本發明涉及輪椅技術領域，具體地說是一種適用于殘疾學生的可攀爬樓梯輪椅。

背景技術：

在學校中常常會有因為發生意外事故或者受先天因素影響而造成腿部嚴重殘疾的學生，這些學生為了實現行動方便，常常坐在輪椅上行走。學校中，不同年級的學生往往分布在不同的樓層，并且教學樓往往采用的是步行樓梯，這就造成殘疾學生無法攀爬樓梯到教學樓上指定位置上課。

因此，需要提供一種技術方案來解決現有技術中的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種適用于殘疾學生的可攀爬樓梯輪椅，解決腿部殘疾學生乘坐輪椅時無法攀爬樓梯的技術問題。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種適用于殘疾學生的可攀爬樓梯輪椅，包括輪椅本體、移動槽機構、輪椅車輪提升液壓機構、第一升降液壓機構、第二升降液壓機構、第三升降液壓機構、推進液壓機構、跟近液壓機構、液壓站和控制系統；

所述輪椅車輪提升液壓機構安裝在輪椅本體上，包括提升支架和提升液壓缸；車輪安裝在提升支架上，提升支架與輪椅本體鉸接，所述提升液壓缸斜向安裝在提升支架和輪椅本體之間；

移動槽機構包括移動板本體，移動板本體的上端設有推進槽，輪椅本體的底端設有推進導軌，推進導軌可滑動的安裝在所述的推進槽內；所述移動板本體的下端設有跟近槽；

所述的推進液壓機構包括推進液壓缸，推進液壓缸的后端固定在所述推進槽的后端，推進液壓缸前端的動力輸出端與所述推進導軌的后端固定連接；

所述的第一升降液壓機構包括跟近導軌和第一升降液壓缸，跟近導軌可滑動的安裝在所述的跟近槽內，第一升降液壓缸上端與跟近導軌后端固定連接；

所述的跟近液壓機構包括跟近液壓缸，跟近液壓缸的后端固定在所述跟近槽的前端，跟近液壓缸的動力輸出端與所述跟近導軌的前端固定連接；

所述的第二升降液壓機構包括第二升降液壓缸，第二升降液壓缸上端與移動板本體的底端前端固定連接；所述的第三升降液壓機構包括第三升降液壓缸，第三升降液壓缸的上端與輪椅本體前端的腳踏板的底端固定連接；

所述的液壓站安裝在輪椅本體的靠背的后側，液壓站包括電控液壓閥；所述的控制系統包括操控板和控制器，控制器分別與所述的操控板和電控液壓閥電連接。

所述推進槽的后端和所述跟近槽的前端分別設有超聲波位移傳感器。

所述第一升降液壓缸下端的側壁上和第二升降液壓缸下端的側壁上分別設有超聲波位移傳感器。

進一步的包括觸底檢測防滑裝置，所述觸底檢測防滑裝置包括防滑筒、壓力感應器和壓力復位彈簧，所述的壓力復位彈簧豎直可伸縮的安裝在所述防滑筒內，壓力復位彈簧的底端固定連接所述的壓力感應器，壓力感應器可滑動的安裝在防滑筒的底端，壓力感應器的底端伸出防滑筒底端以下。

所述防滑筒采用圓臺型空腔結構，防滑筒的底端位置設有留置孔，防滑筒的底端周邊上設有橡膠彈力防滑墊片，防滑墊片上設有防滑凸起。

所述第一升降液壓機構、第二升降液壓機構和第三升降液壓機構的底端分別固定安裝所述的觸底檢測防滑裝置。

所述推進槽的底端上可轉動的安裝若干滾軸。

所述跟近槽的內端面上可轉動的安裝若干滾軸。

本發明的有益效果是：

1、本發明利用液壓系統，通過各機構之間的協調配合，可實現輪椅自動攀爬樓梯，解決了腿部殘疾學生無法攀爬樓梯的技術問題。

2、本發明的第一升降液壓機構、第二升降液壓機構、推進液壓機構、和跟近液壓機構上分別設有超聲波位移傳感器，可探測各液壓缸的伸縮長度是否達到了距離要求，并可通過控制系統進行調節。

