[发明专利]一种重心可自动调节的全向轮椅

权利要求书

1.一种重心可自动调节的全向轮椅，包括重心调节装置、全向行走装置、车体装置和控制装置；

其特征在于，所述重心调节装置包括平衡平台支座(3)、上平台(6)、球铰链(7)、连杆(8)、曲柄(9)、步进电机(10)、下平台(11)、法兰盘(12)、减速器(13)，所述步进电机(10)和减速器(13)共有四组，固定安装在下平台(11)，构成4个运动链，所述减速器(13)经由步进电机(10)驱动输出动力，带动连杆(8)和曲柄(9)运动，从而控制上平台(6)三个自由度的运动，所述曲柄(9)为主动件，曲柄(9)的一端通过法兰盘(12)与减速器(13)连接，另一端通过球铰链(7)与连杆(8)连接，所述连杆(8)为从动件，连杆(8)通过球铰链(7)与上平台(6)连接，形成从步进电机(10)到上平台(6)的运动链，所述平衡平台支座(3)上端与下平台(11)连接，下端固定安装在底板(2)上，所述上平台(6)上端通过螺栓与座椅(5)固定连接，通过调节步进电机(10)的转角，由连杆(8)和曲柄(9)传递运动来控制上平台(6)的高低与倾角，无论经过上下坡或者颠簸路面，上平台(6)始终保持水平；

所述全向行走装置包括弹簧(14)、轴承座(15)、横向摆臂(16)、轴(17)、麦克纳姆轮(18)、直流伺服电机(19)、联轴器(20)；所述全向行走装置采用四个麦克纳姆轮(18)组成四轮驱动式结构，所述轴(17)一端通过键与麦克纳姆轮(18)固定安装，一端通过联轴器(20)与直流伺服电机(19)连接，所述直流伺服电机(19)为所述全向行走装置提供动力，两根所述弹簧(14)和两个横向摆臂(16)组成双横臂独立悬架，所述弹簧(14)为主要的传力元件，对重力进行缓冲减震，使麦克纳姆轮(18)始终接地，弹簧(14)一端固定连接于轴承座(15)，另一端固定连接于底盘(1)，控制四个直流伺服电机(19)的转速和转向，实现在狭窄空间内的零半径转弯；

所述车体装置包括底盘(1)、底板(2)、护栏(4)、座椅(5)、脚蹬(21)；所述底盘(1)用于安装全向行走装置，所述底板(2)通过螺栓固定安装在底盘(1)上，所述护栏(4)选用非承载式结构，整个护栏(4)使用钢板和空心矩钢焊接而成，通过螺栓安装在底板(2)上；所述座椅(5)的底部与上平台(6)固定安装，背部与护栏(4)固定安装；所述脚蹬(21)通过螺栓与护栏(4)连接；

所述控制装置包括控制面板(24)、传感器(22)、STM32芯片(31)；所述传感器(22)用于检测全向轮椅的偏航角、横滚角、俯仰角，将上平台(6)实际位姿信号输入到STM32芯片(31)；所述控制面板(24)设有触摸屏(23)、行走启动按钮(25)、行走停止按钮(26)、重心调节启动按钮(27)、重心调节停止按钮(28)、自动控制按钮(29)、手动控制按钮(30)，所述触摸屏(23)用于输入轮椅移动速度和座椅(5)的姿态，所述行走启动按钮(25)用于启动全向行走装置，所述行走停止按钮(26)用于停止全向行走装置，所述重心调节启动按钮(27)与自动控制按钮(29)相结合，用于启动重心调节装置的自动调节平衡模式，所述手动控制按钮(30)用于启动重心调节装置的手动调节模式，所述重心调节停止按钮(28)用于停止重心调节装置；所述STM32芯片(31)，用于接收触摸屏(23)输入的速度信号和上平台(6)实际位姿信号，控制步进电机(10)和直流伺服电机(19)的运转。

2.如权利要求1所述的一种重心可自动调节的全向轮椅，其特征在于所述重心可自动调节的全向轮椅的最大移动速度为1.3mm/s。

3.如权利要求1所述的一种重心可自动调节的全向轮椅，其特征在于所述重心可自动调节的全向轮椅的额定载荷为90kg。

4.如权利要求1所述的一种重心可自动调节的全向轮椅，其特征在于所述重心可自动调节的全向轮椅整体尺寸为1200mm×1100mm×820mm。