CN110485662A - 台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，包括不锈钢基板、金属弹簧板、防滑层、导板、金属弹簧圈；不锈钢基板将台阶阳角包裹并与台阶固定，金属弹簧板弯折为水平、斜面、竖直三段，斜面段下表面固定有限位台，不锈钢基板竖直方向上固定有承座，金属弹簧圈两端分别与限位台、承座固定，且金属弹簧圈所在平面垂直于金属弹簧板的斜面段，导板上端与金属弹簧板竖直段下端通过缓冲条塞紧，下端与不锈钢基板固定。本发明的装饰座通过特殊的结构设计可以实现对摔倒人体的多重缓冲作用，可有效的降低人体摔倒时所受到的台阶伤害，该装饰座适用性广，对全年龄层人体摔倒均能起到一定作用，且美观大方，结构简单，易于实现，有利于其推广应用。

Description

台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座

技术领域

本发明涉及台阶防护技术领域，涉及一种台阶装饰座，尤其涉及一种台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座。

背景技术

现有建筑尤其是一些老旧建筑的台阶往往存在安全隐患，台阶多为花岗岩材质，表面光滑尤其是当表面湿润时，行人易滑倒，且台阶的阳角部位大多呈线态剪切状，可能会因各种原因导致身体重心移动过程中失衡，如：

1.台阶踏面外凸：当人体处台阶上行状态时：负重足与推进足(医学上通常将人体移动时，身体后部的足称为推进足，前部的足称为负重足)上行运动受到台阶踏面外凸板勾拌，推进足无法按可控平衡轨迹到达踏面，导致身体平衡失控摔倒；

2.台阶阳角与鞋底面接触面积过小，台阶给予鞋的摩擦力较弱，未能给予小尺码鞋或鞋底无防滑齿的鞋型摩擦，导致身体重心移动过程中失衡；

3.上行姿态中，负重足转为推进足后离开踏板时，身体重心靠后，台阶若无对应防滑与助力设计，容易造成负重足滑移，无法及时提供上行推力，导致身体失衡；

4.人体下行状态，尤其是速度较快时，由于台阶缺少对速度缓冲或限位的设计，比较容易引发身体急停造成失衡或者腿部受伤，或容易造成脚部滑出台阶踏面，导致身体失衡；

若行人身体失衡倒地，身体易与阳角冲撞，极易导致脑、颈椎、骶椎、肘关节等部位因无肌肉的保护而受到严重创伤(如：导致人体线性切口状损伤、骨折等)。

目前市售的台阶防护用品基本上都是采用防滑条，通过粘结胶粘附于台阶上，或将台阶阳角包覆形成圆滑角，现有产品大部分不会结合考虑人体运动的姿态，更无法实现通过结构的设计来减弱人体摔倒后所受到的伤害的程度，且现有大多数防护产品的耐候、时效等性能不稳定，有效使用周期偏短，失效易产生新的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，结合台阶设计规范、人体工学、人体影像学、及中国鞋号分档标准等标准，设计提供一种台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，该装饰座可以防范人体在台阶阳角区的滑倒发生，也可以有效的减弱人体摔倒后台阶的伤害程度。

本发明采用的技术方案如下：

一种台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，包括不锈钢基板、金属弹簧板、防滑层、导板、金属弹簧圈；所述的不锈钢基板贴附在台阶表面将台阶阳角包裹且两端通过螺栓与台阶固定，所述的金属弹簧板弯折为水平、斜面、竖直三段，水平段与斜面段间的弯折位置恰好位于台阶阳角处，其水平段端部与不锈钢基板焊接固定，斜面段下表面固定有限位台；在不锈钢基板竖直方向上固定有承座，金属弹簧圈两端分别与限位台、承座固定，且金属弹簧圈所在平面垂直于金属弹簧板的斜面段，不锈钢基板底部设置限位凹槽，导板下端插入上述限位凹槽内，上端与金属弹簧板竖直段位于同一竖直面内，金属弹簧板竖直段下端与导板上端之间通过缓冲条塞紧，防滑层固定覆盖在金属弹簧板表面，一端直接与不锈钢基板固定，另一端通过上述缓冲条压紧。

进一步的，所述的不锈钢基板在水平方向覆盖台阶踏面长度的31-45％，在竖直方向上覆盖台阶立面高度的50-75％；

进一步的，所述的防滑层在水平方向覆盖台阶踏面长度的31-45％，在竖直方向上覆盖台阶立面高度的15-23％；

进一步的，所述的防滑层采用PVC板材，一端与不锈钢基板通过螺栓固定，其余部分粘结包覆在金属弹簧板表面，上述固定端端部形成斜面，可以给上行提供助力。

更进一步的，所述的防滑层表面设置有垂直角防滑齿，即防滑齿的上表面为水平面，侧壁均呈竖直状态垂直于上表面。

进一步的，所述的金属弹簧板采用不锈钢弹簧板制成。

进一步的，所述的金属弹簧板的水平段与斜面段间夹角设置为150°--155°，该角度是综合考虑人体失衡后与台阶踏面形成的迎合角、台阶尺寸取值与GB_50352-2019_民用建筑设计统一标准进行设置的，当人体失衡倒地时，身体与台阶坡度基本处于平行状态可以获得最大接触面积，最大可能的减弱伤害程度。

