CN103519958B - 一种手动自助登梯器 - Google Patents

Abstract

一种手动自助登梯器，是专门帮助一部分老年人或下肢行动不便人士依靠自身的能力攀登楼梯用的装置，它是一个用轻型金属管制成的平地助行器和装置在其后支脚中的登梯机构合成，所述的登梯机构由两套棘轮箱部件、控制杠杆部件、升降管及滑杆部件组合，它采用杠杆和动滑轮的力学原理，并配置棘轮机构，以手臂的上下往复运动变成轻松提升人体的作用，达到步步登高的爬楼效果，它结构简单，容易制造，尤其是它无需外部能源，一物多用，操作方便可靠。

Description

一种手动自助登梯器

技术领域

本发明涉及一种用金属管制成的家庭保健器具，是专门帮助一部分老年人或下肢行动不便人士依靠自身的能力攀登楼梯用的装置----手动自助登梯器。

背景技术

我国老年人口的增长速度正处于历史上最快时期，为老年人提供便利的行走设备已成为我们急需解决的问题之一，目前，国内外市场上各种老年人的这种设备有助行器、轮椅、手推车、爬楼装置等，不一而足，但其中的助行器只能在平地上使用，而爬楼装置大多是仿造国外的电动式产品，它们不仅构造复杂、体积较大，而且造价不菲，如轨道式机械爬楼装置是在楼梯建筑上安装轨道，使轮椅等装置沿轨道实现上下楼的运动，平板式爬楼装置就类似一部家用升降电梯，电动爬楼轮椅就像一部小型坦克车，更显沉重复杂了，另外，他们共同的缺点是必须使用电源或内燃机作动力，操纵必须经过培训。

年老先老脚，一般70-85岁的老年人腿部先开始衰退，他们下肢脚膝乏力，平地移步尚可，抬腿登高就很困难，但是这部分老人的手臂力量却还可以，他们占有老年一族的大多数，目前，他们中的不少人又居住在没有电梯的小高层楼房里，步行下楼尚可自主完成，而再返回楼上就显得力不从心了，因此以创新的思路、为他们设计开发出一种操纵简易、无需能源、依靠自身的手臂力量就可以轻松登楼的装置便是当务之急，也是本发明人孜孜追求的目的。

发明内容

本发明所采用的技术方案是：在传统固定式框架结构助行器的基础上、采用杠杆和动滑轮的力学原理，并配置棘轮机构，以手臂的上下往复运动变成提升人体自身的作用，达到步步登高的爬楼效果。

本手动自助登梯器的主体管件材料采用轻型金属管材制造，它由两大功能部分构成：即由一个稳定结构的平地助行器和装置在其后支脚中的登梯机构合成。

(一)其中平地助行器是由一根半圆形金属管制成的扶手架连接着两个前支脚和两个后支脚组合而成，前支脚底端各装有橡胶脚、后支脚底端外侧各装有脚轮，在两个前支脚之间焊接有一根横档，横档上安装着一个座垫，依靠铰接在前支脚和座垫两侧的一副折叠拉杆、座垫能以横档为轴心在垂直位置至水平位置之间互相翻转。

