本实用新型涉及一种侧向爬楼梯电动轮椅,尤其是指在爬楼梯轮椅爬楼梯时,乘坐者可以面向扶手的装置。
背景技术：
国务院办公厅在印发的《社会养老服务体系建设规划（2011－2015年）》中指出, 我国老年人口到2015年将达到2.21亿，约占人口总数的16％；到2020年将达到2.43亿，约占总人口的18％.这些数据表明人口老龄化问题愈发势不可挡,又加之残疾人市场的需求,我国轮椅行业保持快速发展,同时对轮椅提出了更高的要求.生活水平的提高使得更多人住上楼房,因此上下楼梯给他们的日常生活带来了很大不便.另外,下肢不便者也希望增加自己的活动空间,许多公共设施还没有完全给他们提供相应的便利,如马路牙石、商场前的台阶以及公园里崎岖的路面，都给他们带来了极大的不便。所以，设计研制一款具有爬楼梯功能的先进轮椅十分重要，不但能够为行动不便的人员提供方便，也可以大大减轻其家庭的护理负担。
技术实现要素：
本实用新型提供一种侧向爬楼梯电动轮椅,该轮椅可以使乘坐者面向扶手爬楼梯，可以亲自扶着扶手并且可以清楚的了解自己所处楼梯的位置，提高使用者的安全性。同时座椅角度及重心位置均可调，因此可以根据不同的行驶状态自动调节座椅，适应人体的舒适性需求，提高工作安全性。
为解决以上技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种侧向爬楼梯电动轮椅，包括依次由上至下设置的自平衡椅座、主体支架、滚轮装置以及控制椅座平衡和轮椅行走、转向的开关；所述自平衡椅座包括椅座本体和椅座自平衡装置，椅座自平衡装置包括平衡支架、固定支架、平衡电机、平移电机和开关；所述固定支架的纵截面为L形，由设于椅座本体底部的长方形横向固定架和设于椅座本体靠背后部的三角形竖向固定架组成；平衡支架的纵截面为L形，与椅座本体固连，其横向架体的前部通过弧形底支撑于横向固定支架上，后部设有弧形轨道，安装于平衡电机输出轴上的齿轮与所述弧形轨道内缘啮合连接；平衡支架竖向架体的顶端与固定支架的顶端铰接；平移电机固连于固定支架底部的中心；所述主体支架包括长方形主架，以及设于主架两侧的支腿，所述支腿顶端与主架铰接，支腿内侧设置推杆电机，推杆电机的一端与主架连接，另一端与支腿的底端铰接；所述主架的中部设有横向齿条，所述椅座平衡装置与主体支架滑动配合连接，所述平移电机输出轴上的齿轮与所述齿条啮合连接；所述滚轮装置分别包括行星轮组、行走电机、转向电机和传动装置；所述传动装置包括竖向传动轴，以及由上至下安装于竖向传动轴上的直齿轮一、离合器、直齿轮二、锥齿轮一、锥齿轮二以及齿轮室，所述锥齿轮二设于齿轮室内；竖向传动轴的顶端通过螺栓与主体支架连接，并通过支腿固定；所述行走电机为双向电机，设有一个高速输出端和一个低速输出端，高速输出端的输出轴安装有直齿轮三，直齿轮三与直齿轮一传动连接，低速输出端设有减速器，减速器的输出轴安装有直齿轮四，直齿轮四与直齿轮二传动连接；所述转向电机的输出轴上安装有锥齿轮三，所述锥齿轮三与竖向传动轴上的锥齿轮一连接；所述行星轮组分别由两个相互平行的三星板和三个小轮组成，各小轮的转轴支承于两个三星板之间，且转轴上安装有从动齿轮，三星板的中心通过轴承安装行走轴，行走轴的另一端通过轴承与齿轮室转动连接，行走轴上安装有主动齿轮、离合器、法兰盘、刹车板和锥齿轮四，主动齿轮分别通过惰轮与各从动齿轮连接；所述离合器通过螺栓与法兰盘以及刹车板连接，所述锥齿轮四与传动装置的锥齿轮二传动连接。
所述开关设有行走电机开关，平衡电机开关，平移电机开关和转向电机开关，它们安装于轮椅上，其中平衡电机开关和平移电机开关为感应开关。
