一種方便上下爬樓的輪椅

李小齊

摘要：

普通輪椅一般由輪椅架、車(chē)輪、剎車(chē)裝置及座靠四部分組成。手搖輪椅在普通輪椅基礎(chǔ)上，增加手搖裝置。樓梯臺(tái)階等卻使輪椅的使用受到很大限制，傳統(tǒng)的輪椅智能在平地上行走，不能順利通過(guò)臺(tái)階等障礙物，更不能上下樓梯，一般需要借助外人進(jìn)行搬抬，這對(duì)于一些住在沒(méi)有安裝電梯樓房中的輪椅使用者造成了麻煩。本設(shè)計(jì)將輪式和履帶型結(jié)合，以及輪椅自動(dòng)化設(shè)計(jì)有效的解決了目前輪椅無(wú)法順利通過(guò)臺(tái)階樓梯等障礙的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：輪椅 履帶型 自動(dòng)化

技術(shù)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。目前年老體弱者以及下肢傷殘者所用輪椅大多都是普通車(chē)輪式輪椅。隨著無(wú)障礙設(shè)施的增多，輪椅使用者的活動(dòng)范圍逐步加大。但樓梯臺(tái)階等卻使輪椅的使用受到很大限制，因此研發(fā)價(jià)格低廉簡(jiǎn)單易用的可爬樓梯臺(tái)階等障礙的輪椅是一項(xiàng)比較緊迫的任務(wù)。本設(shè)計(jì)主要用于解決目前輪椅無(wú)法順利通過(guò)臺(tái)階樓梯等障礙的問(wèn)題。保證能夠在平地行走的同時(shí)，還能夠順利通過(guò)臺(tái)階登爬樓梯。本設(shè)計(jì)老人上下臺(tái)階輪椅具有占用空間小，使用方便，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，安全高效，行走效率高等特點(diǎn)。另外，本設(shè)計(jì)老人上下臺(tái)階輪椅中座椅高度具有可調(diào)節(jié)功能，以及在爬樓梯和斜坡時(shí)座椅可調(diào)節(jié)角度保證座椅水平平衡。

技術(shù)特點(diǎn)：

本設(shè)計(jì)主要用于解決目前輪椅無(wú)法順利通過(guò)臺(tái)階樓梯等障礙的問(wèn)題。保證能夠在平地行走的同時(shí)，還能夠順利通過(guò)臺(tái)階登爬樓梯。本設(shè)計(jì)老人上下臺(tái)階輪椅具有占用空間小，使用方便，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，安全高效，行走效率高效等特點(diǎn)。另外，本設(shè)計(jì)老人上下臺(tái)階輪椅中座椅高度具有可調(diào)節(jié)功能，以及在爬樓梯和斜坡時(shí)座椅可調(diào)節(jié)角度保證使用者平衡舒適。

技術(shù)介紹：

1. 首先調(diào)整好座椅到適當(dāng)高度和角度位置，之后使用者通過(guò)控制手柄可以對(duì)輪椅進(jìn)行操作。

2. 在平地行走時(shí)，通過(guò)控制器，選擇使用輪式機(jī)構(gòu)操作模式模式行走

3. 擋遇到臺(tái)階和樓梯等時(shí)，選擇履帶型機(jī)構(gòu)行走模式，液壓控制系統(tǒng)降出內(nèi)置履帶型機(jī)構(gòu)，此時(shí)可調(diào)節(jié)座椅姿態(tài)，并調(diào)整座椅到合適高度和角度，保持座椅平衡和穩(wěn)定。不用時(shí)，履帶型機(jī)構(gòu)收回內(nèi)部。

4. 通過(guò)控制器控制行走速度和方向。

結(jié)構(gòu)介紹：

控制器手柄用于選擇行走模式，智能調(diào)空座椅姿態(tài)以適應(yīng)使用者，以及控制行走速度。調(diào)整座椅高度。如圖所示控制器手柄固定在右扶手一側(cè)，適應(yīng)使用者右手控制輪椅。腳踏板用于放置使用者雙腳，防止觸碰地面和履帶型機(jī)構(gòu)，保證使用者安全。

座椅液壓控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)座椅姿態(tài)，保持一定高度和水平，適應(yīng)使用者；履帶機(jī)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)履帶型機(jī)構(gòu)。

如圖3所示上述老人上下臺(tái)階輪椅遇到樓梯時(shí)，使用者在控制器手柄選擇履帶型行走模式，履帶型機(jī)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)控制履帶型機(jī)構(gòu)，降下內(nèi)置履帶型機(jī)構(gòu)，并自動(dòng)調(diào)整角度適應(yīng)樓梯坡度，底盤(pán)控制驅(qū)動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)登爬樓梯，使用控制手柄控制前進(jìn)速度，同時(shí)可調(diào)節(jié)座椅到合適姿態(tài)。在平地行走時(shí)，選擇車(chē)輪行走模式，履帶型機(jī)構(gòu)收回，車(chē)輪觸及地面，車(chē)輪控制架驅(qū)動(dòng)大車(chē)輪前進(jìn)，手動(dòng)操作控制手柄控制前進(jìn)速度和方向。

工作原理：

使用時(shí)，首先調(diào)整座椅到適當(dāng)高度和角度位置，之后通過(guò)控制器手柄對(duì)輪椅進(jìn)行操作。在平地行走時(shí)，通過(guò)控制器手柄，選擇使用輪式機(jī)構(gòu)操作模式行走；擋遇到臺(tái)階和樓梯等時(shí)，選擇履帶型機(jī)構(gòu)行走模式，此時(shí)內(nèi)置履帶型機(jī)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)將履帶機(jī)構(gòu)降下，隨著履帶機(jī)構(gòu)的下降整個(gè)座椅抬起，直到大車(chē)輪離開(kāi)地面，根據(jù)需要通過(guò)控制器手柄調(diào)節(jié)座椅的姿態(tài)，并調(diào)整座椅到合適高度和角度，保持座椅平衡和穩(wěn)定，操控控制器手柄通過(guò)控制履帶型機(jī)構(gòu)液壓控制底盤(pán)控制履帶車(chē)輪的行走速度和方向，進(jìn)行爬樓。爬樓梯結(jié)束后，履帶型機(jī)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)收回內(nèi)部。

部分零部件：

參考文獻(xiàn)

[1] 李超， 胡延平， 韋端利，等. 一種輪組結(jié)構(gòu)的爬樓梯輪椅的設(shè)計(jì)[J]. 現(xiàn)代機(jī)械， 2010（6）：42-44.

[2] 郭永利. 一種爬樓梯的輪椅： CN， CN2461518[P]. 2001.

[3] 王淑坤， 孟曉東， 尚鴻鵬. 一種輪履組合式爬樓輪椅的設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械傳動(dòng)， 2013（10）：156-159.

[4] 周秋雨， 邢曉冬. 一種可全向移動(dòng)爬樓梯輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[J]. 機(jī)械傳動(dòng)， 2016（4）：74-80.

[5] 李育文， 位建康， 王紅衛(wèi)，等. 一種新型的可爬樓梯輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化， 2014（7）：135-137.

[6] 張林， 黃亞宇. 基于TRIZ理論的爬樓輪椅行走機(jī)構(gòu)創(chuàng)新分析與設(shè)計(jì)[J]. 新技術(shù)新工藝， 2014（10）：62-64.endprint