(二)本发明的核心技术是登梯机构，它由棘轮箱部件、控制杠杆部件、升降管及滑杆部件组合而成，所述的棘轮箱部件有两套、分别焊在两根后支脚的上端并用加强板筋加固，棘轮箱部件中间安装着一根钢轴、钢轴的两端各有一个轴承紧固在棘轮箱的内侧壁上、外侧壁各用一个闷盖封住，所述的钢轴上依次套装着一个棘轮套、一个离合器和一个绞轮，其中棘轮套的直径两侧内壁各装着一个活动棘爪、该棘爪的背面装嵌着一根弹簧钢丝，在它的弹力作用下棘爪能紧靠着临近的棘齿，当外力带动棘轮套作顺向转动时，两侧的棘爪就能拨动棘轮套内的一个棘轮作顺向转动，该棘轮通过一根平键紧固在钢轴上、因此即能同步带动钢轴作顺向转动，而当外力带动棘轮套作逆向转动时，两侧的棘爪沿棘齿的斜面被顶起，棘轮则不能被拨动，钢轴即不会作转动，仅是棘轮套在作逆向转动，棘轮套与棘轮两轴肩上装有两组滚珠以降低转动摩擦力；所述的离合器的外缘插在一个拨叉内，离合器的内径制有键槽能在平键和钢轴上滑移，在拨叉的拨动下、离合器侧面制有一圈离合齿《甲》与靠近它的绞轮侧面的一圈离合齿《乙》能互相啮合或分离，并能将钢轴的顺向转动力传递给绞轮；其中绞轮靠近离合器的一侧内套着一个螺旋弹簧，绞轮的内部装有钢片弹簧被侧边的螺纹盖封住，钢片弹簧的两端头分别固定在绞轮和钢轴上，绞轮在顺向转动时钢片弹簧即被绕紧，而在绞轮失去动力时它自动回弹、使绞轮快速恢复原位，同时绕紧在绞轮外径上的柔性钢丝绳也会被释放、恢复到原来的长度；所述的控制杠杆部件有两套、主体材料是一根用金属管制成的摇杆，摇杆的一端穿过棘轮箱边的侧孔、固定在棘轮套的凸柄上，摇杆的另一端各装着一个用ABS塑料制成的手柄，手柄纵向中部的凹槽内装有一个L形控制杠杆，控制杠杆依靠一根杠杆销钉作支点能轻松地拉紧用钢丝夹头连在控制杠杆上的套管钢丝、并拉动上述的拨叉将离合器与绞轮啮合在一起，所述的控制杠杆中间有一个锁孔、控制杠杆被压入手柄中的凹槽时手柄一侧的按钮弹簧销可插入控制杠杆中的锁孔，控制杠杆便被被锁住，松开手柄时、在弹簧作用下手柄一侧的按钮弹簧销便会自动被弹出，控制杠杆即回复原位，同时离合器与绞轮分离；所述的升降管及滑杆部件各有两套、是各与两个后支脚配合作用的组合部件，它们皆用横截面是矩形的金属管制成，所述的升降管被套在后支脚内并能在其中滑动，升降管的一侧开有螺孔，其中3-4个上螺孔处于升降管上段、一个下螺孔处于升降管下段，在两个后支脚一侧各配有一个带手轮螺栓，当它们被旋入下螺孔时使两个后支脚的总高度与两个前支脚处于一个水平上，此时可作助行器在平地上使用，当它们被旋入相对应的上螺孔时，两个后支脚的总高度可在超出两个前支脚180mm-270mm之间定距；所述的滑杆被套在升降管内并能在其中滑动，滑杆的底端各装有一套带螺栓橡胶脚和锁紧螺母，在所述的滑杆底部各固定着一个铰链轴座，它们的一头伸出升降管的侧槽外，所述的铰链轴座上各铰连着一个踏脚板、并能随滑杆在升降管的侧槽内上下滑动，靠近滑杆底部内还装置着一对滚柱、他们的外缘贴着升降管内对应的侧壁上，所述的一副踏脚板与铰链轴座铰连处各安装有一根扭力弹簧，在它的作用下踏脚板不用时会自动被翻起到与后支脚平行的位置，而作登梯器使用时两个踏脚板可相向被翻平到与后支脚垂直的位置，所述的两根滑杆中段内装着一个动滑轮，外缘牵引着柔性钢丝绳，此柔性钢丝绳的一头被固定在两个后支脚内的绳扣上，另一头被固定在上述绞轮的外径上。

