專利名稱：輪椅式爬樓車及其傾角控制機構(gòu)的傾角開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及殘疾人用具，特別涉及一種輪椅式爬樓車。
背景技術(shù)：
世界上有很多頭腦和上肢正常，卻因下肢的殘缺而完全不能行走的人，他們的行 動一般都是需要有別人的幫助才可以，因此而造成這部分人有很多長期待在家中無法象正 常的人一樣生活和工作，這就需要有一種能夠幫助他們行走的工具。隨著社會的進(jìn)步和發(fā) 展，城市建設(shè)步伐的加快，人們居住環(huán)境的改善，樓房已逐步代替了原來的平房，再加上街 道、廣場、以及各種場所地面的硬化和綠化，使我們的身邊和周圍已到處都是樓梯和臺階， 而普通的輪椅是無法上下樓梯和臺階的，所以在現(xiàn)代社會中已顯的很不適用了。目前市場上也出現(xiàn)了一些能夠幫助殘疾人爬樓梯的工具，但是也只限于在有別人 的幫助下才能夠進(jìn)行。美國制造的IBOT爬樓輪椅其性能已經(jīng)很不錯，但在上下樓梯時，因 其擺動的幅度過大，也是需要在有別人的幫助下才能夠保證其上下樓梯的安全性，而且因 其使用的高科技等復(fù)雜技術(shù)，使該爬樓輪椅的價格竟然高達(dá)兩萬美圓以上，普通人只能望 塵莫及，因此也限制了它市場的推廣和普及?，F(xiàn)有的一些自動上下樓梯的爬樓車專利技術(shù)中(如履帶式的也有車輪式的)，爬 樓車在下第一個樓梯臺階時，當(dāng)車的重心行駛超過臺階平面后，都會出現(xiàn)向前猛的傾覆一 下，這樣就可能會對坐在車上的乘坐者會造成很大的危險性。中國專利CN200960945Y公開的“一種星輪行星輪可轉(zhuǎn)換式登樓輪”采用了 “當(dāng)遇 到階梯等障礙時，利用拔動離合器鎖死中心軸和輪架，使輪架接受中心軸傳遞來的驅(qū)動力 矩轉(zhuǎn)動，使整個輪架和齒輪系向階梯等障礙翻轉(zhuǎn)”。中國專利CN201132553Y公開的“一種星 輪行星輪式登樓輪”則采用“輪架，中心齒輪由兩個傳動裝置分別驅(qū)動，轉(zhuǎn)臂不和中心齒輪 鎖死”。以上兩種方法在機體結(jié)構(gòu)和操作上都變的復(fù)雜化了，再說不同的樓梯有著不同的臺 階高度和寬窄度，象上述兩種技術(shù)方法都是在特定的樓梯臺階高度和寬窄度情況下翻轉(zhuǎn)行 駛才比較合適，遇到臺階高度和寬窄度不同的樓梯時，翻轉(zhuǎn)的行星輪就不能夠很準(zhǔn)確的落 入到需要落入的臺階平面，從而影響到下一個行進(jìn)動作的順利進(jìn)行，所以它們都缺乏對各 種高度和寬窄度不同的樓梯臺階的適應(yīng)性。以上提到的兩個所述專利的另一種缺點原因是中心輪齒數(shù)大于惰輪齒數(shù)，惰輪齒 數(shù)大于行星輪齒數(shù)，或中心輪齒數(shù)與惰輪和行星輪齒數(shù)相等，這樣的齒輪傳動結(jié)果是，不但 會使整個齒輪系對電動機功率的要求加大，并且在車輪遇到非臺階等阻力時(如陡坡等)， 輪架也會在中心輪處造成不必要的自動翻轉(zhuǎn)，給車身和乘座者帶來一定的麻煩和危險性。另外現(xiàn)有的一些自動上下樓梯的爬樓車專利技術(shù)中，對解決爬耬車在上下樓梯運 行的過程中所出現(xiàn)的前后角度傾斜的問題而設(shè)計的傾角開關(guān)，和目前市場上已有的一些傾 角開關(guān)和傾角傳感器等，在設(shè)計上都存在著一定的缺陷與不足，乃至目前還沒有發(fā)現(xiàn)一個 能夠很好的解決爬耬車在上下樓梯運行的過程中所出現(xiàn)的前后角度傾斜問題的傾角開關(guān) 或傾角傳感器等。其原因是目前這些傾角開關(guān)和傾角傳感器等技術(shù)，都只能在其載體是在靜止的狀態(tài)下，才能夠進(jìn)行前后或左右傾斜角度的調(diào)整，當(dāng)在運動行駛的車輛上使用時就 會出現(xiàn)由于其內(nèi)部的不穩(wěn)定而產(chǎn)生前后相互的干擾，造成導(dǎo)致車輛無法正常工作運行的問 題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種輪椅式爬樓車，可以在無人幫助的 情況下自如的上下樓梯、臺階、陡坡以及在平地上的行走，其結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉僅相當(dāng)于 普通電動車的造價，并具有安全性能好等特點，非常適合普通消費者的購買和使用，易于市 場的推廣和普及。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的輪椅式爬樓車，其特殊之處在于由座椅部分、車前部分和車后部分連接 構(gòu)成；坐椅部分包括相互連接的坐椅、減震器、速度調(diào)節(jié)把手和前進(jìn)后退開關(guān)；車前部分包 括相互連接的前車輪、車前架、方向盤轉(zhuǎn)向機構(gòu)、腳踏板、電動機甲、電動機乙、蝸輪機構(gòu)甲、 蝸輪機構(gòu)乙、鋰電池、滑道機構(gòu)、橡膠緩沖保護(hù)輪、傾角控制機構(gòu)和離合器開關(guān)；車后部分包 括相互連接的車后架、后車輪機構(gòu)、鏈條、后輪防護(hù)罩、防護(hù)罩連桿和離合器。本發(fā)明的輪椅式爬樓車，坐椅部分中，坐椅的坐板底部前端通過減震器鉸接在車前架上端，座椅的兩個前 腳鉸接在兩個前車輪之間的車前架的軸桿上，座椅位于車前架上部，腳踏板安裝在兩個前 車輪內(nèi)側(cè)車前架的前下部位置；速度調(diào)節(jié)把手和前進(jìn)后退開關(guān)安裝在座椅扶手外側(cè)；車前部分中，兩個前車輪安裝在車前架前下端處，兩個前車輪分別位于兩個腳踏 板的外側(cè)，方向盤轉(zhuǎn)向機構(gòu)的下端固定安裝在一個前車輪內(nèi)側(cè)的輪軸鉸接點位置上，再由 連接桿將其鉸接點旁邊與輪軸一體并且成直角狀態(tài)的連接點與另一個同樣與其鏡像對稱 的前車輪的連接點鉸接；所述電動機甲連接蝸輪機構(gòu)甲，電動機乙連接蝸輪機構(gòu)乙，此四者 安裝在車前架的內(nèi)下部，電動機乙連接前進(jìn)后退開關(guān)、速度調(diào)節(jié)把手和鋰電池，電動機甲連 接傾角控制機構(gòu)和鋰電池；所述鋰電池安裝在甲乙兩個電動機的上部與車前架固定；所述 滑道機構(gòu)共有左右兩組，分別安裝在車前架的左右兩端，在每個滑道機構(gòu)的上下兩端內(nèi)側(cè) 的車前架上都有一個能夠轉(zhuǎn)動的橡膠緩沖保護(hù)輪；離合器開關(guān)和傾角控制機構(gòu)安裝在車前
1 ο車后部分中，車后架與車前架在其兩端各自相應(yīng)的中部位置左右兩側(cè)的c點鉸接 在一起；后車輪機構(gòu)為外形對稱的左右兩組，右側(cè)的那一組內(nèi)部設(shè)有行星輪機構(gòu)，左右兩組 后車輪之間有后輪架軸桿將其左右兩組后車輪的輪架甲和輪架乙連接固定，后車輪機構(gòu)通 過后輪架軸桿與車后架的兩個尾端鉸接；位于后車輪機構(gòu)上方的防護(hù)罩為扇形的左右兩 個，兩個各自的上部通過防護(hù)罩連桿與車前架上端左右兩側(cè)的a點鉸接，后輪防護(hù)罩下部 扇形中心d點與車后架的左右兩個尾端后輪架軸桿穿過孔的外邊緣及后輪架軸桿端頭鉸 接；控制后輪架軸桿的離合器固定安裝在車后架尾端一側(cè)；蝸輪機構(gòu)甲通過蝸輪機構(gòu)甲轉(zhuǎn)動軸兩端的齒輪與車后架兩端的扇形內(nèi)齒牙嚙合， 帶動車前架繞c點轉(zhuǎn)動的蝸輪機構(gòu)甲轉(zhuǎn)動軸鉸接在車前架上；蝸輪機構(gòu)乙通過蝸輪機構(gòu)乙 轉(zhuǎn)動軸外端的小鏈輪與鏈條嚙合，鏈條的另一端與后輪機構(gòu)中的中心齒輪嚙合，轉(zhuǎn)動軸為 半軸，從車后架與車前架的一側(cè)鉸接處c點鉸軸的中心孔穿過。
6
