專利名稱：一種電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于殘疾人輔助用具，具體是一種電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
據(jù)不完全統(tǒng)計，在2006年我國各類殘疾人總數(shù)大約為8296萬人，占全國總?cè)丝诘谋壤秊?.34%。下肢不便的老年人和殘障人士在現(xiàn)在社會中的大量存在，使得以提高其生活質(zhì)量為目的的助殘工具設(shè)計日益重要。電動輪椅就是下肢有障礙人士出行的良好輔助工具，是提高其行動自由性，使他們能夠更好地融入到健全人生活中的必要設(shè)備。由于電動輪椅空間有限，體積小，且有一定的速度，使得對輪椅行使過程中轉(zhuǎn)向控制要求很高。現(xiàn)有設(shè)計轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用的是轉(zhuǎn)向輪隨動、驅(qū)動輪差速驅(qū)動的方式；或是通過人力旋轉(zhuǎn)手柄實現(xiàn)轉(zhuǎn)向控制。這樣的設(shè)計不僅使電動輪椅轉(zhuǎn)向在靈活性和平順性上存在缺陷，而且也大大地增加的殘障人士的操作負(fù)擔(dān)。當(dāng) 輪椅的行駛速度較快時，對其轉(zhuǎn)向的靈活性和平順性要求更聞。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)具有動作平緩，穩(wěn)定性好，控制精確，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，維護(hù)方便，制造成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，設(shè)計一種電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)，其特征在于該機(jī)構(gòu)主要包括機(jī)架、轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置、第一中間支鏈、第二中間支鏈和轉(zhuǎn)向輪；轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置固定在機(jī)架上；第一中間支鏈的中間鉸接在機(jī)架上，其一端與轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置連接，另一端與第二中間支鏈連接；第二中間支鏈與轉(zhuǎn)向輪連接，轉(zhuǎn)向輪鉸接在機(jī)架上；所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置由絲桿后軸承、絲桿、絲桿前軸承、聯(lián)軸器、前軸承座、帶減速器電機(jī)、絲母和后軸承座組成；前軸承座和后軸承座固定在機(jī)架上，絲桿前后兩段與前軸承座、后軸承座由絲桿前軸承和絲桿后軸承配合連接；帶減速器電機(jī)固定在前軸承座上，聯(lián)軸器與帶減速器電機(jī)軸端配合連接，其另一端與絲桿前段連接，實現(xiàn)帶減速器電機(jī)扭矩通過聯(lián)軸器帶動絲桿轉(zhuǎn)動；絲母與絲桿通過螺紋連接，同時絲母上下兩端又與第一中間支鏈連接；當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動時，絲母可完成水平方向上的位移；所述第一中間支鏈包括上連接板、滑塊、下連接板和銷釘，上連接板固定在下連接板上，上連接板上的長孔與下連接板上的長孔對齊，用絲母連接；下連接板通過銷釘與機(jī)架鉸接，構(gòu)成擺桿機(jī)構(gòu)；滑塊與下連接板一端的凹槽滑動連接，構(gòu)成滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)；用螺釘將滑塊鉸接在第二中間支鏈的主連接桿上，使第一中間支鏈與第二中間支鏈連接；當(dāng)絲母在水平方向上沿絲桿位移時，絲母上下兩端的凸臺在上連接板上的長孔與下連接板上的長孔內(nèi)運(yùn)動；所述第二中間支鏈為一個主連接桿和兩個副連接桿組成的平行四邊形機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)向輪由轉(zhuǎn)向輪架和轉(zhuǎn)向輪本體組成，轉(zhuǎn)向輪架與轉(zhuǎn)向輪本體連接在一起，轉(zhuǎn)向輪架的上端與副連接桿固連在一起。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn):1.控制準(zhǔn)確。由于通過電機(jī)及減速器的準(zhǔn)確控制和絲桿螺母的定比傳動，使控制機(jī)構(gòu)動作平緩，穩(wěn)定好，控制精確。
2.運(yùn)行平穩(wěn)。左右兩側(cè)前輪均為主動導(dǎo)向輪，轉(zhuǎn)向時更加平穩(wěn)。3.結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，維護(hù)方便，制造成本低廉。


