一种便于越障的轮椅机器人 |
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| 申请号 | CN201610091852.5 | 申请日 | 2016-02-19 | 公开(公告)号 | CN105581877A | 公开(公告)日 | 2016-05-18 |
| 申请人 | 浙江大学昆山创新中心; | 发明人 | 郑申专; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种便于越障的 轮椅 机器人 ，其特征是，包括上层机构、中层机构和下层机构；所述上层机构包括座椅和设置在所述座椅两侧的上层 导轨 ；所述座椅上设置有主轮和导向轮；所述下层机构包括下层导轨和设置在所述下层导轨一端的下层多节伸缩电动 推杆 ；所述中层机构包括中层连接层和设置在所述中层连接层上的上层滑 块 、下层滑块、中层多节伸缩电动推杆。本发明所达到的有益效果：本发明通过电动推杆的伸缩和导轨与滑块间的滑动，可以辅助下肢不便者和老年人在无人帮助下以 水 平 姿态 安全平稳地上下 楼梯 和 汽车 ，便于出行进行社会活动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种便于越障的轮椅机器人，其特征是，包括上层机构、中层机构和下层机构； |
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| 说明书全文 | 一种便于越障的轮椅机器人技术领域背景技术[0002] 中国人口老龄化问题日益加剧，全国老、弱、病、残群体人口日益增多，他们的出行问题将显得更加突出。目前，解决他们的出行问题主要依靠轮椅装置进行上下楼梯和汽车。 [0003] 目前，针对上下汽车等快速交通工具来实现较远距离出行的装置较少：如专利申请号201220143111.4、201220048846.9和201020536137.6，通过在汽车上加装无障碍踏板装置可使轮椅上下车；专利申请号200710121828.2，将汽车座椅改装为可拆装式连接的结构，可使乘坐轮椅车的人群在他人的扶持下换坐到汽车座椅上。但是，它们需在车上加装或改装装置，且需在他人帮助下才能实现上下车，难以实际广泛投入运用。 [0004] 然而可实现上下楼梯和短程户外出行的轮椅装置较多，专利申请号为201210044772.6，利用轮腿组合式装置可使轮椅连续上下楼梯，户外转换为4轮移动；专利申请号为200910135965.0，利用三星轮机构进行攀爬楼梯，户外采用4轮驱动前行；专利申请号为201410690065.3，在三星轮机构上进行改进，可使轮椅轮胎在爬楼梯时的三星轮状态与平地行驶时的圆轮状态间进行快捷转换。但是，它们的重心波动问题始终存在，平稳性较差。 [0005] 因此，这些装置在帮助上下汽车和楼梯问题上仍然不能满足要求。 发明内容[0006] 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种便于越障的轮椅机器人，能够方便下肢不便者在无人帮助下以水平姿态平稳地上下楼梯和汽车。 [0007] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案： [0008] 一种便于越障的轮椅机器人，其特征是，包括上层机构、中层机构和下层机构；所述上层机构包括座椅和设置在所述座椅两侧的上层导轨；所述座椅上设置有主轮和导向轮；所述下层机构包括下层导轨和设置在所述下层导轨一端的下层多节伸缩电动推杆；所述中层机构包括中层连接层和设置在所述中层连接层上的上层滑块、下层滑块、中层多节伸缩电动推杆；所述上层滑块和上层导轨相匹配，下层滑块和下层导轨相匹配；所述中层连接层上面安装有上层电动推杆，推杆一端固定连接在座椅上，所述上层电动推杆用于驱动上层滑块与上层导轨相对滑动；所述中层连接层下面安装有下层电动推杆，推杆一端固定连接在下层导轨上，所述下层电动推杆用于驱动下层滑块与下层导轨相对滑动；所述中层多节伸缩电动推杆设置在中层连接层的端部。 [0009] 前述的一种便于越障的轮椅机器人，其特征是，所述座椅上设置有安全带；所述座椅的背面设置有用于与车内固定的连接装置。 [0010] 前述的一种便于越障的轮椅机器人，其特征是，所述中层多节伸缩电动推杆和下层多节伸缩电动推杆分别对称设置有两个。 [0013] 前述的一种便于越障的轮椅机器人，其特征是，还包括红外测高装置。 [0015] 图1是本装置的结构示意图； [0016] 图2(1)-(10)是本装置的上车状态示意图。 [0017] 图中附图标记的含义： [0018] 1-中层多节伸缩电动推杆，2-导向轮，3-上层导轨，4-上层滑块，5-轮椅，6-中层连接层，7-下层导轨，8-下层滑块，9-主轮，10-下层多节伸缩电动推杆。 