一種爬樓梯輪椅爬升機(jī)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種爬樓梯輪椅爬升機(jī)構(gòu)，其特征在于：包括鏈條、鏈輪、驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)軸設(shè)置在外輪、內(nèi)輪的偏心位置，輪緣通過(guò)軸承套安裝在中心軸上，中心軸上安裝鏈輪，驅(qū)動(dòng)軸上還安裝一個(gè)相同的鏈輪。本實(shí)用新型的曲柄星輪式爬升機(jī)構(gòu)爬升動(dòng)作簡(jiǎn)單，控制容易；結(jié)構(gòu)小巧，制造成本較低；爬升效率較高；對(duì)于各種尺寸的樓梯有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以適應(yīng)一定范圍內(nèi)任意尺寸的樓梯；爬升過(guò)程中重心變化小，運(yùn)行平穩(wěn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種爬樓梯輪椅爬升機(jī)構(gòu)

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

【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)2008年開(kāi)展的第二次殘疾人抽樣推算，我國(guó)各類(lèi)殘疾人口總數(shù)為8296萬(wàn)人，殘疾人占全國(guó)總?cè)丝诘?.34%。其中，60歲及以上的老年殘疾人口為4416萬(wàn)，占?xì)埣部側(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(wàn)，占到總增加人數(shù)的75.5%。隨著年齡的增長(zhǎng)，殘疾人口的比例在不斷上升，尤其進(jìn)入老年后，上升非常迅速。不斷增加的殘疾人口對(duì)醫(yī)療和保健有著巨大的需求，成為我國(guó)面對(duì)的重大社會(huì)服務(wù)問(wèn)題。服務(wù)機(jī)器人的出現(xiàn)可以有效地緩解醫(yī)務(wù)人員不足的現(xiàn)狀，提高殘疾人的生活質(zhì)量，為我國(guó)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展起到積極作用。
[0003]目前，爬樓梯輪椅操作復(fù)雜、體積和重量大、價(jià)格昂貴，所以在現(xiàn)實(shí)生活中沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，例如，iBOT成本較高，售價(jià)昂貴(近29000美元)，對(duì)于普通的殘疾人家庭來(lái)說(shuō)只能望而卻步。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)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(jī)構(gòu)，其采用曲柄星輪式爬升機(jī)構(gòu)，突破了傳統(tǒng)的爬樓梯全自動(dòng)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(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種爬樓梯輪椅爬升機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括鏈條、鏈輪、驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)軸設(shè)置在外輪、內(nèi)輪的偏心位置，所述輪緣通過(guò)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(dòng)軸上還安裝一個(gè)相同的鏈輪。
[0006]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述輪組中外輪和內(nèi)輪的驅(qū)動(dòng)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(jī)構(gòu)，其特征在于:所述輪組中的每個(gè)輪緣在中心軸部分軸向通過(guò)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(jī)構(gòu)，其特征在于:所述外輪和內(nèi)輪組成的輪對(duì)通過(guò)電磁制動(dòng)裝置固定在樓梯邊緣，另一組驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)著陸在另一臺(tái)階上。
[0009]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機(jī)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(dòng)軸上的鏈輪傳動(dòng)比為1:1。
[0010]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機(jī)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(jī)構(gòu)，其特征在于:所述鏈輪和驅(qū)動(dòng)軸形成為曲柄。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有一下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、本實(shí)用新型采用曲柄星輪式爬升機(jī)構(gòu)，突破了傳統(tǒng)的爬樓梯全自動(dòng)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(shí)用新型的曲柄星輪式爬升機(jī)構(gòu)爬升動(dòng)作簡(jiǎn)單，控制容易；結(jié)構(gòu)小巧，制造成本較低；爬升效率較高；對(duì)于各種尺寸的樓梯有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以適應(yīng)一定范圍內(nèi)任意尺寸的樓梯；爬升過(guò)程中重心變化小，運(yùn)行平穩(wěn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的爬升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的爬升機(jī)構(gòu)工作原理圖；
