拨离爬台阶装置及应用该装置的轮椅

摘要

本发明涉及一种拨离爬台阶装置及应用该装置的轮椅，属于医疗器械领域。包括底梁，底梁两端分别设置两履带机构，履带机构包括套筒，套筒内配合插杆，套筒前端安装主动轮，插杆尾端安装从动轮，插杆上套有外弹簧，外弹簧两端分别抵在套筒和从动轮的轮座上。履带能够包裹阶梯的直角边，履带与阶梯是面与面的接触，摩擦力大大增加，并且能够适应各种尺寸的阶梯，有效避免打滑的发生，大大提高行驶的安全性。

权利要求

1.一种拨离爬台阶装置，其特征在于：包括底梁(11)，底梁(11)两端分别设置两履带(3)机构，履带(3)机构包括套筒(4)，套筒(4)内配合插杆(6)，套筒(4)前端安装主动轮(1)，插杆(6)尾端安装从动轮(2)，插杆(6)上套有外弹簧(7)，外弹簧(7)两端分别抵在套筒(4)和从动轮(2)的轮座上，套筒(4)下壁均布若干弹性杆(8)，弹性杆(8)与套筒(4)垂直，弹性杆(8)端部安装辅助轮(9)，所有辅助轮(9)在同一水平面内，主动轮(1)、从动轮(2)和辅助轮(9)上套有环形履带(3)，主动轮(1)、从动轮(2)和辅助轮(9)与履带(3)摩擦传动，底梁(11)上固定履带电机(17)，履带电机(17)的转轴与主动轮(1)传动连接;履带电机(17)带动主动轮(1)转动，主动轮(1)带动履带(3)旋转，实现履带(3)在平路上的行走，此时所有辅助轮(9)均匀受力，弹性杆(8)不弯曲；当爬楼梯时，阶梯(10)的直角边位于任意相邻两个辅助轮(9)之间，重物施加在底梁(11)上的压力使得与阶梯(10)直角边接触的履带(3)部分向内凹陷，同时凹陷处两侧的辅助轮(9)的弹性杆(8)向两侧弯曲，上部的辅助轮(9)将履带(3)抵在阶梯(10)的水平面上，下部的辅助轮(9)将履带(3)抵在阶梯(10)的垂直面上，这样辅助轮(9)的推动不仅使得履带(3)与阶梯(10)的接触面积更大，而且弹性杆(8)的弹力会使得履带(3)紧紧压在阶梯(10)上，保证履带(3)与阶梯(10)之间有足够大的摩擦力，履带(3)与阶梯(10)完全是面与面的接触。

2.根据权利要求1所述的拨离爬台阶装置，其特征在于：套筒(4)内设置内弹簧(5)，内弹簧(5)端部抵在插杆(6)端部，插杆(6)前部下表面上设置沉孔(12)，沉孔(12)内配合锁定杆(13)，套筒(4)下臂上设置导向孔(14)，导向孔(14)内配合导向块(26)，导向孔(14)与沉孔(12)位置对应，并且导向孔(14)的直径大于锁定杆(13)的直径，导向孔(14)位于套筒(4)中部，导向块(26)固定在对应的弹性杆(8)上，套筒(4)上固定导向筒(15)，导向筒(15)与导向孔(14)同轴并等径，导向筒(15)内壁下方固定限位块(16)。

3.根据权利要求1所述的拨离爬台阶装置，其特征在于：套筒(4)为方筒，插杆(6)为与之配合的方杆。

4.根据权利要求2所述的拨离爬台阶装置，其特征在于：锁定杆(13)下表面为斜面，该斜面向前倾斜。

5.应用权利要求2所述的拨离爬台阶装置的轮椅，其特征在于：包括椅座(19)和椅背(18)，椅座(19)和椅背(18)相连固定，椅座(19)下固定底盘(20)，底盘(20)下方设置拨离爬台阶装置，前部底梁(11)上固定立杆(25)，立杆(25)与底盘(20)前部铰接，后部底梁(11)上设置角度液压缸(24)，角度液压缸(24)的底座铰接在底盘(20)上，伸缩杆铰接在后部底梁(11)上。

