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具有多自由度調節重心功能的兩輪輪椅.pdf

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具有 自由度 調節 重心 功能 輪椅
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摘要
申請專利號:

CN201410187106.7

申請日:

20140505

公開號:

CN103948476B

公開日:

20160420

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A61G5/04,A61G5/10 主分類號: A61G5/04,A61G5/10
申請人: 北京理工大學
發明人: 高學山,劉羽白,姜世公,戴福全
地址: 100081 北京市海淀區中關村南大街5號
優先權: CN201410187106A
專利代理機構: 北京理工大學專利中心 代理人: 郭德忠;仇蕾安
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410187106.7

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及一種輪椅,具體涉及一種具有重心調節功能的兩輪輪椅。具有多自由度調節重心功能的兩輪輪椅,其技術方案是,它包括:座椅機構(1)與車輪(2)、自平衡機構,此外它還包括一個安裝在座椅機構(1)下方的配重機構(17);配重機構(17)由多個電動推桿(18)與配重塊(19)組成,多個電動推桿(18)的呈圓周等距排列,其推桿的末端呈向外輻射狀并與配重塊(19)連接;初始狀態時,電動推桿(18)均處于收縮狀態,在輪椅運動的過程中,通過控制電動推桿(18)移動配重塊(19)使輪椅的重心發生改變。本發明采用增加自由度的方法,大大提高了輪椅在移動和轉彎的便捷性。

權利要求書

1.具有多自由度調節重心功能的兩輪輪椅,它包括:座椅機構(1)、車輪(2)、自平衡機構,以及一個安裝在所述座椅機構(1)下方的配重機構(17),其特征在于,所述配重機構(17)由多個電動推桿(18)與配重塊(19)組成,多個所述電動推桿(18)的呈圓周等距排列,其推桿的末端呈向外輻射狀并與所述配重塊(19)連接;初始狀態時,所述電動推桿(18)均處于收縮狀態,在所述輪椅運動的過程中,通過控制所述電動推桿(18)移動所述配重塊(19)使所述輪椅的重心發生改變。2.如權利要求1所述的具有多自由度調節重心功能的兩輪輪椅,其特征在于,所述電動推桿(18)的數量有六個,它們是:后電動推桿(18-1)、左后電動推桿(18-2)、左前電動推桿(18-3)、前電動推桿(18-4)、右前電動推桿(18-5)和右后電動推桿(18-6),相應的配合有:后配重塊(19-1)、左后配重塊(19-2)、左前配重塊(19-3)、前配重塊(19-4)、右前配重塊(19-5)和右后配重塊(19-6);所述輪椅前進時,所述前配重塊(19-4)向外伸出,根據需要速度越快,所述前配重塊(19-4)向外伸出距離越長,若所述前配重塊(19-4)達到極限位置后仍需加速則令所述左前配重塊(19-3)與所述右前配重塊(19-5)同時向外伸出,所述左前配重塊(19-3)與所述右前配重塊(19-5)達到極限位置后,所述輪椅全速前進;所述輪椅后退時,所述右后配重塊(19-6)向外伸出,根據需要速度越快,所述右后配重塊(19-6)向外伸出距離越長,若所述右后配重塊(19-6)達到極限位置后仍需加速則令所述左后配重塊(19-2)與所述右后配重塊(19-6)同時向外伸出,所述左后配重塊(19-2)與所述右后配重塊(19-6)達到極限位置后,所述輪椅全速后退;所述輪椅原地右轉時,所述右前配重塊(19-5)和所述右后配重塊(19-6)同時向外伸出;所述輪椅原地左轉時,所述左后配重塊(19-2)和所述左前配重塊(19-3)同時向外伸出;所述輪椅前進中右轉時,所述前配重塊(19-4)和所述右前配重塊(19-5)同時向外伸出;所述輪椅前進中左轉時,所述前配重塊(19-4)和所述左前配重塊(19-3)同時向外伸出;所述輪椅后退中右轉時,所述后配重塊(19-1)和所述右后配重塊(19-6)同時向外伸出;所述輪椅后退中左轉時,所述后配重塊(19-1)和所述左后配重塊(19-2)同時向外伸出。3.如權利要求1或2所述的具有多自由度調節重心功能的兩輪輪椅,其特征在于,它還包括一個控制面板(6)、無線收發模塊以及控制單元;所述控制面板(6)上設有控制所述輪椅運動狀態的手搖桿,使用者操縱所述手搖桿的同時,所述無線收發模塊將所述輪椅的運動狀態的信息發送至所述控制單元,所述控制單元對所述配重機構(17)進行操控。4.如權利要求1或2所述的具有多自由度調節重心功能的兩輪輪椅,其特征在于,它還包括一個駐車輪(4);所述駐車輪(4)通過電動駐車架(7)安裝在所述座椅機構(1)的下方,并根據駐車信號自動升降。

說明書

技術領域

本發明涉及一種輪椅,具體涉及一種具有重心調節功能的兩輪輪椅。

背景技術

電動輪椅作為重要的環境友好型康復工具,是下肢癱瘓病人和老年人日常生活中不可缺少的代步工具。性能優越的輪椅也在方便日常生活、提高生活質量的同時,也幫助他們重拾工作和學習能力、更好地融入社會。現有的電動輪椅,如“一種角度可調的電動輪椅”【CN201310252851.0】,“一種新型電動輪椅”【CN201120148623.5】均采用傳統的四輪結構,占據空間較大,很難在空間相對狹小空間內應用。另外如“一種可重構輪退復合式輪椅車”【CN201310165449.9】,“一種新型輪-履復合式電動輪椅”【CN201220565833.9】,結構復雜,體積質量大,不適于日常應用。相比兩輪輪椅則在轉向等移動性上優于傳統四輪結構,同時具有結構簡單、體積小、質量輕等優勢。

