[发明专利]无障碍通行平衡车

说明书

本发明专利公开了一种安全快捷的无障碍通行平衡车。其可以适应平地、楼梯、崎岖道路等各种地形。平衡车主要由四个可控转动复合轮和竖直平衡车体框架组成，复合轮包含行走轮、履带和麦克纳姆轮，普通道路用行走轮，不平道路用行走轮和履带组合，楼梯使用麦克纳姆轮和履带组合；车体框架利用平行四边形内角变化原理，始终保持车体竖直平衡。该车可独立操作，行走前根据道路情况，选择复合轮合适的轮组和相应的倾斜角度；行走过程中能自动保持平衡，并根据道路不平情况进行自动调节，运行平稳舒适，尤其该车在爬楼时，操作简单，能快速改变爬楼方向，可实现连续稳定快速地爬楼。

技术领域

本发明专利涉及一种适应平地、楼梯、崎岖道路等各种地形的无障碍通行平衡车，其主要运用于无障碍通行平衡轮椅、越野平衡车、玩具平衡车等运动机器，通过轮组的变换以及控制轮组不同的倾斜角度来适应各种地形自由行走、爬行，尤其是在遇到楼梯，该车能自动控制平衡、减缓抖动和颠簸，在狭窄的楼梯平台空间能够实现360度自由行走和快速变换爬楼方向。

背景技术

目前，公知的无障碍通行车主要有轮式、平板履带式以及两段或三段分段履带式。轮式行走过程抖动较大，楼梯抓地能力不强；平板式履带往往是通过履带与轮子组合使用，在楼梯或不平道路上用平板行走，在平地用轮子行走，在平地与楼梯之间需要来回切换，而且在用平板爬行时，需要借助人力或平衡辅助装置解决车体大幅摆动的问题，在楼梯平台调整座椅爬楼方向时操作繁琐；分段式履带也是通过履带与轮子组合使用，其很好地解决了平板式履带大幅摆动的问题，但同样需要通过履带与轮子来回切换来解决平地行走转向不灵活和行走效率低的问题，在楼梯平台上调整座椅爬楼方向耽搁的时间较长。这几种车，有的需要借助人力或辅助装置，有的运行不够安全舒适，有的需要在履带和轮子之间来回切换，调整座椅爬楼方向，操作繁琐，爬行效率低。

发明内容

为了克服现有的无障碍通行车需要借助于外力、运行不够平稳、操作繁琐、爬行效率低的不足，本发明专利提供一种无障碍通行平衡车，该车不仅在平地上可以自由行走，任意转向，而且在上下楼梯或不平道路行走时，在没有外在人力辅助下，能自动保持平衡，运行平稳舒适，特别在狭窄的道路或楼梯平台上能够简单快速变换爬楼方向，省去楼梯平台上需要调转爬楼方向的繁琐操作。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：该无障碍通行平衡车由车体框架和四个复合轮构成。

车体框架主要由复合轮旋转控制结构和车体平衡控制结构构成。

旋转控制结构主要由主副竖杆与上下横轴采用“罒”型结构构造，内侧为主竖杆，外侧为副竖杆，上横轴为固定横轴，下横轴为中间安装差速器的差速横轴。在主竖杆之间安装旋转控制齿轮与差速器齿接，其轴心与竖杆在同一平面。在旋转控制齿轮上安装锁止模块，锁止模块锁止差速器相对于竖杆的旋转角度。在差速器的外壳上安装角度模块和弹簧卡套，角度模块识别差速器相对于水平面的旋转角度，弹簧卡套开两个对称槽口，在差速器一侧的半轴上固定安装弹簧钢板，弹簧钢板的两端嵌到弹簧卡套的槽口中。

平衡控制结构由上下两根等长连杆和中心竖杆组成“工”型结构，上下连杆与中心竖杆转动连接，两根连杆的两端套接在前后旋转控制结构的横轴上，连杆可以绕横轴转动，连杆、中心竖杆以及前后竖杆形成平行四边形转动连接。以下连杆中心为轴心，在下连杆上方固定安装圆弧外齿条，在圆弧外齿条上方的中心竖杆上安装平衡传动齿轮与之齿接，平衡传动齿轮可绕圆弧外齿条转动。中心竖杆上安装平衡模块，根据平衡模块，控制平衡传动齿轮，调整连杆与中心竖杆之间的角度。根据平行四边形原理，当平衡模块感知竖杆发生倾斜，改变连杆与竖杆之间的角度，可保持竖杆竖直，也就保持车体框架竖直平衡。