6.根据权利要求5所述的拨离爬台阶装置的轮椅，其特征在于：椅座(19)四角均固定升降液压缸(21)，前部两个升降液压缸(21)的活塞杆上安装两前轮(22)，后部两个升降液压缸(21)的活塞杆上安装两后轮(23)，两后轮(23)通过行走电机驱动连接。

说明书

拨离爬台阶装置及应用该装置的轮椅

技术领域

[0001] 本发明涉及一种拨离爬台阶装置及应用该装置的轮椅，属于医疗器械领域。

背景技术

[0002] 轮椅分为电动和手动折叠轮椅，是用于伤员、病员、残疾人外出活动的重要移动工具，轮椅不仅满足肢体伤残者和行动不便人士的代步，更重要的是方便家属移动和照顾病人，使病人借助于轮椅进行身体锻炼。

[0003] 目前的轮椅在平路上可以实现非常灵活的移动，但对于楼梯却束手无策，尤其是在城市生活，随处可见的阶梯使得轮椅很难顺畅通行。为了便于轮椅通行，现在已经存在可以爬楼梯的轮椅，这种轮椅是在普通轮椅下方设置一个履带行走机构，通过履带与楼梯接触来增加摩擦力，进而实现爬楼梯操作。但是履带始终是与阶梯的直角边接触，接触面积很小，实际应用中仍然有很大概率打滑。有些履带为了增加摩擦力，将履带的花纹做的很深，试图使得阶梯的直角边卡入花纹内，但是履带的花纹间距是固定的，无法保证每次阶梯的直角边都能卡入花纹内，有时是花纹的顶尖与阶梯的直角边接触，这时反而更容易打滑，并且其并没有从本质上改变履带爬阶梯的缺点。

发明内容

[0004] 根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种拨离爬台阶装置及应用该装置的轮椅，履带能够包裹阶梯的直角边，履带与阶梯是面与面的接触，摩擦力大大增加，并且能够适应各种尺寸的阶梯，有效避免打滑的发生，大大提高行驶的安全性。

[0005] 本发明所述的拨离爬台阶装置，包括底梁，底梁两端分别设置两履带机构，履带机构包括套筒，套筒内配合插杆，套筒前端安装主动轮，插杆尾端安装从动轮，插杆上套有外弹簧，外弹簧两端分别抵在套筒和从动轮的轮座上，套筒下壁均布若干弹性杆，弹性杆与套筒垂直，弹性杆端部安装辅助轮，所有辅助轮在同一水平面内，主动轮、从动轮和辅助轮上套有环形履带，主动轮、从动轮和辅助轮与履带摩擦传动，底梁上固定履带电机，履带电机的转轴与主动轮传动连接。

[0006] 工作原理及过程：

[0007] 电机带动主动轮转动，主动轮带动履带旋转，实现履带在平路上的行走，此时所有辅助轮均匀受力，弹性杆不弯曲。当爬楼梯时，阶梯的直角边位于任意相邻两个辅助轮之间，重物施加在底梁上的压力使得与阶梯直角边接触的履带部分向内凹陷，同时凹陷处两侧的辅助轮的弹性杆向两侧弯曲，上部的辅助轮将履带抵在阶梯的水平面上，下部的辅助轮将履带抵在阶梯的垂直面上，这样辅助轮的推动不仅使得履带与阶梯的接触面积更大，而且弹性杆的弹力会使得履带仅仅压在阶梯上，保证履带与阶梯之间有足够大的摩擦力，履带与阶梯完全是面与面的接触，相较于传统履带在阶梯上的面与线的接触有本质的区别。随着履带的行走，原本在阶梯垂直面上的辅助轮向前移动，当该辅助轮正好位于阶梯的直角边位置时，此时辅助轮不受力，弹性杆复位，然后该辅助轮又与阶梯水平面接触，与该辅助轮相连的弹性杆此时向前弯曲，而原本与阶梯水平面对应的辅助轮因阶梯直角边的阻挡，其对应的弹性杆变为向后弯曲，这样周而复始实现爬阶梯行走。爬阶梯过程中，外弹簧收缩，履带的整体长度变短，进而适应与阶梯接触的履带的凹陷。

