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专利号: 2017105153488
申请人: 杭州师范大学钱江学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-08-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于无线通信控制技术的自动助力爬楼椅装置,其特征在于包括机械机构、电子控制电路和外观包装结构;机械机构包括承重运载机构、动力机构、传动机构、安全机构、角度调节机构;

承重运载机构包括三个支架(1、5、19)、一根直齿条(4)、一个平面滑轨(6)、两个平面滑块(17、18)、一个底板(28)、两个调节块(30、31)、一个竖杆(24)、两个调节螺母(23、25)、一个坐板垫块(22)、一个座板(40)、三个直角块(21‑1、21‑2、21‑3)、一个靠腿板(10)、两个直角支撑(32、35)、一根铝条(33)、两对踏板转块组(11、12、13、14)、一个踏板(41)、一个靠背支撑板(9)、一个靠背板(8)、两个扶手支架(37、38)、两个扶手(36、39)和多个螺栓螺帽;直齿条(4)底面的上端、下端和中间部位分别与支架(1、5、19)的上支撑面焊接;支架(1、5、19)的底端面对应楼梯台阶上表面打有通孔,支架(1、5、19)和木板(3)通过螺栓连接;平面滑轨(6)底面平行贴合焊接在直齿条(4)上表面,两个安全挡块(2、16)采用螺纹连接贴合固定在直齿条(4)的两端平面上;两个平面滑块(17、18)间隙配合在平面滑轨(6)上;底板(28)对应平面滑块(17、18)上螺纹孔的位置打通孔,底板(28)与平面滑块(17、18)通过螺栓连接;调节块(30)与底板(28)螺纹连接,竖杆(24)两端攻外螺纹,竖杆(24)与调节块(31)螺纹连接,座板垫块(22)与竖杆(24)螺纹连接,竖杆(24)与调节块(31)和座板垫块(22)之间分别装有调节螺母(25、23);调节块(30)与调节块(31)用螺纹连接,调节块(30)和调节块(31)共同构成调节机构,用来保障底板(28)在不同斜度的楼梯上保持与地面平行;底板(28)与座板垫块(22)螺纹连接,用三个直角块(21‑1、21‑2、21‑3)把底板(28)和靠腿板(10)通过螺栓连接,两个直角支撑(32、35)通过螺栓连接把靠腿板(10)固定在底板(28)上,两对踏板转块组(11、12、13、14)通过螺栓连接把踏板(41)固定在靠腿板(10)上,铝条(33)通过螺栓连接固定在靠腿板(10)的背面的底部,铝条(33)提供支撑踏板(41)放下去的限位面;靠背支撑板(9)用四颗螺栓连接的方式固定在座板(40)上;靠背板(8)用螺栓连接的方式固定在靠背支撑板(9)上;两个扶手支架(37、38)的同一端用螺纹连接的方式固定在靠背支撑板(9)的两边,扶手支架(37、38)另一端打有通孔,两个扶手(36、39)的同一端与扶手支架(37、38)打通孔,扶手(36、39)通过螺栓连接的方式配合在扶手支架(37、38)上;

动力机构和传动机构包括一个齿轮(43)、一根直齿条(4)、一个直流蜗轮蜗杆电动机(26),直流蜗轮蜗杆电动机(26)与底板(28)螺纹连接,电机输出轴铣削出一个小平面,电机输出轴通过过盈配合在轴套(42)上,把齿轮(43)过盈配合在轴套(42)上,齿轮齿轮(43)放置在直齿条(4)侧面,与直齿条(4)齿轮齿条配合;

安全机构包括防侧翻机构、限位机构,防侧翻机构(20)包括一个滑轮组、一个滑轮支架、两根滑轮轴、两根支架连接杆;滑轮组通过螺纹连接固定在滑轮轴上,两根滑轮轴通过螺纹连接固定在滑轮支架上,滑轮支架上打有两个通孔,两根螺杆组成的支架连接杆把滑轮支架通过螺柱连接的方式固定连接在底板(28)底面,使得滑轮与直齿条(4)是平面的那一个侧面贴合接触,从而使得滑轮既能够在侧面上滑动、又防止了爬楼椅的侧翻;限位机构包括两个安全挡块(2、16),两个安全挡块(2、16)用螺纹连接的方式分别贴合固定在直齿条的两端面上;

