CN106714760A - 升降式助行椅 - Google Patents

Abstract

一种升降式助行椅，其允许骑乘和步行。该椅子通过平行四边形动力单元来升降。在鞍座/椅座高度变化时，该椅座在鞍座与椅座之间转换。还有升降平行四边形动力单元结构。所公开的是一种用于因肌肉组织、协调或平衡受损而行动能力有限的人，或用于必须执行需要辅助的任务的体格健全者的升降式助行椅。

Description

升降式助行椅

相关申请的交叉引用

本国际专利申请要求2014年7月14提交且标题为“升降式助行椅”的美国临时专利申请序列号62/024,006的优先权，其通过引用全部并入本文。

背景技术

辅助行动困难的人的常规装置分为两大类–助步器和轮椅–以及可以另外帮助乘坐者站起和步行的多个中间组合。

助步器装置，如标准的“齐默助行架”，增加了支承和稳定性，但是使得用户的手臂一定程度地在移动时无法携带或操控任何东西。四轮助步器还可以包括椅座，但是除非用户停步并转向否则无法使用。

助步器缓慢且孤立，并且为了坐下而将其放置一旁必然存在危险。

大多数轮椅(和动力轮椅)用户保持长期坐姿，付出了肌肉、循环和心脏健康上的代价。

“升降”轮椅采用大电动机将安全带束缚的乘坐者抬升到站立位置，并且一些能够在向上时将他们助推到不同位置，但是不会强化步行能力或无需任何肌肉出力。

另一种中间类别的辅助装置包括“站立”助步器，其部分地升降乘坐者并鼓励他们行走。

遗憾的是，现有站立助步器阻碍用户与外界互动-因为入口前后有大结构，或存在笨拙不适的折叠座椅、操作程序和限制。以及用户必须通过腿和手臂抬升相当大比例体重才能从就坐位置起立到站立位置。

缺少一种装置，供存在步行限制的个人随意地坐立以及以自然行走姿势行走，以及安全且容易地与其环境交互-煮饭、清洁、洗洗涮涮和自行走动-全部在期望的高度进行，并且总是付出其自身能量和先前运动能力的至少小部分来进行。

发明内容

所公开的是一种用于因肌肉组织、协调或平衡受损而行动能力有限的人，或用于必须实施需要辅助的任务的体格健全者的升降式助行椅。该升降式助行椅提供了鼓励人正常步姿但是防止跌倒的骑坐和步行的创新性混合。本发明的说明性实施例允许用户散步走，跨步走以及滑行，并且相对容易地坐下和起立-全部在功能性地平衡且无重量的情况下进行-无需离开该装置，以及双手自由地按需用作它途。

