緣5在中心軸8部分軸向通過軸承擋圈定位，并安裝軸承定向鎖。
[0027]進一步地，所述外輪10和內(nèi)輪11組成的輪對通過電磁制動裝置9固定在樓梯邊緣，另一組驅(qū)動軸3通過旋轉(zhuǎn)運動著陸在另一臺階上。
[0028]進一步地，所述安裝在中心軸8上的鏈輪2和安裝在驅(qū)動軸3上的鏈輪2傳動比為 1:1。
[0029]進一步地，所述外輪10和內(nèi)輪11的半徑均為105cm。
[0030]進一步地，所述鏈輪2和驅(qū)動軸3形成為曲柄12。
[0031]如圖2、3、4、5、6所示,兩套曲柄星輪通過鏈條I進行動力傳動，通過曲柄星輪的交替運動來完成爬升動作。在(a)狀態(tài)時，外輪10在下，內(nèi)輪11在上，處在準備爬升狀態(tài)，此時曲柄12與內(nèi)輪11繞驅(qū)動軸3順時針旋轉(zhuǎn)，同時，由于鏈輪2傳動作用，曲柄12與外輪10繞驅(qū)動軸3順時針旋轉(zhuǎn)直到(b)狀態(tài)。在(b)狀態(tài)下繼續(xù)以上運動即可達到(c)狀態(tài)，在(c)狀態(tài)下外輪10與內(nèi)輪11重合，此時已完成一次爬升運動。在(c)狀態(tài)下繼續(xù)運動至(d)狀態(tài)，為下一次爬升運動做準備。至此，一次爬升循環(huán)結(jié)束。下樓運動與爬升運動相反即可實現(xiàn)。
[0032]具體地，在輪椅的內(nèi)、外兩側(cè)框架上分別裝有一對車輪，每對車輪均由內(nèi)、外輪構(gòu)成。在下文中以位于左邊的爬樓梯輪子說明詳細的機構(gòu)組成。爬樓梯的輪子在平地行走時是收起的，平地行走由前面的輪轂電機輪驅(qū)動。左側(cè)爬樓梯輪子由內(nèi)外兩個輪子及兩個傳動軸組成。在此爬升裝置中裝有一個輪組，輪組中的兩個輪子相對偏心軸都是可旋轉(zhuǎn)的，并且兩個輪軸有一定相對距離且聯(lián)合驅(qū)動。驅(qū)動軸和輪子心軸相連接，其目的是使輪子心軸上安裝一個曲臂圓盤(其中曲臂圓盤成為輪緣)，可以繞心軸同心旋轉(zhuǎn)。其中輪組中兩個輪子的驅(qū)動軸之間的距離是輪子半徑的2倍，至少應保證約為2倍關(guān)系。當此裝置在臺階上運行時，由于輪組中輪子的偏心旋轉(zhuǎn)，其中一個輪子向上翻轉(zhuǎn)落在臺階上，隨之第二個輪子也向上翻轉(zhuǎn)落在同一臺階上。此時該裝置已經(jīng)完成一次爬升，接下來第一個輪子繼續(xù)向下一臺階翻轉(zhuǎn)，由于第一個輪子在向上翻轉(zhuǎn)時第二個輪子作為支撐輪，所以該裝置不用再加額外支撐。
[0033]由一個可逆電機輸入動力，有鏈傳動同時串聯(lián)地傳遞給兩個驅(qū)動軸即可，其中把兩個驅(qū)動軸聯(lián)合驅(qū)動的目的是，當兩個輪子都相對于驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)180度的時候，輪組中的兩個偏心輪將同心。在這個爬升裝置中，其輪組中的每個輪緣在心軸部分軸向通過軸承擋圈定位，并安裝軸承定向鎖，因而輪緣可固定方向運動，即在爬樓梯時反向旋轉(zhuǎn)。因而即使在爬升時有輪緣剎車，爬升裝置相對樓梯的方向運動也是有可能的，因此可以加一個剎車裝置解決，例如自動控制電磁剎車裝置。它可以阻止輪子繼續(xù)移動而不用打斷旋轉(zhuǎn)運動或行程運動。在爬升過程中，一個輪對可通過這個剎車裝置固定在樓梯邊緣，另一組偏心輪對通過旋轉(zhuǎn)運動著陸在另一臺階上。這個輪緣可通過軸承套安裝在輪心軸上，在心軸上安裝鏈輪，同時，在驅(qū)動軸上安裝一個相同的鏈輪，兩個鏈輪通過鏈傳動，傳動比為1:1。這個電磁剎車裝置可安裝在心軸上或者輪緣上。