3、本發明第一升降液壓機構、第二升降液壓機構和第三升降液壓機構的底端分別安裝有觸底檢測防滑裝置，可分別用于檢測第一升降液壓機構、第二升降液壓機構和第三升降液壓機構的底端是否觸底，并可通過控制系統進行調節。

附圖說明

圖1為本發明的右等軸測示意圖；

圖2為本發明的左等軸測示意圖；

圖3為圖1的正視示意圖；

圖4為圖1的后視示意圖；

圖5為拆除輪椅車輪以及輪椅車輪提升液壓機構后的右下等軸測示意圖；

圖6為輪椅本體與移動槽機構配合關系示意圖；

圖7為觸底檢測防滑裝置剖視示意圖；

圖8為輪椅車輪被提升后的狀體示意圖；

圖9為拆除輪椅車輪后本裝置開始攀爬樓梯時第三升降液壓機構位于第3臺階上的工作狀體示意圖；

圖10為圖9工作基礎上本裝置第二升降液壓機構位于第2臺階上的工作狀態示意圖；

圖11為圖10工作基礎上第一升降液壓機構移動至第1臺階前端地面時的工作狀體示意圖；

圖12為圖11工作基礎上第三升降液壓機構攀爬至第5臺階上時的工作狀態示意圖；

圖13為圖12工作基礎上第一升降液壓機構攀爬至第1臺階上時的工作狀態示意圖；

圖14為圖13工作基礎上本裝置第三升降液壓機構攀爬至樓梯頂端地面時的工作狀態示意圖；

圖15為圖14工作基礎上第二升降液壓機構攀爬至樓梯頂端地面時的工作狀態示意圖；

圖16為本裝置完全攀爬至樓梯頂端地面后的狀態示意圖；

圖中：1.輪椅本體；2.液壓站；3.提升支架；4.提升液壓缸；5.移動板本體；6.推進槽；7.推進導軌；8.跟近導軌；9.跟近槽；10.推進液壓缸；11.跟近液壓缸；12.第一升降液壓缸；13.第二升降液壓缸；14.第三升降液壓缸；15.觸底檢測防滑裝置；16.防滑筒；17.壓力感應器；18.壓力復位彈簧；19.操控板。

具體實施方式

如圖1、圖2和圖3所示，一種適用于殘疾學生的可攀爬樓梯輪椅，包括輪椅本體1、移動槽機構、輪椅車輪提升液壓機構、第一升降液壓機構、第二升降液壓機構、第三升降液壓機構、推進液壓機構、跟近液壓機構、液壓站2和控制系統；

如圖3和圖8所示，所述的輪椅車輪提升液壓機構用于在輪椅攀爬樓梯時對車輪進行提升，以消除輪椅車輪對本裝置攀爬樓梯時的干擾。輪椅車輪提升機構對稱安裝在輪椅本體1車輪上方的兩側，包括提升支架3和提升液壓缸4。車輪通過軸承可轉動的安裝在提升支架3的下部，提升支架3的上端與所述的輪椅本體1鉸接，所述提升液壓缸4斜向安裝在提升支架3和輪椅本體1之間；提升液壓缸4的上端與輪椅本體1固定連接，提升液壓缸4的下端與提升支架3的下部位置鉸接。在輪椅攀爬樓梯時，所述的提升液壓缸4收縮，通過提升支架3帶動車輪向后上方提升，脫離地面；當輪椅攀爬完畢后，提升液壓缸4伸長，通過提升支架3帶動車輪向下方推動，使車輪再次接觸地面。提升液壓缸4同時對提升支架3起到固定限位作用。

