CN107582262A - 一种新型的可攀爬楼梯轮椅 - Google Patents

Abstract

本发明属于人机工程学领域，提供了一种新型的可攀爬楼梯轮椅，该轮椅将爬楼功能与普通轮椅相结合，设计了一种行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯轮椅装置。该轮椅包括车架、两个行星架、六个后轮、两个导向轮、中心轴、两个中心齿轮、六个过渡齿轮、六个末端齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、减速器、模式转换机构、减振装置、电机、导向轮支架。通过行星架与齿轮组的设置令爬楼模式和平地模式互不影响，本发明关键部件几乎全部采用机械结构，设计简洁，操作简便，可靠性高。

Description

一种新型的可攀爬楼梯轮椅

技术领域

本发明属于人机工程学领域，具体为一种可攀爬楼梯的轮椅。

背景技术

随着科技的发展和文明的进步，给人类创造了丰富的发展空间，但同时也带来了一些显著的社会问题。比如，因为年老，意外事故或者腿部残疾等原因导致的残疾人和老年人丧失了自由的活动能力，给本人以及家庭带来了巨大的负担和心理压力。楼梯是一般建筑物的重要组成部分，但是可曾想过，给普通人带来便利的楼梯恰恰给那些需要轮椅的残障人士造成困扰，尤其在经济发展不均衡的中国，很多地方的建筑都没有安装电梯，这就给众多的肢体残障人士带来了身心方面的不利影响。如何解决年老者和腿部残疾人士出行的问题，给予他们更多的社会帮助和关怀，成为现代社会尤其现当今中国社会的一个热门话题，越来越受到大众的关注。

2002年，全世界80岁以上老年人口达到6.06亿，而且正在以比总人口快的速度递增，据联合国估计，2020年将达到10亿。赵燕潮在《全国残疾人口逾8500万》推算出2010年末我国残疾人总人数及各类不同等级的残疾人数，具体数据为8502万人，其中，肢体残疾达2472万人，这些人群在出行的时候多数是需要轮椅的。老年人和残疾人比例的显著增加给医疗，护理，社会服务等方面的需求带来了严峻的挑战，加重了社会和个人家庭的负担，而且也影响到了他们的正常生活。

我国目前城市化水平不断提高，但是人均住宅面积不大，收入水平不高，大部分人住在公寓式楼房内，一般的7层以下的楼房都没有安装电梯，这给老年人或者腿部残疾人士的家庭带来了很多的不便。轮椅是一般老弱病残人士的首选工具，也是非常重要的必需品，普通轮椅在平地行驶或者在坡度不大的斜面上行驶基本不太困难，但是遇到楼梯，除了需要辅助者人工搬动以外几乎没有其他更好的办法，这就严重限制了轮椅乘坐者的活动范围。分析其原因，主要由于普通轮椅没有上下楼的可执行机构，而且一般体积比较大，无法在一般的公寓式楼道内使用。另一方面，从市场的角度看，轮椅是肢体残疾人和老年人的重要的代步工具，随着人们生活水平的提高，有很多的新产品上市，轮椅被看作是一个潜力巨大的市场。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明在现有轮椅的基础上增加了一种爬楼功能，能够更加方便一些特殊人群的出行。

本发明的具体技术方案如下：

一种新型的可攀爬楼梯轮椅，包括车架、两个行星架、六个后轮、两个导向轮、中心轴、两个中心齿轮、六个过渡齿轮、六个末端齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、减速器、模式转换机构、减振装置、电机、导向轮支架；

两个行星架分别安装在车架两侧，每个行星支架三个等距凸起处分别安装三个后轮，两个行星架的中心部位通过中心轴连接，中心轴靠近行星架内侧两端分别穿过中心齿轮与三个过渡齿轮啮合，三个过渡齿分别与三个末端齿轮啮合，三个末端齿轮分别与三个后轮固定连接；中心轴通过轴承座固定于车架后侧；中心轴中点位置设置第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合，第二传动齿轮通过联轴器与电机和减速器相连接，电机和减速器通过安装板固定于车架下部，电机及减速器位置的确定对于整个轮椅的受力也有一定的改善作用，可改善受力分布不均的危害，对提高轮椅的寿命有积极的作用。

所述减振装置包括支撑杆、定位套筒、减振弹簧、伸缩杆和连接部件；其中，支撑杆一端固定于车座底部另一端与伸缩杆一端连接，伸缩杆的另一端通过连接部件与车架前侧的连接杆固定，伸缩杆外套减振弹簧，减振弹簧外套定位套筒，支撑杆的直径大于与之连接的伸缩杆直径，且同时大于固定套筒内径；

所述模式转换机构包括六个长螺杆、六个月牙板，其中，行星架侧边两两等距凸起的中间位置设置螺纹孔，每个长螺杆通过螺纹孔与月牙板一侧固定连接，月牙板另一侧为内齿型结构与中心轴对应位置的外齿型结构相啮合；保证在爬楼模式下，通过长螺杆的推送和固定作用，月牙板与中心轴相互啮合的同时，避免中心轴转动时与月牙板打滑，从而保证其稳定性和安全性。

两个导向轮通过导向轮支架分别设置在车架下侧前端。导向轮支架对于导向轮的安装有方便的作用，它的设置充分考虑了轮椅的整体高度，它的安装位置也决定了轮椅的平衡，对于乘坐者的舒适度起到了关键的作用。

