国外这项研究进展比较早,1892年就有美国人取得相关的专利。现在的市场上投入的爬楼装置,美国、英国、德国和日本四个国家的爬楼技术相对比较成熟。我国对爬楼装置的研究起步晚,虽然取得了一部分的专利,但投产使用的非常少。77017
根据高阶转移辅助装置传动方式原理的不同,将高阶转移辅助装置分为星轮式辅助装置、履带式辅助装置、步进式辅助装置三种。下面分别对这三种装置及其优缺点做介绍。
1 星轮式辅助装置
行星轮和行星架组成了星轮式辅助装置。从辅助装置的外观上能清晰看到,行星轮通常有3到5个小轮组成,行星架是一个对称的杆状结构。上下楼梯时,行星轮转动,行星架对行星轮进行约束,让行星轮绕中心轴进行转动(如图1。1所示)。
由于楼梯台阶的高、宽尺寸不一样,星轮式爬楼轮椅在爬楼过程中会出现非常大的波动,防滑制动结构较难的集成在星轮辅助转移装置上,上下楼过程中必须要用人力拉拽的方式来防止设备往下滑行的趋势。设备和人体的重量加在一起接近50公斤,一旦出现打滑将难以控制,存在极大安全隐患。论文网
星轮式辅助装置
2 履带式辅助装置
参考坦克、掘土机等大型设备发明的履带式辅助装置(如图1。2)。该装置技术成熟,原理也比较简单,依靠履带与楼梯界面的摩擦力来上下楼梯,结构稳定。
履带式辅助装置
履带型式辅助装置在工作状态时存在一定的问题,履带在上下台阶时可能会因为重心偏离发生倾侧的状况,这种情况在上下第一个台阶和最后一个台阶时尤其明显。并且履带式装置因为采用履带传动,与楼道有较大的摩擦力,会对履带产生巨大的损耗。此外该装置并不适用与在台阶沿光滑的场合或者台阶斜度大于30度的场合使用。履带式装置在平地行走时,由于阻力较大,存在转角处不灵活的情况。虽然国内外都对此进行各式各样的改进和尝试,但并不能很理想的解决问题。
3 步进式辅助装置
相较于其他形式的高阶转移辅助装置来说,步进式辅助装置拥有很强的安全性能,同时传动机构相对复杂,它通过借鉴人上下楼,通过齿轮旋转带动支撑装置依次上下运动,完成上下楼梯的动作,值得一提的是它对于不同角度倾斜预警功能和自动锁定的安全性设计。
步进式辅助装置
现阶段运用的比较成熟的是两组支撑装置的设备(如图1。3)。因为步进式辅助设备的安全性更高,在许多的国外发达国家中得到了广泛的使用。目前中国还没有掌握这种复杂的传动技术。此外,国外比较著名的步进辅助装置厂商为提高产品的安全性和轻便性,往往会大量采用高硬度轻质材料,这一系列设计和选材要求也大大增加了设备造价,导致步进辅助装置价格昂贵。