如圖4、圖5和圖6所示，所述的移動槽機構，用于輪椅本體1在推進過程中實現向前滑動，同時用于第一升降液壓機構在跟近過程中實現向前滑動；所述移動槽機構位于輪椅本體1底座的下部，移動槽機構包括移動板本體5，移動板本體5采用矩形板結構，移動板本體5的上端兩側對稱設有推進槽6；所述輪椅本體1的底端兩側相應對稱設有推進導軌7，所述的推進導軌7可滑動的安裝在所述的推進槽6內，推進槽6的底端上均勻可轉動設有若干滾軸，以方便推進導軌7在推進槽內的滑動；所述移動板本體5的下端兩側對稱設有跟近槽9，所述第一升降液壓機構的上端安裝有跟近導軌8，所述的跟近導軌8可滑動的安裝在所述的跟近槽9內；跟近槽9的底端上均勻可轉動的安裝設有若干滾軸。

如圖4和圖5所示，所述的推進液壓機構，對稱的相應安裝在兩側推進槽6后端，用于驅動輪椅本體1與移動槽機構之間的相對滑動；所述的推進液壓機構包括推進液壓缸10，所述推進液壓缸10的后端通過底座固定在所述推進槽6的后端上側，推進液壓缸10前端的動力輸出端與所述推進導軌7的后端固定連接。

所述推進槽6的后端設有超聲波位移傳感器，用于探測推進導軌7相對推進槽6滑動的距離大小；當探測到在推進液壓缸10驅動下，推進導軌7相對推進槽6滑動的距離未達到要求時，可通過控制系統對驅動距離進行調節。

如圖2、圖3和圖5所示，所述的跟近液壓機構，對稱的相應安裝在兩側跟近槽9的前端，用于驅動移動槽機構與第一升降液壓機構之間的相對滑動，并配合驅動移動槽機構相對輪椅本體1的向前滑動；所述的跟近液壓機構包括跟近液壓缸11，跟近液壓缸11的后端通過底座固定在所述跟近槽9的前端的下側，跟近液壓缸11的動力輸出端與所述的跟近導軌8的前端固定連接。

所述跟近槽9的前端設有超聲波位移傳感器，用于探測跟近導軌8相對跟近槽9滑動的距離大小；當探測到在跟近液壓缸11驅動下，跟近導軌8相對跟近槽9滑動的距離未達到要求時，可通過控制系統對驅動距離進行調節。

如圖1和圖5所示，所述的第一升降液壓機構，對稱的相應安裝在兩側跟近槽9的底端，第一升降液壓機構包括所述的跟近導軌8和第一升降液壓缸12，所述的跟近導軌8可滑動的安裝在所述的跟近槽9內，第一升降液壓缸12上端通過底座豎直固定安裝在跟近導軌8后端上。

所述第一升降液壓缸12下端的輸出端的側壁上設有超聲波位移傳感器，用于檢測第一升降液壓缸12下端與所述跟近導軌8底端的豎直距離。當探測到在第一升降液壓缸12伸縮的距離未達到要求時，可通過控制系統對驅動距離進行調節。

如圖7所示，本發明設有觸底檢測防滑裝置15，所述觸底檢測防滑裝置15包括防滑筒16、壓力感應器17和壓力復位彈簧18，所述防滑筒16采用圓臺型空腔結構，防滑筒16的底端中位置設有留置孔，防滑筒16的底端周邊上設有橡膠彈力防滑墊片，所述防滑墊片上設有防滑凸起；所述的壓力復位彈簧18豎直固定安裝在所述防滑筒16的腔體內，壓力復位彈簧18的上端與防滑筒16的上端固定連接，壓力復位彈簧18的底端固定連接所述的壓力傳感器，所述壓力傳感器可滑動的安裝在所述的防滑筒16底端的留置孔中，壓力感應器17的底端伸出防滑筒16底端以下。在防滑筒16接觸樓梯地面時，所述的壓力感應器17首先接觸地面，用于感應觸底檢測防滑裝置15是否已經接觸到了地面。