本發(fā)明的輪椅式爬樓車，對于能夠繞扇形中心變換角度的防護(hù)罩，a點和扇形上 b點與c點和d點距離相等，a點和c點與b點和d點距離相等，四個連接點的距離和形狀 正好呈能夠變換內(nèi)角角度的平行四邊行。本發(fā)明的輪椅式爬樓車，每組滑道機構(gòu)的各自上端都安裝在車前架與車后架的鉸 接軸處內(nèi)側(cè)，下端安裝在車前架底部位置，滑道機構(gòu)外緣和前車輪外緣對齊；滑道機構(gòu)包括 滑道架板、滑輪組和橡膠覆帶，每組滑道架板上都有兩排滑輪組，通過每個滑輪的活動軸平 行錯開安裝到滑道架板之間，在每排滑輪組上都環(huán)繞著一圈橡膠覆帶。本發(fā)明的輪椅式爬樓車，所述的傾角控制機構(gòu)包括傾角開關(guān)和傾角開關(guān)控制旋 扭，傾角開關(guān)嵌于傾角開關(guān)控制旋扭內(nèi)部，用外部的旋扭端蓋固定，在傾角開關(guān)控制旋扭的 上部邊緣和外部邊緣設(shè)有指針和0度、5度、15度三個刻度；傾角控制機構(gòu)由傾角開關(guān)控制 旋扭通過其中心位置的活動軸安裝在離合器開關(guān)座中心位置的外側(cè)；傾角開關(guān)是由兩個相 同的組成機構(gòu)部分A和B由相反的方向在同一條平行線上并排固定組合而成，分別控制前 后兩個不同方向的角度傾斜與平衡調(diào)整，其中每個組成機構(gòu)部分都包括傾角開關(guān)殼體、導(dǎo) 電珠、導(dǎo)電接線端和絕緣層，傾角開關(guān)殼體為導(dǎo)電殼體，在傾角開關(guān)殼體的內(nèi)部有個成折角 形狀的滑道槽，導(dǎo)電珠位于滑道槽內(nèi)，滑道槽的一端通過絕緣層安裝導(dǎo)電接線端，滑道槽另 一端封閉；兩個組成機構(gòu)的導(dǎo)電珠分別在兩個相反方向的滑道槽內(nèi)，兩個組成機構(gòu)的導(dǎo)電 接線端分別設(shè)置在兩個相反方向的滑道槽內(nèi)各自的頂端；在傾角開關(guān)處于水平狀態(tài)時，其 傾角開關(guān)殼體內(nèi)的滑道槽從D點到K點是向下方傾斜的，與水平線的夾角Q成銳角，角度可 以根據(jù)實際情況在銳角范圍內(nèi)設(shè)定需要的度數(shù)，從D點到E點是向上方傾斜的，與水平線的 夾角R成小于夾角Q的銳角，角度可以根據(jù)實際情況在小于夾角Q的銳角范圍內(nèi)設(shè)定需要 的度數(shù)；一個組成機構(gòu)的導(dǎo)電接線端串聯(lián)控制電動機甲正轉(zhuǎn)的小電壓繼電器、小電壓電源， 與其傾角開關(guān)殼體構(gòu)成閉合回路；控制電動機甲正轉(zhuǎn)的小電壓繼電器的常開觸點與正轉(zhuǎn)的 電動機甲和鋰電池構(gòu)成閉合回路；另一個組成機構(gòu)的導(dǎo)電接線端串聯(lián)控制電動機甲反轉(zhuǎn)的 小電壓繼電器，小電壓電源，與其傾角開關(guān)殼體構(gòu)成閉合回路，控制電動機甲反轉(zhuǎn)的小電壓 繼電器的常開觸點與反轉(zhuǎn)的電動機甲和鋰電池構(gòu)成閉合回路；鋰電池串聯(lián)速度調(diào)節(jié)把手、 前進(jìn)后退開關(guān)、電動機乙和兩個小電壓繼電器的常閉觸點，構(gòu)成閉合回路。本發(fā)明的輪椅式爬樓車，所述的后車輪機構(gòu)部分即為行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓 輪，它是由左右兩個輪架固定在后輪架軸桿的兩端，左右輪架的各個轉(zhuǎn)臂以及左右輪架的 各個轉(zhuǎn)臂端箱體外側(cè)安裝的后車輪互相成鏡像對稱，使其左右兩個輪架與后輪架軸桿固定 成為一體，其中輪架乙及右側(cè)后車輪具有行星齒輪傳動系統(tǒng)并通過鏈條與蝸輪機構(gòu)乙電動 機乙連接構(gòu)成驅(qū)動機構(gòu)，因此作為主動輪，輪架甲直接安裝左側(cè)后車輪，所以作為從動輪； 后車輪機構(gòu)包括輪架甲、輪架甲端蓋、輪架乙、輪架乙端蓋、后輪架軸桿、后車輪、中心齒輪、 惰輪外齒輪、惰輪內(nèi)齒輪和行星齒輪，輪架乙和輪架乙端蓋組合成為容納行星輪系的輪架 箱體，輪架甲和輪架甲端蓋固定組合成為從動輪輪架箱體；輪架甲和輪架乙都成放射狀形 成各個轉(zhuǎn)臂，輪架乙內(nèi)安裝的輪系中惰輪外齒輪與惰輪內(nèi)齒輪同軸心固定為一體，惰輪外 齒輪齒數(shù)大于中心齒輪齒數(shù)，行星齒輪齒數(shù)大于惰輪內(nèi)齒輪齒數(shù)，中心齒輪作為輸入齒輪； 中心齒輪一端與惰輪外齒輪嚙合，另一端與輪架乙箱體外的鏈條嚙合；惰輪內(nèi)齒輪與行星 齒輪嚙合；各個行星齒輪通過軸桿與輪架乙箱體外部的各個后車輪同軸心固定；輪架甲和 輪架乙分別成同軸心鏡像對稱固定在后輪架軸桿的左右兩端；輪架甲和輪架乙都有各自的數(shù)量相等并互相對稱的后車輪，通過每個后車輪各自的軸分別安裝在各自與其對應(yīng)的轉(zhuǎn)臂 端中心位置的箱體外部。本發(fā)明的輪椅式爬樓車，后車輪機構(gòu)中行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪的輪架轉(zhuǎn)臂 和輪子為2-9個中任一種，后車輪為與行星輪星輪對應(yīng)的2-9個中任一種。本發(fā)明的輪椅式爬樓車，離合器開關(guān)包括安裝在離合器開關(guān)座上并且依次連接的 離合器閘把、彈簧、卡頭，還包括安裝在離合器開關(guān)座上的離合器拉線套管和離合器拉線， 離合器開關(guān)座安裝在車前架上，用離合器拉線套管和離合器拉線與安裝在車后架尾端一側(cè) 的離合器連接，離合器內(nèi)部的剎車部件環(huán)繞在與后輪架軸桿固定為一體的凸輪上。本發(fā)明的傾角控制機構(gòu)，包括傾角開關(guān)和傾角開關(guān)控制旋扭(19)，傾角開關(guān)嵌于 傾角開關(guān)控制旋扭(19)內(nèi)部，用外部的旋扭端蓋(30)固定，在傾角開關(guān)控制旋扭(19)的 上部邊緣和外部邊緣設(shè)有指針(35)和0度(38)、5度(37)、15度(36)三個刻度；傾角控 制機構(gòu)由傾角開關(guān)控制旋扭(19)通過其中心位置的活動軸安裝在離合器開關(guān)座(31)中心 位置的外側(cè)；傾角開關(guān)是由兩個相同的組成機構(gòu)部分A和B由相反的方向在同一條平行線 上并排固定組合而成，分別控制前后兩個不同方向的角度傾斜與平衡調(diào)整，其中每個組成 機構(gòu)部分都包括傾角開關(guān)殼體、導(dǎo)電珠、導(dǎo)電接線端和絕緣層，傾角開關(guān)殼體為導(dǎo)電殼體， 在傾角開關(guān)殼體的內(nèi)部有個成折角形狀的滑道槽，導(dǎo)電珠位于滑道槽內(nèi)，滑道槽的一端通 過絕緣層安裝導(dǎo)電接線端，滑道槽另一端封閉；兩個組成機構(gòu)的導(dǎo)電珠分別在兩個相反方 向的滑道槽內(nèi)，兩個組成機構(gòu)的導(dǎo)電接線端分別設(shè)置在兩個相反方向的滑道槽內(nèi)各自的頂 端；在傾角開關(guān)處于水平狀態(tài)時，其傾角開關(guān)殼體內(nèi)的滑道槽從D點到K點是向下方傾斜 的，與水平線的夾角Q成銳角，角度可以根據(jù)實際情況在銳角范圍內(nèi)設(shè)定需要的度數(shù)，從D 點到E點是向上方傾斜的，與水平線的夾角R成小于夾角Q的銳角，角度可以根據(jù)實際情況 在小于夾角Q的銳角范圍內(nèi)設(shè)定需要的度數(shù)；一個組成機構(gòu)的導(dǎo)電接線端串聯(lián)控制電動機 甲正轉(zhuǎn)的小電壓繼電器、小電壓電源，與其傾角開關(guān)殼體構(gòu)成閉合回路；控制電動機甲正轉(zhuǎn) 的小電壓繼電器的常開觸點與正轉(zhuǎn)的電動機甲和電動機電源構(gòu)成閉合回路；另一個組成機 構(gòu)的導(dǎo)電接線端串聯(lián)控制電動機甲反轉(zhuǎn)的小電壓繼電器，小電壓電源，與其傾角開關(guān)殼體 構(gòu)成閉合回路，控制電動機甲反轉(zhuǎn)的小電壓繼電器的常開觸點與反轉(zhuǎn)的電動機甲和電動機 電源構(gòu)成閉合回路；電動機電源串聯(lián)速度調(diào)節(jié)把手、前進(jìn)后退開關(guān)、電動機乙和兩個小電壓 繼電器的常閉觸點，構(gòu)成閉合回路。