[0017]圖3、4、5、6為本實(shí)用新型的爬升機(jī)構(gòu)爬升過(guò)程圖；
[0018]圖7為對(duì)比的iBOT方式爬樓輪椅運(yùn)動(dòng)軌跡圖；
[0019]圖8為本實(shí)用新型的爬升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡圖。
[0020]標(biāo)記說(shuō)明:
[0021]1-鏈條；2_鏈輪；3_驅(qū)動(dòng)軸；4_框架；5_輪緣；6_輪彀；7_軸承；
[0022]8-中心軸；9-電磁制動(dòng)裝置；10_外輪；11_內(nèi)輪；12_曲柄。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】:
[0024]如圖1所示，一種爬樓梯輪椅爬升機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括鏈條1、鏈輪2、驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置9，所述驅(qū)動(dòng)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(guò)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(dòng)軸3上還安裝一個(gè)相同的鏈輪2。
[0025]進(jìn)一步地，所述輪組中外輪10和內(nèi)輪11的驅(qū)動(dòng)軸3之間的距離是輪子半徑的2倍。
[0026]進(jìn)一步地，所述輪組中的每個(gè)輪緣5在中心軸8部分軸向通過(guò)軸承擋圈定位，并安裝軸承定向鎖。
[0027]進(jìn)一步地，所述外輪10和內(nèi)輪11組成的輪對(duì)通過(guò)電磁制動(dòng)裝置9固定在樓梯邊緣，另一組驅(qū)動(dòng)軸3通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)著陸在另一臺(tái)階上。
[0028]進(jìn)一步地，所述安裝在中心軸8上的鏈輪2和安裝在驅(qū)動(dòng)軸3上的鏈輪2傳動(dòng)比為 1:1。
[0029]進(jìn)一步地，所述外輪10和內(nèi)輪11的半徑均為105cm。
[0030]進(jìn)一步地，所述鏈輪2和驅(qū)動(dòng)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(guò)鏈條I進(jìn)行動(dòng)力傳動(dòng)，通過(guò)曲柄星輪的交替運(yùn)動(dòng)來(lái)完成爬升動(dòng)作。在(a)狀態(tài)時(shí)，外輪10在下，內(nèi)輪11在上，處在準(zhǔn)備爬升狀態(tài)，此時(shí)曲柄12與內(nèi)輪11繞驅(qū)動(dòng)軸3順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，由于鏈輪2傳動(dòng)作用，曲柄12與外輪10繞驅(qū)動(dòng)軸3順時(shí)針旋轉(zhuǎn)直到(b)狀態(tài)。在(b)狀態(tài)下繼續(xù)以上運(yùn)動(dòng)即可達(dá)到(c)狀態(tài)，在(c)狀態(tài)下外輪10與內(nèi)輪11重合，此時(shí)已完成一次爬升運(yùn)動(dòng)。在(c)狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)至(d)狀態(tài)，為下一次爬升運(yùn)動(dòng)做準(zhǔn)備。至此，一次爬升循環(huán)結(jié)束。下樓運(yùn)動(dòng)與爬升運(yùn)動(dòng)相反即可實(shí)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(duì)車(chē)輪，每對(duì)車(chē)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(shuō)明詳細(xì)的機(jī)構(gòu)組成。爬樓梯的輪子在平地行走時(shí)是收起的，平地行走由前面的輪轂電機(jī)輪驅(qū)動(dòng)。左側(cè)爬樓梯輪子由內(nèi)外兩個(gè)輪子及兩個(gè)傳動(dòng)軸組成。在此爬升裝置中裝有一個(gè)輪組，輪組中的兩個(gè)輪子相對(duì)偏心軸都是可旋轉(zhuǎn)的，并且兩個(gè)輪軸有一定相對(duì)距離且聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸和輪子心軸相連接，其目的是使輪子心軸上安裝一個(gè)曲臂圓盤(pán)(其中曲臂圓盤(pán)成為輪緣)，可以繞心軸同心旋轉(zhuǎn)。其中輪組中兩個(gè)輪子的驅(qū)動(dòng)軸之間的距離是輪子半徑的2倍，至少應(yīng)保證約為2倍關(guān)系。當(dāng)此裝置在臺(tái)階上運(yùn)行時(shí)，由于輪組中輪子的偏心旋轉(zhuǎn)，其中一個(gè)輪子向上翻轉(zhuǎn)落在臺(tái)階上，隨之第二個(gè)輪子也向上翻轉(zhuǎn)落在同一臺(tái)階上。此時(shí)該裝置已經(jīng)完成一次爬升，接下來(lái)第一個(gè)輪子繼續(xù)向下一臺(tái)階翻轉(zhuǎn)，由于第一個(gè)輪子在向上翻轉(zhuǎn)時(shí)第二個(gè)輪子作為支撐輪，所以該裝置不用再加額外支撐。