附图说明

如下附图示出本发明的说明性实施例：

图1示出本发明的升降跨步行走椅的说明性实施例的完整透视图。

图2a-b示出椅1的侧视图，其示出鞍座/座椅展开在降低的位置中形成椅子以及翼部折叠以在抬高的位置中形成鞍座。

图3a-b示出本发明的升降底盘3的透视图，其包括平行四边形支柱以及弹性升降盒的封闭透明展示。

图4a-b示出盒轴沿着槽的两个交替位置的侧视图，其与有效负荷升降性能的差异大致关联。

图5a-b示出用于在升降框架角度对比盒中心线角度一致的情况下，抬升延伸框架以获得潜在相同的升降性能的多种选定的安装角度的侧视图。

图6a-c示出随着用户从座椅模式向上过渡到鞍座模式并且步行时，左/右扶手组装件锁定以及解锁座椅高度和后轮的展开位置。

图7a-d示出随着用户就坐以及执行向下过渡到就坐高度时，用户利用本发明的驱动扶手控制功能进行渐进接合。

图8示出采用扶手来稳定以及至少部分地支承步行中的用户，其骑乘在折叠鞍座/座椅上且展示步行走、跨步走和/或滑行的姿态。

图9示出右手驱动具有顶部盖板12a的扶手组装件的透视图，以说明偏移前/后非平齐平行四边形支柱获得的扶手位置。

图10示出具有翼部和座椅安装块的折叠座椅/鞍座组装件，其示出座椅安装杆如何利于座椅/鞍座的动态左右旋转以便提供腿向后跨步的途径。

图11a和图11b示出鞍座/座椅并示出如何通过翼部伸展支柱随着鞍座降低将座椅翼部向上摆动成座椅模式。

图12a和图12b示出升降椅子，其通过左/右弹性构件和直线支承组装件在步行和就坐高度之间抬升和降低座椅滑动架组装件。

图12c是在直线支承轨对之间延伸的直线支承组装件的透视图。

图13a和图13b同时示出适于工业用途的升降式助行椅的低座椅和高鞍座展开，其提供对工人或其他用户、弹性动力有效负荷支承臂和万向节式工业有效负荷的组合重量的支承。

图14示出最大高度调整螺栓和撞板功能，其用于设置适于乘骑者跨高的最大鞍座高度。

图15a、图15b和图15c示出从座椅形状转换到鞍座形状的升降椅子的座椅。

图16示出连接到万向节式工具架的关节式臂。

图17a-d示出具有凸轮或曲柄轴的说明性扶手，该凸轮或曲柄轴通过顺序的伸展位置来启动制动和升降锁定功能。

图18a和图18b示出升降式助行椅的座椅的下侧。

具体实施方式

图1示出本发明的说明性实施例的升降式助行椅1的在其升高“步行”位置处观看的透视图，其包括连接到升降底盘3的轮架2，其组件弹性地向下枢接升降延伸框架4a以及向上连接升降支柱4，其作用力校准为随着框架向其平行四边形支承偏移的上限上升，允许折叠鞍座/座椅6通过对乘坐者的重量进行配重平衡来平衡乘坐者以便提供基本“无重量”状况。

扶手/椅背框架8连接到座椅安装块7(如图10所示)，并支承扶手组装件9a、9b。左和右折叠座椅翼部6a、6b示出为在“鞍座”位置中向下折叠，此位置适于升高的座位。扶手6a和6b示出为处于收缩位置中，但是可以可选地向前展开，这样可以有助于支承处于步行位置的身躯。座椅相对于基框架2，包括至座椅侧边和下方提供足够净空，以允许步行者的腿和脚向后跨步或如果需要的话侧身接触地面。

因为本发明的实施例允许无前方障碍地步行，如同传统步行者中常见的，所以用户将以多种高度，包括站立高度保持向前接近水槽、炉具、衣柜等以及将能够在中间机动地动作。

图2a和图2b示出升降式助行椅1的侧视图。图2a示出展开以形成椅子以及在处于其最低椅子高度位置的鞍座/座椅6。椅子高度通过由座椅安装块7、下方平行四边形升降支柱4、上方平行四边形支柱5a、5b以及升降底盘3形成的平行四边形装置进行修改。在此位置中，升降式助行椅1用作常规椅子，可以可选地包括扶手9a、9b的软垫椅背和垫子。座椅框架2可以由任何适合的强材料形成，包括碳纤维、弧形铝制箱梁等。注意在附图所示的本发明的说明性实施例中，升降支柱4和平行四边形支柱5a、5b是弯曲的。这些弯曲允许座椅占据不可用的空间，从而与其中支柱是笔直的实施例相比，增大了座椅的偏移距离。图11a图示座椅6在弧形平行四边形支柱5a、5b内的位置。这些弯曲允许座椅的背边在座椅降低时不阻碍支柱。弧形升降支柱4还可以扩大座椅6的可用空间。虽然升降支柱4和平行四边形支柱5a、5b是弧形的，但是它们构造成与直线平行四边形侧边的构造相似的方式执行。

图2b示出向上摆动到选定的抬升位置以便进行步行的座椅6。座椅翼部6a、6b向下折叠以形成锥形鞍座6。连接到座椅安装块7的座椅框架8支承扶手组装件9a、9b。后轮17a、17b优选地是固定朝向的，即，不可转动的，以及连接到电动机安装板18a、18b，其能够适配成接纳常规小自备型电动机和电池组(未示出)，以便可选地按需补充腿脚动力，以及通过对后轮施加增量向前和逆向转矩来进行转向机动。优选的无线游戏杆(未示出)可以连接到扶手9a或9b的上表面，按需增加稍向前、向后或转向起动力，以调整补充个人能力所需的程度。

图3a示出升降底盘3的透视图，升降底盘3包括升降盒14，升降盒14封装弹性动力单元15a、15b、15c(如图3b所示)，其可延伸轴杆56a、56b、56c接合接收器杆13。接收器杆13枢接在升降延伸框架4a的端部内的轴13a上，其连接到和将下方平行四边形升降支柱4向上枢接以抬升鞍座/座椅6及其人的有效负荷。

图3b包括弹性升降盒14的透明展示，示出其内部安装的弹性动力单元15a、15b、15c-例如小强力气压弹簧。这些弹性动力单元能够采用将接近地平衡座椅乘坐者的重量的组合来进行选择。盒14在底盘3内围绕轴14a枢接，以使内部弹性单元(如气压弹簧)能够可延伸地保持与接收器13接触。因为图示的气压弹簧15a、15b、15c提供强力压力，所以它们强劲地向下偏压延伸框架4a，采用“重孩子”在跷跷板短端的方式，“重孩子”能够对远较长端上的“轻孩子”配重平衡。实际上，因为此实施例中的支柱4的有效枢接点至枢接点长度是延伸4a的枢接长度的6.9倍，则给定气压弹簧15a、15b、15c施加的作用力之和可以按此比例划分以指示它们支承的人的大约重量。为了获得更近的近似，必须包含座椅6的重量，减人腿的分别重量的大约一半-但是，实践中，发现人的重量加上约10磅提供净气压弹簧升降动力的良好指示，该净气压弹簧升降动力将成功地将人“悬浮”在平衡的状况，使得他们升起和坐下，如同处于“零重力”。