圖1是本發(fā)明電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)一種實施例的直行狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)一種實施例的轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明電動輪椅轉(zhuǎn)向·控制機(jī)構(gòu)一種實施例的第二中間支鏈和轉(zhuǎn)向輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)一種實施例的右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)一種實施例的左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及其附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明。本發(fā)明設(shè)計的電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)(簡稱控制機(jī)構(gòu)，參見圖1 一 5)，適用于電動輪椅的轉(zhuǎn)向控制部分使用，其特征在于該控制機(jī)構(gòu)主要包括機(jī)架1、轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置2、第一中間支鏈3、第二中間支鏈4和轉(zhuǎn)向輪5。本發(fā)明控制機(jī)構(gòu)的總體布局是:所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置2固定在機(jī)架I上；第一中間支鏈3中間位置鉸接在機(jī)架I上，其一端與轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置2連接，另一端與第二中間支鏈4連接；第二中間支鏈4與轉(zhuǎn)向輪5連接，轉(zhuǎn)向輪5鉸接在機(jī)架I上(參見圖1)。所述的轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置2由絲桿后軸承21、絲桿22、絲桿前軸承23、聯(lián)軸器24、前軸承座25、帶減速器電機(jī)26、絲母27和后軸承座28組成(參見圖2)。前軸承座25和后軸承座28固定在機(jī)架I上，絲桿22前后兩段與前軸承座25、后軸承座28由絲桿前軸承23和絲桿后軸承21配合連接；帶減速器電機(jī)26固定在前軸承座25上，聯(lián)軸器24與帶減速器電機(jī)26軸端配合連接，其另一端與絲桿22前段連接，實現(xiàn)帶減速器電機(jī)26扭矩通過聯(lián)軸器24帶動絲桿22轉(zhuǎn)動；絲母27與絲桿22通過螺紋連接，同時絲母27上下兩端又與第一中間支鏈3連接；當(dāng)絲桿22轉(zhuǎn)動時，絲母27可完成水平方向上的位移。所述第一中間支鏈3包括上連接板31、滑塊32、下連接板33和銷釘34(參見圖1、2)。上連接板31固定在下連接板33上，上連接板31上的長孔與下連接板33上的長孔對齊，用絲母27連接；下連接板33通過銷釘34與機(jī)架I鉸接，構(gòu)成擺桿機(jī)構(gòu)；滑塊32與下連接板33 —端的凹槽滑動連接，構(gòu)成滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)。用螺釘將滑塊32鉸接在第二中間支鏈4的主連接桿41上，使第一中間支鏈3與第二中間支鏈4連接。當(dāng)絲母27在水平方向上沿絲桿22位移時，絲母27上下兩端的凸臺在上連接板31上的長孔與下連接板33上的長孔內(nèi)運(yùn)動，第一中間支鏈3以銷釘34為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動，第一中間支鏈3通過滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)將力傳遞給第二中間支鏈4，從而實現(xiàn)第二中間支鏈的4的運(yùn)動。所述第二中間支鏈4包括主連接桿41和副連接桿42 (參見圖3);—個主連接桿41和兩個副連接桿42組成平行四邊形機(jī)構(gòu)，亦稱雙搖桿機(jī)構(gòu)；主連接桿41兩端和兩個副連接桿42鉸接，使作用于主連接桿41上的力轉(zhuǎn)化副連接桿42上的轉(zhuǎn)矩。所述轉(zhuǎn)向輪5由轉(zhuǎn)向輪架51和轉(zhuǎn)向輪本體52組成(參見圖3)。轉(zhuǎn)向輪架51與轉(zhuǎn)向輪本體52連接在一起，使轉(zhuǎn)向輪本體52能夠自由轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向輪架51的上端與副連接桿42固連在一起，可實現(xiàn)將副連接桿42上的轉(zhuǎn)矩傳遞給轉(zhuǎn)向輪。本發(fā)明控制機(jī)構(gòu)為單自由度串聯(lián)機(jī)構(gòu)。