[实用新型]一种新型六自由度自动爬楼梯轮椅

说明书

本实用新型提供了一种新型六自由度自动爬楼梯轮椅，可以自动上下楼梯或者跨越一些障碍物，主要包括轮椅架、履带组件、后轮组件、前轮组、控制器、姿态传感器、履带驱动电机、后轮摆臂电机、履带罩、后轮摆臂角度传感器。履带组件和后轮组件与四个轮子的运动组成六自由度，使得爬楼梯轮椅上下楼过程中能够完全平滑过渡，不会产生突然倾转现象；轮椅不需要控制和调节重心位置，使重心能够始终自动在四个轮子中间，确保安全；可以自动完成上下楼和平路工作模式的转换，降低用户操作能力的要求，简化操作步骤；下楼过程开始时，轮椅可以自动对准下楼梯的方向；上下楼过程中一个人通过简单操作可以独立完成，不需要健康人辅助完成上下楼操作。

技术领域

本发明涉及一种自动爬楼梯的轮椅，属于不需要人干预的自动机械领域。

背景技术

目前中国老年人口日益增加，失能老人和一些残疾人出行受到了极大限制。尽管我国城市无障碍设施日益普及，但是很多老旧居民区低于六层以下的居民楼仍然大量存在。而恰恰是这些老旧的无电梯的楼房中居住了大量的退休老年人。因此他们出行受到了极大的限制。为了方面腿脚不够灵便的老年人和残疾人上下楼，人们设计了很多种爬楼梯的装置。特别是电动轮椅的出现，使得爬楼梯装置和轮椅种类繁多，但是目前很多爬楼梯轮椅的安全性不能满足要求，有些轮椅或者爬楼装置需要一个强壮的健康人辅助老年人或者残疾人乘坐爬楼梯轮椅或者装置上下楼，因此非常不可靠。而且目前所有爬楼梯轮椅或装置几乎都无法使轮椅在平地状态平滑过渡到下楼状态，或者上楼状态平滑过渡到平地状态。目前所有轮椅在两种状态转换时都会有一个角度和重心的快速摆动，这样就降低了爬楼轮椅的安全性，为了解决这个问题，大多需要一个健康强壮的人在轮椅后部把持轮椅，防止轮椅的角度和重心的快速变化，避免轮椅倾覆的危险。

中国专利CN201510344769.X公开了一种多功能电动轮椅车，该多功能电动轮椅车采用三组履带和四个轮子的复合结构，系统过于复杂和庞大。在上下楼的起始楼梯和终止楼梯处，虽然能够解决平滑过渡的问题，但是由于座椅重心较高，因此需要不断调节座椅角度，否则容易出现危险。此外，该轮椅无法做到自动控制，需要乘坐轮椅的人仔细操作，一旦失误，会产生危险。所以，不适合反应不灵敏，且对操作不熟练的老人乘坐。

中国专利CN201210084640.6公开了一种悬挂式重心可移动爬楼梯车，该车很好地保持了上下楼时座椅处于水平状态，但是也不能很好地解决上下楼梯时平稳过渡问题，有可能会因重心变化使爬楼车快速倾转，加之该发明座椅重心很高，一旦控制不好就会产生安全问题。另外，重心的调节要格外小心，而且需要操作者非常熟练才能够保证其正常运行。该发明有两个座椅，因此重心位置不易确定，很难进行自动进行重心控制。

中国专利CN201610070118.0公开了一种基于行走轮摆动的单节双履带爬楼轮椅及上下楼方法，该轮椅结构比较简单，但是人工操作比较复杂。其影响安全的最大问题在于下楼时无法做到平滑过渡，有突然前倾的危险，容易出现安全隐患。

中国专利CN201310027105.1、CN201320016259.6、CN201420482953.1、CN201420624224.5、CN201620102592.2、CN201620157391.2、CN201620717231.9 也公开了几种爬楼梯轮椅结构，具有一定的新颖性。但是它们存在一个共同的问题，就是上下楼状态不能平滑过渡，会发生突然倾转的危险。因此都无法应用的实际生活中。

综上所述，要解决老年人上下楼梯的问题，首先要操作简便，力求能够全部自动完成上下楼过程，不需要健康人在旁边辅助操作。其次，要确保使用者的安全，也就是要在上下楼转换过程中平滑过渡，严禁轮椅突然倾转。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提出了一种新型六自由度自动爬楼梯轮椅。该一种新型六自由度自动爬楼梯轮椅采用履带和轮子组合结构，在上下楼的过程中通过后轮摆臂支撑轮椅，实现了平滑过渡，不会产生任何突然倾转现象。同时，本发明可以自动地始终保持轮椅重心在四个支撑点的范围内，确保轮椅的上下楼安全。