下面的图表图示一些可用气压弹簧型弹性动力单元的净升程值，正如本发明的实施例中说明性地采用的。可以看到，此列表中的最强力的气压弹簧将实际地升降接近100磅的净有效负荷(在升降平行四边形的向前有效负荷处)，因为每个盒被施压以提供最大691磅的伸展力。

即使外部气压弹簧(15a和15c)应该选为完全相同(以避免接收器杆13和延伸框架4a上的显著偏离中心的负荷)，显然，仍可以容易地将可用净升程值的组合指定为体重从80磅到300磅的大约接近“悬浮”的任何人。

弹性动力组件的组合可以包括例如，单个中央弹簧、两个完全相同的外部弹簧或一个内部和两个外部完全相同弹簧的组合。还可以使用其他数量的个体动力组件；但是，避免偏离中心的作用力是优选的。在本发明的说明性实施例中，所选组合为等于乘骑者的重量加上约10磅：

下文图表示出说明性气压弹簧的参数。毛升程是弹簧固有的。净升程是毛升程乘以6.9，这是升降支柱4与延伸框架4a的说明性长度之比。在此说明中，所有弹簧具有3.15英寸的轴偏移。

不同动力的弹簧或其他弹性动力单元典型地具有不同的外径或其他尺寸。为了容易地切换弹性动力单元，升降盒中存在标准连接或其他容纳，以及提供适配器，如提供标准直径衬套以与弹性升降盒14兼容的形式的所有弹性动力单元。

图4a、4b示出侧视图，说明沿着槽14b的盒轴14a的两个交替位置，其获得有效负荷升降性能的差异。术语“等弹性”是指设计成悬浮“ ”摄像头稳定器有效负荷的平行四边形臂获取的升降力从最低到最高偏移的示例性一致性。等弹性视为是抬升人以使他们无需肌肉动力从就坐位置起身到站立位置所需要的，但是不同于摄像头有效负荷，站立的人起身成为鞍座承重的人，重量在此过渡过程中改变量。实际中，虽然大多数人重量最初承重在座椅上，但是其余人(腿和脚的重量大约一半)实际承重在地面上以及此比例随着某个人准备站立而改变。随着他或她向前倾斜起身，显著地更多腿重量从座椅转移到地面。其结果是为了在整个此过渡过程中，一个人得以实际“平衡”或有效地“零重力”，所提供的升降量必须以类似方式变化，并且已发现随着鞍座承重的乘坐者接近站立姿态，一致性“等弹性”升降首先可以太快速地上升，然后太慢速地上升。

图4a说明升降延伸中心线19与沿着盒中心线21之间的最优角度。当盒轴14a滑动到可调盒定位槽14b的“后部”时，本发明的说明性实施例中实现该角度。在此实施例中，最终29°提升角获得“超等弹性”升降力曲线，其将导致惯性有效负荷在行程底部处过度下降以及在最大高度处太积极地上升，但是这对于抬升腿仍与地面接触的人是优选的。说明性角度范围从约27°至约31°。所得到“超等弹性”由于如下两个原因获得适合的抬升力：首先，它以作用力与有效负荷重量的高“跷跷板”比率提供有限的弓形偏移。其次，在行程过程中，按最优到升降延伸中心线角度19的方向施加沿着盒中心线21的选定气压弹簧的瞬时伸展力。最初29°的作用力角度对于升降是欠效率的，并且让乘坐者保持就坐，直到他或她向前斜身为止，由此将足够的腿/脚转移到地面以向上启动平行四边形。施加到短杠杆臂(表示为升降延伸框架4a)的作用力角度达到119°，正如鞍座6达到其最大向上位置。在此伸展处，气压弹簧15a、15b、15c仅施加其最初作用力的约.6，但是采用与延伸中心线19的相对有效率的角度，这导致惯性有效负荷硬撞击上方限位器。但是，一旦乘坐者的腿趋近垂直以及他或她的重量较大百分比保持在鞍座上，升降性能可以更有效地平衡人的有效负荷。

对比之下，图4b说明48°的最优“等弹性”提升角，在本发明的此说明性实施例中，其均匀地抬升惯性非人类有效负荷。但是，如上所述，动态变化的人类有效负荷会发现难以使他或她自己下降到座椅高度。尤其是由于一部分下降惯性实际中偏离而激活座椅展开(如图1、图1a、图1b所示)。以及我们人类有效负荷也难以达到最大高度，因为接触地面的腿重量的比例减小实际上使得他或她更重。因此非明显地，虽然等弹性升降是可实现的，但是根据本发明，对于人类平衡的非常特别要求，这不是最优的。

更等弹性偏移的说明性提升角范围是从约46°至约50°。一般地，随着提升角增大超过48°，有效负荷将需要外部增加的向上或向下作用力以分别达到行程的上方或下方，而小于48°的提升角可能导致有效负荷需要增大的向上作用力才能从最低位置抬升，以及需要向下作用力才能从最大高度下降。

