[发明专利]轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅

说明书

技术领域

本发明是一种轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，属于一种在平地、楼梯以及凸凹不平的路面上都能安全稳定运行的无障碍轮椅。

背景技术

自平衡无障碍轮椅是一种集运动机构、动态决策与规划、行为控制等多种技术于一体的综合系统。其中，星型轮式无障碍轮椅和履带式无障碍轮椅最具代表性。无障碍轮椅是老年人和下肢瘫痪病人在日常生活中不可或缺的代步工具，性能优越的轮椅，尤其是智能无障碍轮椅能使他们在完成部分日常活动的同时，重新获得生活能力，增强重新融入社会的信心。

星型轮式无障碍轮椅是目前国际上较为通用，也是研究最多的一种越障轮椅模式，是目前爬楼梯效果较好的轮椅，在一定程度上可以适应多种地形，但是这种星型轮式无障碍轮椅在爬越楼梯时会产生较大的颠簸，对于轮椅使用者来讲感觉很不舒服。而应用普遍使用的轮式轮椅，其越障性能又不强，若使用轮式轮椅爬越楼梯(假如一幢大楼门前并没有轮椅通道)，一般的做法是在整个楼梯铺设平板，这显然是不现实的。另一种做法是在轮式轮椅上安装爬越楼梯的辅助机构等，这样就会造成轮椅的机构相当复杂，而且轮椅也会很重。此外，履带式轮椅能够平稳的进行楼梯攀爬，适合大多数的室内外障碍地形，简单容易操作，相对于其他种类的无障碍轮椅更为安全稳定，无需专人辅助进行楼梯攀爬，但是履带式轮椅在平地上的运动速度缓慢，重量大，使得履带式轮椅在转弯及搬运等方面不方便。

发明内容

为了克服现有的无障碍轮椅在攀爬楼梯或攀越障碍物时不稳定、可靠性不高、速度缓慢等的缺陷，本发明提供一种安全、方便、稳定地攀爬楼梯或攀越障碍物的轮椅，使用者不需要任何的帮助就可以自由地在平地、楼梯台阶、斜坡上“行走”，将给残障人士的日常生活提供极大的方便。

本专利解决技术问题所采用的技术方案是：轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，是由上机架、下机架、主机架、下肢机架、辅轮架、辅轮、重心平衡机构、轮/履变结构移动平台构成，上机架、下机架同主机架的上端轴动装连接，通过重心平衡机构的调节可以绕主机架上端俯仰一定角度，下肢机架与下机架动装连接，可以绕下机架外侧轴自动旋转。辅轮架动装连接在下机架上，辅轮安装在辅轮架上，重心平衡机构安装在主机架与上、下机架之间，轮/履耦合式移动平台与主机架动装连接，采用轮/履耦合式移动平台，使轮椅在攀越楼梯或障碍物时具有良好的越障能力。

上机架由上机架椅垫、上机架轴、头部支撑机架、头部支撑软垫、扶手、把手构成，椅垫固定在上机架轴上，两个扶手安装在上机架轴的前端，当轮椅攀爬楼梯、障碍物或平地行走时上使用者可手握扶手，以提高其稳定性。为了使老年人或肢体瘫痪病人在使用轮椅时更加舒适、放松，在上机架顶端安装一头部支撑机构，头部支撑机构包括头部支撑机架和头部支撑软垫两部分，头部支撑机架同上机架轴动装连接，可以沿着连接体上下移动，从而调节头部支撑软垫的具体位置。上机架同主机架动装连接，可以绕主机架的上端轴旋转一定的角度，主机架起固定作用，上机架、下机架、两电动推杆通过一定的支点动装连接在主机架上，控制箱和轮履变结构移动平台均固定连接在主机架上。下机架包括下机架轴和下机架椅垫两部分，下机架轴一端同主机架动装连接，另一端同下肢机架动装连接，老年人或者肢体瘫痪病人可根据自己的实际需要自行调节下肢机架同下机架之间的角度。下肢机架由下肢机架轴、脚踏板、护膝套构成，脚踏板和护膝套可以通过下肢机架轴上下调节其位置。

采用轮/履耦合式移动平台，由轮式与履带式移动相互转换的变换机构、驱动装置、弹性履带构成，其轮式与履带式移动相互转换的变换机构由主动轮、支撑轮、推杆、六点连接体、六点连接体摆杆、支撑轮摆杆、连杆、曲柄构成，六点连接体与六点连接体摆杆、曲柄、连杆构成一曲柄摇杆机构，六点连接体与推杆动装连接，轮椅上、下楼梯时，控制箱中的ARM控制板通过程序控制推杆推动曲柄摇杆结构，使支撑轮展开一定的角度，从而实现移动平台由轮式移动向履带式移动的转换。平地行走时，移动平台的弹性履带不展开，驱动装置通过控制两个主动轮运转来驱动轮椅行走，调节主动轮的转速差，可以实现轮椅的转弯动作；上、下楼梯时，控制箱中的ARM控制板控制辅轮自动抬起，通过轮式与履带式移动相互转换的变换机构将弹性履带展开，将座椅调高到适当的位置，通过驱动装置控制主动轮带动弹性履带按照一定的转速运行，从而实现轮椅的上、下楼梯运动。弹性履带附在主动轮上，驱动装置安装在两移动平台之间的主机架下端轴上，由电动机、减速器和联轴器构成。