當(dāng)傾角開關(guān)向前或向后方向傾斜超過設(shè)定角度后，導(dǎo)電珠便會從滑道槽的K點經(jīng) 過D點滾落到E點或K’點經(jīng)過D’點滾落到E’點，與導(dǎo)電接線端接觸將傾角開關(guān)殼體和導(dǎo) 電接線端之間導(dǎo)通，使被其控制的電動機甲的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電源接通，并開始運轉(zhuǎn)，帶動蝸輪 機構(gòu)甲和被蝸輪機構(gòu)甲同時帶動的兩端齒輪在車后架兩端的扇形部分齒牙內(nèi)向前或向后 轉(zhuǎn)動來調(diào)整被傾斜后的車體角度，使其向原來的平衡狀態(tài)返回；當(dāng)其傾斜角度向原來狀態(tài) 返回超過設(shè)定角度后，導(dǎo)電珠便會從滑道槽的E點經(jīng)過D點滾落回到K點或E’點經(jīng)過D’ 點滾落回到K’點，與導(dǎo)電接線端離開，使傾角開關(guān)殼體與導(dǎo)電接線端之間斷通，被其控制 的電動機甲和蝸輪機構(gòu)甲及兩端的齒輪同時停止轉(zhuǎn)動，此時車體和傾角開關(guān)又回到原來的 平衡狀態(tài)；所述傾角開關(guān)的兩個組成部分A和B分別各自連接控制一個小電壓繼電器，與 小電壓電源組成閉合回路，由每個小電壓繼電器再分別各自控制電動機甲的正轉(zhuǎn)電路和反 轉(zhuǎn)電路，其中每個小電壓繼電器上都有常開和常閉觸點，常開觸點是在小電壓繼電器不工作時狀態(tài)下始終將電動機甲的主電路斷開，在小電壓繼電器工作時則將電動機甲的主電路 接通，在小電壓繼電器停止工作時又自動將電動機甲的主電路斷開；常閉觸點是在小電壓 繼電器不工作時狀態(tài)下始終將電動機乙的主電路接通，在小電壓繼電器工作時則將電動機 乙的主電路斷開，在小電壓繼電器停止工作時又自動將電動機乙的主電路接通，其作用是 在車上下樓梯時當(dāng)電動機甲開始工作調(diào)整角度平衡時，同時電動機乙停止運轉(zhuǎn)，使車體暫 停向前或向后的行駛，等電動機甲調(diào)整好角度平衡停止工作后電動機乙又自動開始進(jìn)行運 轉(zhuǎn)，使車體繼續(xù)向前或向后的行駛。在本輪椅式爬樓車的后車輪機構(gòu)部分，則設(shè)計了與上述不同和相反的行星輪星輪 自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪。該行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪是由左右兩個輪架固定在后輪架軸桿 的兩端(左右輪架的各個轉(zhuǎn)臂以及左右輪架的各個轉(zhuǎn)臂端箱體外側(cè)安裝的后車輪互相成 鏡像對稱)，使其左右兩個輪架與后輪架軸桿固定成為一體，其中一個輪架箱體內(nèi)裝有用于 驅(qū)動的行星輪星輪齒輪系統(tǒng)，作為主動輪。另一個輪架箱體內(nèi)不安裝行星輪星輪齒輪系統(tǒng)， 而作為從動輪。在本行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪輪系中其惰輪齒數(shù)大于中心輪齒數(shù)，行星輪齒 數(shù)大于惰輪齒數(shù)，中心輪作為輸入齒輪(參照圖12)，按照齒輪傳動比的原理，輸出齒輪的 齒數(shù)大于輸入齒輪的齒數(shù)，輸出齒輪的轉(zhuǎn)速則小于輸入齒輪的轉(zhuǎn)速，而輸出齒輪的扭矩便 會大于輸入齒輪的扭矩。通過中心輪與惰輪和行星輪之間的傳動使后車輪轉(zhuǎn)速降低，而將 其扭矩增大，加強了爬樓的力量，同時也降低了對電動機功率的需求。因行星輪的扭矩大于中心輪扭矩，這樣后輪架就不會在遇到如樓梯臺階或陡坡等 阻力時先在中心輪處翻轉(zhuǎn)，而是先在首先接觸到樓梯臺階受到阻力被卡住的行星輪的輪軸 處翻轉(zhuǎn)，避免了在遇到上非臺階(如陡坡)等阻力時后輪架會在中心輪處發(fā)生不必要的翻 轉(zhuǎn)。該行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪在下樓梯時，當(dāng)?shù)谝粋€行星輪落入到下一個臺階 平面時，由于重量向前下方的下壓帶動整個輪架向前下方自然翻轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粋€行星輪翻轉(zhuǎn) 到下一個臺階平面時被臺階擋住，輪架便會停止翻轉(zhuǎn)，行星輪繼續(xù)開始轉(zhuǎn)動向前行駛，當(dāng)行 星輪行駛到超過臺階平面時，繼續(xù)落入到下一個臺階平面，帶動輪架向下重復(fù)翻轉(zhuǎn)動作，如 此反復(fù)做上述動作就會完成下樓梯的任務(wù)。上樓梯時，當(dāng)行星輪轉(zhuǎn)動行駛到臺階處被臺階卡住停止轉(zhuǎn)動時，因為該輪系中行 星輪轉(zhuǎn)動的力矩與輪架翻轉(zhuǎn)的力矩在遇到阻力時或阻力消失后都會發(fā)生相互之間的自由 轉(zhuǎn)換，所以輪架便會以行星輪輪軸向上翻轉(zhuǎn)來翻越臺階，同時帶動整個車體向上移動。翻越 臺階后，由于阻力消失輪架便停止翻轉(zhuǎn)，行星輪又開始繼續(xù)轉(zhuǎn)動，行駛到下一個臺階時行星 輪再次被臺階卡住停止轉(zhuǎn)動，輪架便再次向上重復(fù)翻轉(zhuǎn)動作，依此反復(fù)，各個行星輪在上樓 梯時輪替重復(fù)上述動作來完成上樓梯的任務(wù)。通過以上對行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪下樓梯和上樓梯的介紹，可以看出本發(fā) 明中的行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪對各種不同高度和寬窄度的樓梯都具有很好的適應(yīng) 性，完全可以自如的上下各種不同高度和寬窄度的樓梯和臺階等，并且在上下樓梯時能夠 使整個車身和乘座者始終保持平穩(wěn)和舒適的狀態(tài)。本輪椅式爬樓車使用的傾角開關(guān)是一種專門為其單獨設(shè)計的傾角開關(guān)，它不但能 夠很好的解決爬樓車在上下樓梯運行的過程中所出現(xiàn)的前后角度傾斜的問題，而且還極具造價低廉，結(jié)構(gòu)簡單等特點，它并且也可以適合于其它方面等領(lǐng)域的應(yīng)用，在本文后面會對 其做詳細(xì)的介紹。本發(fā)明的有益效果是，其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，可以在無人幫助的情況下一個人單 獨輕松的駕駛，自如的上下樓梯、臺階、陡坡以及在平地上的行走，而且造價低廉，僅相當(dāng)于 普通電動車的造價，并具有安全性能好等特點，非常適合普通消費者的購買和使用，易于市 場的推廣和普及。在上下樓梯時以兩個前車輪與兩個滑道機構(gòu)相互配合，以具有行星輪星 輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪的后輪機構(gòu)作為驅(qū)動力，在傾角開關(guān)的控制下，其車前架與車后架可 以根據(jù)車身的傾斜狀況及時自動的在其c點鉸接軸處來或回轉(zhuǎn)動來調(diào)整車身的平衡角度 和車身的狀態(tài)，使車身能夠?qū)Ω鞣N樓梯臺階產(chǎn)生良好的適應(yīng)性，可以在各種樓梯臺階上安 全順利的上下行走，同時也避免了在下樓梯或上樓梯時會發(fā)生向前或向后猛然間的傾覆， 保證了乘坐者的安全。