手动自助登梯器的主体管件材料采用所述的轻型金属管材制造，该主体管件材料可采用薄壁高频焊接钢管，也可采用铝合金管，都可以达到轻便坚固的效果。

本发明登梯的操作程序是：按照老人居住楼层的一级阶梯高度选择升降管一侧的上锁孔用带手轮螺栓定位，再调整滑杆底端的一副带螺栓橡胶脚、使两个后支脚的伸长高度与一级操作阶梯的高度一致、并用锁紧螺母固定住作好爬楼的准备，然后将本发明的两个前支脚搁置在上一级阶梯阴角的水平面上，两个后支脚搁置在老人所站立的阶梯平面上，此时手动自助登梯器应处于稳定的水平状态，老人先握住扶手架、再用脚先后翻下两个后支脚上的踏脚板、并将左右脚移踏在上面成双脚平行的稍息姿势，然后双手握住控制杠杆上的手柄、压下控制杠杆并使它们被手柄侧的弹簧销锁住，离合器便与绞轮啮合在一起，此时老人只要上下摆动摇杆，即可将自身的臂力不断传递给所述的登梯机构，两个踏脚板便能逐渐上升并托起老人达到上一步阶梯的高度，老人则可轻松平移脚步至阶梯的中间位置成立正姿势，站稳后、再握住扶手架将登梯器提起安放到上一级阶梯上，这样往复继续上述的动作过程、便达到了步步登高的爬楼效果。

本发明的有益效果是：它能帮助老年人或下肢行动不便人士实现依靠自身的手臂力量就可以轻松登楼的愿望，提高了他们的生活质量，而且它结构简单，容易制造，尤其是它无需外部能源，既环保又安全，一物多用，操作方便可靠。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明背向的主视图及其后支脚的纵向剖面图。

图2是图1的左视图及用双点划线表示的活动座垫动态图。

图3是图1的俯视图。

图4是图2中I处的局部放大剖视图。

图5是图4中B—B处的剖视图

图6是图3中III处的局部放大剖视图。

图7是图6中A—A向的局部放大剖视图。

图8是图1中后支脚的纵向剖面放大图及II处用双点划线表示的升降管动态图。

图中1.扶手架，2.前支脚，3.后支脚，4.脚轮，5.橡胶脚，6.踏脚板，7.间距，8.横档，9.座垫，10.折叠拉杆，11.棘轮箱，12.摇杆，13.手柄，14.控制杠杆，15.锁孔，16.钢丝夹头，17.套管钢丝，18.按钮弹簧销，19.杠杆销钉，20.加强板筋，21.带手轮螺栓，22.带螺栓橡胶脚，23.锁紧螺母，24.棘轮套，25.离合器，26.绞轮，27.柔性钢丝绳，28a.上螺孔，28b.下螺孔，29.绳扣，30.离合齿《甲》，31.离合齿《乙》，32.螺旋弹簧，33.螺纹盖，34.闷盖，35.轴承，36.滚珠，37.钢片弹簧，38.棘轮，39.棘爪，40.弹簧钢丝，41.平键，42.凸柄，43.拨叉座，44.动滑轮，45.拨叉，46.钢轴，47.扭力弹簧，48.铰链轴座，49.滚柱，50.升降管，51.侧槽，52.滑杆，53.侧孔，54.小孔，55.棘爪套盖。

具体实施方式

在附图中，本发明的主体材料是采用薄壁钢管制成，外观类似助行器，它由两大部件构成：即由一个稳定结构的平地助行器和装置在其后支脚中的登梯机构合成。

(一)其中平地助行器是由一根半圆形金属管制成的扶手架(1)连接着两个前支脚(2)和两个后支脚(3)组合而成，前支脚(1)底端各装有橡胶脚(5)、后支脚(3)底端外侧各装有脚轮(4)，以达到既增强摩擦力和稳定性、又具有轻便灵活性，在两个前支脚(1)之间焊接有一根横档(8)，横档(8)上安装着一个座垫(9)，依靠铰接在前支脚和座垫两侧的一副折叠拉杆(10)、座垫(9)能以横档(8)为轴心在垂直位置至水平位置之间互相翻转，使老人行走乏力时能供他们就地坐着休息。

