CN101073526B - 电动步行式无障碍轮椅 - Google Patents

Abstract

一种电动步行式无障碍轮椅，是由坐架(1)、靠背架(2)、前轮(3)、后轮(4)、机械腿(5)及动力系统构成，其特点是它在平地和楼梯上都可应用，是供病残人上下出行的代步和护理工具。本发明结构新颖合理，上下楼梯采用机械腿(5)模拟人类步行的仿生技术，使用性能稳定安全无下滑惯性，操作方便省力，为病残人的上下出行护理提供了较大方便。

Description

电动步行式无障碍轮椅

本发明是一种电动步行式无障碍轮椅，它是能在平地和楼梯上都可通行的，专供病残人上下楼和出行代步的无障碍轮椅。

在本发明做出之前，病残人所用的大都是只能在平地上行走的轮椅，难以解决他们经楼梯上下出行难题，目前国内虽已有无障碍轮椅的专利技术，但由于该技术是单靠人力拉动，因而较为费力，难以连续在多层建筑上上下，而且与本发明采用的技术不同。

本发明的目的是设计一种应用方便、省力、安全、可靠的无障碍轮椅，以解决病残人的行走代步和上下楼出入护理的难题。

本发明的结构内容是按如下技术方案实现的：它的结构是由坐架、靠背架、前轮、后轮和机械腿构成。靠背架位于坐架后方，前轮位于坐架前下方两侧，后轮位于坐架后下方两侧，机械腿位于坐架后底部两侧。

坐架是乘坐和部件安装的主体，它的左右上方设有扶手，坐架后部两侧设有轴孔与靠背架动装，再在该轴孔上方设离合定位齿板，以便靠背架与坐架之间根据不同的应用功能而选择前后两个角度；坐架前下方两侧设有脚板；左右脚板后方设有前轮装配套，并与前轮动装；坐架下方设有底架，底架后方两侧前后各设一机械腿装配轴和曲轴装配孔与机械腿和曲轴动装，并在适当位置设有电机及传动部件的装配架；另因楼梯属台阶式路面，而且坡度较大，为保障使用安全，在底架下方适当位置上设前支腿，以便必要时紧急刹车或中途暂停。

靠背架为供乘坐者背部依靠的框架体，它的后上方两侧设有抽拉式推把，以便根据平地、楼梯不同的使用条件下来调节推把的高度；靠背架中下部边框两侧设有装配孔与坐架后部的靠背架装配孔动装，另在该装配孔上方设离合定位卡轴，与位于坐架后部的齿板配合应用，以便调节靠背架的不同角度。靠背架二边框下端设后轮装配套与二后轮动装。

前轮为一对转向轮，通过各自的转向轴动装于坐架前下方的前轮装配套内。

后轮为本发明的主动轮，动装于靠背架下端左右二个后轮装配套内，它的动力可采用电机驱动，也可采用手轮自行或他人推动。

机械腿是完成本发明在楼梯上上下攀登的主要部件，为了保证它在楼梯等台阶路面上行走时的平稳安全和无颠簸冲击及下滑惯性，它的运行方式采用了模拟人类步行的仿生原理，它的结构是由左右各一条上支腿、下支腿、拉杆、牵引臂及曲轴构成，并设有电机及传动部件；上支腿下端与下支腿上端设连轴动装，另在该连轴下方的下支腿适当位置上设轴孔与拉杆下端动装；上支腿中上方适当位置设轴孔与底架后部的机械腿装配轴动装，将机械腿安装在底架两侧；牵引臂为拉动上下支腿及拉杆活动的主导部件，它的两端及中部各设一轴孔，其中中部及一端的轴孔分别与上支腿上端和拉杆上端动装，使牵引臂与上下支腿及拉杆形成四边联动的活动框架，牵引臂另一端轴孔与曲轴的偏心轴动装；曲轴的中心轴动装于底架后方的曲轴装配孔内，中心轴中部设齿轮与电机咬合，电机采用蓄电池供电。

至此，机械腿便可以以下支腿下端作为在地面上的支点，以电机为动力拉动机械腿活动，并与后轮配合带动本发明完成在楼梯的上下起落和前进后退的行程。在楼梯行走过程中需先将靠背架的卡轴提起，将靠背架调至后仰角度，同时二后轮也随着前移，使轮椅重心落在后轮上，前后重量平衡，另外考虑到楼梯的坡度较大和安全因素，在上下楼时需由护理者监护和握住推把掌握轮椅的水平，并放下前支腿以保安全；平地行走可分为电动、手轮自行和他人推动三种操作方式。

