车载电动轮椅装载装置的制作方法

1.本发明属于残疾人专用设备领域，具体涉及一种车载电动轮椅装载装置。


背景技术：

2.下肢残疾人很多都要靠轮椅代步，电动轮椅的使用比例逐渐提高，但是即便电动轮椅也只适合短距离活动,且根据现有法律电动轮椅不能上路行驶；随着2010年卫生部、公安部、中国残联组织制定了《右下肢、双下肢残疾人驾驶机动车身体条件规定》后，下肢残疾人驾驶机动车辆情况逐渐增多，当下肢残疾人自己驾驶车辆外出时，残疾人由轮椅转移至驾驶位后，需请人帮助才能将轮椅放置在车上；目前市面上方便残疾人乘车出行的交通工具一般设置有车辆升降机，首先将轮椅或者与其类似的物体推至升降平台的表面，然后在车辆升降机的作用下操作轮椅进入车辆，并由操作员进入车辆内对轮椅进行固定；此种装置一般安装在专用车辆上，不适用于残疾人自己驾驶车辆外出情况；另有一些其它种类车载轮椅装载设备，虽然可以满足轮椅进入车辆的需求，但是或者由于装置的尺寸较大，需使用较大型乘用车辆或对车辆进行拆卸部分座椅等改装，降低了车辆使用的实用性；或者由于结构限制，仅适用于后备箱离地较低的车型；还有一些装置由于提升重量限制，仅能装载质量较轻的手动轮椅，不能装载较重的电动轮椅。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提出一种车载电动轮椅装载装置，使其在不改变车辆原有结构、不占用车辆除后备箱外其它部分空间的情况下，由驾驶车辆的下肢残疾人自己将轮椅放置在车辆的后备箱内。
4.本发明为完成上述目的采用如下技术方案：一种车载电动轮椅装载装置，车载电动轮椅装载装置具有设置在车辆后备箱内、并可相对后备箱前后水平移动的水平移动机构；所述的水平移动机构为左右对称设置的两套；每套所述的水平移动机构具有上下设置的两层滑轨：上层滑轨和下层滑轨；所述的下层滑轨固定在车辆后备箱内，且下层滑轨的长度不大于车辆后备箱的长度；所述的下层滑轨上设置有可沿下层滑轨水平移动的下层滑块；所述下层滑块上固定有与其一同沿所述的下层滑轨动作的上层滑轨；所述的上层滑轨上设置有可沿上层滑轨水平移动的上层滑块；所述的上层滑块通过组合传动单元与固定在下层滑轨上的齿条ⅱ相配合，使所述的下层滑块沿下层滑轨前后水平滑动的同时，所述的上层滑块沿上层滑轨前后水平滑动，使所述的上层滑块向后滑动伸出所述的车辆后备箱或向前滑动收缩在所述的车辆后备箱内；所述的上层滑块后端为突出于上层滑轨的通槽结构；所述的水平移动机构还设置有用以对上层滑块或下层滑块的行程进行限位的限位单元；所述的上层滑块上固联有可上下收缩的垂直收缩机构；所述垂直收缩机构收合状态的高度与车辆后备箱的高度相匹配；所述的垂直收缩机构为两套；
每套所述的垂直收缩机构为由多段竖直元件套接而成的可伸缩式结构；所述的垂直收缩机构用以控制底盘的升降；所述的垂直收缩机构具有用以驱动多段竖直元件伸缩的、并对底盘的升降进行提升、限位的提升限位单元；所述的提升限位单元具有固定设置的减速电机ⅱ；所述减速电机ⅱ的转动轴上固联有卷轮；缠绕在所述卷轮上的钢丝绳穿过多段所述的竖直元件与底盘连接，利用底盘的重力使所述的钢丝绳绷紧产生张力；所述的垂直收缩机构随所述的水平移动机构伸出车辆后备箱后，所述的底盘在垂直收缩机构的作用下升降；所述底盘的前部铰接有支撑平台延长部件；所述的支撑平台延长部件与用以对轮椅进行支撑的支撑平台铰接，使所述的支撑平台在驱动机构的作用下可相对底盘向后伸出，方便轮椅装载；所述的支撑平台延长部件在支撑平台收合时垂直于所述的支撑平台设置，并构成支撑平台的前限位机构；所述支撑平台左右两侧的侧面中至少有一个侧面为方便轮椅上下的带有斜面的敞口结构；所述支撑平台的长度、宽度与车辆后备箱的长度、宽度相匹配。