具体实施方式[0019] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明上下汽车的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 [0020] 本装置主要由上、中、下三层机构构成，上、下层机构通过对应滑轨组合与中层机构连接。 [0021] 上层机构是在普通电动轮椅基础上进行改装，在轮椅两内侧面面加装上层导轨3，在轮椅5座椅上加装安全带，在轮椅5椅背上加装可与车内固定的连接装置。在座椅5上设置有前后两个红外测高装置，用于测量台阶面高度和宽度。 [0022] 上层导轨3与上层滑块4配合连接，上层电动推杆驱动上层滑块4与上层导轨3相对滑动。 [0023] 同样的，下层导轨7与下层滑块8配合连接，下层电动推杆驱动下层滑块8与下层导轨7相对滑动。 [0024] 中层多节伸缩电动推杆1、下层多节伸缩电动推杆10、上层电动推杆和下层电动推杆内均设置有可防旋转的限位开关，断电停止后推杆在当前位置自锁，在同步驱动下实现同步伸缩。在中层多节伸缩电动推杆1和下层多节伸缩电动推杆10一端同时接触地面后，在同步驱动下可使轮椅整体垂直升降。 [0025] 下面以轮椅上汽车台阶作为实施例进行说明，具体实施时方式如下： [0026] 第一步：如图2(1)所示，中层多节伸缩电动推杆1和下层多节伸缩电动推杆10处于断电收缩状态，导向轮2和主轮9接触地面，主轮9转动驱动轮椅平地行驶至汽车台阶面前方，此时导向轮2接触台阶面。 [0027] 第二步：如图2(2)所示，中层多节伸缩电动推杆1和下层多节伸缩电动推杆10以相同速度运转，推杆伸长同时接触地面，再伸长H1，轮椅整体垂直平稳地升高H1，其中，H1为汽车台阶面距离地面高度。 [0028] 第三步：如图2(3)所示，在上层电动推杆驱动下，上层机构沿上层滑块4相对中层机构向前滑动一定距离L1，使上层机构重心越过中层多节伸缩电动推杆1支撑中心一定距离，导向轮2轮心越上台阶面。 [0029] 第四步：如图2(4)所示，下层多节伸缩电动推杆10运转，推杆收起长度H2。 [0030] 在下层电动推杆驱动下，下层机构沿下层滑块8相对中层机构向前滑动一定距离L1，此时，下层多节伸缩电动推杆10支撑中心未越过中层机构的重心；下层多节伸缩电动推杆10运转，推杆伸长长度H2，推杆接触地面。 [0031] 第五步：如图2(5)所示，中层多节伸缩电动推杆1运转，推杆收起长度H2。 [0032] 在上层电动推杆驱动下中层机构以速度V沿上层滑块4相对上层机构向前滑动一定距离L1，同时下层多节伸缩电动推杆10驱动中层机构以速度V沿下层滑块8相对下层机构向前滑动一定距离L1；中层多节伸缩电动推杆1运转，推杆伸长H2，推杆接触地面。 [0033] 第六步：如图2(6)所示，上层电动推杆驱动上层机构沿上层滑块4相对中层机构向前滑动一定距离L1，使上层机构重心越过中层多节伸缩电动推杆1支撑中心一定距离。 [0034] 第七步：如图2(7)所示，上层滑块4的导轨锁紧装置开启，下层多节伸缩电动推杆10运转，推杆收起一定长度H2。 [0035] 下层滑块8的导轨锁紧装置松开，在下层电动推杆驱动下，下层机构沿下层滑块8相对中层机构向前滑动一定距离L1，但下层多节伸缩电动推杆10支撑中心未越过中层机构的重心，下层多节伸缩电动推杆10运转，推杆伸长一定长度H2，推杆接触地面。 [0036] 第八步：如图2(8)所示，中层多节伸缩电动推杆1运转，推杆收起一定长度H3；在上层电动推杆驱动下中层机构以速度V沿上层滑块4相对上层机构向前滑动一定距离L1，同时下层电动推杆驱动中层机构以速度V沿下层滑块8相对下层机构向前滑动一定距离L1；中层多节伸缩电动推杆1运转，推杆伸长H4(H4＝H3-H1)，推杆接触地面。 [0037] 第九步：如图2(9)所示，下层滑块8的导轨锁紧装置开启，上层电动推杆驱动上层机构沿上层滑块4相对中层机构向前滑动一定距离L1，使上层机构重心越过中层多节伸缩电动推杆1支撑中心一定距离，主轮9轮心越上台阶面。 [0038] 第十步：如图2(10)所示，中层多节伸缩电动推杆1和下层多节伸缩电动推杆10运转，推杆收缩至最短，上层电动推杆驱动中层机构沿上层滑块4相对上层机构向前滑动一定距离L1。 [0039] 至此，轮椅主轮9和导向轮2接触台阶面，轮椅整体平稳地爬上汽车台阶面。下车过程与之相反。以上操作中，中层多节伸缩电动推杆1、下层多节伸缩电动推杆10、上层电动推杆和下层电动推杆在不动作的情况下，均断电停止在前位置自锁。 [0040] 本装置的使用范围不仅仅局限于上下汽车，还能够安全平稳地上下楼梯。 [0041] 以上所述仅是本发明上下车的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。 |
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