附图说明：

1、本发明外型结构示意。

2、本发明原理结构示意

3、本发明坐架结构示意

4、本发明靠背架结构示意

5、本发明机械腿结构示意

6、本发明楼梯上行工作原理示意

7、本发明楼梯下行工作原理示意

下面通过实施例结合附图详细叙述本发明的结构内容、工作原理和操作使用方法。

结构内容：

(参见图1、图2)它的结构是由坐架(1)、靠背架(2)、前轮(3)、后轮(4)、机械腿(5)构成，坐架(1)是乘坐和部件安装的基础，靠背架(2)位于坐架(1)后方，前轮(3)位于坐架(1)前下方两侧，后轮(4)位于坐架(1)后下方两侧，机械腿(5)位于坐架(1)后底部两侧。

(参见图3)坐架(1)由坐架(1)、扶手(6)、脚板(7)和底架(11)构成，坐架(1)两侧上方设扶手(6)，前下方两侧设脚板(7)，二脚板(7)后方设前轮装配套(8)，坐架(1)后部设靠背架装配孔(9)，装配孔(9)上方设离合定位齿板(10)；坐架(1)下方设底架(11)，底架(11)后部前后两侧各设一机械腿装配孔(32)和曲轴装配孔(13)；底架(11)下方适当位置设折叠式前支腿(33)，它的作用是在楼梯上下时将它展开放下，以备在紧急情况下靠它支在楼梯上紧急刹车或中途暂停。

(参见图4)靠背架(2)，由靠背架(2)、推把(14)、卡轴(15)构成；推把(14)为抽拉式，动装于靠背架(2)后上方；卡轴(15)上方设有提手，动装于靠背架(2)后方中下部的导槽内，它的作用是与齿板(10)配合应用，完成靠背架(2)的角度变化和定位的工作；另在卡轴(15)下方的靠背架(2)的边框上设轴孔(9)并通过坐架(1)后方的装配孔(9)与坐架(1)动装；靠背架(2)下方左右二端设后轮(4)装配套(16)与二后轮(4)动装。

(参见图2)二前轮(3)为转向式，通过其转向轴动装于坐架(1)前下方两侧的前轮装配套(8)内。

(参见图2、图4)二后轮(4)与靠背架(2)下端的后轮装配套(16)动装，后轮(4)为主动轮，它可以以电机作动力，也可手轮自动和他人推动等方式行走。

(参见图3、图5)机械腿(5)由上支腿(17)、下支腿(18)、拉杆(19)、牵引臂(20)及曲轴(21)、电机(22)构成；上支腿(17)下端设上支腿下连轴(29)，下支腿(18)上端设下支腿上轴孔(23)将上、下支腿(17、18)动装连接；另在下支腿上轴孔(23)下方的适当位置设下支腿下轴孔(24)，拉杆(19)下端设拉杆下连轴(31)，将拉杆(19)下端与下支腿(18)的下支腿下轴孔(24)动装；上支腿(17)中上方设上支腿中连轴(12)与底架(11)后部的机械腿装配孔(32)动装；牵引臂(20)前端设牵引臂前轴孔(25)与拉杆(19)的拉杆上连轴(34)动装；牵引臂(20)中部设牵引臂中轴孔(35)与上支腿上连轴(26)动装；至此已使牵引臂(20)、上支腿(17)、下支腿(18)和拉杆(19)之间组成四边联动的框架；牵引臂(20)的后端设牵引臂后轴孔(27)与曲轴(21)的中心轴(37)及底架(11)后端的曲轴装配孔(13)动装，曲轴(21)的中心轴(37)上设齿轮(28)与电机(22)咬合；通过电机(22)拉动曲轴(21)，再由曲轴(21)拉动牵引臂(20)，则曲轴(21)每转动一周，便可拉动机械腿(5)在楼梯上上下起落或前后进退一次，完成一个工作行程。本发明在实际制造和应用中，可将曲轴(21)稍加改进，并增加一组机械腿，采用两组机械腿交叉行进的方式，曲轴(21)每转动一周，便可拉动机械腿完成两个工作行程。本发明所使用的电机采用蓄电池(30)供电并固装在底架(11)的适当位置上；平地行走驱动电机开关设在扶手(6)前方，便于乘坐者自控，机械腿(5)驱动电机(22)开关应设在推把(14)上，以便供护理者操纵。另外无论楼梯上行或下行，由于楼梯的坡度和病人的安全需要，都必需由护理者监护操作，进入楼梯行走之前先将推把(14)拉高，再提起卡轴(15)将靠背架(2)调至后仰角度，同时后轮(4)也随之前移，使坐架(1)由原来的前轮(3)和后轮(4)前后四轮支撑改变为单由后轮(4)为支点的二轮支撑，使轮椅的前后重量大致平衡，以便护理者掌握坐架(1)的水平角度，并放下前支腿(33)以备必要时将它与地面接触即可紧急刹车。