5.所述的下层滑轨与下层滑块之间通过齿轮齿条配合实现下层滑块相对下层滑轨滑动，即，用以驱动下层滑块相对下层滑轨滑动的减速电机ⅰ的输出端固定有齿轮ⅰ；所述下层滑块上具有与所述的齿轮ⅰ相啮合的齿条ⅰ。
6.所述的上层滑轨与上层滑块之间通过组合传动单元、贯通槽、齿条配合实现上层滑块相对上层滑轨滑动，即，用以驱动上层滑块相对上层滑轨滑动的组合传动单元中固定有齿轮ⅱ；所述上层滑轨上的贯通槽；所述下层滑轨上固定的与齿轮ⅱ相啮合的齿条ⅱ。
7.所述的组合传动单元包括有与所述的齿条ⅱ相啮合的齿轮ⅱ；与所述的齿轮ⅱ相啮合的齿轮ⅲ与固定在丝杠上的锥齿轮组相配合，使所述的丝杠随所述的锥齿轮组转动；与所述的丝杠吻配的丝杠螺母固定在上层滑块上。
8.所述的限位单元具有后退限位开关和前进限位开关；所述的后限位开关固定在上层滑轨或下层滑轨的尾端，所述的前进限位开关固定在上层滑轨或下层滑轨的前端。
9.所述的提升限位单元具有用以对底盘的下降进行限位的感应开关ⅰ和用以对底盘的提升进行限位的感应开关ⅱ；所述的感应开关ⅰ固定在最上段所述竖直元件的侧壁面上，所述感应开关ⅰ的感应面朝向滑轮；所述感应开关ⅰ与设置在最上段所述竖直元件内的滑轮之间具有间距，且所述的间距形成滑轮在钢丝绳所产生张力的作用下相对感应开关ⅰ运动的空间；为了防止张力过大滑轮压坏感应开关ⅰ，在感应开关ⅰ的下方固定有限位元件；所述的感应开关ⅱ固定在限位元件的下方，所述感应开关ⅱ的感应面垂直向下，面向与最上段所述竖直元件相邻的竖直元件的方向，用以对多段竖直元件的收缩是否到位进行检测。
10.相邻两段竖直元件之间设置有限位部件，用以限制竖直元件的上下位置，下段竖直元件从上段竖直元件内脱出。
11.所述的支撑平台延长部件具有铰接在所述支撑平台前端的延长板ⅰ，所述延长板ⅰ的顶部铰接有限位板；所述的限位板与底盘之间通过延长板ⅱ铰接连接；对应所述的支撑平台设置有用以驱动其相对底盘水平移动的驱动机构；所述的支撑平台在驱动机构的作用下，向后伸出，使所述的延长板ⅰ与所述的支撑平台位于同一平面，使所述的支撑平台完全伸出，用以方便轮椅的装卸，与此同时，所述限位板由延长板ⅱ支撑，用以对驶入支撑平台的轮椅进行限位，防止轮椅卡在底盘上，影响支撑平台的伸缩；或，所述的支撑平台在驱动机构的作用下，向车厢内收回，所述的延长板ⅰ收合在
限位板下部，并与所述的延长板ⅱ重合共同构成用以对轮椅进行限位的限位机构。
12.所述底盘的左右两侧均设置有与竖直元件固联的连接件27。
13.本发明提出的一种车载电动轮椅装载装置，采用上述技术方案，在不改变车辆原有结构、不占用车辆除后备箱外其它部分空间的基础上，下肢残疾人移至驾驶位后，无需他人帮助通过遥控器将电动轮椅从车辆驾驶位行驶至车辆后备箱的侧面，驶入该装置然后放置在车辆的后备箱内，或，将放置车辆后备箱内的轮椅通过该装置放置到地面，并通过遥控器行驶至车辆驾驶位，完成轮椅的装卸，具有操作简单，实用性强的特点。
附图说明
14.图1为本发明中水平移动机构的结构示意图。
15.图2为图1中下层滑轨与下层滑块配合的结构示意图。
16.图3为图1中上层滑轨与上层滑块配合的结构示意图。