圖1是本發(fā)明中的輪椅式爬樓車的主視圖。圖2是本發(fā)明中的輪椅式爬樓車的背面圖。圖3是本發(fā)明中的輪椅式爬樓車的頂面俯視圖。圖4是本發(fā)明中的輪椅式爬樓車的側(cè)位俯視圖。圖5是本發(fā)明中的輪椅式爬樓車在上樓(或下樓)時分步形態(tài)的分解圖。圖6是本發(fā)明中的傾角開關(guān)的外觀圖。圖7是本發(fā)明中的傾角開關(guān)的單個剖切圖。圖8是本發(fā)明中的傾角開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理圖。圖9是本發(fā)明中的傾角開關(guān)旋扭和離合器開關(guān)部分以及傾角開關(guān)的安裝位置。圖10是本發(fā)明中的傾角開關(guān)在工作過程中分步形態(tài)的分解圖。圖11是本發(fā)明中的輪椅式爬樓車在不工作時的電路圖。圖12是本發(fā)明中的行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪的齒輪系統(tǒng)和輪架及端蓋。圖13是本發(fā)明中的后車輪機構(gòu)中輪架甲與輪架乙的不同之處。圖14是本發(fā)明中的后車輪機構(gòu)與防護(hù)罩的安裝圖。圖15是本發(fā)明中的大部分構(gòu)件的爆炸分解示意圖。圖16是本發(fā)明中的大部分構(gòu)件的安裝組合示意圖。圖17是本發(fā)明中的左右滑道機構(gòu)和滑道輪以及橡膠覆帶的詳解18是本發(fā)明中的座椅部分和防護(hù)罩部分。圖19是本發(fā)明中的防護(hù)罩通過連桿與車架連接成的活動機構(gòu)成等邊平行四邊形 示意圖。圖20是本發(fā)明中的輪椅式爬樓車在工作時的電路圖。圖中1.速度調(diào)節(jié)把手，2.前進(jìn)后退開關(guān)，3.減震器，4.防護(hù)罩連桿，5.蝸輪機構(gòu) 甲，6.座椅，7.車后架，8.后輪防護(hù)罩，9.輪架甲，10.后車輪，11.滑輪組，12.滑道架板， 13.橡膠覆帶，14.前車輪，15.腳踏板，16.電動機甲，17.鋰電池，18.離合器閘把，19.傾角 開關(guān)控制旋扭，20.離合器拉線，21.方向盤轉(zhuǎn)向機構(gòu)，22.車前架，23.電動機乙，24.橡膠 緩沖保護(hù)輪，25.蝸輪機構(gòu)乙，26.離合器，27.鏈條，28.輪架乙，29.傾角開關(guān)殼體，30.旋扭端蓋，31.離合器開關(guān)座，32.離合器拉線套管，33.彈簧，34.卡頭，35.指針，36.刻度15 度，37.刻度5度，38.刻度0度，39.行星齒輪，40.惰輪外齒輪，41.中心齒輪，42.惰輪內(nèi) 齒輪，43.輪架乙端蓋，44.輪架甲端蓋，45.凸輪，46.后輪架軸桿，47.蝸輪機構(gòu)甲轉(zhuǎn)動軸， 48.蝸輪機構(gòu)乙轉(zhuǎn)動軸，49.小鏈輪，50.齒輪，51.導(dǎo)電珠，52.導(dǎo)電接線端，53.絕緣層。
具體實施例方式本輪椅式爬樓車是由座椅部分，車前部分和車后部分連接構(gòu)成。坐椅部分包括坐椅6，減震器3，速度調(diào)節(jié)把手1，和前進(jìn)后退開關(guān)2。車前部分包括前車輪14，車前架22，方向盤轉(zhuǎn)向機構(gòu)21，腳踏板15，電動機甲 16，電動機乙23，蝸輪機構(gòu)甲5，蝸輪機構(gòu)乙25，鋰電池17，滑道機構(gòu)，緩沖保護(hù)輪24，傾角控 制機構(gòu)，離合器開關(guān)。車后部分包括車后架7，后車輪機構(gòu)，鏈條27，后輪防護(hù)罩8，防護(hù)罩連桿4，離合 器26 ο其中兩個前車輪14與方向盤轉(zhuǎn)向機構(gòu)21連接(參照圖15)分別安裝在車前架前 端處兩個腳踏板15位置的左右兩個外側(cè)(參照圖4)。車后架7與車前架22在其兩端各自相應(yīng)的中部位置左右兩側(cè)的c點鉸接在一起 (參照圖16)。電動機甲16連接蝸輪機構(gòu)甲5，電動機乙23連接蝸輪機構(gòu)乙25，并排安裝在車前 架22的上面(參照圖4.圖16)。蝸輪機構(gòu)甲5通過轉(zhuǎn)動軸47兩端的齒輪50與車后架7兩端的扇形部分內(nèi)的齒牙 嚙合(參照圖16)。上下樓梯時，在傾角開關(guān)的自動控制下，使電動機甲16發(fā)生正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn) 并帶動蝸輪機構(gòu)甲5中的轉(zhuǎn)動軸47轉(zhuǎn)動，再通過轉(zhuǎn)動軸47兩端的齒輪50在車后架7兩端 的扇形齒牙內(nèi)來或回轉(zhuǎn)動來帶動與其固定連接為一體的車前架22)在與車后架7的c點鉸 接處來或回轉(zhuǎn)動，使其發(fā)生車前架22)與車后架7之間的角度變化，進(jìn)行控制全車和座椅6 的形狀及角度的傾斜與平衡。蝸輪機構(gòu)乙25通過轉(zhuǎn)動軸48外端的小鏈輪49與鏈條27嚙合，鏈條27的另一端 與后輪機構(gòu)中的中心齒輪41嚙合(參照圖16)。在前進(jìn)后退開關(guān)2的控制下使電動機乙 23發(fā)生正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來帶動蝸輪機構(gòu)乙25轉(zhuǎn)動，然后再通過蝸輪機構(gòu)乙25)轉(zhuǎn)動軸48外端 的小鏈輪49上的鏈條27帶動后車輪機構(gòu)中的中心齒輪41進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，由中心齒輪41 再帶動后輪架箱體內(nèi)部的齒輪系統(tǒng)和后輪架箱體外部的后車輪10轉(zhuǎn)動，使車體前進(jìn)行駛 或后退行駛。后車輪機構(gòu)在車后架7的兩個尾端通過后輪架軸稈46與車后架7成鉸接形式連 接(參照圖1.圖13.圖14)。坐椅部分中，坐椅的坐板底部前端通過減震器3鉸接在車前架7上端，座椅6的兩 個前腳鉸接在兩個前車輪之間的車前架的軸桿上(參照圖1)。速度調(diào)節(jié)把手1和前進(jìn)后退開關(guān)2安裝在座椅6扶手外側(cè)的相應(yīng)位置(參照圖 1.圖 2.圖 3)。位于后車輪機構(gòu)上方的后輪防護(hù)罩8為扇形的左右兩個(參照圖14)，兩個各自 的上部通過防護(hù)罩連桿4與車前架22上端左右兩側(cè)的a點鉸接，后輪防護(hù)罩8下部扇形中
11心d點與車后架7的左右兩個尾端后輪架軸桿46穿過孔的外邊緣及后輪架軸桿46端頭鉸 接；其連接部位的a點和b點與c點和d點距離相等，a點和c點與b點和d點距離相等， 四個連接點的距離和形狀正好呈等邊平行四邊行(參照圖19)。在車的行駛和上下樓過程 中，無論車前架22與車后架7如何變化其相互之間的角度，后輪防護(hù)罩8都會與車前架22 始終保持一致的角度。離合器26固定安裝在車后架7尾端后輪架軸桿46穿過位置的一側(cè)的外側(cè)(參照 圖16)。離合器26內(nèi)部的剎車部件環(huán)繞在與后輪架軸桿46固定為一體的凸輪45上。在陡 坡或平地上的行駛中為了防止遇到一些障礙情況后會使后輪架發(fā)生不必要的翻轉(zhuǎn)時，使用 離合器開關(guān)控制離合器26內(nèi)部的剎車部件將其凸輪45鎖死，使和凸輪45固定為一體的后 輪架軸桿46和后輪架不能翻轉(zhuǎn)。離合器開關(guān)由離合器開關(guān)座31，離合器閘把18，彈簧33，卡頭34，離合器拉線套管 32以及離合器拉線20等組成(參照圖9)。離合器開關(guān)由離合器開關(guān)座31固定在車前架 22上與前車輪14對齊的正上方相應(yīng)位置。用離合器拉線套管32和離合器拉線20與安裝 在車后架7尾端后輪架軸桿46穿過位置的一側(cè)的外側(cè)的離合器26連接。傾角控制機構(gòu)由傾角開關(guān)控制旋扭19通過其中心位置的活動軸安裝在離合器開 關(guān)座31中心位置的外側(cè)(參照圖9)?；罊C構(gòu)共有兩組，分別安裝在車前架22的左右兩端，其中每組的各自上端都固 定在車前架22與車后架7的c點鉸接處內(nèi)側(cè)，下端固定在車前架22底部位置(參照圖16)， 其外緣和與其相對應(yīng)的前車輪14外緣對齊(參照圖1)。在每個滑道機構(gòu)的上下兩端內(nèi)側(cè) 的車前架22上都有一個可以轉(zhuǎn)動的橡膠緩沖保護(hù)輪24(參照圖15.圖16)。鋰電池17安裝在兩個電動機16、23的上部與車前架22固定(參照圖1.圖4.圖 15.圖 16)。以上所述滑道機構(gòu)包括架板12，滑輪組11，橡膠覆帶13。全車共有左右兩組滑 道，在每組滑道架板上都有兩排滑輪組11，通過每個滑輪的活動軸平行錯開安裝到架板12 與架板12之間。