(二)本发明的核心技术是登梯机构，它由棘轮箱(11)部件、控制杠杆(14)部件、升降管(50)及滑杆(52)部件组合而成，所述的棘轮箱(11)部件有两套、分别焊在两根后支脚(3)的上端并用加强板筋(20)加固，棘轮箱(11)部件中间安装着一根钢轴(46)、钢轴(46)的两端各有一个轴承(35)紧固在棘轮箱(11)的内侧壁上、外侧壁各用一个闷盖(34)封住，所述的钢轴(46)上依次套装着一个棘轮套(24)、一个离合器(25)和一个绞轮(26)，其中棘轮套(24)的直径两侧内壁各装着一个活动棘爪(39)、该棘爪(39)的背面装嵌着一根弹簧钢丝(40)，在它的弹力作用下棘爪(39)能紧靠着临近的棘齿，当外力带动棘轮套(24)作顺向转动时，两侧的棘爪(39)就能拨动棘轮套(24)内的一个棘轮(38)作顺向转动，该棘轮(38)通过一根平键(41)紧固在钢轴(46)上、因此即能同步带动钢轴(46)作顺向转动，而当外力带动棘轮套(24)作逆向转动时，两侧的棘爪(39)沿棘齿的斜面被顶起，棘轮(38)则不能被拨动，钢轴(46)即不会作转动，仅是棘轮套(24)在作逆向转动，棘轮套(24)与棘轮(38)两轴肩上装有两组滚珠(36)以降低转动摩擦力；所述的离合器(25)的外缘插在一个拨叉(45)内，离合器(25)的内径制有键槽能在平键(41)和钢轴(46)上滑移，在拨叉(45)的拨动下、离合器(25)侧面制有一圈离合齿《甲》(30)与靠近它的绞轮(26)侧面的一圈离合齿《乙》(31)能互相啮合或分离，并能将钢轴(46)的顺向转动力传递给绞轮(26)；其中绞轮(26)靠近离合器(25)的一侧内套着一个螺旋弹簧(32)、在它的作用下可加速绞轮(26)与离合器(25)的分离动作，绞轮(26)的内部装有钢片弹簧(37)被侧边的螺纹盖(33)封住、钢片弹簧(37)的两端头分别固定在绞轮(26)和钢轴(46)上，绞轮(26)在顺向转动时钢片弹簧(37)即被绕紧，而在绞轮(26)失去动力时它自动回弹，其作用是使绞轮(26)快速恢复原位，同时盘绕在绞轮(26)外径上的柔性钢丝绳(27)也会被释放、恢复到原来的长度；所述的控制杠杆(14)部件有两套、主体材料是一根用金属管制成的摇杆(12)，摇杆(12)的一端穿过棘轮箱(11)边的侧孔(53)、固定在棘轮套(24)的凸柄(42)上，摇杆(12)的另一端各装着一个用ABS塑料制成的手柄(13)，手柄(13)纵向中部的凹槽内装有一个L形控制杠杆(14)，控制杠杆(14)依靠一根杠杆销钉(19)作支点能轻松地拉紧用钢丝夹头(16)连在控制杠杆(14)上的套管钢丝(17)、并拉动上述的拨叉(45)将离合器(25)与绞轮(26)啮合在一起，所述的控制杠杆(14)中间有一个锁孔(15)、当老人握住手柄时、控制杠杆(14)便会被压入手柄(13)中的凹槽内，同时手柄(13)一侧的按钮弹簧销(18)可插入控制杠杆(14)中的锁孔(15)，控制杠杆(14)便被被锁住、以确保离合器(25)与绞轮(26)不会分离，当老人松开手柄时、在弹簧作用下手柄(13)一侧的按钮弹簧销(18)便会自动被弹出，控制杠杆(14)即回复原位，同时离合器(25)与绞轮(26)分离；所述的升降管(50)及滑杆(52)部件各有两套、是各与两个后支脚(