一種爬樓梯輪椅爬升機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于：包括鏈條、鏈輪、驅動軸、框架、夕卜輪、內輪，框架設置在輪椅的內外兩側，外輪、內輪分別安裝在框架上，外輪、內輪外側均為輪緣，所述外輪、內輪靠近框架一側為輪彀，外輪、內輪中心處設置有軸承，軸承中心處套接中心軸，軸承兩側設置有電磁制動裝置，驅動軸設置在外輪、內輪的偏心位置，輪緣通過軸承套安裝在中心軸上，中心軸上安裝鏈輪，驅動軸上還安裝一個相同的鏈輪。本實用新型的曲柄星輪式爬升機構爬升動作簡單，控制容易；結構小巧，制造成本較低；爬升效率較高；對于各種尺寸的樓梯有較強的適應能力，可以適應一定范圍內任意尺寸的樓梯；爬升過程中重心變化小，運行平穩。
【專利說明】一種爬樓梯輪椅爬升機構

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種爬升機構，尤其是涉及一種爬樓梯輪椅爬升機構。

【背景技術】
[0002]根據2008年開展的第二次殘疾人抽樣推算，我國各類殘疾人口總數為8296萬人，殘疾人占全國總人口的6.34%。其中，60歲及以上的老年殘疾人口為4416萬，占殘疾總人口的53.2%,與1987年相比，60歲及以上的殘疾老年人增加了 2365萬，占到總增加人數的75.5%。隨著年齡的增長，殘疾人口的比例在不斷上升，尤其進入老年后，上升非常迅速。不斷增加的殘疾人口對醫療和保健有著巨大的需求，成為我國面對的重大社會服務問題。服務機器人的出現可以有效地緩解醫務人員不足的現狀，提高殘疾人的生活質量，為我國社會的穩定發展起到積極作用。
[0003]目前，爬樓梯輪椅操作復雜、體積和重量大、價格昂貴，所以在現實生活中沒有得到廣泛應用，例如，iBOT成本較高，售價昂貴(近29000美元)，對于普通的殘疾人家庭來說只能望而卻步。


【發明內容】

[0004]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種爬樓梯輪椅爬升機構，其采用曲柄星輪式爬升機構，突破了傳統的爬樓梯全自動的概念，采取他人輔助上樓方式，在很大程度上降低了爬樓梯輪椅的成本和難度，有效解決了現有技術的不足。
[0005]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:包括鏈條、鏈輪、驅動軸、框架、外輪、內輪，所述框架設置在輪椅的內外兩側，所述外輪、內輪分別安裝在框架上，所述外輪、內輪外側均為輪緣，所述外輪、內輪靠近框架一側為輪彀，所述外輪、內輪中心處設置有軸承，所述軸承中心處套接中心軸，所述軸承兩側設置有電磁制動裝置，所述驅動軸設置在外輪、內輪的偏心位置，所述輪緣通過軸承套安裝在中心軸上，所述中心軸上安裝鏈輪，所述驅動軸上還安裝一個相同的鏈輪。
[0006]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述輪組中外輪和內輪的驅動軸之間的距離是輪子半徑的2倍。
[0007]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述輪組中的每個輪緣在中心軸部分軸向通過軸承擋圈定位，并安裝軸承定向鎖。
[0008]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述外輪和內輪組成的輪對通過電磁制動裝置固定在樓梯邊緣，另一組驅動軸通過旋轉運動著陸在另一臺階上。
[0009]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述安裝在中心軸上的鏈輪和安裝在驅動軸上的鏈輪傳動比為1:1。
[0010]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述外輪和內輪的半徑均為105cmo
[0011]上述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述鏈輪和驅動軸形成為曲柄。
[0012]與現有技術相比，本實用新型有一下優點:
[0013]1、本實用新型采用曲柄星輪式爬升機構，突破了傳統的爬樓梯全自動的概念，采取他人輔助上樓方式，在很大程度上降低了爬樓梯輪椅的成本和難度。