在每排滑輪組上都環(huán)繞著一圈橡膠覆帶(參照圖17)。以上所述傾角控制機構(gòu)包括傾角開關(guān)，傾角開關(guān)控制旋扭19。傾角開關(guān)嵌于傾 角開關(guān)控制旋扭19內(nèi)部，用外部端蓋30固定。在傾角開關(guān)控制旋扭19的上部邊緣和外部 邊緣設(shè)有指針35和0度38，5度37，15度36三個刻度(參照圖9)。傾角開關(guān)在水平狀態(tài) 時其傾角開關(guān)殼體內(nèi)部的滑道槽從D點向下方傾斜到K點，與水平線的夾角Q設(shè)為8度，從 D點向上方傾斜到E點，與水平線的夾角R設(shè)為2度。以上所述后車輪機構(gòu)部分即為行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪，其中包括輪架甲 9，輪架甲端蓋44，輪架乙28，輪架乙端蓋43，后輪架軸桿46，后車輪10，中心齒輪41，惰輪 外齒輪40，惰輪內(nèi)齒輪42，行星齒輪39。輪架甲9為箱體成放射狀形成各個轉(zhuǎn)臂。輪架乙 28為箱體成放射狀形成各個轉(zhuǎn)臂，其箱體內(nèi)安裝的輪系中惰輪外齒輪40與惰輪內(nèi)齒輪42 同軸心固定為一體，惰輪外齒輪40齒數(shù)大于中心齒輪41齒數(shù)，行星齒輪39齒數(shù)大于惰輪 內(nèi)齒輪42齒數(shù)，中心齒輪41作為輸入齒輪。中心齒輪41 一端與惰輪外齒輪40嚙合，另一 端與輪架乙28箱體外的鏈條27嚙合。惰輪內(nèi)齒輪42與行星齒輪39嚙合。行星齒輪39 通過軸與輪架乙28箱體外部的后車輪10同軸心固定。輪架甲9和輪架乙28成鏡像對稱 分別固定在后輪架軸桿46的左右兩端。輪架甲9和輪架甲端蓋44固定。輪架乙28和輪架乙端蓋43固定。輪架甲9和輪架乙28都有各自數(shù)量相等的后車輪10，通過每個后車輪 10各自的軸分別安裝在各自的各個轉(zhuǎn)臂端中心位置的箱體外部(參照圖12.圖13.圖14)。 該輪系中從中心齒輪41輸入的轉(zhuǎn)動力矩通過齒輪傳動后所產(chǎn)生的行星齒輪轉(zhuǎn)動的力矩和 輪架翻轉(zhuǎn)的力矩在遇到阻力時或阻力消失后都會發(fā)生其相互之間的自由轉(zhuǎn)換。傾角開關(guān)是由兩個相同的組成機構(gòu)部分A和B由相反的方向在同一條平行線上并 排固定組合而成(參照圖6)，分別控制前后兩個不同方向的角度傾斜與平衡調(diào)整。其中每 個組成機構(gòu)部分都包括傾角開關(guān)殼體29，導(dǎo)電珠51，導(dǎo)電接線端52，絕緣層53。傾角開關(guān) 殼體29為導(dǎo)電殼體，在傾角開關(guān)殼體29的內(nèi)部有個成折角形狀的滑道槽(參照圖7)。在 傾角開關(guān)處于水平狀態(tài)時，其傾角開關(guān)殼體29內(nèi)的滑道槽從D點到K點是向下方傾斜的， 與水平線的夾角Q成銳角，從D點到E點是向上方傾斜的，與水平線的夾角R成小于夾角Q 的銳角(參照圖8)。在本發(fā)明輪椅式爬樓車的傾角開關(guān)中，傾角開關(guān)在水平狀態(tài)時其傾角 開關(guān)殼體29內(nèi)部的滑道槽從D點向下方傾斜到K點，與水平線的夾角Q設(shè)為8度，從D點 向上方傾斜到E點，與水平線的夾角R設(shè)為2度(參照圖10)。當(dāng)傾角開關(guān)向前或向后方向 傾斜超過8度后，導(dǎo)電珠51便會從滑道槽的K點經(jīng)過D點滾落到E點或K’點經(jīng)過D’點滾 落到E’點，與導(dǎo)電接線端52接觸將傾角開關(guān)殼體29和導(dǎo)電接線端52之間導(dǎo)通，使被其控 制的電動機甲16的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電源接通，并開始運轉(zhuǎn)，帶動蝸輪機構(gòu)甲5和被蝸輪機構(gòu)甲5 同時帶動的兩端齒輪(50)在車后架7兩端的扇形部分齒牙內(nèi)向前或向后轉(zhuǎn)動來調(diào)整被傾 斜后的車體角度，使其向原來的平衡狀態(tài)返回。當(dāng)其傾斜角度向原來狀態(tài)返回超過8度后， 導(dǎo)電珠51便會從滑道槽的E點經(jīng)過D點滾落回到K點或E’點經(jīng)過D’點滾落回到K’點， 與導(dǎo)電接線端52離開，使傾角開關(guān)殼體29與導(dǎo)電接線端52之間斷通，被其控制的電動機 甲16和蝸輪機構(gòu)甲5及兩端的齒輪50同時停止轉(zhuǎn)動，此時車體和傾角開關(guān)又回到原來的 平衡狀態(tài)。因傾角開關(guān)是由兩個相同的組成機構(gòu)部分A和B由相反的方向在同一條平行線上 并排固定組合而成的，所以在其中一個組成機構(gòu)部分的滑道槽與水平線發(fā)生角度傾斜變化 的同時，另一個組成機構(gòu)部分的滑道槽與水平線則同時發(fā)生成反方向的角度傾斜變化(參 照圖10)，并且其中由兩個導(dǎo)電珠分別在兩個不同方向的滑道槽內(nèi)，兩個相反方向的導(dǎo)電接 線端52分別設(shè)置在兩個不同方向的滑道槽內(nèi)各自的頂端，所以這樣就徹底的避免了如果 只使用一個導(dǎo)電珠51在兩個相反方向的導(dǎo)電接線端52處在同一個滑道槽兩端的滑道槽內(nèi) 滾動時由于慣性的作用，而從一個導(dǎo)電接線端52位置滾落到另一個導(dǎo)電接線端52位置，從 而造成兩端的相互干擾而出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況。因此本發(fā)明解決了目前已有傾角開關(guān)技術(shù)中 所存在的在前進(jìn)或后退運行的過程中由于傾角開關(guān)內(nèi)部的不穩(wěn)定而出現(xiàn)的前后互相干擾 或根本就無法在運動行駛的車輛中解決前后傾斜的問題。其中各組成部分中滑道槽內(nèi)折角的作用是限定傾角開關(guān)從傾斜狀態(tài)向平衡狀態(tài) 返回時，導(dǎo)電珠51必須在傾角開關(guān)旋轉(zhuǎn)到與傾角開關(guān)傾斜時所發(fā)生的角度相等時，才向與 自己相對的方向滾落與導(dǎo)電接線端52斷開回到原點位置。因傾角開關(guān)在工作狀態(tài)中傾斜 時所發(fā)生的角度和返回時所發(fā)生的角度相等，所以也可稱作為記憶型傾角開關(guān)。傾角開關(guān)的兩個組成部分A和B分別各自控制一個小電壓繼電器，由每個小電壓 繼電器再分別各自控制電動機甲16的正轉(zhuǎn)電路和反轉(zhuǎn)電路，其作用是防止導(dǎo)電珠51將傾 角開關(guān)殼體29與導(dǎo)電接線端52連接時由于電流大而發(fā)生電火花和氧化，對傾角開關(guān)造成損害而影響到整個車體的正常工作。其中每個小電壓繼電器上都有常開和常閉觸點，常開 觸點是在小電壓繼電器不工作時狀態(tài)下始終將電動機甲16的主電路斷開，在小電壓繼電 器工作時則將電動機甲16的主電路接通，在小電壓繼電器停止工作時又自動將電動機甲 16的主電路斷開。常閉觸點是在小電壓繼電器不工作時狀態(tài)下始終將電動機乙23的主電 路接通，在小電壓繼電器工作時則將電動機乙23的主電路斷開，在小電壓繼電器停止工作 時又自動將電動機乙23的主電路接通，其作用是在車上下樓梯時當(dāng)電動機甲16開始工作 調(diào)整角度平衡時，同時電動機乙23停止運轉(zhuǎn)，使車體暫停向前或向后的行駛，等電動機甲 16調(diào)整好角度平衡停止工作后電動機乙23又自動開始進(jìn)行運轉(zhuǎn)，使車體繼續(xù)向前或向后 的行駛，目的是為了更好的保證車體和乘座者的穩(wěn)定性和安全性(參照圖20.圖11)。行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪的輪架轉(zhuǎn)臂和輪子可設(shè)為2-9個中任一種，后車輪 10為與行星輪星輪對應(yīng)的2-9個中任一種。在本發(fā)明輪椅式爬樓車中所述的小鏈輪49和鏈條27以及中心齒輪41 一端與鏈 條27嚙合的部位，也可以用皮帶輪和三角帶的方式或多個齒輪并排嚙合連接的方式來代替。