所述第一升降液壓缸12下端的輸出端底端固定安裝有所述的觸底檢測防滑裝置15，所述的觸底檢測防滑裝置15，用于檢測第一升降液壓缸12機構的底端是否觸底，并可防止第一升降液壓缸12的底端與樓梯地面的滑動。當觸底檢測防滑裝置15檢測到第一升降液壓缸12機構的底端未觸底時，可以通過控制系統對第一伸縮液壓缸的伸縮距離進行調節。

如圖2和圖5所示，所述的第二升降液壓機構，對稱的相應安裝在移動板本體5兩側底端的前端，第二升降液壓機構包括第二升降液壓缸13，第二升降液壓缸13上端通過底座豎直固定安裝在移動板本體5兩側底端的前端上。

所述第二升降液壓缸13下端的輸出端的側壁上設有超聲波位移傳感器，用于檢測第二升降液壓缸13下端與所述移動板本體5之間的豎直距離；當探測到在第二升降液壓缸13伸縮的距離未達到要求時，可通過控制系統對驅動距離進行調節。

所述第二升降液壓缸13下端的輸出端底端固定安裝有所述的觸底檢測防滑裝置15，所述的觸底檢測防滑裝置15，用于檢測第二升降液壓缸13的底端是否觸地，并可防止第二升降液壓缸13的底端與樓梯地面的滑動。當觸底檢測防滑裝置15檢測到第二升降液壓缸13機構的底端未觸地時，可以通過控制系統對第二伸縮液壓缸的伸縮距離進行調節。

如圖2和圖5所示，所述輪椅本體1的前部下端安裝有腳踏板，所述的第三升降液壓機構對稱的安裝在所述腳踏板的底端兩側，第三升降液壓機構包括第三升降液壓缸14，第三升降液壓缸14的上端通過底座固定安裝在腳踏板的底端上。所述第三升降液壓缸14下端的輸出端底端固定安裝有所述的觸底檢測防滑裝置15，所述的觸底檢測防滑裝置15，用于檢測第三升降液壓缸14的底端是否觸地，并可防止第三升降液壓缸14的底端與樓梯地面的滑動。當觸底檢測防滑裝置15檢測到第三升降液壓缸14機構的底端未觸地時，可以通過控制系統對第三升降液壓缸14的伸縮距離進行調節。在初始位置時，第三升降液壓機構的底端與地面的高度為1個樓梯臺階的高度。

如圖4、圖5和圖6所示，所述液壓站2固定安裝在輪椅本體1的靠背的后側，所述的液壓站2包括液壓泵驅動電機、液壓泵和相應的電控液壓閥，液壓泵分別通過管路和相應的電控液壓閥與所述的第一升降液壓缸12、第二升降液壓缸13、第三升降液壓缸14、推進液壓缸10、跟近液壓缸11和提升液壓缸4連通。

如圖2和圖3所示，所述的控制系統包括控制器和操控板19，所述操控板19安裝在輪椅本體1一側的扶手臂上，操控板19上設有相應的控制按鍵，所述的控制器安裝在輪椅本體1的靠背的后側；所述控制器采用單片機，所述控制器的信號輸入端分別與所述操控板19的信號輸出端電連接、超聲波位移傳感器的信號輸出端電連接、壓力感應器的信號輸出端電連接；控制器的信號輸出端分別與所述的電控液壓閥電連接。

為了更加清楚的展現本發明相應機構的工作狀態，對本發明工作原理描述附圖中的輪椅車輪進行了拆除或隱藏。

本發明的工作原理為：如圖9所示，開始攀爬樓梯時，輪椅行駛到樓梯前，通過操控板19按下啟動按鈕，第一升降液壓缸12和第二升降液壓缸13分別同時伸長，使第一升降液壓機構和第二升降液壓機構的底端分別觸地；第一升降液壓機構和第二升降液壓機構的最初水平距離為3個臺階的寬度。操控板19按下提升按鈕，通過提升液壓缸4將輪椅車輪向輪椅本體1的后上方提升，防止車輪在攀爬樓時造成妨礙。

