一種輪履式路梯兩用輪椅的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及輪椅【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種輪履式路梯兩用輪椅，其包括車架、座椅、前輪、后輪、直流減速電機(jī)、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)姿機(jī)構(gòu)和調(diào)平機(jī)構(gòu)；直流減速電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)連接驅(qū)動(dòng)前輪和后輪運(yùn)動(dòng)；調(diào)平機(jī)構(gòu)設(shè)置在座椅的前端兩側(cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)連桿活動(dòng)鉸接而成；調(diào)姿機(jī)構(gòu)設(shè)置在座椅的下部?jī)蓚?cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)連桿活動(dòng)鉸接而成；履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)均設(shè)置在座椅的下部?jī)蓚?cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，前者由多個(gè)履帶輪與連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接而成，后者由多個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接而成。本發(fā)明能夠在平地上快速移動(dòng)，上下樓梯安全、舒適且穩(wěn)定，實(shí)用性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種輪履式路梯兩用輪椅
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輪椅【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種輪履式路梯兩用輪椅。
【背景技術(shù)】
[0002]輪椅是年老體弱者以及下肢殘障者必不可少的代步工具，但是隨著樓梯化建筑的增多，大大縮小了他們的活動(dòng)范圍，嚴(yán)重影響了他們參與社會(huì)的廣度；另外由于他們?nèi)鄙傩袆?dòng)的獨(dú)立性，需要專人陪同，給國(guó)內(nèi)的護(hù)理醫(yī)療方面帶來(lái)重大壓力，也給國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)，因此，為了提高這部分人的生活質(zhì)量、緩減社會(huì)壓力，除了增加他們所生活環(huán)境的無(wú)障礙設(shè)計(jì)外，能盡快研制出能夠上下樓梯、簡(jiǎn)單易用、價(jià)格低廉、可靠的輪椅將成為必須。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外很多家科研機(jī)構(gòu)、高校以及其他單位、個(gè)人紛紛提出各自解決問(wèn)題的方案，按運(yùn)動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，主要包括連續(xù)型和間歇性爬樓梯機(jī)構(gòu)兩種。
[0004]間歇性爬樓梯機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)是其自身具有兩套支撐裝置，通過(guò)兩套支撐裝置交替支撐來(lái)實(shí)現(xiàn)上下樓梯功能的，代表作是早稻田大學(xué)主持開(kāi)發(fā)的雙足行走機(jī)構(gòu)WL —16RIII，它需要完成實(shí)時(shí)復(fù)雜的信號(hào)采集、分析、處理等工作，通過(guò)輸出信號(hào)來(lái)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)調(diào)整目標(biāo)的位置，最終滿足實(shí)際要求。腿式機(jī)器人對(duì)地面的適應(yīng)能力更強(qiáng)，但是還存在運(yùn)動(dòng)緩慢、控制系統(tǒng)復(fù)雜、 重心高等缺點(diǎn)。
[0005]連續(xù)性爬樓梯機(jī)構(gòu)主要包括行星輪式爬樓梯輪椅、履帶式爬樓梯機(jī)構(gòu)以及復(fù)合式爬樓梯機(jī)構(gòu)。目前，由于輪履復(fù)合式爬樓梯機(jī)構(gòu)同時(shí)具備輪式平地行走快與履帶上下樓梯穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)，從實(shí)用性、性能上來(lái)說(shuō)，都要優(yōu)于其他連續(xù)性爬樓梯機(jī)構(gòu)。專利申請(qǐng)?zhí)枮?00910154542.3的發(fā)明專利就是采用輪履復(fù)合式機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)上下樓梯功能的，但是未考慮在上下樓梯過(guò)程中座椅位置姿態(tài)的實(shí)時(shí)調(diào)整，也沒(méi)有考慮到上下樓梯過(guò)程中整體機(jī)構(gòu)重心的適當(dāng)調(diào)整，尤其是在從平地過(guò)度到樓梯的過(guò)程中，輪椅可能會(huì)有快速翻轉(zhuǎn)或者不平穩(wěn)的狀態(tài)的狀態(tài)發(fā)生。因此，該【技術(shù)領(lǐng)域】急需要一種實(shí)用、安全、舒適的爬樓梯電動(dòng)輪椅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能實(shí)現(xiàn)平地上快速移動(dòng)，上下樓梯安全、穩(wěn)定，實(shí)用性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)，舒適的輪履式路梯兩用輪椅。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明提供了一種輪履式路梯兩用輪椅，包括車架、座椅、前輪、后輪、直流減速電機(jī)、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，還包括用于上下樓的調(diào)姿機(jī)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)所述座椅始終處于水平的調(diào)平機(jī)構(gòu)；