17.图4为图3中上层滑块的结构示意图。
18.图5为图3上层滑轨与齿轮ⅱ配合的结构示意图。
19.图6为组合传动单元的结构示意图。
20.图7为水平移动机构的使用状态图。
21.图8为垂直收缩机构的结构示意图。
22.图9为图8中最上段竖直单元的结构示意图。
23.图10为图8中竖直单元的部分结构剖视图。
24.图11-1、11-2为相邻两段竖直单元配合的局部示意图。
25.图12为图8中竖直单元的使用状态图。
26.图13为底盘与支撑平台的结构示意图（收合状态）。
27.图14为支撑平台延长部件的伸展状态图。
28.图15为支撑平台支撑的完全伸展状态图。
29.图16水平移动机构整体伸出的结构示意图。
30.图17为水平收缩机构整体伸出的结构示意图。
31.图18为在图17的基础上支撑平台落地后整体伸出的结构示意图。
32.图19为车载轮椅装载装置收回状态整体结构示意图。
33.图中：1、下层滑轨，2、齿条ⅰ，3、下层滑块，4、减速电机ⅰ，5、齿条ⅱ，6、上层滑轨，7、上层滑块，8、齿轮ⅰ，9、后退限程开关，10、前进限程开关，11、组合传动单元，11-1、齿轮ⅱ，11-2、齿轮ⅲ，11-3、锥齿轮ⅰ,11-4、锥齿轮ⅱ，11-5、丝杠，11-6、丝杠螺母，12、贯通槽，13、减速电机ⅱ，14、横梁，15、竖直单元，16、卷轮，17、滑轮，18、钢丝绳，19、限位元件，20、连接轴，21、感应开关ⅰ，22、感应开关ⅱ，23、限位块ⅰ，24、限位块ⅱ，25、连接件ⅰ，26、支撑平台，27、连接件ⅱ，28、电机，29、底盘，30、限位板，31、支撑平台延长板ⅰ，32、支撑平台延长板ⅱ。
具体实施方式
34.结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明，该文件中的前后以车辆的车头为前：一种车载电动轮椅装载装置，车载电动轮椅装载装置具有设置在车辆后备箱内、
并可相对后备箱前后水平移动的水平移动机构；如图1所示，所述的水平移动机构为左右对称设置的两套；所述的滑轨为上下设置的两层，即下层滑轨1和上层滑轨6；所述的下层滑轨1固定在车辆后备箱内；所述下层滑轨1的长度不大于车辆后备箱的长度；所述的下层滑轨1上设置有可沿下层滑轨水平移动的下层滑块3；结合图2，所述的下层滑轨1与下层滑块3之间通过齿轮齿条配合实现下层滑块带动上层滑轨滑动，即，用以驱动下层滑块相对下层滑轨滑动的减速电机ⅰ4的转动轴上固定有齿轮ⅰ8；所述下层滑块3上具有与所述的齿轮ⅰ8相啮合的齿条ⅰ2；减速电机ⅰ4正向转动时，带动转动轴上的齿轮ⅰ8转动，齿轮ⅰ8与齿条ⅰ2啮合，带动下层滑块3向前伸出；电机反转时，带动下层滑块3收回；所述下层滑块3上固定有与其一同沿所述的下层滑轨动作的上层滑轨6；结合图3、图4、图5，所述的上层滑轨6上设置有可沿上层滑轨水平移动的上层滑块7，其底面上具有用以齿轮ⅱ11-1穿过的贯通槽12；所述的上层滑块7通过组合传动单元11与固定在下层滑轨上的齿条ⅱ5相配合，使所述的下层滑块3沿下层滑轨1前后水平滑动的同时，所述的上层滑块7沿上层滑轨6前后水平滑动，使所述的上层滑块7向后滑动并伸出所述的车辆后备箱或向前滑动收缩在所述的车辆后备箱内；所述的上层滑块7后端为突出于上层滑轨6的通槽结构；结合图6，所述的组合传动单元11包括有与所述的齿条ⅱ5相啮合的齿轮ⅱ11-1；与所述的齿轮ⅱ11