一種自攜導(dǎo)軌式便攜樓梯的輪椅的研究

陳少 帥陳奎 儒苗琪

摘要：本文主要介紹一種自攜導(dǎo)軌式的爬樓梯的輪椅，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動平穩(wěn)，易于操作。

關(guān)鍵詞：爬樓梯；自攜導(dǎo)軌

1、攀爬樓梯輪椅的分類及其簡要說明

國內(nèi)外現(xiàn)有的爬梯裝置和專利，按爬梯功能實(shí)現(xiàn)的原理主要分為履帶式、輪組式、步行式爬梯裝置。

（1）履帶式爬梯裝置的原理類似于履帶裝甲運(yùn)兵車或坦克，其原理簡單，技術(shù)也比較成熟。履帶式結(jié)構(gòu)傳動效率比較高，行走時(shí)重心波動很小，運(yùn)動很平穩(wěn)，在一些不規(guī)則的樓梯上也能使用。

（2）輪組式爬樓梯按輪組中使用小輪的個(gè)數(shù)可分為兩輪組式，三輪組式以及四輪組式。在平地上行走時(shí)，各小輪自轉(zhuǎn)，而爬樓梯時(shí)，各小輪一起公轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)爬樓梯的功能。

（3）步行式早期的爬樓梯裝置一般都采用步行式，其爬樓梯執(zhí)行機(jī)構(gòu)由鉸鏈桿機(jī)構(gòu)組成。上樓梯時(shí)，先將負(fù)重抬高，再水平向前移動，如此重復(fù)這兩個(gè)過程直至爬完一段樓梯。步行式爬梯裝置模仿人類爬樓梯的動作，外觀可視為足式機(jī)器人，采用多條機(jī)械腿交替升降，支撐座椅爬樓的原理。

2、研究背景

輪椅是年老體弱者以及下肢傷殘者必不可少的代步工具。隨著無障礙設(shè)施的增多，輪椅使用者的活動范圍逐步加大，但樓梯卻使輪椅受到很大限制，因此研發(fā)價(jià)格低廉、簡單易用的爬樓梯輪椅是康復(fù)工程工作者面臨的一項(xiàng)比較緊迫的任務(wù)。

3、發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容

輪椅走斜面比走樓梯要方便的多?；谶@點(diǎn)我發(fā)明了自攜導(dǎo)軌式電動輪椅。也就是輪椅自身攜帶導(dǎo)軌為自己鋪造一個(gè)斜面導(dǎo)軌來供自己方便前行或后退。具體如下：有輪椅扶手向下延伸一個(gè)三角支架，三角支架下頂點(diǎn)為軸安裝處（與輪椅大輪胎的軸心在同一水平線上）。在三角架軸安裝處安裝驅(qū)動軸，驅(qū)動軸上安裝三個(gè)可伸縮的桿，每個(gè)桿的另一端安裝導(dǎo)軌。

4、發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)進(jìn)步效果

當(dāng)輪椅上樓梯時(shí)，驅(qū)動軸先驅(qū)動一個(gè)桿使導(dǎo)軌鋪在樓梯兩個(gè)臺階的對角線上，然后輪椅再行駛在導(dǎo)軌上，與此同時(shí)另一個(gè)桿被驅(qū)動使導(dǎo)軌鋪在上兩個(gè)臺階的對角線上與已鋪好的導(dǎo)軌相連形成一個(gè)斜面，行駛過的導(dǎo)軌循環(huán)重復(fù)以上的運(yùn)動鋪在臺階上，使輪椅能夠非常方便省力的行駛在導(dǎo)軌斜面上上樓梯。下樓梯的運(yùn)動與以上類似。

5、說明書附圖及附圖的簡要說明及實(shí)施例

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①為三角軸支架。由輪椅扶手向下延伸制造，驅(qū)動軸安放在這里起固定支撐作用，須在軸與孔間涂抹潤滑油。②為驅(qū)動軸。一個(gè)驅(qū)動軸帶動一個(gè)轉(zhuǎn)動桿，所以應(yīng)有三個(gè)驅(qū)動軸。為實(shí)現(xiàn)驅(qū)動軸各自獨(dú)立轉(zhuǎn)動互不影響且不受輪胎軸影響，故采用由三個(gè)直徑不同的空心軸，三個(gè)軸套在一起各自轉(zhuǎn)動。③為轉(zhuǎn)動桿（可伸縮）。一個(gè)驅(qū)動軸驅(qū)動一個(gè)轉(zhuǎn)動桿。為實(shí)現(xiàn)各個(gè)轉(zhuǎn)動桿以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動來配合輪椅前行，所以在每個(gè)驅(qū)動軸內(nèi)側(cè)一端安轉(zhuǎn)齒輪，椅座下有一驅(qū)動裝置，通過齒輪控制每個(gè)驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速來控制轉(zhuǎn)動桿的轉(zhuǎn)動，由此實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌間的配合。④為導(dǎo)軌。導(dǎo)軌下面為虎齒狀，上面為細(xì)小普通齒狀（增大與輪胎摩擦），導(dǎo)軌為折疊式來實(shí)現(xiàn)變長，且可轉(zhuǎn)動，適應(yīng)不同臺階對角線長度。