图5a、5b示出侧视图，说明在座椅6处于其最低偏移时，弹性盒中心线21与升降框架中心线19之间的角度在每种情况中都布置成29°的情况下，用于升降延伸框架4a的多种其他选定安装角度可以获得类似或完全相同的升降性能。图5a说明根据本发明的说明性实施例的结构变化，其中升降延伸框架4a连接到上方平行四边形支柱5a、5b，而非如先前附图中那样连接到下方平行四边形支柱4。注意升降性能能够是相似的或完全相同的，并且因此相似地适于人类乘坐者，因为升降框架中心线19与盒中心线21之间的角度已构造成也是29°或此角度附近。由于一些原因，此布置可以是有利的，包括它使得升降组件在椅背后保持更高，并且因此当跨步和滑行时，向后的脚和腿偏移更大偏离。

图5b示出升降装置的角度位置中的另一个说明性变化。在此视图中，升降延伸中心线19与升降支柱4连接的升降支柱4的部分的纵向中心线58成接近直角，以及弹性升降盒14直接粘到后部。但是，注意盒中心线角度21也是与升降框架中心线19成29°角度，以及虽然仅说明性而非具体功能性的，此版本对于其人类有效负荷提供相似或同样适合的升降性能。

如图5a、5b所示，延伸框架4a能够在其连接到升降支柱4时绕着枢转中心的任何期望角度旋转，其对于图5a构造为191度的角度以及对于图5b构造为115度来说明。旋转延伸框架4a能够按需将升降盒14置于枢接点50a、50b、50c、50d界定的平行四边形内侧或外侧。

包括升降盒14、延伸框架4a和关联的平行四边形结构的升降单元可以应用于其中采用平行四边形升降结构的其他应用中，即可不仅应用于本文描述的升降椅。换言之，本文描述的升降单元本质上是能够并入需要装置提供升降功能的其他设备中的单独机构。这些升降单元的平行四边形的侧边能够是弯曲的，如升降支柱4和平行四边形支柱11a、11b，或者可以是笔直的，如同传统平行四边形连杆中那样。平行四边形侧边中的弯曲能够设计成允许特定应用所需的最优偏移。可以将升降单元安装在支架上、固定或可移动结构上或甚至用户佩戴的背心上。

图6a、b、c示出左/右扶手组装件9a、b能够随着用户从座椅模式向上过渡到鞍座模式并且步行时适配成恰当地控制座椅高度和后轮17a、b的锁定和解锁的展开位置。图6a示出完全收缩用作常规扶手的扶手9a、b的座椅模式。图6b示出部分地展开的扶手9a、b。纵向平行四边形伸展支柱11a、b是非均匀长度的，并且由此将随着其摆动到侧边，开始改变盖板12a、b相对于扶手支承板18a、b的角度。此扶手位置适于“就坐(boarding)”升降式助行椅。图6c说明扶手9a、b的最终向前展开，其中非均匀的平行四边形连杆将盖板12ab向内摆动回去以形成适于步行走的适合约束和扶手表面。如图9a、b、c中能够见到的，在本发明的说明性实施例中，将采用这三个扶手位置来启动座椅高度和后轮轮闸的锁定/解锁。

图7a、b、c、d示出随着用户就坐以及执行向下过渡到就坐高度时，用户利用升降式助行椅的创新驱动扶手控制功能来进行渐进接合。在图7a中，用户握住于展开位置的扶手(优选地已锁定后轮轮闸)以及坐向鞍座。在图7b中，他将其高度转换到鞍座，以及优选地束紧他的座椅安全带(未示出)。已展开扶手位置也优选地将座椅高度解锁。在图7c中，可以见到用户稍微向后倾斜以导致座椅下降，同时支承用户重量中的几磅。在图7d中，用户已经下降到座椅高度，座椅翼部自动地向外展开，以及用户将扶手向其常规就坐位置拉回，优选地驱动座椅高度锁定以及释放轮闸(通过图9a、b、c所示的方式)。

图8示出向前摆动到适于向前步行的位置的扶手9a、b，其包围用户，提供将利于步行的扶手表面，以及在该实施例中如果可用的话，驱动座椅高度锁定，释放后轮轮闸。示出用户处于常规步行的适合姿态。根据用户的健康和体能级别，他或她可以进一步前倾，将更多一点体重转移到扶手并跨出有些更大的步伐，在中间滑行，以及接触地面腿脚进一步向后延伸。

在例如图7d的就坐位置与图8的跨步位置之间的高度变化的说明性范围是约18英寸至约34英寸。

图9示出右手驱动透视示出有顶部盖板12a的扶手组装件9a，以说明偏移纵向平行四边形支柱11a、b的偏移获得的扶手位置，这些纵向平行四边形支柱11a、b在长度上不均匀，以及其相应的驱动功能。当扶手组装件处于其收缩位置时，左上方图像示出前文提到的组件的位置。右上方图像示出向侧面释放的扶手组装件9a(优选地开始驱动右后轮闸)。左下方附图示出完全向侧面展开的扶手9a(优选地解锁升降功能和实现完全制动)。右下图像示出处于其最向前位置中的扶手9a，使得上方盖板至少部分地延伸到用户目前，从而包围、稳定和支承步行活动，以及优选地锁定升降以及驱动右边轮闸的释放。图9a、b、c中将进一步说明这些功能。