在本發(fā)明輪椅式爬樓車中所述的蝸輪機構(gòu)甲5的轉(zhuǎn)動軸47兩端的齒輪50與車后 架7兩端的扇形部分內(nèi)的齒牙嚙合，通過轉(zhuǎn)動軸47兩端的齒輪50在車后架7兩端的扇形 齒牙內(nèi)來或回轉(zhuǎn)動來帶動與其固定連接為一體的車前架22在與車后架7的c點鉸接軸處 來或回轉(zhuǎn)動，使其發(fā)生車前架22與車后架7之間的角度變化，進(jìn)行控制全車和座椅6的形 狀及角度的傾斜與平衡，這部分機構(gòu)也可以用液壓機構(gòu)或氣壓機構(gòu)來代替。本發(fā)明輪椅式爬樓車中的電動機甲和電動機乙交替工作，一個工作時另一個不工 作，一個調(diào)整時另一個也不工作，以保證乘坐者的安全。本輪椅式爬樓車在靜止或平地行駛狀態(tài)時可將車身和座椅6向后傾斜的角度通 過調(diào)節(jié)傾角開關(guān)控制旋扭19使其任意變成0度，5度，15度三個不同的角度狀態(tài)(參照圖5 中的1. 2. 3)。其操作使用的方法是首先將傾角開關(guān)控制旋扭19向前旋轉(zhuǎn)，等旋轉(zhuǎn)的角度超 過8度后，就會使傾角開關(guān)A內(nèi)部滑道槽中的導(dǎo)電珠51從K點向其相對的方向經(jīng)過D點滾 落到E點位置，使其與導(dǎo)電接線端52接觸并將其所控制的小電壓繼電器的控制電源接通， 然后迅速再將傾角開關(guān)控制旋扭19向后返回旋轉(zhuǎn)，讓其指針35停留在所需角度的刻度位 置。這時被其所控制的小電壓繼電器便開始工作，將與蝸輪機構(gòu)甲5連接的電動機甲16的 主電路接通，電動機甲16開始帶動蝸輪機構(gòu)甲5中的轉(zhuǎn)動軸47轉(zhuǎn)動，再通過轉(zhuǎn)動軸47兩 端的齒輪50在扇形齒牙內(nèi)轉(zhuǎn)動來帶動與之固定連接為一體的車前架22在與車后架7的c 點鉸接軸處轉(zhuǎn)動，使車前架22與車后架7之間的角度發(fā)生變化，當(dāng)蝸輪機構(gòu)甲5中的轉(zhuǎn)動 軸47兩端的齒輪50在車后架7兩端的扇形齒牙內(nèi)轉(zhuǎn)動使車身和座椅6的角度位置達(dá)到指 針35設(shè)定停留位置的角度后，傾角開關(guān)A內(nèi)部滑道槽中的導(dǎo)電珠51便從E點經(jīng)過D點又 滾落回到K點與導(dǎo)電接線端52斷開，這時被其控制的小電壓繼電器和被小電壓繼電器控制 的電動機甲16以及蝸輪機構(gòu)甲5中的轉(zhuǎn)動軸47和兩端的齒輪50等立刻停止工作，此時便 完成了乘坐者對車身和座椅6所需要的形狀和傾斜角度的調(diào)整。本輪椅式爬樓車在上樓梯的時候是采用倒著行走的方式來進(jìn)行的，首先利用方向 盤轉(zhuǎn)向機構(gòu)21將車體與樓梯橫面保持垂直方向，再調(diào)節(jié)傾角開關(guān)控制旋扭19將車的形狀 和座椅6調(diào)整成向后傾斜15度的狀態(tài)，利用前進(jìn)后退開關(guān)2的后退擋，使車開始向后行駛，當(dāng)車的后車輪10遇到樓梯臺階被卡住后，后車輪機構(gòu)輪系中與后車輪10通過軸桿固定為 一體的行星齒輪39轉(zhuǎn)動的力矩與輪架翻轉(zhuǎn)的力矩便開始發(fā)生相互之間的自由轉(zhuǎn)換，輪架 便以行星齒輪39的輪軸向上翻轉(zhuǎn)來翻越臺階，同時帶動整個車體向上移動。翻越臺階后， 輪架便停止翻轉(zhuǎn)，后車輪10后又開始繼續(xù)轉(zhuǎn)動。行駛到下一個臺階時后車輪10再次被臺階 卡住停止轉(zhuǎn)動，輪架便再次向上重復(fù)翻轉(zhuǎn)動作，依此反復(fù)，各個分別與各行星齒輪39通過 軸桿固定為一體的后車輪10在上樓梯時輪替重復(fù)上述動作來完成上樓梯的任務(wù)。在上樓 梯的過程中前車輪14配合滑道機構(gòu)始終是隨著車體在樓梯牙和樓梯平面上滑動跟進(jìn)。在 車體開始向樓梯上方行駛的過程中，車體會發(fā)生向前逐步的傾斜，當(dāng)車體中的車前架22和 座椅6向前傾斜超過8度后，傾角控制機構(gòu)便會自動將車體向后調(diào)整8度，使車前架22和 座椅6繼續(xù)保持原來向后傾斜15度的狀態(tài)，在調(diào)整向后傾斜角度的同時，車的后輪機構(gòu)將 會自動暫停工作，等調(diào)整好后又自動開始進(jìn)行向樓梯上方的翻轉(zhuǎn)或行駛。等車體向前的傾 斜角度再次超過8度后，傾角控制機構(gòu)便會繼續(xù)自動重復(fù)以上調(diào)整過程，直到車體的形狀 和和座椅6的傾斜角度完全適應(yīng)樓梯臺階不再發(fā)生超過8度的變化后，才不再重復(fù)以上調(diào) 整的動作過程(參照圖5中的3. 4. 5. 6)。當(dāng)車快上完樓梯臺階開始駛?cè)肫降貢r(參照圖5 中的7. 8. 9)，車體和座椅6又會朝著向后方向發(fā)生逐步的傾斜，當(dāng)車體和座椅6向后傾斜的 角度超過8度后，傾角控制機構(gòu)便會自動將車體向前調(diào)整8度，使車前架22和座椅6繼續(xù) 保持原來向后傾斜15度的狀態(tài)。在調(diào)整向前傾斜角度的同時，車的后輪機構(gòu)也將會自動暫 停工作，等調(diào)整好后又自動開始行駛，等車體向后的傾斜角度再次超過8度后，便繼續(xù)重復(fù) 以上調(diào)整的動作過程，直到車體的形狀和傾斜角度完全適應(yīng)平地上的行駛繼續(xù)保持原來向 后傾斜15度的狀態(tài)后，便不再重復(fù)以上調(diào)整的動作過程。本輪椅式爬樓車在下樓梯時是采用前進(jìn)行走的方式來進(jìn)行的，首先利用方向盤轉(zhuǎn) 向機構(gòu)21將車體與樓梯橫面保持垂直方向，再調(diào)節(jié)傾角開關(guān)控制旋扭19將車的形狀和座 椅6調(diào)整成向后傾斜15度的狀態(tài)，利用前進(jìn)后退開關(guān)2的前進(jìn)擋，使車開始向前行駛(參照 圖5中的9. 8. 7)。當(dāng)車的前車輪14行駛到超過樓梯臺階平面時，便會沿著與前車輪14外 緣對齊的滑道機構(gòu)的外緣向樓梯下方滑行，直到前車輪14落到下一個樓梯臺階的平面上， 再繼續(xù)前車輪14的向前行駛。按照此下樓梯方式利用前車輪14與滑道機構(gòu)的配合使前車 輪14平穩(wěn)的走過每一個樓梯的臺階，直到行駛到平地上為止。在下樓梯時后車輪機構(gòu)的第 一個后車輪10行駛到超過樓梯臺階平面后，落入到下一個樓梯臺階平面上時，由于重量向 前下方的下壓帶動整個輪架向前下方自然翻轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粋€后車輪10翻轉(zhuǎn)到下一個臺階平 面時被臺階擋住，輪架便會停止翻轉(zhuǎn)，后車輪10繼續(xù)開始轉(zhuǎn)動向前行駛，當(dāng)行星輪行駛到 超過臺階平面時，繼續(xù)落入到下一個臺階平面，帶動輪架向下重復(fù)翻轉(zhuǎn)動作，如此反復(fù)做上 述動作就會完成下樓梯的任務(wù)。在車體向樓梯下方行駛的過程中，車體會發(fā)生向前逐步的傾斜，當(dāng)車體的車前架 22和座椅6向前傾斜超過8度后，傾角控制機構(gòu)便會自動將車體向后調(diào)整8度，使車前架22 和座椅6繼續(xù)保持原來向后傾斜15度的狀態(tài)。在調(diào)整向后傾斜角度的同時，車的后車輪機 構(gòu)將會自動暫停工作，等調(diào)整好后又自動開始進(jìn)行向樓梯下方的翻轉(zhuǎn)或行駛。等車體向前 的傾斜角度再次超過8度后，傾角控制機構(gòu)便會繼續(xù)控制其自動重復(fù)以上調(diào)整過程，直到 車體的形狀和座椅6的傾斜角度完全適應(yīng)樓梯臺階而不再發(fā)生超過8度的變化后，才不再 重復(fù)以上調(diào)整的動作過程(參照圖5中的6)。當(dāng)車快下完樓梯臺階開始駛?cè)肫降厣蠒r(參照圖5中的5. 4. 