阅读说明：本技术 一种能够改变行走轮公转半径的轮椅结构 (Can change walking wheel revolution radius's wheelchair structure ) 是由 郭安福 姜涛 王键 陈志鹏 侯金强 张玉增 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种能够改变行走轮公转半径的轮椅结构,包括底板,所述底板的下方安装有多个行走轮组,每个行走轮组分别包括与底板转动连接的驱动盘,所述驱动盘的外端面沿周向依次安装有多个平行四边形机构,所述平行四边形机构包括与驱动盘固定连接的定位杆,所述定位杆的延伸方向与驱动盘的外端面平行,平行四边形机构中与定位杆平行的一根连杆为平动杆,所述平动杆远离驱动盘转动轴线的一端转动安装有行走轮。本发明能够根据所要跨越的障碍物高度来调节轮组结构中行走轮沿驱动轴线的公转半径,能够根据爬坡角度来调整座板的角度。(The invention relates to a wheelchair structure capable of changing the revolution radius of walking wheels, which comprises a bottom plate, wherein a plurality of walking wheel sets are arranged below the bottom plate, each walking wheel set respectively comprises a driving disc rotationally connected with the bottom plate, a plurality of parallelogram mechanisms are sequentially arranged on the outer end surface of the driving disc along the circumferential direction, each parallelogram mechanism comprises a positioning rod fixedly connected with the driving disc, the extending direction of the positioning rod is parallel to the outer end surface of the driving disc, one connecting rod parallel to the positioning rod in each parallelogram mechanism is a translation rod, and a walking wheel is rotationally arranged at one end of each translation rod, which is far away from the rotation axis of the driving disc. The invention can adjust the revolution radius of the travelling wheel along the driving axis in the wheel set structure according to the height of the obstacle to be crossed, and can adjust the angle of the seat plate according to the climbing angle.)

一种能够改变行走轮公转半径的轮椅结构

技术领域

本发明属于轮椅技术领域，具体涉及一种能够改变行走轮公转半径的轮椅结构。

背景技术

轮椅是装有轮子可以帮助替代行走的椅子，分为电动和手动折叠轮椅。用于伤员、病员、残疾人居家康复、周转运输、就诊、外出活动的重要移动工具。

轮椅使用中，都有需要越障的需求，而目前的轮椅结构每侧的驱动轮由三个轮体呈等边三角形布置，使轮体在自转的同时，能够绕该等边三角形的中心公转，对于一些台阶位置，能够通过轮体的公转来提高复合轮的直径，实现越障的功能，但是，这种方式需要较大的驱动力，且其轮体组合后体积过大。

发明人发现，目前的越障轮系多为三个轮体的组合，通过利用组合轮系的公转来进行越障，但是，由于障碍物高度不同，不同的道路分布着不同情况的障碍物，比如马路牙子和台阶具有不同的高度，有些较高的障碍传统的越障轮无法通过，仍需要对承载物整体搬运才能实现越障，若通过增大轮间距的方式提高轮系表现出的越障能力，则会造成轮系体积的急剧增大，反而不利于轮椅的使用。

同时，现有爬楼轮椅的座板与底板固定连接，不能根据所要攀爬的楼梯倾角来调整座板与底板之间的角度，不能够使得座板保持水平或近似水平的状态；乘坐轮椅的人员有向后倾覆的趋势，给乘坐者造成心理恐慌，影响使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够改变行走轮公转半径的轮椅结构，能够解决至少一个上述技术问题。

为解决上述问题，本发明提供一种能够改变行走轮公转半径的轮椅结构，包括底板，所述底板的下方安装有多个行走轮组，每个行走轮组分别包括与底板转动连接的驱动盘，所述驱动盘的外端面沿周向依次安装有多个平行四边形机构，所述平行四边形机构包括与驱动盘固定连接的定位杆，所述定位杆的延伸方向与驱动盘的外端面平行，平行四边形机构中与定位杆平行的一根连杆为平动杆，所述平动杆远离驱动盘转动轴线的一端转动安装有行走轮；

多个平行四边形机构中的多个平动杆能够在外部驱动装置的带动下同步运动以改变行走轮中心轴线与驱动盘中心轴线之间的距离，同一行走轮组中不同行走轮与驱动盘中心轴线之间的距离相同；