[0008] 套筒内设置内弹簧，内弹簧端部抵在插杆端部，插杆前部下表面上设置沉孔，沉孔内配合锁定杆，套筒下臂上设置导向孔，导向孔内配合导向块，导向孔与沉孔位置对应，并且导向孔的直径大于锁定杆的直径，导向孔位于套筒中部，导向块固定在对应的弹性杆上，套筒上固定导向筒，导向筒与导向孔同轴并等径，导向筒内壁下方固定限位块。平路行驶时，对应导向块的弹性杆不受力，此时导向块位于导向筒内，锁定杆由于重力插入导向孔，导向孔将锁定杆固定，插杆与套筒无法相对移动。爬阶梯时，当该弹性杆受力时，弹性杆将锁定杆顶起，锁定杆脱离导向孔，此时插杆和套筒可以相对移动，插杆压缩内弹簧。当外弹簧压缩到一定程度时，再压缩需要较大的压力，如果底梁无法受到足够的压力，那么外弹簧就不能大程度的压缩，那么履带就不能大程度的凹陷，那么履带与阶梯就没有足够的接触面积。不同长度的弹簧，当施加相同的力时，其压缩行程不同，本申请利用此特性，内弹簧间接相当于外弹簧的延长，使得从动轮能够有足够的行程来适应履带的凹陷，保证履带与阶梯有足够的接触面积，并且保证履带能够被撑起，避免脱离。只有当位于中间位置的弹性杆受力顶起时才会解除锁定杆的锁定，这样是为了在解除锁定前，依靠外弹簧来撑起履带，避免弹簧压力过大而导致履带过紧而无法有效凹陷，接触锁定后，此时表示整个履带的前半部分已经与阶梯接触并受力，外弹簧已经压缩到一定程度，此时解除锁定，内弹簧受力并压缩，内弹簧无需较大的压力即可实现压缩，进而保证履带始终被适当的力撑起，避免履带过松或过紧。

[0009] 套筒为方筒，插杆为与之配合方杆。避免方杆与套筒相对转动。

[0010] 锁定杆下表面为斜面，该斜面向前倾斜。当锁定杆被顶起，并且斜面与套筒内表面对应时，插杆的移动会使得斜面与导向孔内壁接触，并且斜面在导向孔内壁上滑动，斜面迫使锁定杆上移，保证顺利实现解锁。

[0011] 利用拨离爬台阶装置的轮椅，包括椅座和椅背，椅座和椅背相连固定，椅座下固定底盘，底盘下方设置拨离爬台阶装置，前部底梁上固定立杆，立杆与底盘前部铰接，后部底梁上设置角度液压缸，角度液压缸的底座铰接在底盘上，伸缩杆铰接在后部底梁上。角度液压缸可以调节椅座的角度，使得在爬楼梯时椅座保持水平，避免重心后移而后翻。

[0012] 椅座四角均固定升降液压缸，前部两个升降液压缸的活塞杆上安装两前轮，后部两个升降液压缸的活塞杆上安装两后轮，两后轮通过行走电机驱动连接。传统的爬楼梯轮椅是将履带向下伸出，但这样会增加轮椅整体的重心，容易发生倾倒。本申请是将两前轮和两后轮升起，进而露出拨离爬台阶装置，这样重心降低，进而有效避免倾倒。

[0013] 本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

[0014] 本发明所述的拨离爬台阶装置及应用该装置的轮椅，当爬楼梯时，阶梯的直角边位于任意相邻两个辅助轮之间，重物施加在底梁上的压力使得与阶梯直角边接触的履带部分向内凹陷，同时凹陷处两侧的辅助轮的弹性杆向两侧弯曲，上部的辅助轮将履带抵在阶梯的水平面上，下部的辅助轮将履带抵在阶梯的垂直面上，这样辅助轮的推动不仅使得履带与阶梯的接触面积更大，而且弹性杆的弹力会使得履带仅仅压在阶梯上，保证履带与阶梯之间有足够大的摩擦力，履带与阶梯完全是面与面的接触，相较于传统履带在阶梯上的面与线的接触有本质的区别。履带能够包裹阶梯的直角边，履带与阶梯是面与面的接触，摩擦力大大增加，并且能够适应各种尺寸的阶梯，有效避免打滑的发生，大大提高行驶的安全性。

