CN213190656U - 一种基于并联的多功能轮椅机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于并联的多功能轮椅机构，包括：底板、座椅机构、行走机构和四个相同的并联腿机构，所述座椅机构安装在底板上方，所述行走机构安装在底板下方，所述四个相同的并联腿机构安装在底板下方。本实用新型可以代替一般的轮椅机构正常使用，具有代替人们步行的作用，并且在面对坑洼路面和楼梯等不利于车轮通过时可采用四个相同的并联腿机构正常行走，其座椅机构还具备自动调节功能，拥有站、坐、躺三种状态，本实用新型将轮椅与并联机构相结合，解决了轮椅使用场合的缺陷，并且充分体现了自动化、人性化的特点。

Description

一种基于并联的多功能轮椅机构

技术领域

本实用新型涉及机器人应用技术领域，具体涉及一种基于并联的多功能轮椅机构。

背景技术

随着社会经济的发展，医疗、护理、社会服务等各方面需求的压力越来越大，为了关心老年人、残疾人等行走不便的人，轮椅是最好的代步工具，但是在中小城市，电梯的使用普及较少，这对于轮椅用户造成诸多不便，轮椅的缺陷影响着这一类人的正常生活方式。

在科学技术快速发展的情况下，机器人技术的应用领域逐渐扩大，并联机器人拥有刚度大，承载力强，反应灵敏和可靠性高等特点被应用至军事、航空航天，工业和娱乐设施等领域。现有的轮椅一般是轮毂转动行走，在面对坑洼路面和楼道时不利于车轮通过，并联机构作为腿的分支能够很好的适应非平整路面和障碍物的情况，消除轮椅的缺陷，改善轮椅用户的生产生活方式。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于并联的多功能轮椅机构。

本实用新型所采用的的技术方案：

一种基于并联的多功能轮椅机构，包括：底板、座椅机构、行走机构和四个相同的并联腿机构，其特征在于：所述座椅机构包括座板、靠背、支撑腿、万向轮、第一电机、第一小齿轮、第一大齿轮、第一轴承座、第二电机、第二小齿轮、第二大齿轮、第三电机和小联轴器，所述第一电机固定安装在底板上，所述第一小齿轮安装在第一电机上，所述第一小齿轮和第一大齿轮啮合，所述第一大齿轮安装在座板上，所述第一轴承座固定安装在底板上，所述座板和第一轴承座是转动连接，所述第二电机固定安装在底板上，所述第二小齿轮安装在第二电机上，所述第二小齿轮和第二大齿轮啮合，所述第二大齿轮安装在靠背上，所述靠背和底板是转动连接，所述第三电机固定安装在底板上，所述第三电机和支撑腿是联轴器连接，所述万向轮和支撑腿是转动连接。

进一步地，所述行走机构包括平衡装置、驱动装置、第一缸体、第一伸缩杆、第四电机、后轮架、第三小齿轮、第三大齿轮、车轮轴、端盖、后车轮、第二缸体、第二伸缩杆、摆动架、第五电机、大联轴器、前轮架、前车轮、第二轴承座、限位板和放置板，所述平衡装置固定安装在底板上，所述驱动装置固定安装在底板上，所述第一缸体固定安装在底板上，所述第一伸缩杆和第一缸体是移动连接，所述第一伸缩杆固定安装在后轮架上、所述第四电机固定安装在后轮架上，所述第三小齿轮安装在第四电机上，所述第三大齿轮和第三小齿轮啮合，所述第三大齿轮安装在车轮轴上、所述车轮轴和后轮架是转动连接、所述后车轮安装在车轮轴上、所述端盖固定安装在后轮架上，所述第二缸体和底板是转动连接，所述第二伸缩杆和第二缸体是移动连接，所述第二伸缩杆和摆动架是球副连接，所述第五电机固定安装在摆动架上，所述摆动架和第二轴承座是转动连接，所述第二轴承座固定安装在底板上，所述第五电机和前轮架是联轴器连接，所述前车轮安装在前轮架上，所述限位板固定安装在底板上，所述放置板固定安装在底板上。

进一步地，所述并联腿机构包括定平台、第一虎克铰、第三缸体、第三伸缩杆、第二虎克铰、第四缸体、第四伸缩杆和动平台，所述定平台固定安装在底板上，所述第三缸体和定平台是虎克铰连接，所述第三伸缩杆和第三缸体是移动连接，所述第三伸缩杆和动平台是虎克铰连接、所述第四缸体和定平台是球副连接，所述第四伸缩杆和第四缸体是移动连接，所述第四伸缩杆和动平台是球副连接。