通過操控板19按下啟動抬升按鈕，第一升降液壓缸12和第二升降液壓缸13分別同時伸長樓梯階梯臺階高度的3倍長度，這時輪椅本體1脫離地面3倍樓梯臺階高度；

如圖9所示，通過操控板19按下開始攀爬按鈕，推進液壓缸10開始伸長，當推進導軌7相對推進槽6相對移動3倍的樓梯臺階寬度時，推進液壓缸10停止工作，這時輪椅本體1被向前推進了3個臺階距離，輪椅本體1前端的腳踏板位于第3個臺階上，腳踏板起到在前端支撐的作用；

如圖10所示，這時收縮第二升降液壓缸13，使第二升降液壓機構的底端離地面的高度為2個臺階的高度，這時腳踏板和第一升降液壓機構起到支撐作用；然后推進液壓缸10收縮、跟近液壓缸11伸長，使移動板本體5向前滑動2個臺階的寬度，推進導軌7相對推進槽6相對移動距離減小到1倍的樓梯臺階的寬度；相應的第二升降液壓機構也伴隨移動板本體5向前移動了2個臺階的寬度，第二升降液壓機構的底端位于第2個臺階上，跟近液壓缸11也伸長了2個臺階的寬度，即跟近導軌8和跟近槽9的相對位移為2個臺階的寬度；

如圖10所示，然后收縮第一升降液壓缸12，使第一升降液壓機構的底端離開地面，這時腳踏板和第二升降液壓機構起到支撐作用；然后跟近液壓缸11收縮，使跟近導軌8相對跟近槽9向前跟近2個臺階的寬度，然后伸長第一升降液壓缸12，使第一升降液壓機構的底端再次接觸地面，這時第一升降液壓機構的底端位于離第1個臺階下端1個臺階寬度距離的地面上；跟近導軌8和跟近槽9的相對位移回到初始位置；

如圖11所示，在上述攀爬動作的基礎上，第一升降液壓缸12和第二升降液壓缸13再分別同時伸長1個臺階的高度，然后推進導軌7相對推進槽6移動1個臺階寬度，推進液壓缸10停止工作，這時輪椅本體1又被向前推進了1個臺階距離，輪椅本體1前端的腳踏板位于第4個臺階上；推進導軌7相對推進槽6相對移動2倍的樓梯臺階寬度；

如圖11所示，這時收縮第二升降液壓缸13，使第二升降液缸收縮1個臺階的高度，這時腳踏板和第一升降液壓機構起到支撐作用；然后推進液壓缸10收縮、跟近液壓缸11伸長，使移動板本體5向前滑動1個臺階的寬度；推進導軌7相對推進槽6相對移動距離再次減小到1倍的樓梯臺階的寬度；相應的第二升降液壓機構也伴隨移動板本體5向前移動了1個臺階的寬度，第二升降液壓機構的底端位于第3個臺階上，跟近液壓缸11也伸長了1個臺階的寬度，即跟近導軌8和跟近槽9的相對位移為1個臺階的寬度；

如圖11所示，然后收縮第一升降液壓缸12，使第一升降液機構的底端離開地面，這時腳踏板和第二升降液壓機構起到支撐作用；然后跟近液壓缸11收縮，使跟近導軌8相對跟近槽9向前跟近1個臺階的寬度；跟近導軌8和跟近槽9的相對位移回到初始位置；第一升降液壓機構和第二升降液壓機構的水平距離為4個臺階的寬度；然后伸長第一升降液壓缸12，使第一升降液壓機構的底端再次觸地，這時第一升降液壓機構的底端位于離第1個臺階下端的地面上；

