一种爬楼轮椅及爬楼方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110151414A(43)申请公布日2019.08.23(21)申请号201910384417.5(22)申请日2019.05.09(71)申请人哈工大机器人（合肥）国际创新研究院地址230601安徽省合肥市经济技术开发区宿松路3963号智能装备科技园(72)发明人王飞张岩岭姜祖辉于振中李文兴(74)专利代理机构北京天盾知识产权代理有限公司11421代理人曹静葛宏(51)Int.Cl.A61G5/06(2006.01)A61G5/10(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图7页(54)发明名称一种爬楼轮椅及爬楼方法(57)摘要一种爬楼轮椅，包括：主动式支撑避障装置、攀爬装置、车架；其特征为：四个相同的主动式支撑避障装置设置在车架的四个拐角，分别与车架上的前支架、转向架固接；两个相同的攀爬装置分别设置在车架前后两端，与车架上的连接短轴、连接长轴固接；主动式支撑避障装置、攀爬装置、车架共同构成爬楼轮椅。CN110151414ACN110151414A权利要求书1/3页1.一种爬楼轮椅，包括：主动式支撑避障装置、攀爬装置、车架；其特征为：四个相同的主动式支撑避障装置设置在车架的四个拐角，分别与车架上的前支架、转向架固接；两个相同的攀爬装置分别设置在车架前后两端，与车架上的连接短轴、连接长轴固接；主动式支撑避障装置、攀爬装置、车架共同构成爬楼轮椅。2.根据权利要求1所述的爬楼轮椅，其特征为：所述主动式支撑避障装置包括：第一连接杆、直线推杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、车轮；其特征为：所述第一连接杆中部与第二连接杆下端铰接形成转动副，第一连接杆上端与第四连接杆上端铰接形成转动副；第三连接杆一端与第二连接杆上端铰接形成转动副，另一端与第四连接杆下端铰接形成转动副；上述四个连接杆铰接构成四杆机构；直线推杆一端与第二连接杆中部铰接形成转动副，另一端与第四连接杆中部铰接形成转动副。3.根据权利要求2所述的爬楼轮椅，其特征为：所述第一连接杆下端有竖直方向腰孔，车轮连接轴通过第一连接杆下端腰孔用螺栓固接，车轮安装位置不同可以调节避障的大小以及支撑避障装置的稳定性。4.根据权利要求2所述的爬楼轮椅，其特征为：所述直线推杆为伸缩杆，可以是电动或是液动、气动伸缩杆，车轮内设有伺服驱动电机。5.根据权利要求1所述的爬楼轮椅，其特征为：所述的攀爬装置包括：包括爬爪、下移动板、直线轴承、连接固定板、导杆、丝杆、上移动板、电机、减速器、同步带、同步带轮211A、同步带轮211B、涨紧轮、缓冲器、接近开关；所述下移动板与上移动板通过导杆相连，导杆一端与下移动板固接，另一端与上移动板207固定形成稳定三角形框架结构，所述爬爪与下移动板固接；下移动板、上移动板、导杆、爬爪共同组成爬爪组件；所述连接固定板通过直线轴承套在导杆上形成移动副；所述减速器一端与电机输出轴相连，另一端与同步带轮211A相连接，减速器固定在下移动板上；所述丝杆上端与上移动板连接形成转动副，丝杆中部与连接板固定板螺纹连接形成转动副，丝杆另一端穿过下移动板与同步带轮211B固接，同步带轮211A和同步带轮211B通过同步带连接；所述缓冲器与接近开关固定在下移动板上，缓冲器起到下移动板与连接固定板间的缓冲作用，接近开关214起到位置控制作用。6.根据权利要求5所述的爬楼轮椅，其特征为：所述导杆三对均匀布置与上移动板、下移动板构成稳定的框架结构。7.根据权利要求1所述的爬楼轮椅，其特征为：所述的车架包括：连接杆、连接长轴、后支架、转向架、连接短轴、伺服推杆、座椅斜支撑杆、座椅板、座椅连接块、座椅连接轴、座椅支撑杆、前支架、座椅连接板、框架连接轴；其特征为：所述的车架为左右对称结构；后部的连接杆一端与后支架铰接，另一端与座椅连接板铰接形成转动副；前部连接杆一端与前支撑铰接，另一端与座椅连接板铰接形成转动副；连接长轴、框架连接轴分别连接着左右连接杆形成一个框架结构；座椅支撑杆下端与座椅连接板固接，座椅斜支撑杆一端与座椅板固接，另一端与座椅支撑杆固接，座椅连接块一端与座椅板固接另一端与座椅支撑杆固接形成座椅支撑框架；座椅连接轴两端与左右座椅斜支撑杆中部套接；伺服推杆上端与座椅连接轴中部套接，下端与框架连接轴中部套接；转动支架与后支架侧部铰接。8.一种爬楼方法，采用如权利要求1-7中任一项所述的爬楼轮椅，其特征在于，具体爬楼步骤包括；第一步、电机通过同步带带动下移动板向上运动使爬爪高出第一台阶面，爬楼轮椅靠2CN110151414A权利要求书2/3页近楼梯爬爪伸到第一级台阶上面，电机208通过同步带带动下移动板向下运动，爬爪趴在第一级台阶面上；第二步、直线推杆主动伸长，第二连接杆以第三连接杆上端与第二连接杆上端铰接形成转