本实用新型的有益效果：

本机构可以代替一般的轮椅机构正常使用，具备代替人们步行的作用，在面对坑洼路面和楼梯等不利于车轮通过时后车轮可通过第一伸缩杆上升并且前车轮通过摆动架缩回，此时利用四个相同的并联腿机构正常行走，并联腿机构采用3UPU-SPS冗余并联结构，该腿机构具有三个自由度，可以灵活实现直线行走功能，并且可以提高刚度具有可靠性高的特点，在比较平坦的路面上四个相同的并联腿机构可缩回到放置板中，本实用新型的座椅机构还具备自动调节功能，拥有站、坐、躺三种状态，本实用新型将轮椅与并联机构相结合，解决了轮椅使用场合的缺陷，并且充分体现了自动化、人性化的特点。

附图说明

图1是本实用新型腿部行走结构示意图。

图2是本实用新型座椅机构局部示意图。

图3是本实用新型后车轮传动机构示意图。

图4是本实用新型前车轮传动机构示意图。

图5是本实用新型并联腿机构示意图。

图6是本实用新型座椅“站”状态示意图。

图7是本实用新型座椅“坐”状态示意图。

图8是本实用新型座椅“躺”状态示意图。

图中：1是靠背，2是底板，3是并联腿机构，4是座板，5是支撑腿，6是万向轮，7是第一虎克铰，8是第三缸体，9是第三伸缩杆，10是第二虎克铰，11是动平台，12是定平台，13是第四缸体，14是第四伸缩杆，15是小联轴器，16是第三电机，17是第一轴承座，18是第一大齿轮，19是第一小齿轮，20是第一电机，21是第二电机，22是第二小齿轮，23是第二大齿轮，24是平衡装置，25是第一缸体，26是驱动装置，27是第一伸缩杆，28是第四电机，29是后轮架，30是第三小齿轮，31是端盖，32是车轮轴，33是后车轮，34是放置板，35是前车轮，36是第二轴承座，37是第二缸体，38是第二伸缩杆，39是限位板，40是第三大齿轮，41是摆动架，42是第五电机，43是大联轴器，44是前轮架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述：

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，一种基于并联的多功能轮椅机构，包括：底板2、座椅机构、行走机构和四个相同的并联腿机构3，其特征在于：所述座椅机构包括座板4、靠背1、支撑腿5、万向轮6、第一电机20、第一小齿轮19、第一大齿轮18、第一轴承座17、第二电机21、第二小齿轮22、第二大齿轮23、第三电机16和小联轴器15，所述第一电机20固定安装在底板2上，所述第一小齿轮19安装在第一电机20上，所述第一小齿轮19和第一大齿轮18啮合，所述第一大齿轮18安装在座板4上，所述第一轴承座17固定安装在底板2上，所述座板4和第一轴承座17是转动连接，所述第二电机21固定安装在底板2上，所述第二小齿轮22安装在第二电机21上，所述第二小齿轮22和第二大齿轮23啮合，所述第二大齿轮23安装在靠背1上，所述靠背1和底板2是转动连接，所述第三电机16固定安装在底板2上，所述第三电机16和支撑腿5是联轴器连接，所述万向轮6和支撑腿5是转动连接。

进一步地，所述行走机构包括平衡装置24、驱动装置26、第一缸体25、第一伸缩杆27、第四电机28、后轮架29、第三小齿轮30、第三大齿轮40、车轮轴32、端盖31、后车轮33、第二缸体37、第二伸缩杆38、摆动架41、第五电机42、大联轴器43、前轮架44、前车轮35、第二轴承座36、限位板39和放置板34，所述平衡装置24固定安装在底板2上，所述驱动装置26固定安装在底板2上，所述第一缸体25固定安装在底板2上，所述第一伸缩杆27和第一缸体25是移动连接，所述第一伸缩杆27固定安装在后轮架29上、所述第四电机28固定安装在后轮架29上，所述第三小齿轮30安装在第四电机28上，所述第三大齿轮40和第三小齿轮30啮合，所述第三大齿轮40安装在车轮轴32上、所述车轮轴32和后轮架29是转动连接、所述后车轮33安装在车轮轴32上、所述端盖31固定安装在后轮架29上，所述第二缸体37和底板2是转动连接，所述第二伸缩杆38和第二缸体37是移动连接，所述第二伸缩杆38和摆动架41是球副连接，所述第五电机42固定安装在摆动架41上，所述摆动架41和第二轴承座36是转动连接，所述第二轴承座36固定安装在底板2上，所述第五电机42和前轮架44是联轴器连接，所述前车轮35安装在前轮架44上，所述限位板39固定安装在底板2上，所述放置板34固定安装在底板2上。