[0009]所述直流減速電機(jī)通過(guò)所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和所述履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)連接驅(qū)動(dòng)所述前輪和所述后輪運(yùn)動(dòng)；
[0010]所述調(diào)平機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述座椅的前端兩側(cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)連桿活動(dòng)鉸接而成；[0011]所述調(diào)姿機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述座椅的下部?jī)蓚?cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)連桿活動(dòng)鉸接而成；
[0012]所述履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述座椅的下部?jī)蓚?cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)履帶輪與連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接而成；
[0013]所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在所述座椅的下部且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接--? 。
[0014]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述調(diào)平機(jī)構(gòu)包括前端連桿、前直角肘桿、主動(dòng)桿、中間水平連接桿、被動(dòng)桿和后直角肘桿；
[0015]所述中間水平連接桿呈“I”形；
[0016]所述前端連桿的一端與所述車架活動(dòng)鉸接，其另一端與所述前直角肘桿的中間位置鉸接；
[0017]所述前直角肘桿的一端與所述主動(dòng)桿的一端活動(dòng)鉸接，其另一端與所述中間水平連接桿的第一端活動(dòng)鉸接；
[0018]所述主動(dòng)桿的另一端與所述中間水平連接桿的第二端鉸接；
[0019]所述中間水平連接桿的第三端與所述被動(dòng)桿的一端鉸接；
[0020]所述后直角肘桿的一端與所述被動(dòng)桿的另一端鉸接，其另一端與所述車架鉸接，所述后直角肘桿的中間位 置與所述中間水平連接桿的第四端鉸接；
[0021]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述座椅安裝在兩根長(zhǎng)軸上，所述兩根長(zhǎng)軸通過(guò)螺母與對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)所述中間水平連接桿連接。
[0022]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述調(diào)姿機(jī)構(gòu)包括橫梁、前連桿、中間連桿、后端上連桿和后端下連桿；
[0023]所述前連桿的一端與所述橫梁的一端鉸接；
[0024]所述橫梁的另一端通過(guò)銷釘與所述后端上連桿的一端連接；
[0025]所述后端上連桿的另一端與所述后端下連桿的一端鉸接；
[0026]所述中間連桿的一端與所述橫梁的中間位置同心，均穿設(shè)在承載半軸上。
[0027]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主履帶架、中間副履帶架、后端副履帶架、第一履帶輪、第二履帶輪、第三履帶輪、第四履帶輪、中間支重輪、前電動(dòng)推桿、后電動(dòng)推桿、第一連接軸、第二連接軸、第一履帶半軸、第二履帶半軸和末端半軸；
[0028]所述前連桿的另一端與所述第二連接軸鉸接；
[0029]所述后端下連桿的另一端與所述第一履帶半軸鉸接；
[0030]所述中間連桿的另一端穿設(shè)在所述末端半軸上，且通過(guò)螺栓與所述后端副履帶架連接；
[0031]所述主履帶架與所述中間副履帶架通過(guò)所述第二連接軸連接在一起；
[0032]所述中間副履帶架與所述后端副履帶架通過(guò)所述末端半軸連接在一起；
[0033]所述第一履帶輪套設(shè)在所述第一履帶半軸上，且通過(guò)矩形鍵與所述第一履帶半軸連接；
[0034]所述第二履帶輪套設(shè)在所述末端半軸上，且通過(guò)矩形鍵與所述末端半軸連接；
[0035]所述第三履帶輪套設(shè)在所述第二連接軸上，所述第四履帶輪套設(shè)在所述第二履帶半軸上；[0036]所述前電動(dòng)推桿與所述第二連接軸固定連接，其另一端與中間軸固定連接；
[0037]所述后電動(dòng)推桿的一端與所述末端半軸鉸接，其另一端與車架后軸鉸接；
[0038]所述中間支重輪的一端穿設(shè)在所述第一連接軸上，所述中間支重輪的徑向安裝有防止其軸向移動(dòng)和繞軸旋轉(zhuǎn)的緊定螺釘；
[0039]所述第一連接軸與所述主履帶架之間安裝有深溝球軸承。
[0040]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括張緊裝置，所述張緊裝置分別穿設(shè)在所述末端半軸和所述第二連接軸上，且通過(guò)螺栓緊固在所述后端副履帶架和所述主履帶架上。
[0041]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)包括第一級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置、第二級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置、滑移齒輪、花鍵軸、所述承載半軸、承載半軸齒輪、第二承載半軸齒輪、所述中間軸、中間軸齒輪和末端半軸齒輪；
[0042]所述第一級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置包括第一級(jí)同步帶、大帶輪和小帶輪；
[0043]所述第二級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置包括第二級(jí)同步帶、主動(dòng)帶輪和被動(dòng)帶輪；