进一步地，行星支架三个等距凸起处分别开设阶梯孔，行星支架内侧的末端齿轮通过阶梯孔定位，并通过套筒与后轮固定连接，套筒外设置轴承与行星支架相连，令爬楼模式和平地模式互不影响。

本发明的有益效果是：

本发明对现有的轮椅做了升级，使其增加了攀爬楼梯楼的功能，一方面方便了特殊人群，使其自由的活动范围增大，在一定的程度上可改善其长期不能自主的恐慌症。另一方面也可以大大地方便其陪护人员，甚至是解放其陪护人员，使其生活的更加自主。此外，本发明关键部件几乎全部采用机械结构，设计简洁，操作简便，可靠性高。

附图说明

图1是本发明的后视三维模型示意图；

图2是本发明的前视三维模型示意图

图3是本发明的行星架内侧示意图；

图4是本发明的行星架外侧示意图

图5是本发明的减振装置三维模型示意图；

图6是本发明的模式转换装置模型示意图；

图中：1车架；2推手手柄；3扶手；4连接杆；5轮椅后轮；6行星架；7模式转换机构；8中心齿轮；9过渡齿轮；10末端齿轮；11轴承座；12中心轴；13第一传动齿轮；14第二传动齿轮；15减速器；16减振装置；17电机；18导向轮支架；19安装板；20脚踏板；21支撑杆；22定位套筒；23减振弹簧；24伸缩杆；25连接部件；26长螺杆；27月牙板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本设计的具体实施方式做详细说明。

本发明的工作原理概述：

(1)在路面行驶中，行星架与中心轴分离，由电机转动经第一传动齿轮和第二传动齿轮的啮合带动中心轴转动，中心轴转动再经行星架上安装的中心齿轮，过渡齿轮到末端齿轮传动，进而带动后轮转动，使得轮椅在路面上平稳的行驶。

(2)在爬楼过程中，采用倒着爬楼。在模式转换结构的转换下，通过月牙板与中心轴啮合，既使行星架与中心轴成为一个整体，又保证了中心轴与月牙板不打滑，在中心轴的转动下带动行星架翻转，完成爬楼。其传动原理与(1)类似，只是中心轴带动行星架翻转，而与行星架上的齿轮啮合无多大关系。

实施例1

本实施例提供如图3所示的模式转换装置，包括：月牙板和一个长螺杆。月牙板含有内齿，中心轴含有外齿，两者可相互啮合，保证在爬楼模式下，通过长螺杆的推送和固定作用，月牙板与中心轴相互啮合的同时，避免中心轴转动时与月牙板打滑，从而保证其稳定性和安全性。此时，行星架(如图3所示)将在中心轴的转动下实现翻转动作，三组轮子交替落地，实现爬楼功能。

实施例2

本实施例提供如图1所示的自主爬楼轮椅的另一种工作过程。

当在平地行驶时，转动长螺杆，长螺杆将带动月牙板与中心轴分离，在中心轴的转动下，通过行星架上的中心齿轮，过渡齿轮，最终传动到末端齿轮，而末端齿轮又与后轮同轴，进而带动后轮转动，实现轮椅的前进。此时，后面有一组轮子与地面接触，而另外两组将在空中空转。此外，本发明还设有推手手柄，在平地模式下，关闭电源，乘坐者也可以在陪同人员的推动下前进。

Claims (2)

1.一种新型的可攀爬楼梯轮椅，其特征在于，包括车架、两个行星架、六个后轮、两个导向轮、中心轴、两个中心齿轮、六个过渡齿轮、六个末端齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、减速器、模式转换机构、减振装置、电机、导向轮支架；

两个行星架分别安装在车架两侧，每个行星支架三个等距凸起处分别安装三个后轮，两个行星架的中心部位通过中心轴连接，中心轴靠近行星架内侧两端分别穿过中心齿轮与三个过渡齿轮啮合，三个过渡齿分别与三个末端齿轮啮合，三个末端齿轮分别与三个后轮固定连接；中心轴通过轴承座固定于车架后侧；中心轴中点位置设置第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合，第二传动齿轮通过联轴器与电机和减速器相连接，电机和减速器通过安装板固定于车架下部；

所述减振装置包括支撑杆、定位套筒、减振弹簧、伸缩杆和连接部件；其中，支撑杆一端固定于车座底部另一端与伸缩杆一端连接，伸缩杆的另一端通过连接部件与车架前侧的连接杆固定，伸缩杆外套减振弹簧，减振弹簧外套定位套筒，支撑杆的直径大于与之连接的伸缩杆直径，且同时大于固定套筒内径；

所述模式转换机构包括六个长螺杆、六个月牙板，其中，行星架侧边两两等距凸起的中间位置设置螺纹孔，每个长螺杆通过螺纹孔与月牙板一侧固定连接，月牙板另一侧为内齿型结构与中心轴对应位置的外齿型结构相啮合；

两个导向轮通过导向轮支架分别设置在车架下侧前端。

2.根据权利要求1所述的一种新型的可攀爬楼梯轮椅，其特征在于，行星支架三个等距凸起处分别开设阶梯孔，行星支架内侧的末端齿轮通过阶梯孔定位，并通过套筒与后轮固定连接，套筒外设置轴承与行星支架相连。