其3個主要運(yùn)動是轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置2中的絲母27沿絲桿22方向移動；第一中間支鏈3受絲母27的驅(qū)動以銷釘34為中心在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動；第二中間支鏈4受第一中間支鏈3上滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的驅(qū)動雙搖桿機(jī)構(gòu)。由固定在機(jī)架I上的轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置2提供水平方向上的單向運(yùn)動，帶動與機(jī)架I鉸接的第一中間支鏈3做圍繞銷釘34的擺動；第一中間支鏈3通過滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)與第二中間支鏈4連接，又由于轉(zhuǎn)向輪部分5與第二中間支鏈4固連，所以第一中間支鏈3擺動提供的扭矩間接傳遞給轉(zhuǎn)向輪5，實現(xiàn)平穩(wěn)轉(zhuǎn)向。該機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)由轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置2提供的水平位移，平穩(wěn)、有效的為轉(zhuǎn)向輪5提供扭矩，實現(xiàn)對其靈活、平順的轉(zhuǎn)向控制；同時，本發(fā)明控制機(jī)構(gòu)采用帶減速器電機(jī)26驅(qū)動，對外界環(huán)境無污染。本發(fā)明轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)的工作原理和操作過程如下:假設(shè)電動輪椅最初在水平路面上做勻速直線運(yùn)動，帶減速器電機(jī)26不提供扭矩，絲母27處于絲桿22的中間位置，同時絲母27上的凸臺相對于第一中間支鏈3的長孔處于中間位置，滑塊32位于下連接板33帶槽長孔的中間部位。當(dāng)電動輪椅在水平路面上做勻速右轉(zhuǎn)彎運(yùn)動時，帶減速器電機(jī)26提供特定方向轉(zhuǎn)矩，絲母27做水平向右位移，此時絲母27上的凸臺相對于第一中間支鏈3的長孔向上運(yùn)動，絲母27帶動第一中間支鏈3圍繞銷釘34做逆時針圓周運(yùn)動；而在下連接板33的帶槽長孔端，滑塊32相對于下連接板33的帶槽長孔向下運(yùn)動，此時第一中間支鏈3帶動主連接桿41向左平移。由于第二中間支鏈4和轉(zhuǎn)向輪部分5固連，且第二中間支鏈構(gòu)成平行四邊形機(jī)構(gòu)。主連接桿41的左移為轉(zhuǎn)向部分5提供向順時針扭矩，迫使轉(zhuǎn)向輪部分5右轉(zhuǎn)完成轉(zhuǎn)向(參見圖4)。當(dāng)電動輪椅在水平路面上做勻速左轉(zhuǎn)彎運(yùn)動時，帶減速器電機(jī)26提供反向轉(zhuǎn)矩，絲母27做水平向左位移，此時絲母27上的凸臺相對于第一中間支鏈3的長孔向下運(yùn)動，絲母27帶動第 一中間支鏈3圍繞銷釘34做順時針圓周運(yùn)動；而在下連接板33的帶槽長孔端，滑塊32相對于下連接板33的帶槽長孔向上運(yùn)動，此時第一中間支鏈3帶動主連接桿41向右平移。主連接桿41的右移為轉(zhuǎn)向部分5提供向逆時針扭矩，迫使轉(zhuǎn)向輪部分5左轉(zhuǎn)完成轉(zhuǎn)向(參見圖5)。本發(fā)明控制機(jī)構(gòu)采用絲桿絲母裝置、平行四邊形機(jī)構(gòu)、擺桿連桿機(jī)構(gòu)和滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對電動輪椅的轉(zhuǎn)向控制。通過帶減速器電機(jī)驅(qū)動絲桿絲母裝置保證驅(qū)動的平穩(wěn)性，有擺動連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)橫向位移的傳遞，保證位移的方向傳遞的平順性。平行四邊形機(jī)構(gòu)將有擺動連桿機(jī)構(gòu)傳遞來的橫向位移直接作用于轉(zhuǎn)向輪控制部分，實現(xiàn)對前輪轉(zhuǎn)向的控制。本發(fā)明控制機(jī)構(gòu)的所有操作，只需要通過對電機(jī)及減速器轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和時間的控制就能夠完成準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)向，即使是在路況條件較差的條件下運(yùn)行，也能夠保證轉(zhuǎn)向輪不會隨機(jī)擺動。需要說明的是，本發(fā)明所述的“上、下”、“前、后”、“左、右”等零部件的安裝方位詞是依據(jù)附圖所示而言的，只具有相對性，或者僅是為了敘述方便，不代表該安裝位置的唯一性和必須性。本發(fā)明控制機(jī)構(gòu)的實施完全可以根據(jù)需要做非本質(zhì)的適當(dāng)?shù)卣{(diào)整和變化。