所述驱动盘能够在旋转驱动装置的带动下转动，以驱动多个行走轮沿驱动盘中心轴线公转。

进一步，所述驱动盘的中部设有安装孔，所述安装孔与驱动盘同轴设置，所述安装孔中设有驱动杆；所述驱动杆靠近行走轮的一端与固定盘连接，所述固定盘靠近行走轮的端面均布安装有多根拉杆，所述拉杆的一端与固定盘转动连接，另一端分别与平动杆靠近驱动盘转动轴线的一端铰接；

所述驱动杆能够在外部驱动装置的带动下沿安装孔实现往复直线运动。

进一步，所述行走轮组成对使用，每对行走轮组中的驱动盘同轴设置，每对中的两个行走轮组分别设置在底板的两侧；

所述外部驱动装置包括平行设置的两个平移杆件，所述平移杆件分别与位于同一侧的两个驱动杆固定连接，两个平移杆件的运动方向相反，所述平移杆件的运动方向与驱动盘的转动轴线平行，所述平移杆件通过平移带动驱动杆在安装孔中移动。

进一步，所述外部驱动装置还包括两个平行四边形结构，所述平行四边形结构中的基准杆分别与两个平移杆件固定连接，所述基准杆的延伸方向与驱动盘的转动轴线方向平行，每个平行四边形结构中与基准杆平行的杆件为滑杆，所述滑杆靠近驱动杆的一端与第一滑块转动连接，所述第一滑块设置于滑槽中，所述滑槽设置于底板的下表面，所述滑槽的延伸方向与驱动盘的转动轴线方向垂直；

所述平行四边形结构中基准杆与滑杆之间的杆件为摆杆，靠近驱动盘的一根摆杆的中部与转杆的一端铰接，所述转杆的另一端与旋转驱动轴固定连接，所述旋转驱动轴能够带动转杆发生转动。

进一步，所述底板的一侧与座板铰接；所述座板与底板之间设有角度调节装置，所述角度调节装置能够调节座板与底板之间的角度；所述角度调节装置包括与底板固定连接的两个支撑座，两个支撑座之间转动安装有转动轴，所述转动轴能够沿自身轴线转动，所述转动轴的转动轴线与座板沿底板的转动轴线平行；

所述转动轴的两端分别安装有一个连接杆，所述连接杆的一端与转动轴固定连接，另一端与调节杆的一端铰接，所述调节杆的另一端与座板铰接。

本发明的有益效果：

(1)通过平行四边形机构对滚轮和固定盘轴线间距的调整，能够调节滚轮的公转半径大小，从而根据实际障碍的大小，及时调整滚轮的公转半径，获取满足越障的轮系状态，适应路面分布的不同障碍；

(2)通过与固定盘同轴设置的驱动盘对拉杆进行调控，使得驱动盘能与固定盘同轴转动，即驱动盘和固定盘二者处于相对静止状态，在对驱动盘和固定盘的间距进行调整时，带动拉杆推拉平行四边形机构，对四杆机构进行调整，进而带动位于连杆上的滚轮调整，实现同步快速的调整公转半径的效果。

(3)采用座板与底板铰接的方式，为座板以底板为基础进行转动提供了基础；采用角度调节装置，能够将转动轴的转动转化成调节杆的运动，进而利用调节杆推动座板沿底板的转动，为座板沿底板的转动提供了动力，实现了座板沿底板的转动；使得座板在轮椅爬坡时相对于水平面平行或近似平行。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明实施例中整体结构主视图；

图2是本发明实施例中整体结构轴测图；

图3是本发明实施例中底板及外部传动机构等部分结构的示意图；

图4是本发明实施例中底板与外部驱动机构等部分结构的示意图；

图5是本发明实施例中行走轮组的结构示意图。

其中,1、行走轮组；2、座椅结构；3、角度调节装置；4、旋转驱动机构；5、底板；

101；平行四边形机构；102、行走轮；103、拉杆；104、定位杆；105、固定盘；106、驱动盘；

201、靠背；202、扶手；203、座板；204、踏板；301、调节杆；302、转动轴；303、轴承座；304、连接杆；305、第三锥齿轮；

401、第一电机；402、传动轴；403、驱动轴；404、第二电机；405、第一锥齿轮；

601、调节杆件；602、第二滑块；603、平移杆件；604、平行四边形结构；605、转杆；606、滑条；608、驱动杆；6041、基准杆；6042、摆杆；

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明的一种典型实施方式中，如图1-5所示，一种能够改变行走轮公转半径的轮椅结构，包括底板5，所述底板5的下方安装有多个行走轮组1，每个行走轮组1分别包括与底板5转动连接的驱动盘106，所述驱动盘106的外端面沿周向依次安装有多个平行四边形机构101，所述平行四边形机构101包括与驱动盘106固定连接的定位杆104，所述定位杆104的延伸方向与驱动盘106的外端面平行，平行四边形机构101中与定位杆104平行的一根连杆为平动杆，所述平动杆远离驱动盘106转动轴线的一端转动安装有行走轮102；