[0014]2、本實用新型的曲柄星輪式爬升機構爬升動作簡單，控制容易；結構小巧，制造成本較低；爬升效率較高；對于各種尺寸的樓梯有較強的適應能力，可以適應一定范圍內任意尺寸的樓梯；爬升過程中重心變化小，運行平穩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的爬升機構結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的爬升機構工作原理圖；
[0017]圖3、4、5、6為本實用新型的爬升機構爬升過程圖；
[0018]圖7為對比的iBOT方式爬樓輪椅運動軌跡圖；
[0019]圖8為本實用新型的爬升機構運動軌跡圖。
[0020]標記說明:
[0021]1-鏈條；2_鏈輪；3_驅動軸；4_框架；5_輪緣；6_輪彀；7_軸承；
[0022]8-中心軸；9-電磁制動裝置；10_外輪；11_內輪；12_曲柄。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型的【具體實施方式】:
[0024]如圖1所示，一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:包括鏈條1、鏈輪2、驅動軸
3、框架4、外輪10、內輪11，所述框架4設置在輪椅的內外兩側，所述外輪10、內輪11分別安裝在框架4上，所述外輪10、內輪11外側均為輪緣5，所述外輪10、內輪11靠近框架4 一側為輪彀6,所述外輪10、內輪11中心處設置有軸承7,所述軸承7中心處套接中心軸8,所述軸承7兩側設置有電磁制動裝置9，所述驅動軸3設置在外輪10、內輪11的偏心位置，所述輪緣5通過軸承套安裝在中心軸8上，所述中心軸8上安裝鏈輪2，所述驅動軸3上還安裝一個相同的鏈輪2。
[0025]進一步地，所述輪組中外輪10和內輪11的驅動軸3之間的距離是輪子半徑的2倍。
[0026]進一步地，所述輪組中的每個輪緣5在中心軸8部分軸向通過軸承擋圈定位，并安裝軸承定向鎖。
[0027]進一步地，所述外輪10和內輪11組成的輪對通過電磁制動裝置9固定在樓梯邊緣，另一組驅動軸3通過旋轉運動著陸在另一臺階上。
[0028]進一步地，所述安裝在中心軸8上的鏈輪2和安裝在驅動軸3上的鏈輪2傳動比為 1:1。
[0029]進一步地，所述外輪10和內輪11的半徑均為105cm。
[0030]進一步地，所述鏈輪2和驅動軸3形成為曲柄12。
[0031]如圖2、3、4、5、6所示,兩套曲柄星輪通過鏈條I進行動力傳動，通過曲柄星輪的交替運動來完成爬升動作。在(a)狀態時，外輪10在下，內輪11在上，處在準備爬升狀態，此時曲柄12與內輪11繞驅動軸3順時針旋轉，同時，由于鏈輪2傳動作用，曲柄12與外輪10繞驅動軸3順時針旋轉直到(b)狀態。在(b)狀態下繼續以上運動即可達到(c)狀態，在(c)狀態下外輪10與內輪11重合，此時已完成一次爬升運動。在(c)狀態下繼續運動至(d)狀態，為下一次爬升運動做準備。至此，一次爬升循環結束。下樓運動與爬升運動相反即可實現。
[0032]具體地，在輪椅的內、外兩側框架上分別裝有一對車輪，每對車輪均由內、外輪構成。在下文中以位于左邊的爬樓梯輪子說明詳細的機構組成。爬樓梯的輪子在平地行走時是收起的，平地行走由前面的輪轂電機輪驅動。左側爬樓梯輪子由內外兩個輪子及兩個傳動軸組成。在此爬升裝置中裝有一個輪組，輪組中的兩個輪子相對偏心軸都是可旋轉的，并且兩個輪軸有一定相對距離且聯合驅動。驅動軸和輪子心軸相連接，其目的是使輪子心軸上安裝一個曲臂圓盤(其中曲臂圓盤成為輪緣)，可以繞心軸同心旋轉。其中輪組中兩個輪子的驅動軸之間的距離是輪子半徑的2倍，至少應保證約為2倍關系。當此裝置在臺階上運行時，由于輪組中輪子的偏心旋轉，其中一個輪子向上翻轉落在臺階上，隨之第二個輪子也向上翻轉落在同一臺階上。此時該裝置已經完成一次爬升，接下來第一個輪子繼續向下一臺階翻轉，由于第一個輪子在向上翻轉時第二個輪子作為支撐輪，所以該裝置不用再加額外支撐。