現有的載人兩輪技術通過檢測人的重力變化已達到自平衡狀態。如“基于兩輪自平衡重力感應控制的機器人控制系統”【CN201310136040.4】,“平衡裝置、方法和兩輪機器人”【CN201010534303.3】。此類系統需要操縱人不斷改變自身重心(前傾或者后仰身體)控制兩輪機器人,特別是在上下坡時,這種操縱方式不適于病人和老人的應用,存在一定的危險性。

發明內容

本發明的目的是:為解決現有技術中的不足,提供一種具有多自由度調節重心功能的兩輪輪椅;

本發明的技術方案是:具有多自由度調節重心功能的兩輪輪椅,它包括:座椅機構、車輪以及自平衡機構,它還包括一個安裝在所述座椅機構下方的配重機構;

所述配重機構由多個電動推桿與配重塊組成,多個所述電動推桿的呈圓周等距排列,其推桿的末端呈向外輻射狀并與所述配重塊連接;

初始狀態時,所述電動推桿均處于收縮狀態,在所述輪椅運動的過程中,通過控制所述電動推桿移動所述配重塊使所述輪椅的重心發生改變。

本發明的有益效果是:(1)本發明采用增加自由度的方法,大大提高了輪椅在移動和轉彎的便捷性,使輪椅更適于在室內等狹小空間內應用;通過控制配重塊達到改變兩輪助步輪椅機器人重心的目的;這樣,在兩輪輪椅的運動過程中始終保持椅面水平,乘坐感受與傳統的四輪輪椅相似。

(2)在兩輪輪椅轉彎過程中,引入配重機構改變兩輪輪椅重心,使得轉彎過程更加平穩、順暢,提高了輪椅的安全性和舒適性。

附圖說明

圖1為本發明中的結構示意圖;

圖2為本發明中配重機構的結構示意圖;

圖3為圖1在不同工作狀態下的俯視圖;

圖4為本發明在全速前進時的運動示意圖;

圖5為本發明在原地轉彎時的運動示意圖;

圖6為本發明在下坡時的運動示意圖;

其中,1-座椅機構、2-車輪、4-駐車輪、6-控制面板、7-駐車架、17-配重機構、18-電動推桿、18-1后電動推桿、18-2左后電動推桿、18-3左前電動推桿、18-4前電動推桿、18-5右前電動推桿、18-6右后電動推桿、19-配重塊、19-1后配重塊、19-2左后配重塊、19-3左前配重塊、19-4前配重塊、19-5右前配重塊、19-6右后配重塊。

具體實施方式:

參見附圖1,具有多自由度調節重心功能的兩輪輪椅,它包括:座椅機構1、車輪2以及自平衡機構,它還包括一個安裝在座椅機構1下方的配重機構17;

參見附圖2,配重機構17由多個電動推桿18與配重塊19組成,多個電動推桿18的呈圓周等距排列,其推桿的末端呈向外輻射狀并與配重塊19連接;

初始狀態時,電動推桿18均處于收縮狀態,在輪椅運動的過程中,通過控制電動推桿18移動配重塊19使輪椅的重心發生改變。

參見附圖3,本例中的,電動推桿18的數量有六個,它們是:后電動推桿18-1、左后電動推桿18-2、左前電動推桿18-3、前電動推桿18-4、右前電動推桿18-5和右后電動推桿18-6,相應的配合有:后配重塊19-1、左后配重塊19-2、左前配重塊19-3、前配重塊19-4、右前配重塊19-5和右后配重塊19-6;

參見附圖4,輪椅前進時,前配重塊19-4向外伸出,根據需要速度越快,前配重塊19-4向外伸出距離越長,若前配重塊19-4達到極限位置后仍需加速則令左前配重塊19-3與右前配重塊19-5同時向外伸出,左前配重塊19-3與右前配重塊19-5達到極限位置后,輪椅全速前進;

輪椅后退時,右后配重塊19-6向外伸出,根據需要速度越快,右后配重塊19-6向外伸出距離越長,若右后配重塊19-6達到極限位置后仍需加速則令左后配重塊19-2與右后配重塊19-6同時向外伸出,左后配重塊19-2與右后配重塊19-6達到極限位置后,輪椅全速后退;

參見附圖5,輪椅原地右轉時,右前配重塊19-5和右后配重塊19-6同時向外伸出;

輪椅原地左轉時,左后配重塊19-2和左前配重塊19-3同時向外伸出;

輪椅前進中右轉時,前配重塊19-4和右前配重塊19-5同時向外伸出;

輪椅前進中左轉時,前配重塊19-4和左前配重塊19-3同時向外伸出;

輪椅后退中右轉時,后配重塊19-1和右后配重塊19-6同時向外伸出;

輪椅后退中左轉時,后配重塊19-1和左后配重塊19-2同時向外伸出;

下表列出了配重機構與輪椅運動狀態的關系表:

參見附圖6,由于設置了配重機構,當輪椅上下坡時能夠始終保持座椅水平,適合老人及病人乘坐;

較優的,為方便使用者對輪椅進行操作,上述的輪椅還包括一個控制面板6、無線收發模塊以及控制單元;控制面板6上設有控制輪椅運動狀態的手搖桿,使用者操縱手搖桿的同時,無線收發模塊將輪椅的運動狀態的信息發送至控制單元,控制單元對配重機構17進行操控。

較優的,為方便輪椅的停駐車,上述的輪椅還包括一個駐車輪4;駐車輪4通過電動駐車架7安裝在座椅機構1的下方,并根據駐車信號自動升降。

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