进一步的，所述的金属弹簧板斜面段的水平宽度为19--25mm，该尺寸一方面已经足够用于提供装饰座内部其它元部件的安装空间，另一方面可以为人体自然姿态的脚跟、脚弓部位提供支撑和摩擦力，提供适应人体自然行走所需要的受力面，同时又不会过大的影响原始台阶的形状和结构。

进一步的，所述的金属弹簧板的下端回勾形成L型，增大与缓冲条的接触面积。

进一步的，所述的金属弹簧圈是采用不锈钢弹簧板制成的环状结构，环与限位台及承座均通过铆钉连接。金属弹簧板与金属弹簧圈形成了复合缓释结构，既可以互不干预，又可以共同作用。

本发明具有的有益效果如下：

本发明的装饰座通过特殊的结构设计可以实现对摔倒人体的多重缓冲作用，可有效的降低人体摔倒时所受到的台阶伤害，该装饰座适用性广，对全年龄层人体摔倒均能起到一定作用，且美观大方，结构简单，易于实现，有利于其推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座的一种具体结构示意图；

图2是垂直角防滑齿结构示意图；

图3是多重缓冲作用原理示意图；

图4是实际安装效果示意图；

图中：1.固定螺栓、2.压条、3.不锈钢基板、4.防滑层、5.金属弹簧板、6.限位台、7.限位填充、8.缓冲条、9.导板固定板、10.金属弹簧圈、11.导板、12.承座、13.限位凹槽、14.固定螺栓。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本发明的台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座的一种具体实例，其包括不锈钢基板3、金属弹簧板5、防滑层4、导板11、金属弹簧圈10；

金属弹簧板5、金属弹簧圈10均采用不锈钢弹簧板制成，金属弹簧圈10呈环状，直径约40mm。防滑层4采用PVC板材。

不锈钢基板3贴附在台阶表面将台阶阳角包裹且两端均通过螺栓与台阶固定，在水平方向覆盖台阶踏面长度的31-45％，竖直方向上覆盖台阶立面高度的50-75％，所述的金属弹簧板5弯折为水平、斜面、竖直三段，水平段与斜面段间的弯折位置恰好位于台阶阳角处，水平段与斜面段形成的角度α为150°--155°，斜面段的水平宽度约为19--25mm，其水平段端部与不锈钢基板3焊接固定，斜面段下表面固定有限位台6；在不锈钢基板3竖直方向上固定有承座12，金属弹簧圈10两端分别与限位台6、承座12通过铆钉固定，且金属弹簧圈其环面垂直于金属弹簧板斜面段，不锈钢基板底部设置限位凹槽13，导板11下端插入上述限位凹槽内，上端与金属弹簧板竖直段位于同一竖直面内，弹簧板竖直段的下端回勾形成L型，其底面与导板上端之间通过缓冲条8塞紧，防滑层4固定覆盖在弹簧板5表面，防滑层在水平方向覆盖台阶踏面长度的31-45％，在竖直方向上覆盖台阶立面高度的15-23％，一端直接与不锈钢基板3接触，并通过压条2或直接螺栓固定于不锈钢基板上，端部形成斜面，可以给上行形成助力，另一端通过上述缓冲条8压紧。

该装饰座采用多重设计可以有效的降低人体摔倒时受到的伤害：

第一层：防滑层

防滑层4可提供防滑、缓解速度、增大接触面积、通过压缩变形释放撞击力等作用；防滑层上设置有垂直角防滑齿(90°防滑齿)，防滑齿上表面水平侧壁均竖直设置且防滑齿间为不等距齿槽，这样设置的防滑齿更有利于作为上行鞋弓落点、下行鞋掌离去防滑，不等宽齿槽可以缓冲下行速度，降低身体受鞋急刹而失衡现象发生，可适用于不同质量人群与各类鞋底纹。

第二层：金属弹簧板及缓冲条

其中弹簧板5的斜面段的角度非常关键，其是鞋与装饰座的接近角和离去角，应综合考虑取脚弓内外角、脚掌上翘角、脚掌蹬角、人体摔倒与地面夹角间的平衡值。通过弹簧板尤其是其斜面段受力后的向下扇形位移(形成缓冲角)以及缓冲条形变可以形成有效的缓冲作用，适用于轻质量人体(孩童)；当冲击力大于设计值后则自行激发启动第三层缓冲作用。如：当受到由高110—150cm,总质量27--40kg，顶部球体半径80--90mm质量2--3.1kg的落体形成的冲力后，弹簧板可以发生扇形位移从而将所受撞击力缓释65-80％，并在极短时间内复位，当撞击力超过上述条件所形成的撞击后，则通过下部连接的金属弹簧圈继续发生缓冲作用。