[0044]所述小帶輪與所述直流減速電機(jī)的輸出軸連接；
[0045]所述大帶輪與所述花鍵軸的一端通過(guò)矩形鍵連接；
[0046]所述承載半軸齒輪與所述承載半軸通過(guò)花鍵連接，所述第二承載半軸齒輪套設(shè)在所述承載半軸上，且所述承載半軸齒輪和所述第二承載半軸齒輪兩端均固定；
[0047]所述滑移齒輪與所述花鍵軸通過(guò)花鍵連接，所述滑移齒輪與所述承載半軸齒輪或者所述第二承載半軸齒輪相嚙合；`
[0048]所述后輪通過(guò)花鍵與所述承載半軸連接；
[0049]所述末端半軸齒輪與所述末端半軸通過(guò)矩形鍵連接；
[0050]所述中間軸齒輪套設(shè)在所述中間軸上，所述中間軸齒輪與所述第二承載半軸齒輪和所述末端半軸齒輪相嚙合；
[0051]所述主動(dòng)帶輪通過(guò)矩形鍵與所述末端半軸連接，所述被動(dòng)帶輪通過(guò)矩形鍵與所述第一履帶半軸連接。
[0052]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述橫梁、所述前連桿、所述中間連桿和所述中間副履帶架組成平行四邊形機(jī)構(gòu)，其中，所述前連桿的長(zhǎng)度與所述中間連桿的長(zhǎng)度相等，所述橫梁與所述前連桿的連接處到所述橫梁與所述承載半軸連接處的距離等于所述中間副履帶架的長(zhǎng)度；
[0053]所述橫梁、所述中間連桿、所述后端上連桿和所述后端下連桿組成四邊形機(jī)構(gòu)，其中，當(dāng)所述后端上連桿和所述后端下連桿共線時(shí)，所述后端副履帶架和中間副履帶架共線。
[0054]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述橫梁的一端與所述車架之間設(shè)置有調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置是由調(diào)節(jié)桿上端、調(diào)節(jié)桿下端和調(diào)節(jié)螺釘組成；
[0055]所述調(diào)節(jié)桿上端與所述調(diào)節(jié)桿下端之間形成移動(dòng)副，所述調(diào)節(jié)桿上端的一端與所述車架鉸接，所述調(diào)節(jié)桿下端的一端與所述橫梁通過(guò)銷軸連接；
[0056]所述調(diào)節(jié)桿上端與所述調(diào)節(jié)桿下端上均開(kāi)設(shè)有若干個(gè)等間距的通孔，所述調(diào)節(jié)螺釘穿過(guò)所述調(diào)節(jié)桿上端和與其對(duì)應(yīng)的所述調(diào)節(jié)桿下端上的通孔。
[0057]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述直流減速電機(jī)通過(guò)螺栓與所述車架可拆卸連接。
[0058]本發(fā)明的有益效果為:[0059]本發(fā)明提供了一種輪履式路梯兩用輪椅，包括齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)姿機(jī)構(gòu)和調(diào)平機(jī)構(gòu)，既實(shí)現(xiàn)了在平地上快速行駛，又能夠在上下樓梯時(shí)保證安全、穩(wěn)定和可
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[0060]其中，利用主要由調(diào)姿機(jī)構(gòu)構(gòu)成的平行四邊形機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，使輪椅在上下樓梯過(guò)程中能夠保證座椅保持水平，保證了從平地到樓梯的平穩(wěn)過(guò)渡。
[0061]通過(guò)調(diào)整履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中調(diào)節(jié)裝置上的調(diào)節(jié)螺釘?shù)奈恢茫馆喴文軌蜻m應(yīng)一定范圍內(nèi)不同傾角的樓梯。
[0062]利用主要由調(diào)平機(jī)構(gòu)構(gòu)成的五桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的特性，并結(jié)合兩主動(dòng)桿來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)座椅的水平調(diào)節(jié)，能保證座椅實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)水平，另外，也能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)重心的位置。
[0063]通過(guò)調(diào)節(jié)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的滑移齒輪的位置保證傳動(dòng)的安全轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)潔，集成度聞。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0064]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式提供的輪履式路梯兩用輪椅在上下樓梯過(guò)程中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式提供的輪履式路梯兩用輪椅平地行走時(shí)的狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式提供的輪履式路梯兩用輪椅平地行走時(shí)的底盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0067]圖4是本發(fā)明實(shí)施方`式提供的輪履式路梯兩用輪椅準(zhǔn)備上樓時(shí)的狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068]圖5是本發(fā)明實(shí)施方式提供的輪履式路梯兩用輪椅準(zhǔn)備下樓時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0069]圖6是本發(fā)明實(shí)施方式提供的輪履式路梯兩用輪椅的履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與調(diào)姿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0070]圖7是本發(fā)明實(shí)施方式提供的輪履式路梯兩用輪椅的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0071]其中:
[0072]100、車架;103、座椅;104、后電動(dòng)推桿;105、車架后軸;106、前電動(dòng)推桿;111、前輪；112、調(diào)節(jié)桿下端；113、調(diào)節(jié)桿上端；115、后輪；
[0073]201、第一連接軸；202、第二連接軸；211、后端上連桿；212、后端下連桿；213、第一履帶輪；214、后端副履帶架；215、張緊裝置；216、中間連桿；217、中間副履帶架；218、第三履帶輪；219、前連桿；
[0074]2110、橫梁；2111、中間支重輪；2112、主履帶架；2113、第四履帶輪；2114、第二履帶輪；2115、第二履帶半軸；
[0075]300、長(zhǎng)軸；311、前端連桿；312、前直角肘桿；313、主動(dòng)桿；314、中間水平連接桿；315、被動(dòng)桿；316、后直角肘桿；
[0076]401、中間軸；411、直流減速電機(jī)；412、第一級(jí)同步帶；414、大帶輪；415、承載半軸齒輪；416、被動(dòng)帶輪；417、第二級(jí)同步帶；418、主動(dòng)帶輪；419、中間軸齒輪；
[0077]4110、第二承載半軸齒輪；4111、末端半軸齒輪；4112、滑移齒輪；4113、花鍵軸；4114、承載半軸；4115、第一履帶半軸；4116、末端半軸；4117、小帶輪。
【具體實(shí)施方式】
[0078]下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0079]如圖1至圖7所示，本實(shí)施方式提供了一種輪履式路梯兩用輪椅，其包括車架100、座椅103、前輪111、后輪115、直流減速電機(jī)411、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、用于上下樓的調(diào)姿機(jī)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)座椅103始終處于水平的調(diào)平機(jī)構(gòu)。其中，直流減速電機(jī)411通過(guò)螺栓與車架100可拆卸連接，其通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)連接驅(qū)動(dòng)前輪111和后輪115運(yùn)動(dòng)。調(diào)平機(jī)構(gòu)設(shè)置在座椅103的前端兩側(cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)連桿活動(dòng)鉸接而成。調(diào)姿機(jī)構(gòu)設(shè)置在座椅103的下部?jī)蓚?cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)連桿活動(dòng)鉸接而成。履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在座椅103的下部?jī)蓚?cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)履帶輪與連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接而成。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在座椅103的下部且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接--? 。
[0080]本實(shí)施方式優(yōu)選為，調(diào)平機(jī)構(gòu)包括前端連桿311、前直角肘桿312、主動(dòng)桿313、中間水平連接桿314、被動(dòng)桿315和后直角肘桿316。中間水平連接桿314呈“I”形，前端連桿311的一端與車架100活動(dòng)鉸接，其另一端與前直角肘桿312的中間位置鉸接，前直角肘桿312的一端與主動(dòng)桿313的一端活動(dòng)鉸接，其另一端與中間水平連接桿314的第一端活動(dòng)鉸接，主動(dòng)桿313的另一端與中間水平連接桿314的第二端鉸接，中間水平連接桿314的第三端與被動(dòng)桿315的一端鉸接,后直角肘桿316的一端與被動(dòng)桿315的另一端鉸接,其另一端與車架100鉸接，后直角肘桿316的中間位置與中間水平連接桿314的第四端鉸接，其中，前端連桿311、前 直角肘桿312、中間水平連接桿314、后直角肘桿316、車架100構(gòu)成五桿機(jī)構(gòu)，兩根長(zhǎng)軸300通過(guò)螺母與對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)中間水平連接桿314連接，座椅103安裝在兩根長(zhǎng)軸300上，與其固連在一起，因此，座椅103的位姿可以通過(guò)左右對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)中間水平連接桿314進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0081]調(diào)姿機(jī)構(gòu)包括橫梁2110、前連桿219、中間連桿216、后端上連桿211和后端下連桿212。前連桿219的一端與橫梁2110的一端鉸接，其另一端與第二連接軸202鉸接，橫梁2110的另一端通過(guò)銷釘與后端上連桿211的一端連接，后端上連桿211的另一端與后端下連桿212的一端鉸接，中間連桿216的一端與橫梁2110的中間位置同心，均穿設(shè)在承載半軸4114上，且不能軸向移動(dòng)，中間連桿216的另一端穿設(shè)在末端半軸4116上，且通過(guò)螺栓與后端副履帶架214連接。
[0082]履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主履帶架2112、中間副履帶架217、后端副履帶架214、第一履帶輪213、第二履帶輪2114、第三履帶輪218、第四履帶輪2113、中間支重輪2111、前電動(dòng)推桿106、后電動(dòng)推桿104、第一連接軸201、第二連接軸202、第一履帶半軸4115、第二履帶半軸2115、末端半軸4116和張緊裝置215。