所述滚轮装置由四个行星轮组构成。
本实用新型具有以下技术效果：一是轮椅本身爬楼梯平稳安全，二是首次使用了侧向爬楼梯的方式，乘坐者面向楼梯扶手，可以扶着扶杆，同时感知自己当前所处楼梯的位置，大大提高了乘坐者在爬楼梯时的安全感。三是两种输出速度，既满足了平地行驶的速度需求，又满足了爬楼梯时的大扭矩需求。同时本实用新型涉及的这种侧向爬楼梯电动轮椅，操作简单，克服了现有技术的缺陷，且安全性、舒适性高，更加人性化，用户体验好。
附图说明
图1 为轮椅整体结构示意图。
图2 为自平衡椅座结构示意图。
图3为主体支架结构示意图。
图4 为滚轮装置结构示意图。
图5为行星轮组结构示意图。
图6为图5的A-A剖视图。
图7 为轮椅爬楼梯前状态图。
图8为轮椅一侧支架向外张开示意图。
图9 为轮椅姿态调整完毕示意图。
图10为轮椅爬楼梯状态示意图。
图11为轮椅到达楼梯平台后准备横向行走示意图。
图中，1.自平衡椅座，11.椅座本体，12.平衡支架，13.固定支架，14.平衡电机，15.平移电机，2.主体支架，21.主架，22.支腿，23.推杆电机，24.齿条，3.滚轮装置，31.行星轮组，3101.小轮，3102.三星板，3103.离合器，3104.行走轴，3105主动齿轮，3106.惰轮，3107.从动齿轮，3108.刹车板，3109.法兰盘，3110.锥齿轮四，32.行走电机，3201.减速器，3202.直齿轮三，3203.直齿轮四，33.转向电机，3301.锥齿轮三，34.传动装置，3401.竖向传动轴，3402.直齿轮一，3403.离合器，3404.直齿轮二，3405.锥齿轮一，3406.锥齿轮二。
具体实施方式
结合附图1-6所示，一种侧向爬楼梯电动轮椅，包括依次由上至下设置的自平衡椅座1、主体支架2、滚轮装置3以及控制椅座平衡和轮椅行走、转向的开关；所述自平衡椅座1包括椅座本体11和椅座自平衡装置，椅座自平衡装置包括平衡支架12、固定支架13、平衡电机14、平移电机15和开关；所述固定支架13的纵截面为L形，由设于椅座本体11底部的长方形横向固定架和设于椅座本体11靠背后部的三角形竖向固定架组成；平衡支架12的纵截面为L形，与椅座本体11固连，其横向架体的前部通过弧形底支撑于横向固定支架上，后部设有弧形轨道，安装于平衡电机14输出轴上的齿轮与所述弧形轨道内缘啮合连接；平衡支架12竖向架体的顶端与固定支架13的顶端铰接；平移电机15固连于固定支架13底部的中心；所述主体支架2包括长方形主架21，以及设于主架21两侧的支腿22，所述支腿22顶端与主架21铰接，支腿22内侧设置推杆电机23，推杆电机23的一端与主架21连接，另一端与支腿22的底端铰接；所述主架21的中部设有横向齿条24，所述椅座平衡装置与主体支架21滑动配合连接，所述平移电机15输出轴上的齿轮与所述齿条24啮合连接；所述滚轮装置3分别包括行星轮组31、行走电机32、转向电机33和传动装置34；所述传动装置34包括竖向传动轴3401，以及由上至下安装于竖向传动轴3401上的直齿轮一3402、离合器3403、直齿轮二3404、锥齿轮一3405、锥齿轮二3406以及齿轮室，所述锥齿轮二3406设于齿轮室内；竖向传动轴3401的顶端通过螺栓与主体支架2连接，并通过支腿22固定；所述行走电机32为双向电机，设有一个高速输出端和一个低速输出端，高速输出端的输出轴安装有直齿轮三3202，直齿轮三3202与直齿轮一3402传动连接，低速输出端设有减速器3201，减速器3201的输出轴安装有直齿轮四3203，直