-1相啮合的齿轮ⅲ11-2与固定在丝杠11-5上的锥齿轮组相配合，使所述的丝杠随所述的锥齿轮组转动；所述的锥齿轮组具有锥齿轮ⅰ11-3和锥齿轮ⅱ11-4；与所述的丝杠吻配的丝杠螺母11-6固定在上层滑块7上；上层滑轨的尾端固定后退限位开关，顶端固定前进限位开关，用以感应和限制上层滑轮块的移动行程；限位开关位置灵活，因为上层滑轮块和下层滑块是同时同步伸出收回的，因此限位开关也可以安装在下层滑轨的顶端内侧和尾端内侧，用以感应和限制下层滑块的移动行程；限位开关为机械式或者感应式；该实施例中，限位开关为机械式的开关；结合图7，减速电机ⅰ4正向转动带动下层滑块3向前伸出时，与下层滑块3固定在一起的上层滑轨6同步伸出，上层滑轨6伸出时，与齿条ⅱ5产生相对位移，透过尾部贯通槽12，齿条ⅱ5带动组合传动单元1转动，并通过组合传动单元1内的丝杠螺母带动固定其上的上层滑块7同步伸出；用一个减速电机带动上下两个滑块同步伸出或收回，实现二倍程伸缩距离；减速电机ⅰ4反向转动时，传动逻辑不变，齿轮与伸出时转动方向相反，带动下层滑块与上层滑轮块同步收回；所述的上层滑块7上固联有可上下收缩的垂直收缩机构；所述垂直收缩机构收合状态的高度与车辆后备箱的高度相匹配；如图8所示，所述的垂直收缩机构为左右对称设置的两套；每套所述的垂直收缩机构为由三段竖直元件15套接而成的可伸缩式结构；所述的垂直收缩机构用以控制底盘的升降；所述的垂直收缩机构具有用以驱动三段竖直元件15伸缩的、并对底盘的升降进行提升、限位的提升限位单元；结合图9、图10，所述的限位单元具有固定设置的减速电机ⅱ13；所述减速电机ⅱ13的转动轴上固联有卷轮16；缠绕在所述卷轮16上的钢丝绳18穿过三段所述的竖直元件15与底盘连接，所述的垂直收缩机构随所述的水平移动机构伸出车辆后备箱后，所述的底盘在垂直收缩机构的作用下升降；结合图11-1、图11-2、图12；所述的竖直元件为立柱结构，第二段竖直元件 的外径略小于第一段竖直元件的内径，第三段竖直元件的外径又略小于第二段竖直元件内径，从而使得第三段竖直元件嵌套在第二段竖直元件内，第二段竖直元件嵌套在第一段竖直元件内；第三段竖直元件的末端固定有与底盘连接的连接件ⅰ25；相邻两段竖直元件之间设置有限位部件，用以限制
竖直元件的上下位置,防止下段竖直元件从上段竖直元件内脱出；所述的限位部件设置在上段竖直元件内侧的限位块ⅰ23，中段竖直元件外侧的限位块ⅰ23、内侧的限位块ⅰ23，下段竖直元件外侧的限位块ⅱ24。
35.所述的提升限位单元具有用以对底盘的下降进行限位的感应开关ⅰ21和用以对底盘的提升进行限位的感应开关ⅱ22；所述的感应开关ⅰ21固定在最上段所述竖直元件15的侧壁面上，所述感应开关ⅰ21的感应面朝向滑轮17；所述感应开关ⅰ21与设置在最上段所述竖直元件内的滑轮17之间具有间距，且所述的间距形成滑轮在钢丝绳所产生张力的作用下相对感应开关ⅰ运动的空间；为了防止张力过大滑轮压坏感应开关ⅰ21，在感应开关ⅰ21的下方固定有限位元件19；所述的感应开关ⅱ22固定在限位元件19的下方，所述感应开关ⅱ22的感应面垂直向下，面向与最上段所述竖直元件相邻的竖直元件15的方向，用以对三段竖直元件15的收缩是否到位进行检测；减速电机ⅱ13正向转动，底盘下降，固定其轴上的卷轮16同时转动，放松缠绕其上的钢丝绳18，钢丝绳18受底盘重量影响绷直产生张力，与滑轮17接触的部位受张力影响产生一个朝向感应开关ⅰ21一侧的力f，力f使滑轮1向感应开关1一侧运动，限位元件19位置经过精确的计算，使滑轮17被推向感应开关ⅰ21时，刚好进入感应范围就被限位块顶住（感应开关感应范围一般3~5mm）；感应开关ⅰ21处于常开状态，即感应不到物品接近时，它输出高电平给所连接的cpu管脚；感应到物品接近时，它输出低电平给所连接的cpu管脚。