多个平行四边形机构101中的多个平动杆能够在外部驱动装置的带动下同步运动以改变行走轮中心轴线与驱动盘中心轴线之间的距离，同一行走轮组中不同行走轮与驱动盘中心轴线之间的距离相同。

所述驱动盘106能够在旋转驱动装置的带动下转动，以驱动多个行走轮102沿驱动盘106中心轴线公转。

所述行走轮组1成对使用，每对行走轮组1中的驱动盘106同轴设置，每对中的两个行走轮组1分别设置在底板5的两侧；

外部驱动机构：所述驱动盘106的中部设有安装孔，所述安装孔与驱动盘106同轴设置，所述安装孔中设有驱动杆608；所述驱动杆608靠近行走轮102的一端与固定盘105连接，所述固定盘105靠近行走轮102的端面均布安装有多根拉杆103，所述拉杆103的一端与固定盘105转动连接，另一端分别与平动杆靠近驱动盘106转动轴线的一端铰接；

所述驱动杆608能够在外部驱动装置的带动下沿安装孔实现往复直线运动。

所述外部驱动装置包括平行设置的两个平移杆件603，所述平移杆件603分别与位于同一侧的两个驱动杆608固定连接，两个平移杆件603的运动方向相反，所述平移杆件603的运动方向与驱动盘106的转动轴线平行，所述平移杆件603通过平移带动驱动杆608在安装孔中移动。

所述外部驱动装置还包括两个平行四边形结构604，所述平行四边形结构604中的基准杆6041分别与两个平移杆件603固定连接，所述基准杆6041的延伸方向与驱动盘106的转动轴线方向平行，每个平行四边形结构604中与基准杆6041平行的杆件为滑杆，所述滑杆靠近驱动杆608的一端与第一滑块转动连接，所述第一滑块设置于滑槽607中，所述滑槽设607置于底板5的下表面，所述滑槽607的延伸方向与驱动盘106的转动轴线方向垂直。

所述平行四边形结构604中基准杆6041与滑杆之间的杆件为摆杆6042，靠近驱动盘106的一根摆杆6042的中部与转杆605的一端铰接，所述转杆605的另一端与旋转驱动轴(图中未示出)固定连接，所述旋转驱动轴能够带动转杆605发生转动。

所述旋转驱动轴贯穿底板5设置，所述旋转驱动轴的上端穿过底板5后与第一锥齿轮405连接，所述底板5的上表面转动安装有驱动轴403，所述驱动轴403能够沿自身轴线转动，所述驱动轴403的两端分别安装有一个第二锥齿轮，所述第一锥齿轮405分别与第二锥齿轮啮合以将驱动轴403的动力传递给转杆605。

所述传动轴402的中部设有第一传动齿轮，所述底板5的上表面设有第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合。第二传动齿轮通通过电机驱动。

在一些实施方式中，为了增加平移杆件603运动的稳定性，可以在平移杆件603上设置调节杆件，调节杆件的一端与平移杆件603铰接，另一端与第二滑块602铰接，第二滑块设置在滑条606的滑槽中，第二滑块可以沿着滑条606中滑槽滑动。

旋转驱动机构4：所述驱动盘106转动安装于底板5的侧面，所述驱动盘106的外圆侧面设有环齿，所述旋转驱动装置包括传动轴402，所述传动轴402转动安装于底板5的上侧面，所述传动轴402的两端分别固定有直齿轮，所述直齿轮与相邻的环齿啮合。

座椅结构及角度调节结构：所述底板5的一侧与座板203铰接；所述座板203与底板5之间设有角度调节装置3，所述角度调节装置3能够调节座板203与底板5之间的角度；所述角度调节装置3包括与底板5固定连接的两个支撑座，两个支撑座之间转动安装有转动轴302，所述转动轴302能够沿自身轴线转动，所述转动轴302的转动轴线与座板203沿底板5的转动轴线平行；