附图说明

[0015] 图1是本发明拨离爬台阶装置实施例示意图；

[0016] 图2是图1所示实施例B‑B截面示意图；

[0017] 图3是图1所示实施例A部分局部放大图；

[0018] 图4是图1所示实施例的俯视图；

[0019] 图5是本发明应用拨离爬台阶装置的轮椅的实施例示意图(未避免线条混乱将拨离爬台阶装置隐去)；

[0020] 图6是图5所示实施例C‑C截面示意图；

[0021] 图7是是本发明应用拨离爬台阶装置的轮椅的实施例示意图(未避免线条混乱将前轮和后轮隐去)。

[0022] 图中：1、主动轮；2、从动轮；3、履带；4、套筒；5、内弹簧；6、插杆；7、外弹簧；8、弹性杆；9、辅助轮；10、阶梯；11、底梁；12、沉孔；13、锁定杆；14、导向孔；15、导向筒；16、限位块；17、履带电机；18、椅背；19、椅座；20、底盘；21、升降液压缸；22、前轮；23、后轮；24、角度液压缸；25、立杆；26、导向块。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

[0024] 如图1‑图7所示，本发明所述的拨离爬台阶装置，包括底梁11，底梁11两端分别设置两履带3机构，履带3机构包括套筒4，套筒4内配合插杆6，套筒4前端安装主动轮1，插杆6尾端安装从动轮2，插杆6上套有外弹簧7，外弹簧7两端分别抵在套筒4和从动轮2的轮座上，套筒4下壁均布若干弹性杆8，弹性杆8与套筒4垂直，弹性杆8端部安装辅助轮9，所有辅助轮9在同一水平面内，主动轮1、从动轮2和辅助轮9上套有环形履带3，主动轮1、从动轮2和辅助轮9与履带3摩擦传动，底梁11上固定履带电机17，履带电机17的转轴与主动轮1传动连接。

[0025] 工作原理及过程：

[0026] 电机带动主动轮1转动，主动轮1带动履带3旋转，实现履带3在平路上的行走，此时所有辅助轮9均匀受力，弹性杆8不弯曲。当爬楼梯时，阶梯10的直角边位于任意相邻两个辅助轮9之间，重物施加在底梁11上的压力使得与阶梯10直角边接触的履带3部分向内凹陷，同时凹陷处两侧的辅助轮9的弹性杆8向两侧弯曲，上部的辅助轮9将履带3抵在阶梯10的水平面上，下部的辅助轮9将履带3抵在阶梯10的垂直面上，这样辅助轮9的推动不仅使得履带3与阶梯10的接触面积更大，而且弹性杆8的弹力会使得履带3仅仅压在阶梯10上，保证履带
3与阶梯10之间有足够大的摩擦力，履带3与阶梯10完全是面与面的接触，相较于传统履带3在阶梯10上的面与线的接触有本质的区别。随着履带3的行走，原本在阶梯10垂直面上的辅助轮9向前移动，当该辅助轮9正好位于阶梯10的直角边位置时，此时辅助轮9不受力，弹性杆8复位，然后该辅助轮9又与阶梯10水平面接触，与该辅助轮9相连的弹性杆8此时向前弯曲，而原本与阶梯10水平面对应的辅助轮9因阶梯10直角边的阻挡，其对应的弹性杆8变为向后弯曲，这样周而复始实现爬阶梯10行走。爬阶梯10过程中，外弹簧7收缩，履带3的整体长度变短，进而适应与阶梯10接触的履带3的凹陷。

