轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102614055A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102614055A(43)申请公布日2012.08.01(21)申请号201210110195.6(22)申请日2012.04.13(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人高学山白阳王冬晓宗成国靳飞郭文增李敬一(74)专利代理机构北京理工大学专利中心11120代理人付雷杰高燕燕(51)Int.Cl.A61G5/06(2006.01)A61G5/10(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图55页(54)发明名称轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅(57)摘要本发明涉及一种轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，是由上机架、下机架、主机架、下肢机架、辅轮架、辅轮、重心平衡机构、轮/履变结构移动平台构成，上机架、下机架同主机架的上端轴动装连接，通过重心平衡机构的调节可以绕主机架上端轴自动旋转，下肢机架与下机架动装连接，可以绕下机架外侧轴自动旋转。采用轮/履耦合式移动平台，使轮椅在攀越楼梯或障碍物时具有良好的越障能力。本发明结构合理、操作方便，将给下肢残障人士的出行、日常生活提供极大的方便。CN102645ACN102614055A权利要求书1/1页1.一种轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，其特征在于：主要由上机架、下机架、主机架、下肢机架、辅轮架、辅轮、重心平衡机构、轮/履变结构移动平台构成；其中，重心平衡机构是由两个电动推杆、两个角度传感器和一个控制箱构成，控制箱内部装有ARM控制板，两电动推杆底端通过一支点动装连接在主机架上，另一端分别与上机架和下机架的底部轴相连接，上机架、下机架同主机架的上端轴动装连接，并绕主机架上端轴俯仰角度；下肢机架与下机架动装连接，绕下机架外侧轴自动旋转；辅轮架动装连接在下机架上，辅轮安装在辅轮架上；重心平衡机构安装在主机架与上、下机架之间，轮/履耦合式移动平台与主机架动装连接。2.根据权利要求1所述的轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，其特征在于：两角度传感器分别装在下机架右侧轴的底部中间位置和上机架右侧轴的后部中间位置。3.根据权利要求1所述的轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，其特征在于：轮/履变结构移动平台由轮式与履带式移动相互转换的变换机构、驱动装置、弹性履带构成，其轮式与履带式移动相互转换的变换机构由主动轮、支撑轮、推杆、六点连接体、六点连接体摆杆、支撑轮摆杆、连杆、曲柄构成，六点连接体与六点连接体摆杆、曲柄、连杆构成曲柄摇杆机构；驱动装置由电动机、减速器、联轴器和推杆构成，驱动装置安装在两移动平台之间的主机架下端轴上，六点连接体与推杆动装连接，弹性履带附在主动轮上。4.根据权利要求1所述的轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，其特征在于：上机架前端安装两个扶手，上机架顶端安装头部支撑机架，头部支撑机架上设有可移动位置的头部支撑软垫。5.根据权利要求1所述的轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，其特征在于：下肢机架下端安装有一对脚踏板，中间安装一副护膝套。6.根据权利要求1所述的轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，其特征在于：下机架下方安装两个辅轮架，每个辅轮架连接一个辅轮，辅轮架随下机架上的支点旋转。7.根据权利要求1所述的轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，其特征在于：第一步，向ARM控制板中输入设定的轮椅中心平衡角度值；第二步，轮椅上、下楼梯的过程中，角度传感器实时测得下机架和上机架右侧轴的倾斜角度，角度传感器将倾斜角度数值发送给ARM控制板，ARM控制板通过与初始设定角度值比较，ARM控制板计算出电动推杆的移动量；第三步，ARM控制板再控制电动推杆的移动量以推动或回拉下机架和上机架，使下机架和上机架绕主机架的上端轴分别旋转一定的角度，使轮椅的重心达到平衡状态。2CN102614055A说明书1/4页轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅技术领域[0001]本发明是一种轮/履耦合式自平衡无障碍轮椅，属于一种在平地、楼梯以及凸凹不平的路面上都能安全稳定运行的无障碍轮椅。背景技术[0002]自平衡无障碍轮椅是一种集运动机构、动态决策与规划、行为控制等多种技术于一体的综合系统。其中，星型轮式无障碍轮椅和履带式无障碍轮椅最具代表性。无障碍轮椅是老年人和下肢瘫痪病人在日常生活中不可或缺的代步工具，性能优越的轮椅，尤其是智能无障碍轮椅能使他们在完成部分日常活动的同时，重新获得生活能力，增强重新融入社会的信心。[0003]星型轮式无障碍轮椅是目前国际上较为通用，也是研究最多的一种越障轮椅模式，是目前爬楼梯效果较好的轮椅，在一定程度上可以适应多种地形，但是这种星型轮式无障碍轮椅在爬越楼梯时会产生较大的颠簸，对于轮椅使用者来讲感觉很不舒服。而应用普遍使用的轮式轮椅，其越障性能又不强，若使用轮