[0083]后端下連桿212的另一端與第一履帶半軸4115鉸接；主履帶架2112與中間副履帶架217通過(guò)第二連接軸202連接在一起，中間副履帶架217與后端副履帶架214通過(guò)末端半軸4116連接在一起，第一履帶輪213套設(shè)在第一履帶半軸4115上，且通過(guò)矩形鍵與第一履帶半軸4115連接，第二履帶輪2114套設(shè)在末端半軸4116上，且通過(guò)矩形鍵與末端半軸4116連接，第三履帶輪218套設(shè)在第二連接軸202上，第四履帶輪2113套設(shè)在第二履帶半軸2115上，前電動(dòng)推桿106與第二連接軸202固定連接，其另一端與中間軸401固定連接，且軸向兩端固定，后電動(dòng)推桿104的一端與末端半軸4116鉸接,其另一端與車架后軸105鉸接。
[0084]在履帶輪之間安裝有中間支重輪2111，中間支重輪2111的一端穿設(shè)在第一連接軸201上，中間支重輪2111的徑向安裝有防止其軸向移動(dòng)和繞軸旋轉(zhuǎn)的緊定螺釘，第一連接軸201與主履帶架2112之間安裝有深溝球軸承，因此中間支重輪2111相對(duì)于主履帶架2112可以旋轉(zhuǎn)來(lái)適應(yīng)復(fù)雜的地形，另外這樣的中間支重輪2111可以增大輪與履帶的接觸面積，可以起到更好的承載作用，且不會(huì)因履帶撓度太大而增大履帶輪的包角，增加了傳動(dòng)的可靠性。
[0085]張緊裝置215安裝在履帶架中間，其分別穿設(shè)在末端半軸4116和第二連接軸202上，且通過(guò)螺栓緊固在后端副履帶架214和主履帶架2112上，當(dāng)在履帶底盤升降過(guò)程中，履帶架之間的夾角會(huì)發(fā)生變化，張緊裝置215上的張緊輪會(huì)保證履帶不會(huì)與履帶輪脫離嚙合，保證了傳動(dòng)的可靠性。
[0086]前連桿219的長(zhǎng)度與中間連桿216的長(zhǎng)度相等，橫梁2110與前連桿219的連接處到橫梁2110與承載半軸4114連接處的距離等于中間副履帶架217的長(zhǎng)度，因此，橫梁2110、前連桿219、中間連桿216和中間副履帶架217組成平行四邊形機(jī)構(gòu)，在履帶底盤升降的過(guò)程中中間副履帶架217與橫梁2110始終保持平行。另外，橫梁2110、中間連桿216、后端上連桿211和后端下連桿212組成四邊形機(jī)構(gòu)，與雙數(shù)平行四邊形機(jī)構(gòu)相串聯(lián)，當(dāng)后端上連桿211和后端下連桿212共線時(shí)，后端副履帶架214和中間副履帶架217共線。
[0087]橫梁2110的一端與車架100之間設(shè)置有調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置是由調(diào)節(jié)桿上端113、調(diào)節(jié)桿下端112和調(diào)節(jié)螺釘組成。調(diào)節(jié)桿上端113與調(diào)節(jié)桿下端112之間形成移動(dòng)畐0，調(diào)節(jié)桿上端113的一端與車架100鉸接，調(diào)節(jié)桿下端112的一端與橫梁2110通過(guò)銷軸連接，另外，調(diào)節(jié)桿上端113與調(diào)節(jié)桿下端112上均開(kāi)設(shè)有若干個(gè)等間距的通孔，調(diào)節(jié)螺釘穿過(guò)調(diào)節(jié)桿上端113和與其對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)桿下端112上的通孔，限制其間的相對(duì)滑動(dòng)。
`[0088]齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)包括第一級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置、第二級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置、滑移齒輪4112、花鍵軸4113、所述承載半軸4114、承載半軸齒輪415、第二承載半軸齒輪4110、所述中間軸401、中間軸齒輪419和末端半軸齒輪4111。
[0089]其中，第一級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置包括第一級(jí)同步帶412、大帶輪414和小帶輪4117,第二級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置包括第二級(jí)同步帶417、主動(dòng)帶輪418和被動(dòng)帶輪416，小帶輪4117與直流減速電機(jī)411的輸出軸連接，大帶輪414與花鍵軸4113的一端通過(guò)矩形鍵連接。
[0090]承載半軸齒輪415與承載半軸4114通過(guò)花鍵連接，第二承載半軸齒輪4110套設(shè)在承載半軸4114上，且承載半軸齒輪415和第二承載半軸齒輪4110兩端均固定，不能軸向移動(dòng)，滑移齒輪4112與花鍵軸4113通過(guò)花鍵連接，它可以在花鍵軸上軸向滑移，與承載半軸齒輪415或者第二承載半軸齒輪4110相嚙合，傳遞動(dòng)力與速度。后輪115通過(guò)花鍵與承載半軸4114連接；末端半軸齒輪4111與末端半軸4116通過(guò)矩形鍵連接，中間軸齒輪419套設(shè)在中間軸401上，其兩端固定，且分別與第二承載半軸齒輪4110和末端半軸齒輪4111相嚙合，主動(dòng)帶輪418通過(guò)矩形鍵與末端半軸4116連接，被動(dòng)帶輪416通過(guò)矩形鍵與第一履帶半軸4115連接。
[0091]本發(fā)明具體的動(dòng)作、切換過(guò)程以及驅(qū)動(dòng)原理如下:[0092]圖2為輪履式路梯兩用輪椅平地行走時(shí)的狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，前電動(dòng)推桿106與后電動(dòng)推桿104保持收縮狀態(tài)，使主履帶架2112保持水平且脫離地面，同時(shí)后端副履帶架214在后電動(dòng)推桿104的作用下保持豎直狀態(tài)，前輪111與后輪115接觸地面，承受全部載荷；另外，滑移齒輪4112與承載半軸齒輪415相嚙合，其動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)傳遞路線如下:直流減速電機(jī)411 一小帶輪4117—第一級(jí)同步帶412—大帶輪414一花鍵軸4113—滑移齒輪4112—承載半軸齒輪415—承載半軸4114一后輪115，此時(shí)，滑移齒輪4112與第二承載半軸齒輪4110脫離嚙合而不把動(dòng)力傳遞到履帶輪，左右側(cè)各有一套齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)且完全對(duì)稱，可以通過(guò)控制兩直流減速電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速、拐彎；當(dāng)行走的路段不平整或者有一定坡度時(shí)，可以通過(guò)控制調(diào)平機(jī)構(gòu)的兩主動(dòng)桿313保持座椅始終水平，提高乘坐者的舒適性。