3)配合作用的组合部件，它们皆用横截面是矩形的金属管制成，所述的升降管(50)被套在后支脚(3)内并能在其中滑动，升降管(50)的一侧开有螺孔，其中3-4个上螺孔(28a)处于升降管(50)上段、一个下螺孔(28b)处于升降管(50)下段，在两个后支脚(3)一侧各配有一个带手轮螺栓(21)，当它们被旋入下螺孔(28b)时使两个后支脚(3)的总高度与两个前支脚(2)处于一个水平上，此时可作助行器在平地上使用，当它们被旋入相对应的上螺孔(28a)时，两个后支脚(3)的总高度可在超出两个前支脚(2)180mm-270mm之间定距，这间距正是一般民居楼梯每步的设计高度，即使本手动自助登梯器的两个后支脚(3)低于两个前支脚(2)有一级阶梯的差距，它便能稳妥地平置在两级相连的阶梯上、作准备爬楼时使用；所述的滑杆(52)被套在升降管(50)内并能在其中滑动，滑杆(52)的底端各装有一套带螺栓橡胶脚(22)和锁紧螺母(23)，起微量调整两个后支脚(3)总高度的作用，在所述的滑杆(52)底部各固定着一个铰链轴座(48)，它们的一头伸出升降管(50)的侧槽(51)外，所述的铰链轴座(48)上各铰连着一个踏脚板(6)、并能随滑杆(52)在升降管(50)的侧槽(51)内上下滑动，靠近滑杆(52)底部内还装置着一对滚柱(49)、他们的外缘贴着升降管(50)内对应的侧壁上、以降低滑杆(52)在升降管(50)里滑动时的磨擦系数，所述的一副踏脚板(6)与铰链轴座(48)铰连处各安装有一根扭力弹簧(47)，在它的作用下踏脚板(6)不用时会自动被翻起到与后支脚(3)平行的位置、便不会妨碍老人的行走，而作登梯器使用时两个踏脚板(6)可相向被翻平到与后支脚(3)垂直的位置、并靠近地面以方便老人能轻松移步其上，所述的两根滑杆(52)中段内装着一个动滑轮(44)，外缘牵引着柔性钢丝绳(27)，此柔性钢丝绳(27)的一头被固定在两个后支脚(3)内的绳扣(29)上，另一头被固定在上述绞轮(26)的外径上，当绞轮(26)与离合器(25)啮合并被顺向转动时、柔性钢丝绳(27)会被盘绕收紧、同时带动踏脚板(6)沿升降管(50)的侧槽(51)向上升起，反之，当绞轮(26)与离合器(25)分离并失去动力时、它内部的钢片弹簧(37)会自动回弹、绞轮(26)则在回弹力和重力的作用下迅速逆向转动，盘绕在绞轮(26)上的柔性钢丝绳(27)会被放松、同时就带动踏脚板(6)沿升降管(50)的侧槽(51)向下降至地面。登梯时使用者只要压下控制杠杆(14)握住手柄(13)、并让它们被手柄(13)侧的按钮弹簧销(18)锁住，继而上下摆动摇杆(12)，不断将自身的臂力传递给上述的登梯机构，两个踏脚板(6)便能逐渐上升并托起自身达到上一步阶梯的高度，再平移脚步至该阶梯的中间位置，即移步站立在两个踏脚板(6)间距(7)正前方的该阶梯的中间，站稳后放开手柄(13)此时踏脚板(6)会自动下降至地面，使用者就握住扶手架(1)将登梯器提起、安放到上一级阶梯上，这样重复上述的动作过程、便达到了步步登高的爬楼效果。虽然每个过程只能登高一个台阶，但由于采用了杠杆和动滑轮的机械结构，所以使用者不需要花费很大的力气就能自主登楼回家，同时又可经常接触大自然、锻炼了身体，这对于时间充裕的老人来说是十分适宜的。