(参见图6)楼梯上行工作原理：

a、后轮(4)后向楼梯，当与最下层楼梯立面接触时，启动电机(22)使其运转。

b、机械腿(5)开始支起，并向后上方顶出，将轮椅向后上方顶高。

c、当机械腿(5)完全支起时，已将后轮(4)送到上层楼梯平面，此时应放下前支腿(33)，使其与下层平面接触。

d、由于曲轴(21)的继续旋转，机械腿(5)开始向后上方收缩提起。

e、直致下支腿(18)迈入上层楼梯平面，又与后轮(4)处于同一层楼梯平面上，而前支腿(33)仍支撑在下层平面上。

f、曲轴(21)继续同向旋转，使机械腿(5)又开始支起并将轮椅向再上一层顶起，前支腿(33)也悬离了下层平面，如此层层攀登，直至到达目的楼层，当后轮(4)进入目的楼层平地时，先收起前支腿(33)，再将前轮(3)拉到该层平地。

(参见图7)楼梯下行工作原理

a、将轮椅前向最上层楼梯，当后轮(4)靠近最上层楼梯边沿时，先将前支腿(33)放下并使其与下层楼梯表面接触，启动电机(22)使其反向运转。

b、曲轴(21)带动机械腿(5)开始向前下方伸展。

c、下支腿(18)下端已伸展到下层楼梯平面。

d由于曲轴(21)连续运转，带动机械腿(5)开始收缩并带动轮椅向下层降落。前支腿(33)也同时向再下层楼体平面降落。

e、机械腿(5)已完全收缩并使后轮(4)也降落到下层楼梯平面。前支腿(33)也同时将落到再下层平面。

f、机械腿(5)又开始向再下方伸展。如此层层降落，直致到达目的楼层。在到达该楼层之前，当机械腿(5)的下支腿(18)伸展到最下层平地时，先收起前支腿(33)，再使机械腿(5)收缩，使前轮(3)、后轮(4)同时落地。

本发明与已有技术对比具有以下特点：

1、它不但能应用于平路，还可在楼梯上应用，有效地解决了病残人上下出行及护理的难题。

2、结构简单合理，上下楼梯采用电动机械腿(5)模拟人类步行的仿生技术，操纵方便省力，起落进退稳定安全，无下滑惯性。

Claims (2)

1.一种电动步行式无障碍轮椅，是由坐架(1)、靠背架(2)、前轮(3)、后轮(4)、机械腿(5)及动力系统构成；靠背架(2)位于坐架(1)后方，前轮(3)位于坐架(1)前下方两侧，后轮(4)位于坐架(1)后下方两侧，机械腿(5)位于坐架(1)底部后方；其特征在于它的机械腿(5)是由上支腿(17)、下支腿(18)、拉杆(19)、牵引臂(20)、曲轴(21)构成；上支腿(17)下端和下支腿(18)上端设第一连轴(23)动装，另在第一连轴(23)以下的下支腿(18)适当位置上设第二连轴(24)与拉杆(19)下端动装，上支腿(17)中上方适当位置设第一轴孔(12)并通过机械腿装配轴动装于底架(11)后方，牵引臂(20)的一端和中部各设第二轴孔(25)、第三轴孔(26)分别与拉杆(19)上端和上支腿(17)上端动装，牵引臂(20)另一端设第四轴孔(27)与曲轴(21)的偏心轴动装；曲轴(21)的中心轴通过曲轴装配孔(13)动装于底架(11)上。

2.根据权利要求1所述的电动步行式无障碍轮椅，其特征在于它的底架(11)下方设折叠式前支腿(33)。 

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