[0033]由一個可逆電機輸入動力，有鏈傳動同時串聯地傳遞給兩個驅動軸即可，其中把兩個驅動軸聯合驅動的目的是，當兩個輪子都相對于驅動軸旋轉180度的時候，輪組中的兩個偏心輪將同心。在這個爬升裝置中，其輪組中的每個輪緣在心軸部分軸向通過軸承擋圈定位，并安裝軸承定向鎖，因而輪緣可固定方向運動，即在爬樓梯時反向旋轉。因而即使在爬升時有輪緣剎車，爬升裝置相對樓梯的方向運動也是有可能的，因此可以加一個剎車裝置解決，例如自動控制電磁剎車裝置。它可以阻止輪子繼續移動而不用打斷旋轉運動或行程運動。在爬升過程中，一個輪對可通過這個剎車裝置固定在樓梯邊緣，另一組偏心輪對通過旋轉運動著陸在另一臺階上。這個輪緣可通過軸承套安裝在輪心軸上，在心軸上安裝鏈輪，同時，在驅動軸上安裝一個相同的鏈輪，兩個鏈輪通過鏈傳動，傳動比為1:1。這個電磁剎車裝置可安裝在心軸上或者輪緣上。
[0034]在沒有剎車動作時，剎車裝置中的剎車盤和輪子以相同速度轉動。在剎車位置，通過剎車盤輪緣鎖死，爬升輪的行程運動由于偏心安裝而不受影響。由于鏈傳動輪緣處于鎖死狀態，所以剎車裝置軸承定向鎖的運動方向是可以被限制的。
[0035]如圖7所示，為iBOT方式爬樓輪椅運動軌跡圖，iBOT仍是世界上較為先進的爬樓梯輪椅，它的工作原理源于基本的行星輪運動系統，車輪能夠圍繞各自軸線轉動，也能夠隨著系桿作繞中心軸的轉動。iBOT輪椅驅動輪的直徑為305cm，運動軌跡的半徑與車輪的半徑是相等的。
[0036]如圖8所示，為本實施例的爬樓輪椅運動軌跡圖，本實施例的運動柄星輪式爬升機構軌跡半徑為中心至驅動軸的距離。對比iBOT，雖然它的運動速度很快，但是它的起伏很大，本實用新型所設計的雖然速度相對較慢，但是運動的軌跡很平滑，使用時減少顛簸，提高了舒適度。
[0037]本實用新型不局限于上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發，不經過創造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:包括鏈條(I)、鏈輪(2)、驅動軸(3)、框架(4)、外輪(10)、內輪(11)，所述框架(4)設置在輪椅的內外兩側，所述外輪(10)、內輪(11)分別安裝在框架(4)上，所述外輪(10)、內輪(11)外側均為輪緣(5)，所述外輪(10)、內輪(11)靠近框架(4)一側為輪彀(6)，所述外輪(10)、內輪(11)中心處設置有軸承(7)，所述軸承(7 )中心處套接中心軸(8 )，所述軸承(7 )兩側設置有電磁制動裝置(9 )，所述驅動軸(3 )設置在外輪(10)、內輪(11)的偏心位置，所述輪緣(5)通過軸承套安裝在中心軸(8)上，所述中心軸(8 )上安裝鏈輪(2 )，所述驅動軸(3 )上還安裝一個相同的鏈輪(2 )。
2.根據權利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述輪組中外輪(10 )和內輪(11)的驅動軸(3 )之間的距離是輪子半徑的2倍。
3.根據權利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述輪組中的每個輪緣(5)在中心軸(8)部分軸向通過軸承擋圈定位，并安裝軸承定向鎖。
4.根據權利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述外輪(10)和內輪(11)組成的輪對通過電磁制動裝置(9)固定在樓梯邊緣，另一組驅動軸(3)通過旋轉運動著陸在另一臺階上。
5.根據權利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述安裝在中心軸(8 )上的鏈輪(2 )和安裝在驅動軸(3 )上的鏈輪(2 )傳動比為1:1。
6.根據權利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述外輪(10)和內輪(11)的半徑均為105cm。
7.根據權利要求1所述的一種爬樓梯輪椅爬升機構，其特征在于:所述鏈輪(2)和驅動軸(3)形成為曲柄(12)。
【文檔編號】A61G5/06GK204016665SQ201420345237
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】張曉勇, 趙小琴 申請人:寧夏澍侍信息科技有限公司, 張曉勇, 趙小琴