滑轮17进入感应范围后，限位元件19顶住滑轮17的连接轴20使其不能继续靠近感应开关ⅰ21，感应开关ⅰ21感应到滑轮17，其所连接的cpu管脚从高电平变为低电平，cpu检测到低电平信号，不会影响减速电机ⅱ13的转动，直到底盘部分彻底接触地面；此时钢丝绳18不再受底盘重量影响而变的松弛，张力消失，力f也消失，滑轮1不再受力f的作用，反而受自身重量影响向远离感应开关1的一侧运动。滑轮1离开感应开关17的感应范围后，感应开关ⅰ21所连接的cpu管脚从低电平变为高电平，cpu检测到高电平信号，则控制减速电机ⅱ13停止转动。此时，底盘部分下降过程结束；感应开关ⅱ22在底盘提升时控制减速电机ⅱ13何时停止转动；感应开关ⅱ22的感应面垂直向下，朝向第二段竖直元件15的方向；减速电机ⅱ13反向转动，收回钢丝绳18，钢丝绳18受底盘重量影响绷紧，此时产生的张力，使感应开关ⅰ21向cpu发出低电平信号，cpu不会停止减速电机ⅱ13的转动；底盘被减速电机ⅱ13持续拉升；同时第三段竖直元件收缩回第二段竖直元件中，第二段竖直元件收缩回第一段竖直元件中，直到感应开关ⅱ22感应到第二段竖直元件的靠近，向cpu发出感应信号，cpu根据该信号控制减速电机2停止转动；此时，底盘拉升过程结束，等待整体收回车厢内，或者再次下降到地面。
36.如图13所示，所述底盘29的前部铰接有支撑平台延长部件；所述的支撑平台延长部件与支撑平台26铰接，使所述的支撑平台26在驱动机构的作用下可相对底盘向后伸出，方便轮椅装载；所述的支撑平台延长部件在支撑平台收合时垂直于所述的支撑平台设置，并构成支撑平台的前限位机构；所述支撑平台26左右两侧的侧面中至少有一个侧面为方便轮椅上下的带有斜坡的敞口结构；所述底盘29的长度、宽度与车辆后备箱的长度、宽度相匹配；所述的支撑平台延长部件具有铰接在所述支撑平台前端的延长板ⅰ31，所述延长板ⅰ31的顶部铰接有限位板30；所述的限位板30与底盘29之间通过延长板ⅱ32铰接连接；对应所述的支撑平台26设置有用以驱动其相对底盘29水平移动的驱动机构；所述的支撑平台26在驱动机构的作用下，向后伸出，使所述的延长板ⅰ31与所述的支撑平台26位于同一平面，使
所述的支撑平台26完全伸出，用以方便轮椅的装卸，与此同时，所述限位板30由延长板ⅱ32支撑，用以对驶入支撑平台的轮椅进行限位，防止轮椅卡在底盘上，影响支撑平台的伸缩；或，所述的支撑平台在驱动机构的作用下，向后收回，所述的延长板ⅰ收合在限位板下部，并与所述的延长板ⅱ重合共同构成用以对轮椅进行前限位的限位机构；底盘29上固定有电机28，电机28通过其输出端的齿轮以及丝杠螺母机构与支撑平台连接；电机28的正反转控制支撑平台伸出或者收回；对应支撑平台丝杠设置有伸出限位开关、收缩限位开关。
37.支撑平台延长部件的作用：第一，延长板ⅰ31和延长板ⅱ32作为支撑平台26伸出后的延长机构。第二，限位板30限制装载轮椅的位置，防止轮椅卡在底盘上，并且起到一个连接作用，两头分别连接着延长板ⅰ31和延长板ⅱ32。第三，延长板ⅱ32同时还起到一个支撑作用，保证支撑平台伸出到极限距离后，限位板可以保持垂直状态，发挥限位作用。
