一種可爬樓梯輪椅的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可爬樓梯輪椅，包括輪椅架和行走裝置，行走裝置包括腳輪和第一電動機，腳輪包括輪圈、設在輪圈內的多個凸輪、與各凸輪配合且由凸輪驅動沿輪圈徑向作直線運動的推桿以及用于對凸輪提供驅動力的第二電動機，輪圈側壁設有供各推桿穿過的導向孔。本實用新型的可爬樓梯輪椅，通過在腳輪上設置由凸輪驅動且為可伸縮的推桿，推桿從輪圈上伸出后可以將輪椅架支撐起來，從而在電動機的驅動下可以攀爬樓梯，而且凸輪與推桿形成的凸輪機構具有自鎖功能，凸輪將推桿鎖止，使推桿保持伸出狀態，從而可以為輪椅架提供穩定的支撐，可靠性高，攀爬運行平穩。
【專利說明】一種可爬樓梯輪椅

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可爬樓梯輪椅。

【背景技術】
[0002]目前，在國內、外對于電動爬樓梯輪椅的研究總體有一下三種類型:履帶式、輪組式、步行式。其中履帶式電動爬樓梯輪椅，重量大、運動不夠靈活、爬樓時在樓梯邊緣造成巨大的壓力，對樓梯有一定的損壞；且平地使用所受阻力較大，而且轉彎不方便，這些問題限制了其在日常生活中的推廣使用；輪組式電動爬樓梯輪椅，活動范圍廣，運動靈活，但是上下樓梯時平穩性不高，重心起伏較大，會使乘坐者感到不適。此外，輪組式爬樓梯裝置體積較大，很難在普通住宅樓梯上使用；步行式電動爬樓梯輪椅，運動平穩，適合不同尺寸的樓梯；但它對控制的要求很高，操作比較復雜，在平地行走時運動幅度不大，動作緩慢?？偟膩碚f，它們大多結構復雜、造價昂貴。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題時提供一種可自行攀爬樓梯的輪椅。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為:一種可爬樓梯輪椅，包括輪椅架和設在輪椅架底部的行走裝置，所述行走裝置包括腳輪和用于對腳輪提供驅動力的第一電動機，腳輪至少設有四個，腳輪包括輪圈、設在輪圈內的多個凸輪、與各凸輪配合且由凸輪驅動沿輪圈徑向作直線運動的推桿以及用于對凸輪提供驅動力的第二電動機，輪圈側壁設有供各推桿穿過的導向孔。
[0005]所述凸輪在所述輪圈內以輪圈軸線為中心線均勻分布。
[0006]所述凸輪旋轉設置于所述輪圈內部，凸輪表面設有齒，所述第二電動機的電機軸上設有與凸輪表面的齒嚙合的主動齒輪，主動齒輪與輪圈同軸。
[0007]所述推桿上套設有用于使其復位的復位彈簧。
[0008]所述腳輪共設有四個，四個腳輪分別位于所述輪椅架的一個角處。
[0009]所述行走裝置包括與兩個所述腳輪連接的前輪軸和與另外兩個所述腳輪連接的后輪軸，前輪軸和后輪軸相平行，且前輪軸和后輪軸分別由一個所述第一電動機驅動。
[0010]所述行走裝置還包括設在所述輪椅架上且用于對所述后輪軸提供制動力的制動器。
[0011]所述制動器包括設在所述輪椅架上的支座、設在支座上且為相對設置的兩個夾持臂和設在夾持臂上且用于使兩個夾持臂夾緊的電磁鐵，所述后輪軸從兩個夾持臂之間穿過。
[0012]本可爬樓梯輪椅還包括轉向裝置，轉向裝置包括方向盤、轉向軸和轉向輪，轉向軸設在所述輪椅架上，方向盤和轉向輪分別位于轉向軸的上端和下端。
[0013]所述轉向裝置還包括套設在所述轉向軸上的螺套、插入螺套內且由螺套驅動作直線運動的轉向叉和用于對螺套提供驅動力的第三電動機，所述轉向輪設在轉向叉上。
[0014]本實用新型的可爬樓梯輪椅，通過在腳輪上設置由凸輪驅動且為可伸縮的推桿，推桿從輪圈上伸出后可以將輪椅架支撐起來，從而在電動機的驅動下可以攀爬樓梯，而且在第二電動機的作用下，凸輪將推桿鎖止，使推桿保持伸出狀態，從而可以為輪椅架提供穩定的支撐，可靠性高，攀爬運行平穩；該可爬樓梯輪椅還具有結構簡單、操作方便的優點，而且成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本說明書包括以下附圖，所示內容分別是:
[0016]圖1是本實用新型輪椅的結構示意圖；
[0017]圖2是腳輪的結構示意圖；
[0018]圖3是腳輪內部結構示意圖；
[0019]圖4是制動器的結構示意圖；
[0020]圖5是轉向裝置的結構示意圖；
[0021]圖6是圖5中A處放大圖；
[0022]圖中標記為:
[0023]1、輪椅架；2、第一電動機；3、腳輪；31、輪圈；32、凸輪；33、推桿；34、復位彈簧；35、主動齒輪；36、空腔；37、容納槽；4、轉向裝置；41、方向盤；42、第一轉向軸；43、第二轉向軸；44、萬向節；45、轉向叉；46、轉向輪；47、第三電動機；48、螺套；49、支架；5、制動器；51、支座；52、夾持臂；53、摩擦片；54、鐵芯；55、銜鐵；56、線圈；6、前輪軸；7、后輪軸。

【具體實施方式】
[0024]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對本實用新型的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。
[0025]如圖1至圖6所示，本實用新型一種可爬樓梯輪椅，包括輪椅架1、行走裝置、轉向裝置4和制動器5等。行走裝置是設置于輪椅架I的底部，為輪椅的移動提供動力。該行走裝置包括腳輪3和用于對腳輪3提供驅動力的第一電動機2，腳輪3至少設有四個，腳輪3包括輪圈31、設在輪圈31內的多個凸輪32、與各凸輪32配合且由凸輪32驅動沿輪圈31徑向作直線運動的推桿33以及用于對凸輪32提供驅動力的第二電動機(圖中未示出)，凸輪32與推桿33個數相等且一一對應，輪圈31側壁設有供各推桿33穿過的導向孔，導向孔能夠確保推桿33沿輪圈31徑向作直線運動，推桿33從輪圈31上伸出后可以將輪圈31、輪椅架I等支撐起來，推桿33作為與地面和樓面接觸的部件，在第一電動機2運轉時，旋轉的輪圈31帶動推桿33同步旋轉，從而可以攀爬樓梯。凸輪32在驅動推桿33移動至最遠點后有休止角位置，在凸輪32驅動推桿33朝向輪圈31外部移動至最遠點后，第二電動機的作用下，凸輪32將推桿33鎖止，使推桿33保持伸出的狀態，從而可以為輪椅架I等提供穩定的支撐，可靠性高，確保攀爬運行平穩。
[0026]具體地說，輪椅架I作為使用者乘坐以及其它部件安裝的基礎，與現有技術中一般輪椅的輪椅架I結構大致相同，強度高，具有座部、手推架和前踏板等部件。
[0027]如圖2和圖3所示，腳輪3作為輪椅運行時的驅動輪，輪圈31為圓形構件，為了能夠容納凸輪32和推桿33等部件，輪圈31的中心設有容納這些部件的圓柱形空腔36，凸輪32和推桿33位于該空腔36內，凸輪32的旋轉中心線與輪圈31的軸線相平行，且凸輪32和推桿33在空腔36內以輪圈31軸線為中心線均勻分布。如圖2所示，在空腔36中的圓環形內壁面上對應各凸輪32位置處設有容納凸輪32的容納槽37，該容納槽37位于導向孔與空腔36之間，且與導向孔和空腔36連通，容納槽37為凸輪32擺動提供空間。推桿33插入容納槽37和導向孔，一端與凸輪32保持接觸，另一端可以伸出于輪圈31外側。當輪椅行使在平地時，推桿33可以收縮至輪圈31內部，此時由輪圈31外圓周面與地面接觸，確保輪椅能夠自行行使。
[0028]作為優選的，如圖2和圖3所示，凸輪32為盤狀凸輪，凸輪32通過與輪圈31軸線平行的凸輪軸安裝在輪圈31內，凸輪32表面具有與推桿33接觸的工作曲面，用于驅動推桿33移動。凸輪32的端部表面還設有一部分齒，形成扇形齒條部分，該扇形齒條的軸線與凸輪32的旋轉中心線同軸，扇形齒條和休止角位置位于凸輪32相對的兩端，且扇形齒條的位置距離凸輪32的旋轉中心線更近。在第二電動機的電機軸上設有與凸輪32表面的齒嚙合的主動齒輪35，主動齒輪35位于空腔36的中心位置處，主動齒輪35與輪圈31同軸。該主動齒輪35為圓柱齒輪，與四周分布的各凸輪32上的齒保持嚙合，從而使第二電動機能夠驅動各凸輪32同步旋轉。