角度调节机构包括两个调节块(30、31)、一个圆柱销(29)和一个螺钉,两个调节块(30、

31)是两个相互配合的弧形块,将两个调节块(30、31)调到所需要的角度并用螺钉将调节块(30、31)柄牢,柄牢的调节块(30、31)不会相对运动,从而保证了椅面的水平;

电子控制电路包括处理器控制模块、避障检测模块、电机驱动模块和无线通信模块;

处理器控制模块包含处理器U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、晶振Y1、第一按键S1、第一电阻R1;所述的第一电容C1的一端与第一按键S1及供电电源5V连接,另一端与第一按键S1的另一端及U1第9引脚RST及第一电阻R1的一端连接;所述的第二电容R2一端与U1的第18引脚XTAL2及晶振Y1的一端连接,另一端与第三电容C3的一端及地线连接;所述的第三电容C3的一端与第二电容C2的一端及地线连接,另一端与晶振Y1的一端及U1的第19引脚XTAL1连接;所述的晶振Y1的一端与第二电容C2的一端及U1的第18引脚XTAL2连接,另一端与第三电容C3的一端及U1的第19引脚XTAL1连接;所述的第一按键S1的一端与第一电容C1的一端及供电电源5V连接,另一端与第一电容C1的另一端及U1的第9引脚RST连接;所述的第一电阻R1的一端与第一电容C1的一端及U1的第9引脚RST连接,另一端与地线连接;U1的P1.0引脚与D1的D1连接;U1的P1.1引脚与D1的D2连接;U1的P1.2引脚与D1的D3连接;U1的P0.0引脚与A1的PWM引脚连接;U1的P0.1引脚与A1的IN1引脚连接;U1的P0.2引脚与A1的IN2引脚连接;

所述的处理器U1采用的是STC89C52;所述的晶振Y1采用的晶振是12MHZ;

避障检测模块包括超声波模块P1、超声波模块P2;所述的P1的第一引脚VCC与供电电源

5V连接;所述的P1的第二引脚TRIG脚与U1的P1.6脚连接;所述的P1的第三引脚ECHO脚与U1的P1.7脚连接;所述的P1的第四引脚GND与地线连接;所述的P2的第一引脚VCC与供电电源

5V连接;所述的P2的第二引脚TRIG脚与U1的P0.6脚连接;所述的P2的第三引脚ECHO脚与U1的P0.7脚连接;所述的P2的第四引脚GND与地线连接;

所述的超声波模块P1、超声波模块P2的型号为均为HC‑SR04;

电机驱动模块包括15A大功率直流电机驱动模块A1、JM‑038永磁直流电动机M;所述的A1的第一引脚GND与地线连接;所述的A1的第二引脚PWM与U1的P0.0脚连接;所述的A1的第三引脚IN1与U1的P0.1脚连接;所述的A1的第四引脚IN2与U1的P0.2脚连接;所述的A1的第五引脚COM与供电电源5V连接;所述的A1的第六引脚OUT1与M的一端连接;所述的A1的第七引脚OUT2与M的另一端连接;所述的A1的第八引脚+12V与供电电源12V连接;所述的A1的第九引脚GND与地线连接;所述的M一端与A1的第六引脚OUT1连接,另一端与A1的第七引脚OUT2连接;

无线通信模块包括无线发送模块和无线接收模块,其中无线发送模块选择YK200‑4,无线接收模块采用型号为PT2272的无线接收模块D1,D1的第一引脚与U1的P1.0脚连接;所述的D1的第二引脚D2与U1的P1.1脚连接;所述的D1的第三引脚D3与U1的P1.3引脚连接;所述的D1的VCC脚与供电电源的5V连接;所述的D1的GND脚与地线连接;

外观包装结构包括一张铁皮外包、两块泡沫板、若干海绵和真皮;用钳工把镀锌铁皮做成配合整体机械结构的外包装,并在铁皮后面预留一个空间,用于电子控制模块的拆装和后期维修;镀锌铁皮和底板、靠腿板通过螺纹连接在一起,铁皮外包把支撑杆和电子控制电路包裹在里面,一方面保护电子设备不受人为损坏,另一方面起到对靠腿板的支撑固定作用;两块泡沫板用双面胶固定在镀锌铁皮外包顶部,起到封装包装作用;根据靠背板、靠背支撑板、座板、靠腿板、踏板的大小来裁剪相配合的海绵,将海绵覆盖在与人体接触的正面;

用真皮包裹海绵,真皮包裹的背面用皮筋箍紧。