齿轮四3203与直齿轮二3404传动连接；所述转向电机33的输出轴上安装有锥齿轮三3301，所述锥齿轮三3301与竖向传动轴3401上的锥齿轮一3405连接；所述行星轮组分别由两个相互平行的三星板3102和三个小轮3101组成，各小轮的转轴支承于两个三星板3102之间，且转轴上安装有从动齿轮3107，三星板3102的中心通过轴承安装行走轴3104，行走轴3104的另一端通过轴承与齿轮室转动连接，行走轴3104上安装有主动齿轮3105、离合器3103、法兰盘3109、刹车板3108和锥齿轮四3110，主动齿轮3105分别通过惰轮3106与各从动齿轮3107连接；所述离合器3103通过螺栓与法兰盘3109以及刹车板3108连接，所述锥齿轮四3110与传动装置34的锥齿轮二3406传动连接。
所述开关设有行走电机开关，平衡电机开关，平移电机开关和转向电机开关，它们安装于轮椅上，其中平衡电机开关和平移电机开关为感应开关。
结合附图1可以看出，滚轮装置3由四个行星轮组31构成，且两两对称分布；所述每个行星轮组31各配一个双向行走电机32，在平地行驶工作模式下行星轮组31的其中两个小轮3101着地，行走电机32上部的高速输出轴带动一组直齿轮组啮合传递动力，并经过一组锥齿轮啮合，将垂直转动转换为水平转动，使行星轮组31的各小轮3101转动实现平地快速行驶；在爬楼梯工作模式下，通过离合器3403的作用，驱动力切换为行走电机32下部经过减速器3201作用的低速输出，通过下部输出轴处一组直齿轮组啮合驱动小轮3101低速转动，且为轮椅爬楼梯动作提供较大扭矩，同时通过控制安装于三星板3102处的离合器3103吸合使行星轮组31绕中间轴整体翻转，实现爬楼梯功能；在爬楼梯工作模式下通过轮椅转向装置实现行星轮组31整体分别绕其竖向传动轴3401转向90°，使得各小轮3101的滚动方向与乘坐者侧面平行，即上下楼梯时乘坐者面对楼梯的扶杆并且可手扶扶杆，实现侧向爬楼梯功能。
安装在座椅平衡支架12上的座椅水平开关的通与断来控制平衡电机14的启停使得座椅保持水平状态。主体支架2的主架21和支腿22之间的推杆电机可以使支腿22在推杆电机23的推力之下以铰接点为圆心向两侧张开，加长轮椅两车腿间的距离。同时在主架21上固定有齿条，其与固定在座椅固定支架13上的座椅平移电机14通过齿轮向啮合，通过控制座椅平移电机15使得整个车体座椅部分进行平移，以此来调节重心位置，保证乘坐者在上楼梯过程中的安全性。
本侧向爬楼梯电动轮椅的工作过程如下：
（1）轮椅在爬楼梯前乘坐者面向楼梯扶手，乘坐者在爬楼梯时便可以手扶着扶杆，更加安全放心，如图（7）所示；
（2）乘坐者爬楼梯前先启动一侧的转向电机33，使该侧行走机构完成原地90°转向，之后启动该侧推杆电机23，使支腿22向外张开，如图（8）所示；
（3）随后另一侧也完成同样的动作，这样就将轮椅爬楼梯时的轴距增加了近一倍，启动座椅平移电机15，使座椅向先上楼梯的方向移动一定距离调整轮椅在爬楼梯时的重心位置，如图（9）所示；
（4）在爬楼梯过程中，当座椅发生倾斜时，座椅水平开关会自动接通，座椅平衡电机14开启，通过齿轮转动使座椅平衡支架12重心移动，当座椅水平时，座椅水平开关断开，座椅停止动作，轮椅在爬楼梯过程中的状态如图（10）所示；
（5）当轮椅爬到一个平台之后，逆向完成动作（3）、（2），即收回一侧的推杆电机23，使该侧行走机构完成90°转向，收回另一侧的推杆电机23，使该侧行走机构完成90°转向，如图（11）所示。轮椅向后行驶到即将要上的台阶前，继续重复之前的动作爬楼梯。