第三层：金属弹簧圈

当较重质量人体摔倒或冲击力较大时，上部金属弹簧板只能缓释部分撞击力并将其余撞击力传递至弹簧圈，通过金属弹簧圈的环状变形起到作用，缓释冲力。如：当受到高150—160cm，质量40--60kg，顶部球体半径90--95mm质量3.2--5kg的落体形成的冲力后，通过弹簧板及弹簧圈的形变共同作用可以缓释80％--90％的撞击力，且在极短时间内可以复位。

结合计算机仿真模拟分析人体在上下台阶过程中失衡摔倒时的受力，具体如下：按照建筑物使用对象分类如下表：

以老年公用建筑的台阶设计标准对A、B、C、D四类人体进行静态(自由落体状态撞击台阶)、动态(以0.5米/秒运动状态)虚拟撞击试验模拟，结论如下：

自由落体状态水平撞击台阶的最大合力数值如下表：

各年龄段人群	合力(N)
		3-6岁儿童	3829
7-15岁青少年	8790
		16-59岁成年人	14478
60-69岁老人	14650

运动状态水平撞击台阶的最大合力数值如下表：

各年龄段人群	合力(N)
		3-6岁儿童	4500
7-15岁青少年	9428
		16-59岁	15586
60-69岁老人	15800

依据模拟结论与安全帽标准GB2811-2007中的8.1.1耐冲击吸收性能：传递到头模上的力不超过4900N(500kgf)，可以看出，人体在静止与运动过程中头部碰撞台阶所受到的力已经达到需要佩戴安全帽来保护的程度。人体摔倒时可能受到的伤害还是极大的，有必要设计出一种降低伤害程度的装置。

采用本发明的装饰座安装后，相同条件下计算机仿真模拟效果如下：

自由落体状态水平撞击台阶人体头模所受到的最大合力:

各年龄段人群	合力(N)
		3-6岁儿童	200
7-15岁青少年	280
		16-59岁	294
60-69岁老人	300

运动状态水平撞击台阶人体头模所受到的最大合力：

可以看出，各年龄段人群静止撞击的冲力较静止无缓冲撞击的冲力依次为：3-6岁儿童冲量减小70％；7-15岁青少年冲量减少80％；16-59岁人群冲量减少90％；60-69岁老人冲量减少90％。表明该装饰座缓冲效果明显，当人质量越大及身高越高时，缓冲效果越明显。且当人体处于运动状态下撞击时，缓冲装置依然可以有效的减缓碰撞时力的大小，缓冲效果也基本保持不变，可以将人体与台阶阳角撞击后的伤害程度有效的减弱。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，其特征在于，包括不锈钢基板、金属弹簧板、防滑层、导板、金属弹簧圈；所述的不锈钢基板贴附在台阶表面将台阶阳角包裹且两端通过螺栓与台阶固定，所述的金属弹簧板弯折为水平、斜面、竖直三段，水平段与斜面段间的弯折位置恰好位于台阶阳角处，其水平段端部与不锈钢基板焊接固定，斜面段下表面固定有限位台；在不锈钢基板竖直方向上固定有承座，金属弹簧圈两端分别与限位台、承座固定，且金属弹簧圈所在平面垂直于金属弹簧板的斜面段，不锈钢基板底部设置限位凹槽，导板下端插入上述限位凹槽内，上端与金属弹簧板竖直段位于同一竖直面内，金属弹簧板竖直段下端与导板上端之间通过缓冲条塞紧，防滑层固定覆盖在金属弹簧板表面，一端直接与不锈钢基板固定，另一端通过上述缓冲条压紧。

2.根据权利要求1所述的台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，其特征在于，所述的不锈钢基板在水平方向覆盖台阶踏面长度的31-45％，在竖直方向上覆盖台阶立面高度的50-75％。

3.根据权利要求1所述的台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，其特征在于，所述的防滑层在水平方向覆盖台阶踏面长度的31-45％，在竖直方向上覆盖台阶立面高度的15-23％。

4.根据权利要求1所述的台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，其特征在于，所述的防滑层采用PVC板材，一端与不锈钢基板通过螺栓固定，其余部分粘结包覆在金属弹簧板表面，上述固定端端部形成斜面。

5.根据权利要求1所述的台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，其特征在于，所述的防滑层表面设置有垂直角防滑齿，即防滑齿的上表面为水平面，侧壁均呈竖直状态垂直于上表面。

6.根据权利要求1所述的台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，其特征在于，所述的金属弹簧板采用不锈钢弹簧板制成。

7.根据权利要求1所述的台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，其特征在于，所述的金属弹簧板的水平段与斜面段间夹角设置为150°--155°。

8.根据权利要求1所述的台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，其特征在于，所述的金属弹簧板斜面段的水平宽度为19--25mm。

9.根据权利要求1所述的台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，其特征在于，所述的金属弹簧板的下端回勾形成L型。

10.根据权利要求1所述的台阶踏板阳角防滑缓冲装饰座，其特征在于，所述的金属弹簧圈是采用不锈钢弹簧板制成的环状结构，环与限位台及承座均通过铆钉连接。