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星轮式爬楼轮椅的爬楼机构由均匀分布在“Y”型、“五星”或“十”字形系杆上的若干个小轮构成。各个小轮既可以绕各自的轴线自转,又可以随着系杆一起绕中心轴公转。在平地行走时,各小轮自转,而爬楼梯时,各小轮一起公转,从而实现爬楼梯的功能。星型轮机构爬楼轮椅不论是Y型、十字型还是五星型,由于其星轮轮距和深度固定,而楼梯台阶的高、宽尺寸不一,在爬行中容易出现错位打滑现象,存在的安全隐患。国内星型轮爬楼机由于没有防滑制动功能,在上下楼时需要人力牵引以防止其往下滑行,对于自重近50公斤的轮椅加人体重量,一旦出现打滑将难以控制。因此,星型轮机构爬楼机的安全性还有待提高,但由于其结构简单和造价低廉,在经济不宽裕的家庭仍有一定的市场。
国内外发明了多种星型轮式爬楼轮椅,大多数都采用两组由3个、4个或者5个小轮组成的星型轮,星轮式爬楼轮椅由于安全性不高以及体积较大,且难以在所有住宅楼梯上使用(对台阶宽高尺寸有限制),因此难以普及。这也是星型轮式爬楼梯轮椅尽管发明专利很多,真正实施和推广的却很少的主要原因。
履带型机构的爬楼梯轮椅采用比星型轮机构更为连续的行走方式,当履带每离开上一台阶或行进到下一台阶时会出现因重心偏离而前后倾侧。履带式爬楼轮椅不适合在楼梯阶沿太光滑及斜度大于30-35度的环境使用。且履带磨损较大以至后期维修成本高。采用进口高质量履带尽管耐磨损性能会得到改善,但会对楼梯阶沿造成损伤。履带式爬楼轮椅平地行走时阻力较大,转角处拐弯不灵活。对此,国内外提出过各种各样的改进机构,仍不是很理想。
步进支撑式爬楼轮椅在国外已有近百年历史,经不断演变和改良,现已是所有形式爬楼轮椅中安全性较高也是传动机构比较复杂的一种。其原理是模仿人体爬楼动作,由两套支承装置交替支承,以实现上下楼梯的功能。由于步进支撑式爬楼轮椅的安全性相比其它类型的要高,在国外发达国家已被广泛使用。但因其传动机构复杂,我国还不掌握这种技术。尤其是步进支撑式爬楼轮椅的智能化安全报警和阶沿防滑制动技术还不被国内相关生产厂商所掌握。由于步进支撑式爬楼轮椅的传动机构复杂而又高度集成的模块化结构,加之大量高硬度轻质材料的使用导致造价高昂。尽管如此,政府和残疾人家属出于对残疾人和老年人上下楼安全的绝对保障需要,还是会优先考虑更加安全的而非更廉价的爬楼轮椅。相信随着步进支撑式爬楼轮椅高度的可靠性和安全性体现,将会逐渐成为未来主流的爬楼轮椅服务于更多的残疾人和老年人群体。
传动方式 |
星轮式 |
履带式 |
步进支撑式式 |
代表品牌 |
金运(北京)金运世纪 |
萨瓦瑞亚(惠州) |
SANO(奥地利) |
惠州生产 |
上海展大代理 |
||
载重 |
100Kg |
130Kg |
115-160Kg(可选) |
爬楼速度 |
6-12级/min |
0.48m/min |
10、14、18级/min |
防下滑制动 |
无 |
有 |
有 |
轮、履带耐磨损能力 |
中 |
强 |
强 |
楼梯斜度要求 |
无要求 |
无要求 |
无要求 |
台阶宽高适应范围 |
宽 × 高(mm) |
宽 × 高(mm) |
宽 × 高(mm) |
260×160(必须) |
100以上×180以下 |
130以上×220以下 |
|
楼道转角空间要求 |
800×1200mm |
970×970mm |
800×900mm |
满电量爬楼台阶数 |
2992级 |
可满载上23层楼 |
300-500级(速度下降5%后不计) |
旅行折叠功能 |
无 |
无 |
有 |
自重(总重量) |