如圖12所示，然后，第一升降液壓缸12和第二升降液壓缸13分別再同時伸長1個臺階的高度，推進導軌7相對推進槽6移動1個臺階寬度，推進液壓缸10停止工作，這時輪椅本體1又被向前推進了1個臺階距離，輪椅本體1前端的腳踏板位于第5個臺階上；

這時收縮第二升降液壓缸13，使第二升降液缸收縮1個臺階的高度，這時腳踏板和第一升降液壓機構起到支撐作用；然后推進液壓缸10收縮、跟近液壓缸11伸長，使移動板本體5向前滑動1個臺階的寬度，相應的第二升降液壓機構也伴隨移動板本體5向前移動了1個臺階的寬度，第二升降液壓機構的底端位于第4個臺階上，跟近液壓缸11也伸長了1個臺階的寬度；即跟近導軌8和跟近槽9的相對位移為1個臺階的寬度；

如圖13所示，然后收縮第一升降液壓缸12，使第一升降液壓缸12收縮一個臺階的高度，這時腳踏板和第二升降液壓機構起到支撐作用；然后跟近液壓缸11收縮，使跟近導軌8相對跟近槽9向前跟近1個臺階的寬度，跟近導軌8和跟近槽9的相對位移回到初始位置；然后伸長第一升降液壓缸12，這時第一升降液壓機構的底端位于第1個臺階上；

依此重復上述常規攀爬步驟，直到本裝置攀爬到樓梯的頂端。

如圖14所示，當本裝置攀爬到樓梯的頂端時，通過操控板19按下結束攀爬樓梯按鈕，在常規攀爬基礎上，第一升降液壓缸12和第二升降液壓缸13分別同時伸長1個臺階高度；然后推進液壓缸10伸長，推進導軌7相對推進槽6向前移動1個臺階的寬度，推進液壓缸10停止工作，這時輪椅本體1在樓梯的頂端被向前推進了1個臺階的距離，即腳踏板相對樓梯頂端地面向前推進了1個臺階距離；

這時第三升降液壓缸14伸長1個臺階的高度，使第三升降液壓機構的底端接觸地面，起到支撐作用；

如圖15所示，這時收縮第二升降液壓缸13，使第二升降液壓缸13收縮1個臺階的高度，這時第一升降液壓機構和第三升降液壓機構起到支撐作用；然后推進液壓缸10收縮、跟近液壓缸11伸長，使移動板本體5向前移動1個臺階的寬度，相應的第二升降液壓機構也伴隨移動板本體5向前移動了1個臺階的寬度，第二升降液壓機構的底端位于樓梯頂端的地面上；這時推進導軌7與推進槽6的相對位移為1個臺階的寬度；

然后收縮第一升降液壓缸12，使第一升降液壓缸12收縮2個臺階的高度，這時第二升降液壓機構與第三升降液壓機構起到支撐作用；然后跟近液壓缸11收縮，使跟近導軌8相對跟近槽9向前跟近2個臺階寬度，第一升降液壓機構的底端位于樓梯的倒數第2個臺階上；

這時樓梯攀爬步驟結束。

如圖16所示，樓梯攀爬步驟結束后，通過操控板19按下提升下降按鈕，通過提升液壓缸4推動被提升的輪椅車輪，輪椅車輪接觸地面起到對本裝置整體支撐作用；

這時收縮第一升降液壓缸12，使第一升降液壓缸12收縮到原始復位狀態；收縮推進液壓缸10，使推進導軌7與推進槽6之間相對移動回到原始復位狀態；分別收縮第二升降液壓缸13和第三升降液壓缸14，使第二升降液壓缸13和第三升降液壓缸14收縮到原始復位狀態；

到此，利用本裝置的整個攀爬任務結束。

除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，在本發明技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性的勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍內。