[0093]圖4為輪履式路梯兩用輪椅準(zhǔn)備上樓時(shí)的狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，輪履式路梯兩用輪椅要完成從平地行走狀態(tài)到正常上樓梯狀態(tài)的過(guò)渡，首先要進(jìn)行姿態(tài)準(zhǔn)備，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)裝置上的調(diào)節(jié)螺釘，使橫梁2110的水平面夾角接近樓梯的傾斜角度，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)裝置上調(diào)節(jié)螺釘?shù)南鄳?yīng)位置也可以實(shí)現(xiàn)上下一定范圍內(nèi)不同傾角樓梯的目的，當(dāng)調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘?shù)奈恢貌荒苁箼M梁2110與水平面的夾角正好等于樓梯傾角時(shí)，需要調(diào)節(jié)調(diào)平機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)座椅始終保持水平。
[0094]具體動(dòng)作過(guò)程如下:當(dāng)輪履式路梯兩用輪椅倒行至快接觸樓梯臺(tái)階時(shí)，啟動(dòng)姿態(tài)調(diào)整按鈕，如電動(dòng)推桿106為斷電狀態(tài),后電動(dòng)推桿104通電伸長(zhǎng),帶動(dòng)后端副履帶架214與中間副履帶架217向下移動(dòng)，當(dāng)后端上連桿211與后端下連桿212共線，即后端副履帶架214與中間副履帶架217共線時(shí)，后電動(dòng)推桿104受力急劇增大而自動(dòng)切斷，在這個(gè)過(guò)程中，整個(gè)履帶底盤會(huì)隨著后電動(dòng)推桿104的伸長(zhǎng)而下移，最終輪椅后輪115會(huì)脫離地面，由履帶架承受全部載荷，另外由于前電動(dòng)推桿106未接通，主履帶架2112始終保持水平，座椅103也一直水平，提高了 乘坐者的舒適性，也改善了調(diào)平機(jī)構(gòu)的勞動(dòng)強(qiáng)度，只需進(jìn)行適時(shí)、適度的微調(diào)；當(dāng)后電動(dòng)推桿104斷電瞬間，前電動(dòng)推桿106通電，隨著輪椅的上升逐漸伸長(zhǎng)，直到主履帶架2112與中間副履帶架217完全在一條直線上為止，之后將保持這種姿態(tài)一直上樓。在上樓梯過(guò)程中，其動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)傳遞路線如下:直流減速電機(jī)411一小帶輪4117—第一級(jí)同步帶412—大帶輪414一花鍵軸4113—滑移齒輪4112—第二承載半軸齒輪4110—中間軸齒輪419一末端半軸齒輪4111一末端半軸4116—第二履帶輪2114—主動(dòng)帶輪418—第二級(jí)同步帶417—被動(dòng)帶輪416—第一履帶半軸4115—第一履帶輪213,然后通過(guò)履帶與地面的摩擦力、剪切力來(lái)實(shí)現(xiàn)上樓的目的，此時(shí)滑移齒輪4112沒(méi)有與第一承載半軸齒輪415嚙合而不會(huì)將動(dòng)力傳遞到后輪115，提高傳動(dòng)效率；另外在第二履帶輪2114的末端又選擇延長(zhǎng)傳動(dòng)鏈，將動(dòng)力傳遞給第一履帶輪213，第一履帶輪213與履帶的包角比較大，這樣一來(lái)大大提高了傳動(dòng)的可靠性；在履帶底盤升降的過(guò)程中，各履帶架之間的夾角會(huì)時(shí)可發(fā)生變化，在履帶架之間增加張緊裝置215能夠保證履帶與履帶輪的時(shí)刻嚙合。
[0095]圖5為輪履式路梯兩用輪椅準(zhǔn)備下樓時(shí)的狀態(tài)示意圖，如圖5所示，與上樓梯一樣，首先要進(jìn)行姿態(tài)準(zhǔn)備，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)裝置上的調(diào)節(jié)螺釘，使橫梁2110的水平面夾角接近樓梯的傾斜角度。具體從平地行走狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎Ｏ聵菭顟B(tài)時(shí)的過(guò)程如下:當(dāng)前方的傳感器檢測(cè)到前輪111將要到達(dá)樓梯邊緣時(shí)，后電動(dòng)推桿104保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)，前電動(dòng)推桿106得到信號(hào)逐漸伸長(zhǎng)，直到第四履帶輪2113接觸水平地面為止，然后前電動(dòng)推桿106由于受力急劇增大而自動(dòng)切斷，這一狀態(tài)下電動(dòng)輪椅的重量由前輪111、后輪115以及主履帶架2112承受，之后隨著電動(dòng)輪的前進(jìn)，前輪111逐漸脫離地面，第四履帶輪2113逐漸到達(dá)樓梯的臺(tái)階邊緣；此刻開(kāi)始，前電動(dòng)推桿106得到傳感器的信息后，繼續(xù)逐漸伸長(zhǎng)，直到主履帶架2112與中間履帶架217共線，前電動(dòng)推桿106斷電，輪椅繼續(xù)保持原來(lái)的速度前進(jìn)，這一過(guò)程中，輪椅的重量由后輪115與主履帶架2112承受；在前電動(dòng)推桿106斷電的同時(shí)，后電動(dòng)推桿104得電，帶動(dòng)中間副履帶架217與后端副履帶架214作相關(guān)運(yùn)動(dòng)，直至后端上連桿211與后端下連桿212共線時(shí),前電動(dòng)推桿106自動(dòng)斷電,這一過(guò)程中輪椅一直保持一定的速度前進(jìn)，且當(dāng)后輪115離開(kāi)水平地面的瞬間，滑移齒輪4112自動(dòng)滑移，變?yōu)榕c第二承載半軸齒輪4110相嚙合，動(dòng)力從直流減速電機(jī)411開(kāi)始傳遞到第一履帶輪213，輪椅在一定的動(dòng)力作用下保持正常上下樓梯的姿態(tài)(如圖1所示)繼續(xù)下行。在整個(gè)過(guò)程中，座椅103將始終保持水平狀態(tài)。