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明不限于以上實施例子，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本申請權(quán)利要求的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)，其特征在于該機(jī)構(gòu)主要包括機(jī)架、轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置、第一中間支鏈、第二中間支鏈和轉(zhuǎn)向輪；轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置固定在機(jī)架上；第一中間支鏈的中間鉸接在機(jī)架上，其一端與轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置連接，另一端與第二中間支鏈連接；第二中間支鏈與轉(zhuǎn)向輪連接，轉(zhuǎn)向輪鉸接在機(jī)架上； 所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置由絲桿后軸承、絲桿、絲桿前軸承、聯(lián)軸器、前軸承座、帶減速器電機(jī)、絲母和后軸承座組成；前軸承座和后軸承座固定在機(jī)架上，絲桿前后兩段與前軸承座、后軸承座由絲桿前軸承和絲桿后軸承配合連接；帶減速器電機(jī)固定在前軸承座上，聯(lián)軸器與帶減速器電機(jī)軸端配合連接，其另一端與絲桿前段連接，實現(xiàn)帶減速器電機(jī)扭矩通過聯(lián)軸器帶動絲桿轉(zhuǎn)動；絲母與絲桿通過螺紋連接，同時絲母上下兩端又與第一中間支鏈連接；當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動時，絲母可完成水平方向上的位移； 所述第一中間支鏈包括上連接板、滑塊、下連接板和銷釘，上連接板固定在下連接板上，上連接板上的長孔與下連接板上的長孔對齊，用絲母連接；下連接板通過銷釘與機(jī)架鉸接，構(gòu)成擺桿機(jī)構(gòu)；滑塊與下連接板一端的凹槽滑動連接，構(gòu)成滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)；用螺釘將滑塊鉸接在第二中間支鏈的主連接桿上，使第一中間支鏈與第二中間支鏈連接；當(dāng)絲母在水平方向上沿絲桿位移時，絲母上下兩端的凸臺在上連接板上的長孔與下連接板上的長孔內(nèi)運(yùn)動； 所述第二中間支鏈為一個主連接桿和兩個副連接桿組成的平行四邊形機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)向輪由轉(zhuǎn)向輪架和轉(zhuǎn)向輪本體組成，轉(zhuǎn)向輪架與轉(zhuǎn)向輪本體連接在一起，轉(zhuǎn)向輪架的上端與副連接桿固連在一 起。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電動輪椅轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)，其特征在于該機(jī)構(gòu)主要包括機(jī)架、轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置、第一中間支鏈、第二中間支鏈和轉(zhuǎn)向輪；轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置固定在機(jī)架上；第一中間支鏈的中間鉸接在機(jī)架上，其一端與轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置連接，另一端與第二中間支鏈連接；第二中間支鏈與轉(zhuǎn)向輪連接，轉(zhuǎn)向輪鉸接在機(jī)架上；所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置由絲桿后軸承、絲桿、絲桿前軸承、聯(lián)軸器、前軸承座、帶減速器電機(jī)、絲母和后軸承座組成；所述第一中間支鏈包括上連接板、滑塊、下連接板和銷釘，所述第二中間支鏈為一個主連接桿和兩個副連接桿組成的平行四邊形機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)向輪由轉(zhuǎn)向輪架和轉(zhuǎn)向輪本體組成。本發(fā)明機(jī)構(gòu)控制準(zhǔn)確、運(yùn)行平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡單、成本低廉。
文檔編號A61G5/04GK103110489SQ20131007814
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者張順心, 史學(xué)政, 孫春福, 楊鵬, 卞學(xué)良, 崔少杰, 及淑芳, 黃紹雷 申請人:河北工業(yè)大學(xué)