图9a、b、c示出扶手9a，其示出用于所示的顺序扶手展开位置上驱动制动和升降锁定功能的说明性机构。曲柄轴37a、b固定到前/后扶手伸展支柱11a、b，以使它们协同旋转，图9a、b、c中，从曲柄轴37a、b延伸所示的箭头指示与曲柄轴关联的连接臂的方向。曲柄轴臂适配成拉动致动线36，由两个护手上的点划线指示。点划线示出中央缆线端的路径，其可以是例如始于四个常规端接自行车类型轮闸缆线(未示出)。通过曲柄轴37a驱动，每个护手上的缆线36的一端优选地适配成常规地驱动和释放其相应侧后轮闸。每一侧上的缆线36的另一端被180度曲柄轴37b按相反方向驱动，自行车缆线(未示出)也可以采用，以驱动两个冗余座椅高度锁定的其中之一(未示出)。除了常规制动和约束选项，这些座椅高度锁定可以包括常规盘刹或液压锁紧缸组装件，其优选地用于同时约束升降式助行椅的升降平行四边形向上和向下偏移。

图9a示出处于其向后就坐位置中的扶手组装件9a、b。

扶手上与曲柄轴37a关联的曲柄轴臂被向外引导(如箭头指示)，点划线制动缆线36调整成使得相应左/右轮闸释放。每一侧与曲柄轴37b关联的向前的曲柄轴臂被向内引导，并且其轮闸型缆线调整使得座椅高度被锁定。图9b示出分别旋转90度的两个扶手上的向外摆动的扶手盖板12a、b，以及固定地与曲柄轴37a、b关联的曲柄轴臂(由箭头表示)，如图所示。左和右曲柄轴臂都向前摆动，并且因此使得制动缆线36的端部延伸，以及相应左/右轮闸固定地接合。注意相应的左/右轮闸制动能够因此通过同一侧扶手位置来独立地控制。这允许独立使用瞬时轻微轮闸制动来阻滞相应左或右轮的行程以及在步行过程中辅助转向。同样在左和右扶手9a、b上，曲柄轴37b示出为现在向后摆动，释放其相应冗余双座椅高度制动闸(未示出)。注意还可以出于不同的原因，独立地驱动座椅高度解锁，使得处于就位或步行位置中的扶手(分别如图9a和9c所示)能够有效地停止座椅上升或下降；以及必须将两个扶手置于此处所示的已伸展至侧面位置中以释放座椅高度锁定，以便当就坐鞍座时，或从就坐位置起身时，或仅选择如“高脚凳”高度的新中间座椅位置时，座椅/鞍座6自由地以最小努力抬升和降低平衡的乘坐者。图9c示出两个扶手向前摆动成步行位置时驱动与曲柄轴37ab关联的曲柄轴臂的位置。注意，与曲柄轴37a关联的曲柄轴臂现在向内，从而释放其相应轮闸缆线。与曲柄轴37b关联的曲柄轴臂分别向外，接合其各自座椅高度锁定，从而如果例如滑行期间双脚暂时离地，或如果高固定位置中释放，如高脚凳高度，双脚放在可选的搁脚板(未示出)，则无需使鞍座下沉而实现步行。注意，扶手的非均匀平行四边形展开通过适合的弧形力臂运动来启动，这些运动模仿平行四边形支柱11ab的弧形偏移。

图10示出具有翼部6a和座椅安装块7的折叠座椅/鞍座6组装件，其透明展示座椅安装杆7a在座椅安装块7内旋转可以如何利于座椅/鞍座6的有限动态左右旋转，以便清空乘坐者的向后跨步大腿的路径。有力步行期间，创新座椅旋转结构有效地将座椅6的后部宽度变窄，因为交替大腿无妨碍地向前，另一个大腿在通过将座椅6的三角形后端摆动开形成的清空路径中直线向后摆动。图18a和图18b示出折叠的鞍座/座椅6绕着座椅杆7的轴旋转以形成至任一侧的交替无妨碍向后路径的连续下侧视图。本发明的座椅6优选地适配成在步行期间向任一侧旋转多达至少15°，以使鞍座的更宽后部从腿路径移开以及强力腿接触的鞍座的侧边变得与升降式助行椅的前-后轴平行。缓冲器(未示出)或限位器或仅向下折叠座椅翼部6a、b的侧边能够限制座椅旋转度数。