47-49Kg |
46Kg |
23.5-34.3Kg |
工作噪音 |
中 |
小 |
大 |
平地推行 |
可以 |
可以 |
可以 |
价格 |
低 |
高 |
中 |
安全性 |
中 |
高 |
高 |
轮椅、电动轮椅能在坡度小于12度平坦的路面上行驶,但遇到楼梯台阶就无法跨越。中国仍有近一半的城市居民仍住在7层以下没有电梯的建筑,往往下楼需要一个身强体壮的人背行,或由4人抬着轮椅才能下楼。这一现状给无数残疾和老年人带来生活的不便,甚至有些家庭由于护理人手不够,家中的残疾人一年也难得下几次楼。介于此,电动爬楼轮椅便可以在任何一个成年人的操作下,帮助一个体重高达一百多公斤的残疾人或老年人自由上下楼梯。
如果其是履带结构、星轮组结构地,国产大约一万元上下,便宜了不行,那不安全呀。 进口爬楼梯轮椅的一般三万元以上要保证安全性,保障可靠性,就得这个价格。 如果是传动结构复杂的,三十万元为正常。
蒋述卓不允许制造的
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行星轮式爬楼梯轮椅的越障能力分析
为了确定行星轮式爬楼梯轮椅的越障能力,通过简化力学模型,分析了"半控"行星轮越过垂直障碍的高度和行星轮结构参数等各关系,并重点分析了"半控"行星轮在遇到高于其可以越过的垂直障碍后的越障能力与行星轮传动比的关系,从而得出"半控"行星轮可以越过的最大垂直障碍高度。文中也分析了星轮行星轮可转换式登楼轮的越障能力。并且用ADAMS软件对理论分析的几种情况进行了仿真分析。仿真分析表明,理论推导是可靠的。
行星轮式爬楼梯轮椅的应用研究
目的:为完善行星轮在爬楼梯轮椅上的应用。方法:系统分析"半控"行星轮和星轮行星轮转换式登楼轮的越障爬楼梯机制,比较分析两者在应用方面的优劣势,并对提出的新的"全控"行星轮通过ADAMS软件进行运动学仿真。结果:找出了已有行星轮在应用上的缺陷,并提出了一种新的"全控"行星轮,制作了物理样机进行相关实验。结论:新的"全控"行星轮在爬楼梯轮椅应用上具备优势,能更好地实现轮椅的爬楼梯功能。
广州黄华路一小区内。2010年已69岁的丈夫刘铁儿退休前是广州南洋电器厂的高级技工。铁叔的妻子患有风湿病,行动不便。妻子若要从住所的2楼到一楼,铁叔要花好大力气。
妻有疾在身行动不便,丈夫爱妻心切,费心设计出一辆可以爬楼梯的轮椅,让妻子方便出门看世界。
轮椅在平地或坡度小及小的坎、沟行进没有太大的难度,面对几级台阶会毫无办法。这对下肌缺陷的人是一项不小的挑战。人们对生活用品的需求,迫切需要让轮椅上下楼梯。于是,从人登梯动作,联想并设计出步进式爬梯轮椅;从装甲车[坦克车]的越野性,移植到轮椅车的上下楼梯行进中;星轮交换等多种爬梯形式。在中国国内,很多出自需用而自发明的有北京通县李先生五星轮,青岛的万字轮以及广州黄华路铁叔
爱捣鼓小发明的铁叔灵机一动,设计出一辆可以协助行动不便人士上下楼梯的特殊轮椅。轮椅底部有两组轮子,每组轮子各有一对大轮子和一对小轮子,其中靠前的两组较大轮子,轮身表面有轴承,轴承轮后面跟着一对小轮子;靠后的轮子,则没有轴承;在轮子上方,有多组看似复杂的传动轴组,这些传动轴组有的和底下的两组轮子相连,有的则和顶上的椅子相连;在轮椅椅子的前方,有两条与汽车变速器相类似的操纵杆。
"靠着椅子前面的操纵杆以及传动轴上面的两组开关,轮椅可在任何楼梯上自由走动。"铁叔说,这款轮椅全是由他一手打造。通过调节轮椅上两个传动轴的开关,轮椅的轮子组可以随意变宽变大以适应不同类型的楼梯;通过控制轮椅前方的操纵杆,可让轮子改变角度,紧紧咬合楼梯的同时,保证轮椅自如上下楼梯。