[0034]在沒有剎車動作時，剎車裝置中的剎車盤和輪子以相同速度轉(zhuǎn)動。在剎車位置，通過剎車盤輪緣鎖死，爬升輪的行程運動由于偏心安裝而不受影響。由于鏈傳動輪緣處于鎖死狀態(tài)，所以剎車裝置軸承定向鎖的運動方向是可以被限制的。
[0035]如圖7所示，為iBOT方式爬樓輪椅運動軌跡圖，iBOT仍是世界上較為先進的爬樓梯輪椅，它的工作原理源于基本的行星輪運動系統(tǒng)，車輪能夠圍繞各自軸線轉(zhuǎn)動，也能夠隨著系桿作繞中心軸的轉(zhuǎn)動。iBOT輪椅驅(qū)動輪的直徑為305cm，運動軌跡的半徑與車輪的半徑是相等的。
[0036]如圖8所示，為本實施例的爬樓輪椅運動軌跡圖，本實施例的運動柄星輪式爬升機構(gòu)軌跡半徑為中心至驅(qū)動軸的距離。對比iBOT，雖然它的運動速度很快，但是它的起伏很大，本實用新型所設(shè)計的雖然速度相對較慢，但是運動的軌跡很平滑，使用時減少顛簸，提高了舒適度。
[0037]本實用新型不局限于上述具體的實施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:包括鏈條(I)、鏈輪(2)、驅(qū)動軸(3)、框架(4)、外輪(10)、內(nèi)輪(11)，所述框架(4)設(shè)置在輪椅的內(nèi)外兩側(cè)，所述外輪(10)、內(nèi)輪(11)分別安裝在框架(4)上，所述外輪(10)、內(nèi)輪(11)外側(cè)均為輪緣(5)，所述外輪(10)、內(nèi)輪(11)靠近框架(4)一側(cè)為輪彀(6)，所述外輪(10)、內(nèi)輪(11)中心處設(shè)置有軸承(7)，所述軸承(7 )中心處套接中心軸(8 )，所述軸承(7 )兩側(cè)設(shè)置有電磁制動裝置(9 )，所述驅(qū)動軸(3 )設(shè)置在外輪(10)、內(nèi)輪(11)的偏心位置，所述輪緣(5)通過軸承套安裝在中心軸(8)上，所述中心軸(8 )上安裝鏈輪(2 )，所述驅(qū)動軸(3 )上還安裝一個相同的鏈輪(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述輪組中外輪(10 )和內(nèi)輪(11)的驅(qū)動軸(3 )之間的距離是輪子半徑的2倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述輪組中的每個輪緣(5)在中心軸(8)部分軸向通過軸承擋圈定位，并安裝軸承定向鎖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述外輪(10)和內(nèi)輪(11)組成的輪對通過電磁制動裝置(9)固定在樓梯邊緣，另一組驅(qū)動軸(3)通過旋轉(zhuǎn)運動著陸在另一臺階上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述安裝在中心軸(8 )上的鏈輪(2 )和安裝在驅(qū)動軸(3 )上的鏈輪(2 )傳動比為1:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述外輪(10)和內(nèi)輪(11)的半徑均為105cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構(gòu)，其特征在于:所述鏈輪(2)和驅(qū)動軸(3)形成為曲柄(12)。
【文檔編號】A61G5/06GK204016665SQ201420345237
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】張曉勇, 趙小琴 申請人:寧夏澍侍信息科技有限公司, 張曉勇, 趙小琴