图11a和图11b示出分别处于展开和折叠位置的鞍座/座椅6，以及示出如何通过翼部伸展支柱38随着鞍座下降将座椅翼部6b向上摆动成座椅模式。可以采用两个此类完全相同支柱同时地抬升两个座椅翼部6a、b，但是为了简明，此处仅示出右边支柱38。图11a示出连接机构，其包括支柱38的上方(内部)伸缩段至座椅侧翼部6b的下侧的球关节39。图11b示出支柱38的下方外部分段通过球关节39和短支架管连接到平行四边形升降支柱4的下部，使得它具有在座椅展开阶段期间向上至翼部6b的清空路径。注意，当鞍座6上升且翼部6b向下折叠时，伸缩管38完全伸展。当伸缩行程完全收缩时，随着座椅6接近其伸展底部成座椅模式，支柱38仅开始抬升翼部6b，如图11a和图11b通过比较图示。

图12a和图12b示出升降式助行椅的备选实施例，其通过左/右弹性构件29a和直线支承组装件27a、b在步行和座椅高度之间抬升和降低座椅滑动架组装件28。图12a示出向上处于鞍座模式中的座椅6，其弹性组件29b(例如，气压弹簧)完全伸展以使座椅滑动架组装件28通过左/右直线承重组装件27a、b向上抬升，以及使得滚轴椅背织物或罩30向上收缩并缩在椅背滚轴组装件31上，被左/右椅背张紧带轮组装件32a、b张紧。如弹簧和气压弹簧的弹性组件29a、b的作用力随着它们伸展和收缩成直线下降。正如此处使用的，为了直接沿着左/右直线承重轨道对26a、b施加作用力，它们不是“等弹性”的以及在被完全压缩时最强力地抬升(或在拉紧弹性组件的情况中伸展)。因此，图12a、b、c的直线提供动力的实施例适于保留某种腿部强度的人，并且能够提供随着座椅6接近行程顶部缺失的抬升动力。图12b示出随着座椅滑动架28达到直线承重行程底部以及滚轴椅背织物30被伸展并就绪使用时而被完全压缩的气压弹簧29a、b。左/右脚操作的转向脚踏板33a、b固定地与前旋转脚轮16a、b关联，以及用作还有助于一种形式的亲友“推送”升高的椅子的动态搁脚板，其中乘坐者在眼睛高度或由此可以例如容易地推送扶手(而非必定向后的把手)的护理人员，以及脚板使得乘骑者能够通过选择性地旋转脚轮来“转向”以使得椅子沿着期望的路径。无伴随的乘骑者还能够继续以一个腿(滑板式样)“跨步”以及利用另一个腿转向，以便按精确的方向行进，如通过窄门道，以及当仅通过此方法转向一个脚轮时，无需脚轮之间的转向连杆或详尽转向几何形状。

图12c是在左/右直线承重轨道对26a、b之间行进的两个直线承重组装件27a、b的其中之一的闭合透视图，其用于抬升和降低座椅滑动架组装件28，座椅6、驱动扶手组装件9a、b和滚轴椅背织物30也可以与之连接。直线承重组装件27a、b通过安装的锥形滚轴用于保持与相对的直线承重轨道对26a、b接触。

图13a和图13b分别示出本发明的说明性实施例的低(座椅)和升高的(鞍座)展开，其提供对用户(未示出)、如Equipois有限公司销售的Zero-G^TM支承臂的弹性动力有效负荷支承臂35或其他配重平衡或平衡臂以及优选万向节式工业有效负荷的组合重量的支承，如图16所示。图16示出说明性关节式力臂52和万向节式工具架54。其他工具架和臂可以适用于特定应用，无论是工业用还是提供日常任务的个体辅助。图13a、b示出各具有两个升降连杆的升降关节式臂。每个连杆是平行四边形构造的，其具有弹性构件以提供升降力。前文提到的臂可以具有一个或多个升降连杆。连接到升降臂的远端可以是使得用户的手自由地执行任务的扶手，同时由连接到升降臂的扶手支承。升降式助行椅的此实施例能够帮助可能因数小时工作保持伸出的重复性劳损而导致例如肩伤的工业环境中部署重工具。工人可以自我抬升外加臂和工具有效负荷至用于工作场所环境之间相对容易步行的“鞍座”高度，并重复地降低至座椅高度以及再次抬升，具体取决于任何特定任务的高度。

升降式助行椅的特定应用实施例可以需要更完善地平衡用户和有效负荷，因此可以利用图1所示的等弹性平行四边形提供动力的实施例，乘坐者可以据此容易地执行“取放”(还称为“材料处理”)操作。这种升降式助行椅在优选地构造成通过将工人降低到椅座高度、将臂与有效负载接合，利用最小腿部力量动作起立，将有效负荷操控到其放置位置以及下沉以卸载臂(这可以方便约束在任何选定的最大高度)，来允许以小力量动作和小伤害风险拾取和传送重物。此过程将传送的有效负荷的重量从手转移到远远更有力的大腿和小腿，以及在整个“取放”操作过程中使工人“悬浮”自身重量。

