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专利号: 2017104550432
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种自平衡电动爬楼轮椅,包括座椅部分(100)、座椅连接部分(200)、行星轮系(300)、充气轮(400)、驱动部分(500)、控制部分、监测部分、防滑装置(700)和脚踏板机构(800);

其特征在于:

包括两组所述的行星轮系(300),分别通过一个外轴(311)与一个驱动箱体(501)连接,然后通过一个菱形带座轴承座(322)安装在设置于所述轮椅两侧的轮系箱体(310)上;通过所述的行星轮系(300)的变换可实现轮椅的普通行走、站立行走和爬楼三种工作模式;

所述的防滑装置700包括一个防滑电机(704)和一个支撑架(701),通过一个卧式带座轴承(706)安装在驱动箱体(501)的底板上;

所述的驱动部分(500)安装在驱动箱体(501)内,包括一个行走机构和一个翻转机构,可向两侧行星轮系(300)提供行走和爬楼的动力;所述的行走机构包括两套行走电机(314)与行走减速器(313)组件、行走小齿轮(312)、行走大齿轮(321)、外轴(311)、外轴齿轮(307)、过渡轴(304)、过渡齿轮(306)、输出轴(301)、输出齿轮(323);所述的翻转机构包括两套翻转电机(317)与翻转减速器(318)组件、翻转小齿轮(319)、翻转大齿轮(316)、内轴(315)、内轴连接件(308)、输出轴连接件(302)、过渡轴连接件(303)、爬楼轴(309);所述的4个电机(314、317)和减速器(313、318)采用前后左右平行设置;所述的两个行走电机(314)与行走减速器(313)组件安装在一个矩形固定架的底端;两个翻转电机(317)与翻转减速器(318)组件安装在所述的矩形固定架的顶端;所述的行走减速器(313)和翻转减速器(318)均具有自锁装置。

2.根据权利要求1所述的一种自平衡电动爬楼轮椅,其特征在于,所述的轮椅在普通行走工作模式时,所述的行走电机(314)与行走减速器(313)连接,行走小齿轮(312)与行走大齿轮(321)啮合,行走大齿轮(321)通过外轴(311)与外轴齿轮(307)连接,此时行星轮系(300)的各齿轮绕各自中心自转。

3.根据权利要求1所述的一种自平衡电动爬楼轮椅,其特征在于,所述的轮椅在爬楼工作模式时,翻转电机(317)与翻转减速器(318)连接,翻转小齿轮(319)与翻转大齿轮(316)啮合,翻转大齿轮(316)通过内轴(315)与内轴连接件(308)连接,此时行星轮系(300)内各齿轮围绕内轴(315)中心轴公转;此时,所述的行走机构利用自锁装置锁死,所述的防滑电机(704)工作,支撑架(701)放下,从而有效防止轮椅爬楼时的打滑现象。

4.根据权利要求1所述的一种自平衡电动爬楼轮椅,其特征在于,所述的轮椅在站立工作模式时:翻转电机(317)先工作,通过翻转小齿轮(319)带动翻转大齿轮(316)旋转,再通过内轴(315)带动爬楼轴(309)旋转,此时行星轮系(300)内各齿轮围绕内轴(315)中心轴公转,等轮椅达到站立状态,翻转机构锁死,然后行走电机(314)工作,通过行走小齿轮(312)带动行走大齿轮(321)旋转,再通过外轴(311)带动外轴齿轮(307)旋转,再通过过渡齿轮(306)传递到输出齿轮(323),此时行星轮系(300)的各齿轮绕各自中心自转,轮椅实现站立行走。

5.根据权利要求1或2所述的一种自平衡电动爬楼轮椅,其特征在于,所述的行走电机(314)设置有电磁制动刹车装置。

6.根据权利要求1所述的一种自平衡电动爬楼轮椅,其特征在于,所述的行星轮系(300),还包括一个过渡齿轮(306),设置于所述的输出齿轮(323)和外轴齿轮(307)之间,外轴齿轮(307)与过渡轴承(306)啮合,过渡齿轮(306)与输出齿轮(323)啮合,输出齿轮(323)、过渡齿轮(306)和外轴齿轮(307)通过菱形带座轴承(322)安装在轮系箱体(310)上。

7.根据权利要求1所述的一种自平衡电动爬楼轮椅,其特征在于,所述的防滑装置(700)包括支撑架(701)、鱼眼轴承(702)、电动推杆(703)、防滑电机(704)、安装支架(705)和卧式带座轴承(706),在轮椅爬楼前,防滑电机(704)工作,带动电动推杆(703)伸长,支撑架(701)放下,电动推杆(703)自锁,防止轮椅爬楼过程中打滑。

8.根据权利要求1所述的一种自平衡电动爬楼轮椅,其特征在于,所述的控制部分包括主控制器、陀螺仪系统、控制面板(607);所述的主控制器采用意法公司的STM32主控芯片,所述的陀螺仪系统包括三轴陀螺仪传感器和三轴加速度计传感器,陀螺仪系统把检测到的轮椅姿态发送给主控制器,可实时的对座椅的位置进行调控;所述的控制面板(607)包括三轴霍尔操作手柄和按钮开关,所述的三轴霍尔手柄通过控制行走电机(314)完成轮椅的前进后退、左转右转。