[发明专利]一种可爬楼梯的变形车轮

说明书

本发明公开了一种可爬楼梯的变形车轮，包括同轴设置且可相对转动的外轮毂和内轮毂，外轮毂的外缘上均匀固定有若干固定式轮辐，每个固定式轮辐顶端两侧各铰接有一个轮缘；相邻两个轮缘通过滑槽滑销结构连接在一起；内轮毂上铰接有与外轮毂上的固定式轮辐数量相等的可动式轮辐，每一个可动式轮辐的另一端都通过所述滑槽滑销结构与两个轮缘连接在一起。控制内轮毂相对于外轮毂旋转，可动式轮辐带动两个轮缘的活动端收拢或展开，所有轮缘就会变为尖齿轮状或圆形，实现平地行走和上下楼梯的自动转换问题。本发明结构紧凑，强度有保障，平稳性较好，功能上容易实现，自动化程度和随动性好，适用范围广。

技术领域

本发明属于车轮技术领域，具体涉及一种可爬楼梯的变形车轮。

背景技术

随着社会老龄化的发展，轮椅的需求量日益增大。但是轮椅需求者不仅需要在平地上代步，也要求轮椅能够行走上下楼梯，甚至行走至自己居住的楼层。变形车轮是针对轮椅而设计的，随着老龄化的到来，平地行走是一种需求，更主要是自动上下楼梯回到家中，行动不便的老年人，往往居住在旧式楼房内，安装电梯存在一定的难处。若能坐着轮椅下楼买菜，又可以再坐着轮椅上楼回到家中，中间自然会有平地的行走，但整个过程是连续的，这对轮椅需求者来讲，是很方便的，尤其是有些地铁入口处，有向上的扶梯，但下去仅是楼梯，这对行动不便的人来讲，几乎就无法去乘坐地铁(个别的地铁口可能会有直梯)，即便是平地行走，也会有些台阶。对于下肢残障的人士来讲，这些需求同样重要。

此前也曾出现过既可在平地上行走、又可以部分上台阶的轮椅，按照爬楼执行机构的类型，主要可归结为轮组式、履带式和多足式三类。但都因存在缺陷而未得到推广，如推杆式轮椅在楼梯转弯处无法回转等，使其使用受到限制。随着科技的进步，有人研究出了能够在不同地况上行走的变形车轮，如申请号201020268767.X、申请名称《多路况行走变形轮》的中国专利公开了一种能够在各种复杂路面上行走的变形轮。其结构由轮轴、内轮盘、外轮盘、通过定辐条和动辐条与轮盘铰接的多个相同的等分轮缘，以及套接在轮轴上能带动内轮盘转动使各轮辐错位、变形的动力机构组成。外轮盘的一个象限内的同一圆周上有2-5个等距离的定位孔，定位销穿过内轮盘的销钉滑动孔定位于外轮盘的定位孔中。变形时，通过动力机构中的拨叉先将定位销从定位孔中拉出，随即带动内轮盘转动，使动辐条发生扭转，并使各轮缘发生变形，当选定的定位孔与定位销对齐时，将定位销插入该定位孔中即可使变形后的轮辐重新定位。该车轮虽然可以爬楼梯，但缺点有三，一是轮缘3由圆形变为非圆形后，轮缘的伸出端太长，在使用过程中从强度方面考虑存在欠缺，二是在由圆变非圆的过程中，插、拔定位销的动作似乎是由人来完成，自动化程度不高，三是从总体结构看，该轮子上楼梯可行的话，反向下楼梯时存在可能失稳的问题，而且上楼梯时运动不会平稳。

发明内容

本发明的目的是提供一种可爬楼梯的变形车轮，解决了现有变形车轮自动化程度低、且结构复杂的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种可爬楼梯的变形车轮，包括同轴设置且可相对转动的外轮毂和内轮毂，外轮毂的外缘上均匀固定有若干固定式轮辐，每个固定式轮辐顶端两侧各铰接有一个具有弧度的轮缘，所有轮缘可围绕成圆形；相邻两个位于不同固定式轮辐的轮缘通过滑槽滑销结构连接在一起；内轮毂上铰接有与外轮毂数量相等的可动式轮辐，每一个可动式轮辐的另一端都通过所述滑槽滑销结构与两个轮缘连接在一起；外轮毂和内轮毂各自连接一个独立的电机。

本发明的原理是：控制内轮毂相对于外轮毂旋转，可动式轮辐绕连接销转动，通过滑槽滑销结构带动两个轮缘的活动端向内收拢，所有轮缘由圆形变为尖齿轮状，可上下楼梯。控制内轮毂相对于外轮毂逆向旋转，可动式轮辐绕连接销逆向转动，通过滑槽滑销结构带动两个轮缘的活动端向外展开，所有轮缘由尖齿轮状变为圆形，可在平地上行走。

本发明的特点还在于：

进一步地，固定式轮辐和可动式轮辐的数量均为六个，轮缘为十二个。变形后的尖齿轮状车轮具有六个尖角。该结构简单、紧凑，而且无论是上下一般楼梯，还是扶梯，轮缘变形后与楼梯台面接触的滑顺、平稳性较好，功能上容易实现。