38.所述底盘的左右两侧均设置有与竖直元件固联的连接件ⅱ27。
39.如图16、图17、图18所示，本发明的使用过程为：减速电机ⅰ4正向转动，固定在其转动轴上的齿轮ⅰ8同步转动，齿轮ⅰ8与齿条ⅰ2相啮合，带动下层滑块3向前伸出；并带动上层滑轨6同步向前伸出；上层滑轨6伸出时，与齿条ⅱ5产生相对位移，通过齿条ⅱ5带动齿轮ⅱ11-1转动，齿轮ⅱ11-1带动齿轮ⅲ11-2，齿轮ⅲ11-2带动锥齿轮ⅰ11-3，锥齿轮ⅰ11-3带动丝杠11-5尾端的锥齿轮ⅱ齿轮11-4转动，从而带动丝杠11-5转动时，套在丝杠上的丝杠螺母11-6同步转动向前移动，带动固定其上的上层滑块7同步伸出；上层滑块7向前伸出直到前端顶住前进限位开关10，前进限位开关10闭合产生一个低电平信号传送给cpu，cpu根据此信号停止减速电机ⅰ4正向转动；此时伸出动作彻底结束。
40.减速电机ⅱ13正向转动，放松钢丝绳18，底盘29带动支撑平台下降；钢丝绳18受底盘29重量影响绷紧，产生张力，钢丝绳与滑轮1接触的地方受张力影响产生一个朝向感应开关的力f，将滑轮17推向感应开关ⅰ21一侧，滑轮17进入感应开关ⅰ21的感应范围后（3~5mm），连接轴被限位元件19顶住，滑轮17停在感应开关ⅰ21的感应范围内，感应开关ⅰ21连接cpu的管脚由高电平变为低电平，cpu检测到该低电平，不会影响减速电机ⅱ13的转动；直到底盘部分彻底接触地面，钢丝绳不再受底盘部分重量影响而变松弛，张力消失，力f也消失，滑轮17不再受力f影响，反而受自身重量影响远离感应开关ⅰ21；离开感应范围后，感应开关1连接cpu的管脚由低电平变为高电平，cpu根据此高电平信号控制减速电机ⅱ13停止转动；底盘下降动作完成。
41.如图14、图15所示，底盘下降动作完成后，支撑平台26在电机28的作用下水平向前伸出时，带动其后部的支撑平台延长部件向前伸出；伸出过程中，支撑平台延长板ⅰ31和支撑平台延长板ⅱ32逐渐由垂直状态向水平方向伸展，直到伸出限位开关感应到位，向cpu发出感应信号，使电机28停止转动，支撑平台26停止伸出；此时支撑平台延长板ⅰ31伸展到水平状态，支撑平台延长板ⅱ32伸展到与下层底盘形成一个锐角，支撑住限位板，限位板30保持垂直；此时支撑平台26完全展开，等待轮椅的装卸；轮椅装载完成后，电机28反向转动，与伸出过程正好相反；支撑平台收回时，推动支撑平台延长部分收回；支撑平台彻底收回后，支撑平台延长部分呈垂直的收纳状态，节省了车辆后备厢有限的空间，这也是设计该延长机构的一个重要目的；然后减速电机ⅱ13反向转动，收回钢丝绳18，提升底盘部分；钢丝绳受底盘重量影响绷紧，此时cpu接受到感应开
关ⅰ发出的低电平信号，不会停止减速电机ⅱ13的转动，电机持续转动收回钢丝绳，使底盘上升，多段竖直元件收缩，直到感应开关ⅱ感应到第二段竖直元件，则向cpu发送感应信号，cpu根据该信号控制减速电机2停止转动，底盘拉升动作完成；最后减速电机ⅰ反向转动，传动逻辑不变，所有齿条齿轮丝杠反向转动，带动下层滑块和上层滑轮块收回；上层滑块向后收回直到后端顶住后退限位开关，开关闭合产生一个低电平信号传送给cpu，cpu根据此信号停止减速电机1反向转动。此时，收回动作彻底结束；如图19所示为车载轮椅装载装置收回状态整体结构。