[0096]輪履式路梯兩用輪椅的下樓梯狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠降貭顟B(tài)的過(guò)程以及從上樓狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠降貭顟B(tài)的過(guò)程均為上述過(guò)程的逆過(guò)程，其工作過(guò)程和原理在此省略描述。
[0097]以上結(jié)合【具體實(shí)施方式】描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實(shí)施方式】，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。`
【權(quán)利要求】
1.一種輪履式路梯兩用輪椅，包括車架(100)、座椅(103)、前輪(111)、后輪(115)、直流減速電機(jī)(411)、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于， 還包括用于上下樓的調(diào)姿機(jī)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)所述座椅(103)始終處于水平的調(diào)平機(jī)構(gòu)；所述直流減速電機(jī)(411)通過(guò)所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和所述履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)連接驅(qū)動(dòng)所述前輪(111)和所述后輪(115 )運(yùn)動(dòng)； 所述調(diào)平機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述座椅(103)的前端兩側(cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)連桿活動(dòng)鉸接而成； 所述調(diào)姿機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述座椅(103)的下部?jī)蓚?cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)連桿活動(dòng)鉸接而成； 所述履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述座椅(103)的下部?jī)蓚?cè)且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)履帶輪與連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接而成； 所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在所述座椅(103)的下部且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪履式路梯兩用輪椅，其特征在于， 所述調(diào)平機(jī)構(gòu)包括前端連桿(311)、前直角肘桿(312)、主動(dòng)桿(313)、中間水平連接桿(314)、被動(dòng)桿(315)和后直角肘桿(316)； 所述中間水平連接桿(314)呈“I”形； 所述前端連桿(311)的一端與所述車架(100)活動(dòng)鉸接，其另一端與所述前直角肘桿(312)的中間位置鉸接； 所述前直角肘桿(312)的一端與所述主動(dòng)桿(313)的一端活動(dòng)鉸接，其另一端與所述中間水平連接桿(314)的第一端活動(dòng)鉸接； 所述主動(dòng)桿(313)的另一端與所述中間水平連接桿(314)的第二端鉸接； 所述中間水平連接桿(314)的第三端與所述被動(dòng)桿(315)的一端鉸接； 所述后直角肘桿(316)的一端與所述被動(dòng)桿(315)的另一端鉸接，其另一端與所述車架(100)鉸接，所述后直角肘桿(316)的中間位置與所述中間水平連接桿(314)的第四端鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輪履式路梯兩用輪椅，其特征在于， 所述座椅(103 )安裝在兩根長(zhǎng)軸(300 )上，所述兩根長(zhǎng)軸(300 )通過(guò)螺母與對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)所述中間水平連接桿(314)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪履式路梯兩用輪椅，其特征在于， 所述調(diào)姿機(jī)構(gòu)包括橫梁(2110)、前連桿(219)、中間連桿(216)、后端上連桿(211)和后端下連桿(212)； 所述前連桿(219)的一端與所述橫梁(2110)的一端鉸接； 所述橫梁(2110)的另一端通過(guò)銷釘與所述后端上連桿(211)的一端連接； 所述后端上連桿(211)的另一端與所述后端下連桿(212)的一端鉸接； 所述中間連桿(216)的一端與所述橫梁(2110)的中間位置同心，均穿設(shè)在承載半軸(4114)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輪履式路梯兩用輪椅，其特征在于， 所述履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主履帶架(2112)、中間副履帶架(217)、后端副履帶架(214)、第一履帶輪(213)、第二履帶輪(2114)、第三履帶輪(218)、第四履帶輪(2113)、中間支重輪(2111)、前電動(dòng)推桿(106)、后電動(dòng)推桿(104)、第一連接軸(201)、第二連接軸(202)、第一履帶半軸(4115)、第二履帶半軸(2115)和末端半軸(4116)； 所述前連桿(219)的另一端與所述第二連接軸(202)鉸接； 所述后端下連桿(212)的另一端與所述第一履帶半軸(4115)鉸接； 所述中間連桿(216)的另一端穿設(shè)在所述末端半軸(4116)上，且通過(guò)螺栓與所述后端副履帶架(214)連接； 