Claims (1)

1.一种手动自助登梯器，由一个稳定结构的平地助行器和装置在其后支脚中的登梯机构合成，其特征是：(一)其中平地助行器是由一根半圆形金属管制成的扶手架连接着两个前支脚和两个后支脚组合而成，前支脚底端各装有橡胶脚，后支脚底端外侧各装有脚轮，在两个前支脚之间焊接有一根横档，横档上安装着一个座垫，依靠铰接在前支脚和座垫两侧的一副折叠拉杆，座垫能以横档为轴心在垂直位置至水平位置之间互相翻转；(二)其中登梯机构是由棘轮箱部件、控制杠杆部件、升降管及滑杆部件组合而成，所述的棘轮箱部件有两套，分别焊在两根后支脚的上端并用加强板筋加固，棘轮箱部件中间安装着一根钢轴，钢轴的两端各有一个轴承紧固在棘轮箱的内侧壁上，外侧壁各用一个闷盖封住，所述的钢轴上依次套装着一个棘轮套、一个离合器和一个绞轮，其中棘轮套的直径两侧内壁各装着一个活动棘爪，该棘爪的背面装嵌着一根弹簧钢丝，在它的弹力作用下棘爪能紧靠着临近的棘齿，当外力带动棘轮套作顺向转动时，两侧的棘爪就能拨动棘轮套内的一个棘轮作顺向转动，该棘轮通过一根平键紧固在钢轴上，因此即能同步带动钢轴作顺向转动，而当外力带动棘轮套作逆向转动时，两侧的棘爪沿棘齿的斜面被顶起，棘轮则不能被拨动，钢轴即不会作转动，仅是棘轮套在作逆向转动，棘轮套与棘轮两轴肩上装有两组滚珠以降低转动摩擦力；所述的离合器的外缘插在一个拨叉内，离合器的内径制有键槽能在平键和钢轴上滑移，在拨叉的拨动下，离合器侧面制有一圈离合齿甲与靠近它的绞轮侧面的一圈离合齿乙能互相啮合或分离，并能将钢轴的顺向转动力传递给绞轮；其中绞轮靠近离合器的一侧内套着一个螺旋弹簧，绞轮的内部装有钢片弹簧被侧边的螺纹盖封住，钢片弹簧的两端头分别固定在绞轮和钢轴上，绞轮在顺向转动时钢片弹簧即被绕紧，而在绞轮失去动力时它自动回弹，使绞轮快速恢复原位，同时绕紧在绞轮外径上的柔性钢丝绳也会被释放，恢复到原来的长度；所述的控制杠杆部件有两套、主体材料是一根用金属管制成的摇杆，摇杆的一端穿过棘轮箱边的侧孔、固定在棘轮套的凸柄上，摇杆的另一端各装着一个用ABS塑料制成的手柄，手柄纵向中部的凹槽内装有一个L形控制杠杆，控制杠杆依靠一根杠杆销钉作支点能轻松地拉紧用钢丝夹头连在控制杠杆上的套管钢丝、并拉动上述的拨叉将离合器与绞轮啮合在一起，所述的控制杠杆中间有一个锁孔，控制杠杆被压入手柄中的凹槽时手柄一侧的按钮弹簧销可插入控制杠杆中的锁孔，控制杠杆便被被锁住，松开手柄时，在弹簧作用下手柄一侧的按钮弹簧销便会自动被弹出，控制杠杆即回复原位，同时离合器与绞轮分离；所述的升降管及滑杆部件各有两套，是各与两个后支脚配合作用的组合部件，它们皆用横截面是矩形的金属管制成，所述的升降管被套在后支脚内并能在其中滑动，升降管的一侧开有螺孔，其中3-4个上螺孔处于升降管上段、一个下螺孔处于升降管下段，在两个后支脚一侧各配有一个带手轮螺栓，当它们被旋入下螺孔时使两个后支脚的总高度与两个前支脚处于一个水平上，当它们被旋入相对应的上螺孔时，两个后支脚的总高度可在超出两个前支脚180mm-270mm之间定距；所述的滑杆被套在升降管内并能在其中滑动，滑杆的底端各装有一套带螺栓橡胶脚和锁紧螺母，在所述的滑杆底部各固定着一个铰链轴座，它们的一头伸出升降管的侧槽外，所述的铰链轴座上各铰连着一个踏脚板，并能随滑杆在升降管的侧槽内上下滑动，靠近滑杆底部内还装置着一对滚柱，他们的外缘贴着升降管内对应的侧壁上，所述的一副踏脚板与铰链轴座铰连处各安装有一根扭力弹簧，所述的两根滑杆中段内装着一个动滑轮，外缘牵引着柔性钢丝绳，此柔性钢丝绳的一头被固定在两个后支脚内的绳扣上，另一头被固定在上述绞轮的外径上。