[发明专利]一种重心可自动调节的全向轮椅

说明书

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，重心调节装置包括平衡平台支座、上平台、球铰链、连杆、曲柄、步进电机、下平台、法兰盘、减速器；全向行走装置包括弹簧、轴承座、横向摆臂、轴、麦克纳姆轮、直流伺服电机、联轴器、悬挂系统；车体装置包括底盘、底板、护栏、座椅、脚蹬；控制装置包括控制面板、传感器、STM32芯片；本发明采用麦克纳姆轮进行全向行走装置的设计，只需控制好4个轮子的转速和转向就可以在不改变车身形态的情况下实现各个方向上的移动，可以实现在狭窄空间内的零半径转弯；采用4个运动链形成并联机构，使轮椅的座椅在上下坡或起伏路面时，始终保持水平，实现重心的自动调节。

技术领域

本发明是一种重心可自动调节的全向轮椅，属于自动轮椅技术领域。

背景技术

近年来我国经济快速发展，人民的生活水平不断提高，社会对老年人和残疾人一类的特殊群体给予重视。对于他们的日常生活来说，影响最大的问题是出行问题，他们需要家人和朋友的帮助才能“走”出家门，参加户外运动。随着生活节奏逐渐地加快，很多老年人与残疾人士不能得到来自家人的细心照顾，而另一方面这一类群体又需要仔细的照顾，对社会平稳有序的运行造成影响。因此，为了提升老年人与残疾人的生活体验，减轻社会各方面的无奈感和压力感，各种各样的助老助残设备也逐渐出现在市场上。

轮椅的产生给老年人和残疾人的出行带来了极大的便利，目前市面上的轮椅种类繁多，但是大多数轮椅是普通的大轮电动轮椅，靠电力驱动。但这些轮椅在使用过程会受到限制，会出现以下两方面的问题：1)在狭窄空间内，普通电动轮椅转弯需要大半径，转弯问题成为棘手问题；2)上下坡时，轮椅整体会产生倾斜，坐在轮椅上的人也会随之倾斜，上坡时舒适度很差，下坡时，更容易发生危险。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，所解决的技术问题是提供一种重心可自动调节的全向轮椅。

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。

所述重心调节装置包括平衡平台支座、上平台、球铰链、连杆、曲柄、步进电机、下平台、法兰盘、减速器；所述步进电机和减速器共有四组，固定安装在下平台，构成4个运动链；所述减速器经由步进电机驱动输出动力，带动连杆和曲柄运动，从而控制上平台三个自由度的运动，所述曲柄为主动件，曲柄的一端通过法兰盘与减速器连接，另一端通过球铰链与连杆连接，所述连杆为从动件，连杆通过球铰链与上平台下端连接，形成从步进电机到上平台的运动链，所述平衡平台支座上端与下平台连接，下端固定安装在底板上，所述上平台上端通过螺栓与座椅固定连接，当轮椅行进到起伏路面或上下坡时，通过调节步进电机的转角，由连杆和曲柄传递运动，来控制上平台的高低与倾角，无论经过上下坡或者颠簸路面，都可以实现上平台始终保持水平，给使用者带来舒适感和安全感。

所述全向行走装置包括弹簧、轴承座、横向摆臂、轴、麦克纳姆轮、直流伺服电机、联轴器；所述全向行走装置采用四个麦克纳姆轮组成四轮驱动式结构，所述轴一端通过键与麦克纳姆轮固定安装，一端通过联轴器与直流伺服电机连接，所述直流伺服电机为所述全向行走装置提供动力；两根所述弹簧和两个横向摆臂组成双横臂独立悬架，所述弹簧为主要的传力元件，对重力进行缓冲减震，使麦克纳姆轮始终接地，弹簧一端固定连接于轴承座，另一端固定连接于底盘；当轮椅行进到狭窄的楼道内需要换向时，通过控制四个直流伺服电机的转速与转向，能够实现较精准的控制，实现零半径转弯。

所述车体装置包括底盘、底板、护栏、座椅、脚蹬；所述底盘用于安装全向行走装置，所述底板通过螺栓固定安装在底盘上，所述护栏选用非承载式结构，整个护栏使用钢板和空心矩钢焊接而成，通过螺栓安装在底板上；所述座椅的底部与上平台固定安装，背部与护栏固定安装；所述脚蹬通过螺栓与护栏连接。