[0027] 套筒4内设置内弹簧5，内弹簧5端部抵在插杆6端部，插杆6前部下表面上设置沉孔12，沉孔12内配合锁定杆13，套筒4下臂上设置导向孔14，导向孔14内配合导向块26，导向孔
14与沉孔12位置对应，并且导向孔14的直径大于锁定杆13的直径，导向孔14位于套筒4中部，导向块26固定在对应的弹性杆8上，套筒4上固定导向筒15，导向筒15与导向孔14同轴并等径，导向筒15内壁下方固定限位块16。平路行驶时，对应导向块26的弹性杆8不受力，此时导向块26位于导向筒15内，锁定杆13由于重力插入导向孔14，导向孔14将锁定杆13固定，插杆6与套筒4无法相对移动。爬阶梯10时，当该弹性杆8受力时，弹性杆8将锁定杆13顶起，锁定杆13脱离导向孔14，此时插杆6和套筒4可以相对移动，插杆6压缩内弹簧5。当外弹簧7压缩到一定程度时，再压缩需要较大的压力，如果底梁11无法受到足够的压力，那么外弹簧7就不能大程度的压缩，那么履带3就不能大程度的凹陷，那么履带3与阶梯10就没有足够的接触面积。不同长度的弹簧，当施加相同的力时，其压缩行程不同，本申请利用此特性，内弹簧5间接相当于外弹簧7的延长，使得从动轮2能够有足够的行程来适应履带3的凹陷，保证履带3与阶梯10有足够的接触面积，并且保证履带3能够被撑起，避免脱离。只有当位于中间位置的弹性杆8受力顶起时才会解除锁定杆13的锁定，这样是为了在解除锁定前，依靠外弹簧7来撑起履带3，避免弹簧压力过大而导致履带3过紧而无法有效凹陷，接触锁定后，此时表示整个履带3的前半部分已经与阶梯10接触并受力，外弹簧7已经压缩到一定程度，此时解除锁定，内弹簧5受力并压缩，内弹簧5无需较大的压力即可实现压缩，进而保证履带3始终被适当的力撑起，避免履带3过松或过紧。

[0028] 套筒4为方筒，插杆6为与之配合方杆。避免方杆与套筒4相对转动。

[0029] 锁定杆13下表面为斜面，该斜面向前倾斜。当锁定杆13被顶起，并且斜面与套筒4内表面对应时，插杆6的移动会使得斜面与导向孔14内壁接触，并且斜面在导向孔14内壁上滑动，斜面迫使锁定杆13上移，保证顺利实现解锁。

[0030] 利用拨离爬台阶装置的轮椅，包括椅座19和椅背18，椅座19和椅背18相连固定，椅座19下固定底盘20，底盘20下方设置拨离爬台阶装置，前部底梁11上固定立杆25，立杆25与底盘20前部铰接，后部底梁11上设置角度液压缸24，角度液压缸24的底座铰接在底盘20上，伸缩杆铰接在后部底梁11上。角度液压缸24可以调节椅座19的角度，使得在爬楼梯时椅座19保持水平，避免重心后移而后翻。

[0031] 椅座19四角均固定升降液压缸21，前部两个升降液压缸21的活塞杆上安装两前轮22，后部两个升降液压缸21的活塞杆上安装两后轮23，两后轮23通过行走电机驱动连接。传统的爬楼梯轮椅是将履带3向下伸出，但这样会增加轮椅整体的重心，容易发生倾倒。本申请是将两前轮22和两后轮23升起，进而露出拨离爬台阶装置，这样重心降低，进而有效避免倾倒。

[0032] 可以参照上述详细说明对本装置进行这些或其它改变。尽管上述详细说明描述了本发明的特定的实施方式并描述了预期的最佳模式，不管在本文中上面的描述是如何详细，本系统可通过多种方式实施。尽管基于本地的支持装置的详细内容在其实施细节上可能有相当大的变化，但仍然被包含在本文公开的装置内。如上文所述，在描述本装置的特定特征或方面时使用的特定技术术语并不意味着该术语在本文中被重新定义以被限定为与术语相关联的特定的特性、特征或系统的方面。在一般情况下，在下面的权利要求中使用的术语不应该理解为限制本系统为说明书中所披露的具体实施方式，除非上面的详细说明部分明确定义了这些术语。因此，本系统的实际范围不仅包括披露的实施方式，而且包括权利要求覆盖的实施或实现本装置的所有等同方式。