3)，這時車體和座椅6又會朝著向后方向發(fā)生逐步的傾斜，當(dāng)車體和座椅6 向后傾斜的角度超過8度后，傾角控制機構(gòu)便會自動將車體向前調(diào)整8度，使前車架和座椅 繼續(xù)保持原來向后傾斜15度的狀態(tài)。在調(diào)整向前傾斜角度的同時，車的后車輪機構(gòu)也將會 自動暫停工作，等調(diào)整好后又自動開始行駛。等車體向后的傾斜角度再次超過8度后，傾角 控制機構(gòu)便會繼續(xù)控制其自動重復(fù)以上調(diào)整的動作過程，直到車體的形狀和傾斜角度完全 適應(yīng)平地上的行駛繼續(xù)保持原來向后傾斜15度的狀態(tài)后，便不再重復(fù)以上調(diào)整的動作過 程。本輪椅式爬樓車在上下陡坡時，其方向盤轉(zhuǎn)向機構(gòu)21和傾角控制機構(gòu)的使用和 工作過程同上下樓梯時是一樣的，只是在上下陡坡的行駛過程中，為了防止在遇到一些障 礙情況時可能會使后輪架在被障礙阻擋的后車輪10處發(fā)生不必要的翻轉(zhuǎn)，因此可以隨時 利用離合器開關(guān)控制其離合器26內(nèi)部的剎車部件將凸輪45鎖死，使和凸輪45固定為一體 的后輪架軸桿46和后輪架不能翻轉(zhuǎn)，此操作方法在平地上行駛的過程中也可以同樣適用。速度調(diào)節(jié)把手和前進(jìn)后退開關(guān)為現(xiàn)有公知技術(shù)，不再詳述。本發(fā)明未詳述的部分 均為現(xiàn)有公知技術(shù)。
權(quán)利要求
一種輪椅式爬樓車，其特征在于由座椅部分、車前部分和車后部分連接構(gòu)成；坐椅部分包括相互連接的坐椅(6)、減震器(3)、速度調(diào)節(jié)把手(1)和前進(jìn)后退開關(guān)(2)；車前部分包括相互連接的前車輪(14)、車前架(22)、方向盤轉(zhuǎn)向機構(gòu)(21)、腳踏板(15)、電動機甲(16)、電動機乙(23)、蝸輪機構(gòu)甲(5)、蝸輪機構(gòu)乙(25)、鋰電池(17)、滑道機構(gòu)、橡膠緩沖保護(hù)輪(24)、傾角控制機構(gòu)和離合器開關(guān)；車后部分包括相互連接的車后架(7)、后車輪機構(gòu)、鏈條(27)、后輪防護(hù)罩(8)、防護(hù)罩連桿(4)和離合器(26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪椅式爬樓車，其特征在于坐椅部分中，坐椅(6)的坐板底部前端通過減震器(3)鉸接在車前架(22)上端，座椅 (6)的兩個前腳鉸接在兩個前車輪(14)之間的車前架(22)的軸桿上，座椅(6)位于車前架 (22)上部，腳踏板(15)安裝在兩個前車輪(14)內(nèi)側(cè)車前架(22)的前下部位置；速度調(diào)節(jié) 把手(1)和前進(jìn)后退開關(guān)(2)安裝在座椅(6)扶手外側(cè)；車前部分中，兩個前車輪(14)安裝在車前架(22)前下端處，兩個前車輪(14)分別位 于兩個腳踏板(15)的外側(cè)，方向盤轉(zhuǎn)向機構(gòu)(21)的下端固定安裝在一個前車輪(14)內(nèi)側(cè) 的輪軸鉸接點位置上，再由連接桿將其鉸接點旁邊與輪軸一體并且成直角狀態(tài)的連接點與 另一個同樣與其鏡像對稱的前車輪(14)的連接點鉸接；所述電動機甲(16)連接蝸輪機構(gòu) 甲(5)，電動機乙(23)連接蝸輪機構(gòu)乙(25)，此四者安裝在車前架(22)的內(nèi)下部，電動機 乙(23)連接前進(jìn)后退開關(guān)(2)、速度調(diào)節(jié)把手(1)和鋰電池(17)，電動機甲(16)連接傾角 控制機構(gòu)和鋰電池(17)；所述鋰電池(17)安裝在甲乙兩個電動機的上部與車前架(22)固 定；所述滑道機構(gòu)共有左右兩組，分別安裝在車前架(22)的左右兩端，在每個滑道機構(gòu)的 上下兩端內(nèi)側(cè)的車前架(22)上都有一個能夠轉(zhuǎn)動的橡膠緩沖保護(hù)輪(24)；離合器開關(guān)和 傾角控制機構(gòu)安裝在車前架(22)上；車后部分中，車后架(7)與車前架(22)在其兩端各自相應(yīng)的中部位置左右兩側(cè)的c點 鉸接在一起；后車輪機構(gòu)為外形對稱的左右兩組，右側(cè)的那一組內(nèi)部設(shè)有行星輪機構(gòu)，左右 兩組后車輪(10)之間有后輪架軸桿(46)將其左右兩組后車輪(10)的輪架甲(9)和輪架 乙(28)連接固定，后車輪機構(gòu)通過后輪架軸桿(46)與車后架(7)的兩個尾端鉸接；位于后 車輪機構(gòu)上方的防護(hù)罩(8)為扇形的左右兩個，兩個各自的上部通過防護(hù)罩連桿(4)與車 前架(22)上端左右兩側(cè)的a點鉸接，后輪防護(hù)罩(8)下部扇形中心d點與車后架(7)的左 右兩個尾端后輪架軸桿(46)穿過孔的外邊緣及后輪架軸桿(46)端頭鉸接；控制后輪架軸 桿(46)的離合器(26)固定安裝在車后架(7)尾端一側(cè)；蝸輪機構(gòu)甲(5)通過蝸輪機構(gòu)甲轉(zhuǎn)動軸(47)兩端的齒輪(50)與車后架(7)兩端的扇 形內(nèi)齒牙嚙合，帶動車前架(22)繞c點轉(zhuǎn)動的蝸輪機構(gòu)甲轉(zhuǎn)動軸(47)鉸接在車前架(22) 上；蝸輪機構(gòu)乙(25)通過蝸輪機構(gòu)乙轉(zhuǎn)動軸(48)外端的小鏈輪(49)與鏈條(27)嚙合，鏈 條(27)的另一端與后輪機構(gòu)中的中心齒輪(41)嚙合，轉(zhuǎn)動軸(48)為半軸，從車后架(7) 與車前架(22)的一側(cè)鉸接處c點鉸軸的中心孔穿過。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪椅式爬樓車，其特征在于對于能夠繞扇形中心變換角度 的防護(hù)罩⑶，a點和扇形上b點與c點和d點距離相等，a點和c點與b點和d點距離相 等，四個連接點的距離和形狀正好呈能夠變換內(nèi)角角度的平行四邊行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的輪椅式爬樓車，其特征在于每組滑道機構(gòu)的各自上端 都安裝在車前架(22)與車后架(7)的鉸接軸處內(nèi)側(cè)，下端安裝在車前架(22)底部位置，滑道機構(gòu)外緣和前車輪(14)外緣對齊；滑道機構(gòu)包括滑道架板(12)、滑輪組(11)和橡膠覆 帶(13)，每組滑道架板上都有兩排滑輪組(11)，通過每個滑輪的活動軸平行錯開安裝到滑 道架板(12)之間，在每排滑輪組上都環(huán)繞著一圈橡膠覆帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的輪椅式爬樓車，其特征在于所述的傾角控制機構(gòu)包括 傾角開關(guān)和傾角開關(guān)控制旋扭(19)，傾角開關(guān)嵌于傾角開關(guān)控制旋扭(19)內(nèi)部，用外部的 旋扭端蓋(30)固定，在傾角開關(guān)控制旋扭(19)的上部邊緣和外部邊緣設(shè)有指針(35)和0 度(38)、5度(37)、15度(36)三個刻度；傾角控制機構(gòu)由傾角開關(guān)控制旋扭(19)通過其 中心位置的活動軸安裝在離合器開關(guān)座(31)中心位置的外側(cè)；傾角開關(guān)是由兩個相同的 組成機構(gòu)部分A和B由相反的方向在同一條平行線上并排固定組合而成，分別控制前后兩 個不同方向的角度傾斜與平衡調(diào)整，其中每個組成機構(gòu)部分都包括傾角開關(guān)殼體(29)、導(dǎo) 電珠(51)、導(dǎo)電接線端(52)和絕緣層(53)，傾角開關(guān)殼體(29)為導(dǎo)電殼體，在傾角開關(guān)殼 體(29)的內(nèi)部有個成折角形狀的滑道槽，導(dǎo)電珠(51)位于滑道槽內(nèi)，滑道槽的一端通過絕 緣層(53)安裝導(dǎo)電接線端(52)，滑道槽另一端封閉；兩個組成機構(gòu)的導(dǎo)電珠(51)分別在 兩個相反方向的滑道槽內(nèi)，兩個組成機構(gòu)的導(dǎo)電接線端(52)分別設(shè)置在兩個相反方向的 