图14示出最大高度调整螺栓24和撞板25，用于限制上方平行四边形支柱5a、b的其中之一，以便设置适于用户跨高的最大鞍座高度，以及确保恰当地约束高度鞍座/椅座6来方便他或她从相邻无支承站立位置“就坐”以及设置用于步行的最优鞍座高度。

图15a、b、c示出折叠椅座/鞍座6的一个说明性实施例，其按弧形设计为经济地与展开的“座椅”模式和折叠的“鞍座”模式中的人体形状相容，并且提供适于男性乘骑者的前侧较窄以及一般对于女性更舒适的某种程度向后进一步稍宽。图15a是下侧视图，其折叠座椅释压切口41a、b允许座椅6的稍微弧形平面，包括在折叠时收紧地连接在一起的翼部6a、b和中间三角形部分，作为鞍座在向前区域保持最优窄度。所示出的还有前-后铰链组40a、b，其呈v型模式构造成折叠成尖角鞍座形状，前侧约1英寸宽以及后侧约6英寸宽。铰链组40a、b的前后组件彼此成直线布置，但是在中间被左和右折叠释压切口41a、b间断。图15b示出座椅6的完全展开的上表面上设置的极浅弧度，如同从极大半径的圆柱段切成。这种大半径“主”曲率和切口41a、b与铰链组40a、b组合的结果是软垫形状，在图15c中可以视为折叠成说明性窄度的鞍座形状。优选地使用衬垫材料，如凝胶部分和弹性覆盖材料，使得座椅6在折叠成鞍座以及展开成座椅时保持较窄但是步行得舒适。无衬垫鞍座也是一种选择。

此主弧形混合物的拓扑在折叠时帮助防止软垫在展开时凸起，因为折叠的半径不会随完整直铰链线周围增大太多。过量的材料可以“切角”并且在折叠时向内拉入切口间隙中以及展开时弹性地释放。强力柔性外部覆盖材料还将有助于确保乘骑者的衣服不会被切口41a、b闭合时的侧边夹住。注意，随着主曲率半径减小，以及折叠释压切口41a、b的宽度增大，折叠的鞍座变得逐渐更窄。

有关升降装置的“等弹性”的概念由Garrett W.Brown的多个不同专利解释，包括US专利8,066,251；5,360,196；7,618,016；5435515；Re.32,213；6,030,130；4,394,075和4,208,028(通过引用并入本文)。

已描述了本发明的多种实施例，这些实施例各具有元件的不同组合。本发明不限于所公开的特定实施例，并且可以包括所公开的元件的不同组合或此类结构的一些元件和等效物的省略。

虽然本发明是通过说明性实施例来描述的，但是本领域技术人员将设想到其他优点和修改。因此在其更广义方面，本发明不限于所示出和描述的具体细节。可以进行修改而不背离本发明的精神和范围。因此，本发明不应局限于特定说明性实施例，而是在所附权利要求及其等效物的完整精神和范围内进行解释。

Claims (20)

1.根据本文描述或示出的任何实施例的升降式助行椅。

2.一种升降式助行椅，其包括：

轮架；

升降结构；

所述升降结构包括：

连接到所述轮架的升降底盘；

所述底盘具有平行四边形结构，所述平行四边形结构具有连接到形成所述平行四边形侧边的升降支柱的延伸框架；以及

通过接收器杆连接到所述延伸框架的弹性升降盒；座椅；

所述升降结构能够对所述座椅进行升降：

所述座椅能够从座椅转换成鞍座；

所述升降结构功能性地连接到所述座椅以便在所述座椅/鞍座的升降后，所述座椅在座椅与鞍座之间转换；以及

所述升降结构能够对乘坐者的重量进行配重平衡以帮助从就坐的位置移到较为直立的位置。

3.如权利要求2所述的升降式助行椅，其中所述座椅与升降结构之间的连接方式是连接到平行四边形臂上。

4.如权利要求1所述的升降式助行椅，其具有一设有左右组装件的扶手/椅背架；

每个所述扶手组装件具有扶手支承板，所述扶手支承板通过平行四边形支柱在两个枢接点处连接到扶手盖板以形成平行四边形；

所述两个平行四边形支柱具有不同的长度，以使在所述盖板相对于所述支承板枢转时，所述盖板与所述支承板之间的相对角度发生变化，从而使盖板枢转以横在乘坐者面前。

5.如权利要求4所述的升降式助行椅，其中所述扶手的移动控制升降功能和轮子的锁定和解锁。

6.如权利要求1所述的升降式助行椅，其中所述升降结构平行四边形侧边被弯曲以扩大所述座椅占据的区域以及为乘坐者腿脚的移动提供更多空间。

7.如权利要求1所述的升降式助行椅，其中所述升降盒能够具有一个或多个升降动力单元；

所述升降动力单元能够是通过具有通用配件而能够互换的；以及所述盒能够容纳动力单元的不同组合。

8.如权利要求1所述的升降式助行椅，其中所述升降单元延伸臂和其枢接的所述升降支柱平行四边形侧边具有6.9的长度比，其中弯曲平行四边形侧边的长度是在枢接点间按直线测得的。