[0029]作為優選的，如圖2所示，推桿33上套設有用于使其復位的復位彈簧34。推桿33包括一個插入導向孔中的長桿體和設在長桿體端部的凸塊，凸塊僅在容納槽37和空腔36內移動，凸塊并與凸輪32接觸。復位彈簧34位于容納槽37內且套在長桿體上，復位彈簧34的一端抵在凸塊上，另一端抵在容納槽37處的內壁上。復位彈簧34可以對推桿33施加推力，使推桿33保持朝向沿輪圈31徑向朝向輪圈31中心移動的趨勢，在主動齒輪35驅動各凸輪32解除對推桿33的鎖止后，復位彈簧34可以推動推桿33自動收縮至輪圈31內。
[0030]在本實施例中，各腳輪3內的凸輪32和推桿33設有四個，當然也可以根據需要增減個數。第二電動機優選直流電機，利用直流電機減速后的自維持力可以保持凸輪機構在止動狀態下的穩定性，可以進一步提高推桿33支撐時的穩定性?；蛘叩诙妱訖C也可以選用剎車電機，同樣可以保持凸輪機構在止動狀態下的穩定性，進一步提高推桿33支撐時的穩定性。
[0031]在本實施例中，腳輪3共設有四個，四個腳輪3分別位于輪椅架I的一個角處。如圖1所示，行走裝置還包括與輪椅架I前端的兩個腳輪3連接的前輪軸6和與輪椅架I后端的另外兩個腳輪3連接的后輪軸7，前輪軸6和后輪軸7相平行，前輪軸6安裝在輪椅架I的底部前端，后輪軸7安裝在輪椅架I的底部后端。前輪軸6的兩端分別與一側腳輪3的輪圈31固定連接，且三者同軸。后輪軸7的兩端分別與一側腳輪3的輪圈31固定連接，且三者同軸。前輪軸6和后輪軸7并分別由一個第一電動機2驅動,這兩個第一電動機2安裝在輪椅架I的底部，第一電動機2運行時，可分別驅動前輪軸6和后輪軸7轉動，從而使四個腳輪3旋轉，使輪椅能夠自行行使。第一電動機2可以通過齒輪傳動機構與前輪軸6和后輪軸7連接，實現動力傳遞。
[0032]如圖1所示，行走裝置還包括設在輪椅架I上且用于對后輪軸7提供制動力的制動器5。作為優選的，該制動器5包括與輪椅架I固定連接的支座51、設在支座51上且為相對設置的兩個夾持臂52和設在夾持臂52上且用于使兩個夾持臂52夾緊的電磁鐵。兩個夾持臂52的同一端與支座51連接，兩個夾持臂52可以進行開合，后輪軸7從兩個夾持臂52之間穿過，當兩個夾持臂52閉合時，可以將中間的后輪軸7夾緊，使后輪軸7鎖止，從而可以起到制動的效果，提高輪椅行駛時的安全性。
[0033]后輪軸7為圓柱形的構件，在各夾持臂52上與支座51連接的端部具有一段弧形部，作為優選的，在該弧形部的弧形內側面上設有弧形的摩擦片53，該摩擦片53采用橡膠材質制成，用于與后輪軸7接觸。在兩個夾持臂52閉合后，兩個摩擦片53與后輪軸7表面接觸，靜摩擦力大，確保對后輪軸7的夾緊更可靠，從而可以提高制動效果。
[0034]兩個夾持臂52是由電磁鐵控制進行開合，電磁鐵的鐵芯54是設置在其中一個夾持臂52上遠離支座51的端部，線圈56纏繞在鐵芯54上，電磁鐵的銜鐵55是設置在另一個夾持臂52上遠離支座51的端部，當線圈56通電時，鐵芯54對銜鐵55施加磁力，銜鐵55能夠帶動夾持臂52朝向鐵芯54處的夾持臂52擺動，從而使兩個夾持臂52能夠閉合，夾緊后輪軸7。在線圈56不通電時，兩個夾持臂52即可松開。
[0035]由于兩個夾持臂52為可開合的，因此兩個夾持臂52可以旋轉設置于支座51上，或者僅將其中一個夾持臂52設置成可旋轉的。兩個夾持臂52與支座51也可以采用如圖4所示的連接結構，兩個夾持臂52與支座51的連接端具有一定的變形量，使兩個夾持臂52能夠相對支座51作小角度的擺動。