进一步地，所述并联腿机构3包括定平台12、第一虎克铰7、第三缸体8、第三伸缩杆9、第二虎克铰10、第四缸体13、第四伸缩杆14和动平台11，所述定平台12固定安装在底板2上，所述第三缸体8和定平台12是虎克铰连接，所述第三伸缩杆9和第三缸体8是移动连接，所述第三伸缩杆9和动平台11是虎克铰连接、所述第四缸体13和定平台12是球副连接，所述第四伸缩杆14和第四缸体13是移动连接，所述第四伸缩杆14和动平台11是球副连接。

本机构可以代替一般的轮椅机构正常使用，具备代替人们步行的作用，在面对坑洼路面和楼梯等不利于车轮通过时后车轮33可通过第一伸缩杆27上升并且前车轮35通过摆动架41缩回，此时利用四个相同的并联腿机构3正常行走，并联腿机构3采用3UPU-SPS冗余并联结构，该腿机构具有三个自由度，可以灵活实现直线行走功能，并且可以提高刚度具有可靠性高的特点，在比较平坦的路面上四个相同的并联腿机构3可缩回到放置板34中，本实用新型的座椅机构还具备自动调节功能，拥有站、坐、躺三种状态，本实用新型将轮椅与并联机构相结合，解决了轮椅使用场合的缺陷，并且充分体现了自动化、人性化的特点。

Claims (3)

1.一种基于并联的多功能轮椅机构，包括：底板、座椅机构、行走机构和四个相同的并联腿机构，其特征在于：所述座椅机构包括座板、靠背、支撑腿、万向轮、第一电机、第一小齿轮、第一大齿轮、第一轴承座、第二电机、第二小齿轮、第二大齿轮、第三电机和小联轴器，所述第一电机固定安装在底板上，所述第一小齿轮安装在第一电机上，所述第一小齿轮和第一大齿轮啮合，所述第一大齿轮安装在座板上，所述第一轴承座固定安装在底板上，所述座板和第一轴承座是转动连接，所述第二电机固定安装在底板上，所述第二小齿轮安装在第二电机上，所述第二小齿轮和第二大齿轮啮合，所述第二大齿轮安装在靠背上，所述靠背和底板是转动连接，所述第三电机固定安装在底板上，所述第三电机和支撑腿是联轴器连接，所述万向轮和支撑腿是转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于并联的多功能轮椅机构，其特征在于：所述行走机构包括平衡装置、驱动装置、第一缸体、第一伸缩杆、第四电机、后轮架、第三小齿轮、第三大齿轮、车轮轴、端盖、后车轮、第二缸体、第二伸缩杆、摆动架、第五电机、大联轴器、前轮架、前车轮、第二轴承座、限位板和放置板，所述平衡装置固定安装在底板上，所述驱动装置固定安装在底板上，所述第一缸体固定安装在底板上，所述第一伸缩杆和第一缸体是移动连接，所述第一伸缩杆固定安装在后轮架上、所述第四电机固定安装在后轮架上，所述第三小齿轮安装在第四电机上，所述第三大齿轮和第三小齿轮啮合，所述第三大齿轮安装在车轮轴上、所述车轮轴和后轮架是转动连接、所述后车轮安装在车轮轴上、所述端盖固定安装在后轮架上，所述第二缸体和底板是转动连接，所述第二伸缩杆和第二缸体是移动连接，所述第二伸缩杆和摆动架是球副连接，所述第五电机固定安装在摆动架上，所述摆动架和第二轴承座是转动连接，所述第二轴承座固定安装在底板上，所述第五电机和前轮架是联轴器连接，所述前车轮安装在前轮架上，所述限位板固定安装在底板上，所述放置板固定安装在底板上。

3.根据权利要求1所述的一种基于并联的多功能轮椅机构，其特征在于：所述并联腿机构包括定平台、第一虎克铰、第三缸体、第三伸缩杆、第二虎克铰、第四缸体、第四伸缩杆和动平台，所述定平台固定安装在底板上，所述第三缸体和定平台是虎克铰连接，所述第三伸缩杆和第三缸体是移动连接，所述第三伸缩杆和动平台是虎克铰连接、所述第四缸体和定平台是球副连接，所述第四伸缩杆和第四缸体是移动连接，所述第四伸缩杆和动平台是球副连接。

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