[0033]由一個(gè)可逆電機(jī)輸入動(dòng)力，有鏈傳動(dòng)同時(shí)串聯(lián)地傳遞給兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸即可，其中把兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的目的是，當(dāng)兩個(gè)輪子都相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)180度的時(shí)候，輪組中的兩個(gè)偏心輪將同心。在這個(gè)爬升裝置中，其輪組中的每個(gè)輪緣在心軸部分軸向通過(guò)軸承擋圈定位，并安裝軸承定向鎖，因而輪緣可固定方向運(yùn)動(dòng)，即在爬樓梯時(shí)反向旋轉(zhuǎn)。因而即使在爬升時(shí)有輪緣剎車(chē)，爬升裝置相對(duì)樓梯的方向運(yùn)動(dòng)也是有可能的，因此可以加一個(gè)剎車(chē)裝置解決，例如自動(dòng)控制電磁剎車(chē)裝置。它可以阻止輪子繼續(xù)移動(dòng)而不用打斷旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或行程運(yùn)動(dòng)。在爬升過(guò)程中，一個(gè)輪對(duì)可通過(guò)這個(gè)剎車(chē)裝置固定在樓梯邊緣，另一組偏心輪對(duì)通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)著陸在另一臺(tái)階上。這個(gè)輪緣可通過(guò)軸承套安裝在輪心軸上，在心軸上安裝鏈輪，同時(shí)，在驅(qū)動(dòng)軸上安裝一個(gè)相同的鏈輪，兩個(gè)鏈輪通過(guò)鏈傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1:1。這個(gè)電磁剎車(chē)裝置可安裝在心軸上或者輪緣上。
[0034]在沒(méi)有剎車(chē)動(dòng)作時(shí)，剎車(chē)裝置中的剎車(chē)盤(pán)和輪子以相同速度轉(zhuǎn)動(dòng)。在剎車(chē)位置，通過(guò)剎車(chē)盤(pán)輪緣鎖死，爬升輪的行程運(yùn)動(dòng)由于偏心安裝而不受影響。由于鏈傳動(dòng)輪緣處于鎖死狀態(tài)，所以剎車(chē)裝置軸承定向鎖的運(yùn)動(dòng)方向是可以被限制的。
[0035]如圖7所示，為iBOT方式爬樓輪椅運(yùn)動(dòng)軌跡圖，iBOT仍是世界上較為先進(jìn)的爬樓梯輪椅，它的工作原理源于基本的行星輪運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，車(chē)輪能夠圍繞各自軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，也能夠隨著系桿作繞中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。iBOT輪椅驅(qū)動(dòng)輪的直徑為305cm，運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑與車(chē)輪的半徑是相等的。
[0036]如圖8所示，為本實(shí)施例的爬樓輪椅運(yùn)動(dòng)軌跡圖，本實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)柄星輪式爬升機(jī)構(gòu)軌跡半徑為中心至驅(qū)動(dòng)軸的距離。對(duì)比iBOT，雖然它的運(yùn)動(dòng)速度很快，但是它的起伏很大，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雖然速度相對(duì)較慢，但是運(yùn)動(dòng)的軌跡很平滑，使用時(shí)減少顛簸，提高了舒適度。
[0037]本實(shí)用新型不局限于上述具體的實(shí)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(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種爬樓梯輪椅爬升機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括鏈條(I)、鏈輪(2)、驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置(9 )，所述驅(qū)動(dòng)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(guò)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(dòng)軸(3 )上還安裝一個(gè)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(jī)構(gòu)，其特征在于:所述輪組中外輪(10 )和內(nèi)輪(11)的驅(qū)動(dòng)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(jī)構(gòu)，其特征在于:所述輪組中的每個(gè)輪緣(5)在中心軸(8)部分軸向通過(guò)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(jī)構(gòu)，其特征在于:所述外輪(10)和內(nèi)輪(11)組成的輪對(duì)通過(guò)電磁制動(dòng)裝置(9)固定在樓梯邊緣，另一組驅(qū)動(dòng)軸(3)通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)著陸在另一臺(tái)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(jī)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(dòng)軸(3 )上的鏈輪(2 )傳動(dòng)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(jī)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(jī)構(gòu)，其特征在于:所述鏈輪(2)和驅(qū)動(dòng)軸(3)形成為曲柄(12)。
【文檔編號(hào)】A61G5/06GK204016665SQ201420345237
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)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(qǐng)人:寧夏澍侍信息科技有限公司, 張曉勇, 趙小琴