所述转动轴302的两端分别安装有一个连接杆304，所述连接杆304的一端与转动轴302固定连接，另一端与调节杆301的一端铰接，所述调节杆301的另一端与座板203铰接。

所述支撑座上设有轴承座303，所述转动轴302的两端分别通过一个轴承座303支撑，所述转动轴302的中部设有第三锥齿轮305，所述底板5上设有第四锥齿轮，所述第三锥齿轮305与第四锥齿轮啮合，所述第四锥齿轮通过安装在底板5上的调节电机驱动。具体的，转动轴302上应设置轴肩，以便于转动轴302在与轴承座303连接的情况下实现轴向定位。

具体的，所述传动轴402中部设有锥齿轮，所述底板5的上表面安装有第一电机401，所述第一电机401的输出轴轴通过锥齿轮传动将动力传递给传动轴402。

所述驱动轴403的中部设有锥齿轮，所述底板5的上表面安装有第二电机404，所述第二电机404的输出轴通过锥齿轮传动将动力传递给驱动轴403。

所述第二锥齿轮与调节电机的输出轴同轴线设置。

两个连接杆304分别设置在座板203的两侧，两个调节杆301分别设置在座板203的两侧。所述转动轴302及调节电机设置在座板203的下方。

所述座板203与底板5铰接的位置形成铰接点，所述座板203上表面远离铰接点的一侧设有靠背201。所述座板203靠近铰接点的一侧设有踏板204。

所述座板203的一侧具有向下延伸的连接板，所述连接板的上端与座板203的主体固定连接，下端与底板5铰接。所述靠背201的两侧分别设有扶手202。

在一些实施方式中，连接板可以作为座板203的一部分，与座板203的主体结构一体成型，也可以分离设置，然后通过焊接或者螺栓连接固定连接在一起。

工作原理：

当调节行走轮102公转半径时：

当固定盘105远离驱动盘106时，所述行走轮102轴线与驱动盘106轴线的间距随之增大，行走轮102绕驱动盘106轴线的公转半径随之增大；在跨越较高的障碍时，能够通过驱动杆608带动固定盘105远离驱动盘106，从而推动平行四边形机构101变形，使行走轮102轴线与固定盘105轴向的间距逐渐增大，此时行走轮102在轴向上靠近驱动盘106，提高支撑能力，增大公转半径，提高越障能力。

同样的，当跨越较低的障碍时，通过驱动杆608带动固定盘105靠近驱动盘106，从而拉动平行四边形机构101变形，使行走轮102轴线与固定盘105轴向的间距逐渐减小，此时行走轮102在轴向上远离驱动盘106，能够延长行走轮102支撑和驱动盘106之间的轴向间距，减小公转半径至满足越障需求的长度值。

当然，在不需要跨越障碍时，可以根据轴向长度需求对轮系的公转半径进行调整，使其满足轴向长度即宽度需求，便于携带。

通过平行四边形机构101对行走轮102和驱动盘106轴线间距的调整，能够调节行走轮102的公转半径大小，从而根据实际障碍的大小，及时调整行走轮102的公转半径，获取满足越障的轮系状态，适应路面分布的不同障碍；

当利用外部驱动装置带动驱动杆608同步移动时：

第二电机404转动，第二电机404的转动通过锥齿轮传动传递给转杆605，转杆605发生相应的转动，转杆605的转动带动平行四边形结构604中的两个平移杆件603实现往复直线运动，并最终使得多根驱动杆608同时向着靠近或者远离底板5中心轴线的方向运动。

当需要调节座椅结构2角度时：将底板5与轮椅的其他部分进行安装，此部分可由本领域技术人员自行设置。当轮椅需要爬坡时，调节电机的输出轴旋转带动角度调节装置3中的转动轴302旋转。

转动轴302的转动带动连接杆304小范围转动，连接杆304的转动带动调节杆301的运动，调节杆301能够相对于座板203与底板5之间的铰接点后移或前进，进而使得座板203可以转动。

轮椅爬坡时，底板5会自然倾斜一定角度，通过角度调节装置3的运动，使得座板203发生相应的旋转，使得座板203与水平面保持平行或近似平行的状态。避免乘坐人呈现后仰状态。

在一些实施方式中，座板203角度的调节可以由乘坐者手动调节。在另一些实施方式中，也可以在底板5上设置角度传感器，根据角度传感器偏转的角度，使得座板203沿设定方向偏转同样的角度数值。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。