[0036]如圖1所示，本可爬樓梯輪椅還包括位于輪椅架I前端的轉向裝置4，從而使輪椅在行駛時能夠控制方向。作為優選的，如圖5和圖6所示，該轉向裝置4包括方向盤41、第一轉向軸42、第二轉向軸43、萬向節44、轉向叉45、螺套48和轉向輪46。方向盤41安裝在第一轉向軸42的上端,第一轉向軸42的下端通過萬向節44與第二轉向軸43的上端連接，第二轉向軸43的下端與螺套48連接。第一轉向軸42和第二轉向軸43可以與輪椅架I連接，由輪椅架I提供支撐。螺套48是套設在第二轉向軸43上，螺套48在第二轉向軸43上僅能作旋轉運動，且兩者同軸。轉向叉45的上端桿部插入螺套48的中心孔中，兩個轉向輪46設在轉向叉45的下端。在螺套48的中心孔內設有內螺紋，在轉向叉45的上端桿部設有與之配合的外螺紋，轉向叉45與螺套48構成螺旋傳動，可旋轉的螺套48能夠驅動轉向叉45沿螺套48軸向作往復直線運動。
[0037]轉向裝置4還包括一個支架49和一個用于對螺套48提供驅動力的第三電動機47，該第三電動機47固定安裝在支架49上，該支架49的上端與第二轉向軸43固定連接，支架49的下端可以與轉向叉45為滑動連接，兩者形成滑動副。第三電動機47可以通過齒輪傳動機構與螺套48連接，驅動螺套48在第二轉向軸43上作旋轉運動，然后由螺套48驅動轉向叉45帶動轉向輪46作升降運動，以調節轉向輪46與地面之間的距離。當螺套48旋轉驅動轉向叉45向下移動直至轉向輪46接觸地面時，此時操作者可通過方向盤41實現輪椅轉向功能。爬樓梯時，啟動第三電動機47使螺套48旋轉，驅動轉向叉45帶動轉向輪46向上移動,遠離地面。
[0038]以上結合附圖對本實用新型進行了示例性描述。顯然，本實用新型具體實現并不受上述方式的限制。只要是采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進；或未經改進，將本實用新型的上述構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種可爬樓梯輪椅，包括輪椅架和設在輪椅架底部的行走裝置，其特征在于:所述行走裝置包括腳輪和用于對腳輪提供驅動力的第一電動機，腳輪至少設有四個，腳輪包括輪圈、設在輪圈內的多個凸輪、與各凸輪配合且由凸輪驅動沿輪圈徑向作直線運動的推桿以及用于對凸輪提供驅動力的第二電動機，輪圈側壁設有供各推桿穿過的導向孔。
2.根據權利要求1所述的可爬樓梯輪椅，其特征在于:所述凸輪在所述輪圈內以輪圈軸線為中心線均勻分布。
3.根據權利要求1或2所述的可爬樓梯輪椅，其特征在于:所述凸輪旋轉設置于所述輪圈內部，凸輪表面設有齒，所述第二電動機的電機軸上設有與凸輪表面的齒哨合的主動齒輪，主動齒輪與輪圈同軸。
4.根據權利要求3所述的可爬樓梯輪椅，其特征在于:所述推桿上套設有用于使其復位的復位彈簧。
5.根據權利要求4所述的可爬樓梯輪椅，其特征在于:所述腳輪共設有四個，四個腳輪分別位于所述輪椅架的一個角處。
6.根據權利要求5所述的可爬樓梯輪椅，其特征在于:所述行走裝置包括與兩個所述腳輪連接的前輪軸和與另外兩個所述腳輪連接的后輪軸，前輪軸和后輪軸相平行，且前輪軸和后輪軸分別由一個所述第一電動機驅動。
7.根據權利要求6所述的可爬樓梯輪椅，其特征在于:所述行走裝置還包括設在所述輪椅架上且用于對所述后輪軸提供制動力的制動器。
8.根據權利要求7所述的可爬樓梯輪椅，其特征在于:所述制動器包括設在所述輪椅架上的支座、設在支座上且為相對設置的兩個夾持臂和設在夾持臂上且用于使兩個夾持臂夾緊的電磁鐵，所述后輪軸從兩個夾持臂之間穿過。
9.根據權利要求8所述的可爬樓梯輪椅，其特征在于:還包括轉向裝置，轉向裝置包括方向盤、轉向軸和轉向輪，轉向軸設在所述輪椅架上，方向盤和轉向輪分別位于轉向軸的上端和下端。
10.根據權利要求9所述的可爬樓梯輪椅，其特征在于:所述轉向裝置還包括套設在所述轉向軸上的螺套、插入螺套內且由螺套驅動作直線運動的轉向叉和用于對螺套提供驅動力的第三電動機，所述轉向輪設在轉向叉上。
【文檔編號】A61G5/06GK204092378SQ201420595837
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】肖平, 孫超超, 婁潔, 陳勇, 王勇, 鄭金燕 申請人:安徽工程大學