[发明专利]一种轮腿复合式轮椅机架

说明书

技术领域

本发明涉及轮椅技术，具体为一种轮腿复合式轮椅机架。

背景技术

轮椅是老年人和残障者的主要代步工具。其在平地上移动具有其明显的优势，且简单易用，且价格便宜。然而，日常道路和建筑中处处可见的台阶及楼梯大大影响和限制了老年人和残障者的生活。针对行动不便的老年人或残障者在家庭和各种公共场所上下楼梯的需求，人们开始研究能够爬楼梯的电动轮椅。而在电动轮椅的各个组成部分中，轮椅的机架作为其执行机构联系的主体构件直接影响着整个轮椅机构的布局分布、传动系统的布局，甚至轮椅的运动及动力特性。

在对爬楼梯轮椅的研究中，美国、法国、德国和日本占主导地位，技术相对比较成熟。例如，法国Topchair公司生产的电动爬楼梯轮椅，其机架上有四个车轮平地运行时使用，当遇到楼梯等特殊地形时，将机架内侧的履带放下至地面，把四个车轮收起，依靠履带完成爬楼等功能。履带式结构使其运行平稳，乘坐舒适。但由于履带置于机架下部，其转向灵活性降低，同时履带对于楼梯也会造成一定损害。美国的iBOT采用行星轮爬楼机构，机架上有6个轮子，前面有一对直径10厘米的实心脚轮，后面有两对直径30厘米的充气轮。iBOT几乎能适用所有楼梯，此外它也能在沙滩、斜坡和崎岖的路面上行走，而且后轮能站起来直立行走，可以调节座椅高度以方便使用者取放位于高处的物体(参见《中国康复医学杂志》2005年第20卷第5期P366-P367)。但其行星轮式的结构也使得爬楼梯过程中重心起伏幅度较大，降低了舒适性。上述轮椅售价均较高，难以被普通消费者接受。

目前国内关于爬楼梯轮椅的研究也渐渐增多。例如，房立新等发明的行星轮式爬楼梯电动轮椅(参见专利CN102125488A)中采用由管件拼接的整体式机架。这种机架结构简单，重量较轻，但由于其整体式的结构使得轮椅的座椅及脚踏板的高度等均不能调节，从而使得轮椅的乘坐舒适性降低。侯乐平设计的“一种能上下楼梯的轮椅”(参见专利CN2451090Y)采用上下车体各有4根可上下移动的支腿杆来完成爬楼梯动作。其上下两部分车体通过机架上的导轨装置联接，机架上固接有8根丝杠一螺母结构以完成支腿杆的交替升降。此结构在完成爬楼梯动作的同时又保持了车体始终处于水平状态，使乘坐者感觉更舒适。但当其爬楼梯时，只有2跟支撑腿着地，平衡安全性减低。为了使轮椅主体机架安装的转向轮的方向可控，盛荣昌发明的“一种中控三档位万向轮”(参见专利CN202518034U)应用于现代轮椅上，可将万向轮变档简化为定向轮运动。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种轮腿复合式轮椅机架，该机架结合履带式及腿式爬楼梯轮椅机架各自的优势，在良好支撑轮椅重量的条件下，可以协调各机构间的位置关系，使轮椅整体结构紧凑，并能辅助轮椅完成爬楼越障等动作。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种轮腿复合式轮椅机架，其特征在于该机架主要包括脚踏板升降机构、前腿升降机构、主动轮驱动机构、后轮定向锁死机构、主体机架、万向轮、主动轮、无线控制模块和控制机；

所述主体机架主要由一个矩形框架、四个连接臂、两条滑道及电池组成；主体机架的整体形状酷似倒置的四腿动物，矩形框架是主体机架的主体，在其上端面的四个角处焊接有四个连接臂；所述电池为轮椅的动力源，其与无线控制模块均安装在矩形框架内；两条滑道对称安装在矩形框架上端面的两条长边上，滑道结构与座椅机构相配合连接；主体机的前部正中与脚踏板升降机构连接，矩形框架前部两侧的前臂上对称连接有两个前腿升降机构；矩形框架的后部对称连接有两个后轮，后轮带有后轮定向锁死机构；矩形框架的左、右两侧分别连接有一个主动轮驱动机构，其输出端对称安装有主动轮；

所述脚踏板升降机构主要由脚踏板、滑块螺母、踏板手柄、踏板丝杠、踏板手柄齿轮、上齿轮、下齿轮、电机齿轮、升降电机和螺栓组成；其中，上齿轮和下齿轮通过轴连为一体；并通过轴承支座固定在机架上；踏板手柄齿轮通过键安装在踏板丝杠的上端，而踏板丝杠的末端通过销钉连接着踏板手柄；脚踏板通过螺栓固定在滑块螺母上；升降电机带动电机齿轮转动，电机齿轮与下齿轮啮合，上齿轮又与手柄齿轮啮合，将动力传递给了踏板丝杠，带动滑块螺母上下移动；

所述前腿升降机构主要由前腿丝杠、托盘、导柱、导套、支撑套、丝杠螺母、垫块、前腿手柄、支撑板、前腿手柄齿轮和丝杠齿轮组成；前腿手柄通过销与前腿手柄齿轮联接为一体，丝杠齿轮固结于丝杠螺母上，支撑套固定在支撑板上，前腿丝杠及导柱均固定在托盘上，垫块通过螺纹联接固定在导柱上；

所述主动轮驱动机构主要由电机及减速器组成；