滑道槽內(nèi)各自的頂端；在傾角開關(guān)處于水平狀態(tài)時，其傾角開關(guān)殼體(29)內(nèi)的滑道槽從D 點到K點是向下方傾斜的，與水平線的夾角Q成銳角，角度可以根據(jù)實際情況在銳角范圍內(nèi) 設(shè)定需要的度數(shù)，從D點到E點是向上方傾斜的，與水平線的夾角R成小于夾角Q的銳角， 角度可以根據(jù)實際情況在小于夾角Q的銳角范圍內(nèi)設(shè)定需要的度數(shù)；一個組成機構(gòu)的導(dǎo)電 接線端(52)串聯(lián)控制電動機甲(16)正轉(zhuǎn)的小電壓繼電器、小電壓電源，與其傾角開關(guān)殼體 (29)構(gòu)成閉合回路；控制電動機甲(16)正轉(zhuǎn)的小電壓繼電器的常開觸點與正轉(zhuǎn)的電動機 甲(16)和鋰電池(17)構(gòu)成閉合回路；另一個組成機構(gòu)的導(dǎo)電接線端(52)串聯(lián)控制電動機 甲(16)反轉(zhuǎn)的小電壓繼電器，小電壓電源，與其傾角開關(guān)殼體(29)構(gòu)成閉合回路，控制電 動機甲(16)反轉(zhuǎn)的小電壓繼電器的常開觸點與反轉(zhuǎn)的電動機甲(16)和鋰電池(17)構(gòu)成 閉合回路；鋰電池(17)串聯(lián)速度調(diào)節(jié)把手(1)、前進(jìn)后退開關(guān)(2)、電動機乙(23)和兩個小 電壓繼電器的常閉觸點，構(gòu)成閉合回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的輪椅式爬樓車，其特征在于所述的后車輪機構(gòu)部分即 為行星輪星輪自由轉(zhuǎn)換式爬樓輪，它是由左右兩個輪架固定在后輪架軸桿(46)的兩端，左 右輪架的各個轉(zhuǎn)臂以及左右輪架的各個轉(zhuǎn)臂端箱體外側(cè)安裝的后車輪(10)互相成鏡像對 稱，使其左右兩個輪架與后輪架軸桿(46)固定成為一體，其中輪架乙(28)及右側(cè)后車輪 (10)具有行星齒輪傳動系統(tǒng)并通過鏈條(27)與蝸輪機構(gòu)乙(25)電動機乙(23)連接構(gòu)成 驅(qū)動機構(gòu)，因此作為主動輪，輪架甲直接安裝左側(cè)后車輪(10)，所以作為從動輪；后車輪機 構(gòu)包括輪架甲(9)、輪架甲端蓋(44)、輪架乙(28)、輪架乙端蓋(43)、后輪架軸桿(46)、后車 輪(10)、中心齒輪(41)、惰輪外齒輪(40)、惰輪內(nèi)齒輪(42)和行星齒輪(39)，輪架乙(28) 和輪架乙端蓋(43)組合成為容納行星輪系的輪架箱體，輪架甲(9)和輪架甲端蓋(44)固 定組合成為從動輪輪架箱體；輪架甲(9)和輪架乙(28)都成放射狀形成各個轉(zhuǎn)臂，輪架乙 (28)內(nèi)安裝的輪系中惰輪外齒輪(40)與惰輪內(nèi)齒輪(42)同軸心固定為一體，惰輪外齒輪 (40)齒數(shù)大于中心齒輪(41)齒數(shù)，行星齒輪(39)齒數(shù)大于惰輪內(nèi)齒輪(42)齒數(shù)，中心齒 輪(41)作為輸入齒輪；中心齒輪(41) 一端與惰輪外齒輪(40)嚙合，另一端與輪架乙(28) 箱體外的鏈條(27)嚙合；惰輪內(nèi)齒輪(42)與行星齒輪(39)嚙合；各個行星齒輪(39)通過軸桿與輪架乙(28)箱體外部的各個后車輪(10)同軸心固定；輪架甲(9)和輪架乙(28) 分別成同軸心鏡像對稱固定在后輪架軸桿(46)的左右兩端；輪架甲(9)和輪架乙(28)都 有各自的數(shù)量相等并互相對稱的后車輪(10)，通過每個后車輪(10)各自的軸分別安裝在 各自與其對應(yīng)的轉(zhuǎn)臂端中心位置的箱體外部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪椅式爬樓車，其特征在于后車輪機構(gòu)中行星輪星輪自由 轉(zhuǎn)換式爬樓輪的輪架轉(zhuǎn)臂和輪子為2-9個中任一種，后車輪(10)為與行星輪星輪對應(yīng)的 2-9個中任一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的輪椅式爬樓車，其特征在于離合器開關(guān)包括安裝在離 合器開關(guān)座(31)上并且依次連接的離合器閘把(18)、彈簧(33)、卡頭(34)，還包括安裝在 離合器開關(guān)座(31)上的離合器拉線套管(32)和離合器拉線(20)，離合器開關(guān)座(31)安裝 在車前架(22)上，用離合器拉線套管(32)和離合器拉線(20)與安裝在車后架尾端一側(cè)的 離合器(26)連接，離合器(26)內(nèi)部的剎車部件環(huán)繞在與后輪架軸桿(46)固定為一體的凸 輪(45)上。
9.一種傾角控制機構(gòu)的傾角開關(guān)，其特征在于傾角開關(guān)是由兩個相同的組成機構(gòu)部 分A和B由相反的方向在同一條平行線上并排固定組合而成，分別控制前后兩個不同方向 的角度傾斜與平衡調(diào)整，其中每個組成機構(gòu)部分都包括傾角開關(guān)殼體(29)、導(dǎo)電珠(51)、 導(dǎo)電接線端(52)和絕緣層(53)，傾角開關(guān)殼體(29)為導(dǎo)電殼體，在傾角開關(guān)殼體(29)的 內(nèi)部有個成折角形狀的滑道槽，導(dǎo)電珠(51)位于滑道槽內(nèi)，滑道槽的一端通過絕緣層(53) 安裝導(dǎo)電接線端(52)，滑道槽另一端封閉；兩個組成機構(gòu)的導(dǎo)電珠(51)分別在兩個相反方 向的滑道槽內(nèi)，兩個組成機構(gòu)的導(dǎo)電接線端(52)分別設(shè)置在兩個相反方向的滑道槽內(nèi)各 自的頂端；在傾角開關(guān)處于水平狀態(tài)時，其傾角開關(guān)殼體(29)內(nèi)的滑道槽從D點到K點是 向下方傾斜的，與水平線的夾角Q成銳角，角度可以根據(jù)實際情況在銳角范圍內(nèi)設(shè)定需要 的度數(shù)，從D點到E點是向上方傾斜的，與水平線的夾角R成小于夾角Q的銳角，角度可以根 據(jù)實際情況在小于夾角Q的銳角范圍內(nèi)設(shè)定需要的度數(shù)；一個組成機構(gòu)的導(dǎo)電接線端(52) 串聯(lián)控制電動機甲(16)正轉(zhuǎn)的小電壓繼電器、小電壓電源，與其傾角開關(guān)殼體(29)構(gòu)成閉 合回路；控制電動機甲(16)正轉(zhuǎn)的小電壓繼電器的常開觸點與正轉(zhuǎn)的電動機甲(16)和電 動機電源(17)構(gòu)成閉合回路；另一個組成機構(gòu)的導(dǎo)電接線端(52)串聯(lián)控制電動機甲(16) 反轉(zhuǎn)的小電壓繼電器，小電壓電源，與其傾角開關(guān)殼體(29)構(gòu)成閉合回路，控制電動機甲 (16)反轉(zhuǎn)的小電壓繼電器的常開觸點與反轉(zhuǎn)的電動機甲(16)和電動機電源(17)構(gòu)成閉合 回路。
全文摘要
本發(fā)明涉及殘疾人用具，特別涉及一種輪椅式爬樓車。該輪椅式爬樓車由座椅部分、車前部分和車后部分連接構(gòu)成；坐椅部分包括相互連接的坐椅、減震器、速度調(diào)節(jié)把手和前進(jìn)后退開關(guān)；車前部分包括相互連接的前車輪、車前架、方向盤轉(zhuǎn)向機構(gòu)、腳踏板、電動機甲、電動機乙、蝸輪機構(gòu)甲、蝸輪機構(gòu)乙、鋰電池、滑道機構(gòu)、橡膠緩沖保護(hù)輪、傾角控制機構(gòu)和離合器開關(guān)；車后部分包括相互連接的車后架、后車輪機構(gòu)、鏈條、后輪防護(hù)罩、防護(hù)罩連桿和離合器。本發(fā)明其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，可以在無人幫助的情況下一個人單獨輕松的駕駛，自如的上下樓梯、臺階、陡坡以及在平地上的行走，而且造價低廉，并具有安全性能好等特點。本發(fā)明還涉及一種傾角控制機構(gòu)的傾角開關(guān)。
文檔編號A61G5/10GK101919769SQ20101026447
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者王正東 申請人:王正東