9.如权利要求1所述的升降式助行椅，其中升降延伸中心线与沿着盒中心线施加的力之间的角度是29°提升角，或在约27°至约31°的范围内。

10.如权利要求1所述的升降式助行椅，其中升降延伸中心线与沿着盒中心线施加的力之间的角度是48°提升角，或在约46°至约50°的范围内。

11.如权利要求1所述的升降式助行椅，其中所述就坐的位置与所述鞍座位置之间的高度在约18英寸至约34英寸的范围内变化。

12.如权利要求1所述的升降式助行椅，其包括固定所述扶手盖板以使它们统一旋转的曲柄轴，其中所述曲柄轴臂被适配以拉动致动线以接合和释放轮闸和/或座椅高度锁。

13.如权利要求1所述的升降式助行椅，还包括连接到所述升降式助行椅的配重平衡臂。

14.如权利要求13所述的升降式助行椅，还包括连接到所述配重平衡臂的远端的万向节式工具架。

15.如权利要求13所述的升降式助行椅，还包括连接到所述配重平衡臂的远端的扶手。

16.一种康复的方法，其包括：

使用根据本文描述或示出的任何实施例的所述的升降式助行椅执行康复。

17.根据本文描述的任何实施例的具有平行四边形结构和升降盒的升降装置，所述平行四边形结构具有弯曲或笔直侧边；以及所述升降盒连接到所述平行四边形并设置在所述平行四边形内侧或外侧。

18.前述权利要求中的任一项具有一个或多个以下特征：其中所述升降支柱能够是上或下平行四边形连杆；

盒轴槽允许盒与升降延伸中心线之间的角度改变，以便调整所述升降性能曲线；

电动机辅助、自带插入式电动机/电池/无线控制单元；

伸缩支柱伸展机构，其用于将所述座椅在座椅与鞍座构造之间进行转换；

座椅翼部随着鞍座下降沿着v型铰链展开成座椅，所述座椅具有间断式铰链，中间有折叠座椅释压切口；

座椅高度上限通过螺栓抵触撞击板进行调整；

所述座椅旋转；

座椅旋转的程度能够设置成使得驱动腿接触的鞍座的侧边缘变为与所述装置的纵向轴平行。

所述座椅绕着纵轴的旋转程度为约30度(左右各15度)；

所述座椅的旋转角度的程度受限于减震器或限位器，

或

最大高度和最小高度锁器。

19.一种升降式助行椅，其包括：

轮上的框架；

自行车型鞍座，其可转换成常规座椅，其中所述座椅随着所述座椅抬升而折叠成鞍座；

右扶手；

左扶手；

具有多个位置的两个扶手：

其中在第一位置(常规)时，轮子被锁定；

第二位置，其中所述轮子解锁以及所述座椅高度被锁定(用户选择的所述座椅高度)；

第三向前位置，其锁定所述鞍座的高度并释放所述轮子，但是用户可稍向前倚靠在所述扶手上；

制动机构，所述制动机构能够通过移动所述扶手而被激活，以及在可选地施加全制动动力工作时，所述座椅高度变为自由动作，使得用户能够降低到就坐位置；

搁脚架，其构造成影响转向；

所述装置构造成使得用户能够使用他自己的腿行动，以及处于站立或接近站立位置，能够采取正常或接近正常步行姿态；

所述鞍座被加载弹簧，以便承载一定比例的用户体重，其可以向上调整以及向下调整；

动力升降机构，其用于通过例如气压弹簧和直线轴承来升降所述座椅高度；

其中所述座椅/鞍座具有纵向铰链，所述纵向铰链呈v型模式，在折叠时提供“尖角”鞍座形状，前侧约1英寸宽度以及后侧约6英寸宽度；座椅高度锁定和轮闸机构包括：

两个固定点上的凸轮，所述扶手围绕所述凸轮枢转且连接有缆线；

一个凸轮能够牵引通过眼洞连接到“弓弦”的缆线，这样卡接轮闸，以及将所述扶手推送到后面的正常位置，使得此凸轮“偏离中心”而释放所述轮闸；

第二凸轮相对于第一凸轮定向成180度，因此当所述扶手向前推动到伸展位置时，其将椅背绳拉入系缆柱中，并且还能够“偏离中心”工作，以便在向后拉动所述扶手时锁定座椅高度；以及

每个轮闸独立控制。

20.一种升降式助行椅，其具有弹性组件提供的升降动力，所述弹性组件向上偏压平行四边形底座，所述平行四边形底座在后部结构拱起和所述座椅组装件的底柱之间延伸；

在下方“座椅”位置中，所述平行四边形因乘骑者重量而向下偏压；

在上方位置中，所述乘骑者被抬升到“鞍座”位置；以及

其中可选择地，凸轮的升降动力能够通过抬高以及降低所述弹性组件的终止点来进行调整。