所述主履帶架(2112)與所述中間副履帶架(217)通過(guò)所述第二連接軸(202)連接在一起; 所述中間副履帶架(217)與所述后端副履帶架(214)通過(guò)所述末端半軸(4116)連接在一起; 所述第一履帶輪(213)套設(shè)在所述第一履帶半軸(4115)上，且通過(guò)矩形鍵與所述第一履帶半軸(4115)連接； 所述第二履帶輪(2114)套設(shè)在所述末端半軸(4116)上，且通過(guò)矩形鍵與所述末端半軸(4116)連接； 所述第三履帶輪(218)套設(shè)在所述第二連接軸(202)上，所述第四履帶輪(2113)套設(shè)在所述第二履帶半軸(2115)上； 所述前電動(dòng)推桿(106 )與所述第二連接軸(202 )固定連接，其另一端與中間軸(401)固定連接； 所述后電動(dòng)推桿(104)的一端與所述末端半軸(4116)鉸接，其另一端與車架后軸(105)鉸接； 所述中間支重輪(2111)的一端穿設(shè)在所述第一連接軸(201)上，所述中間支重輪(2111)的徑向安裝有防止其軸向移動(dòng)和繞軸旋轉(zhuǎn)的緊定螺釘； 所述第一連接軸(201)與所述主履帶架(2112)之間安裝有深溝球軸承。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輪履式路梯兩用輪椅，其特征在于， 所述履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括張緊裝置(215)，所述張緊裝置(215)分別穿設(shè)在所述末端半軸(4116)和所述第二連接軸(202)上，且通過(guò)螺栓緊固在所述后端副履帶架(214)和所述主履帶架(2112)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種輪履式路梯兩用輪椅，其特征在于， 所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)包括第一級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置、第二級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置、滑移齒輪(4112)、花鍵軸(4113)、所述承載半軸(4114)、承載半軸齒輪(415)、第二承載半軸齒輪(4110)、所述中間軸(401)、中間軸齒輪(419)和末端半軸齒輪(4111)； 所述第一級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置包括第一級(jí)同步帶(412)、大帶輪(414)和小帶輪(4117);所述第二級(jí)同步帶傳動(dòng)裝置包括第二級(jí)同步帶(417)、主動(dòng)帶輪(418)和被動(dòng)帶輪(416)； 所述小帶輪(4117)與所述直流減速電機(jī)(411)的輸出軸連接； 所述大帶輪(414)與所述花鍵軸(4113)的一端通過(guò)矩形鍵連接； 所述承載半軸齒輪(415)與所述承載半軸(4114)通過(guò)花鍵連接，所述第二承載半軸齒輪(4110)套設(shè)在所述承載半軸(4114)上，且所述承載半軸齒輪(415)和所述第二承載半軸齒輪(4110)兩端均固定； 所述滑移齒輪(4112)與所述花鍵軸(4113)通過(guò)花鍵連接，所述滑移齒輪(4112)與所述承載半軸齒輪(415)或者所述第二承載半軸齒輪(4110)相嚙合； 所述后輪(115)通過(guò)花鍵與所述承載半軸(4114)連接； 所述末端半軸齒輪(4111)與所述末端半軸(4116)通過(guò)矩形鍵連接； 所述中間軸齒輪(419)套設(shè)在所述中間軸(401)上，所述中間軸齒輪(419)與所述第二承載半軸齒輪(4110)和所述末端半軸齒輪(4111)相嚙合； 所述主動(dòng)帶輪(418)通過(guò)矩形鍵與所述末端半軸(4116)連接,所述被動(dòng)帶輪(416 )通過(guò)矩形鍵與所述第一履帶半軸(4115)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輪履式路梯兩用輪椅，其特征在于， 所述橫梁(2110)、所述前連桿(219)、所述中間連桿(216)和所述中間副履帶架(217)組成平行四邊形機(jī)構(gòu)，其中，所述前連桿(219)的長(zhǎng)度與所述中間連桿(216)的長(zhǎng)度相等，所述橫梁(2110)與所述前連桿(219)的連接處到所述橫梁(2110)與所述承載半軸(4114)連接處的距離等于所述中間副履帶架(217)的長(zhǎng)度； 所述橫梁(2110)、所述中間連桿(216)、所述后端上連桿(211)和所述后端下連桿(212 )組成四邊形機(jī)構(gòu)，其中，當(dāng)所述后端上連桿(211)和所述后端下連桿(212 )共線時(shí)，所述后端副履帶架(214)和中間副履帶架(217)共線。
9.根據(jù)權(quán)利要 求4所述的一種輪履式路梯兩用輪椅，其特征在于， 所述橫梁(2110)的一端與所述車架(100)之間設(shè)置有調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置是由調(diào)節(jié)桿上端(I 13)、調(diào)節(jié)桿下端(I 12)和調(diào)節(jié)螺釘組成； 所述調(diào)節(jié)桿上端(113)與所述調(diào)節(jié)桿下端(112)之間形成移動(dòng)副，所述調(diào)節(jié)桿上端(113)的一端與所述車架(100)鉸接，所述調(diào)節(jié)桿下端(112)的一端與所述橫梁(2110)通過(guò)銷軸連接； 所述調(diào)節(jié)桿上端(113)與所述調(diào)節(jié)桿下端(112)上均開(kāi)設(shè)有若干個(gè)等間距的通孔，所述調(diào)節(jié)螺釘穿過(guò)所述調(diào)節(jié)桿上端(113)和與其對(duì)應(yīng)的所述調(diào)節(jié)桿下端(112)上的通孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪履式路梯兩用輪椅，其特征在于， 所述直流減速電機(jī)(411)通過(guò)螺栓與所述車架(100)可拆卸連接。
【文檔編號(hào)】A61G5/06GK103767841SQ201410041748
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】李輝, 張建華, 趙奪, 張小俊 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)