CN110507103A - 一种用于穿戴式随坐椅的起身装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于穿戴式随坐椅的起身装置，包括用于驱动大腿支撑架运动的起身驱动机构和用于传动驱动力的传动机构，所述起身驱动机构，包括气弹簧以及连接件，其中气弹簧的安装部铰接在小腿支撑架的后部，气弹簧的伸缩部通过连接件拆卸式安装于大腿支撑架的下部；所述传动机构包括第一杆体、第二杆体以及三向万向节，所述第一杆体的上端与大腿支撑架下端固接，所述第一杆体的下端通过三向万向节与所述第二杆体的上端相连，所述的第二杆体的下端与小腿支撑架的上端固接，其中气弹簧与大腿支撑架相连时，所述第一杆体、第二杆体以及气弹簧形成三角形支撑结构。本发明的有益效果是：不影响人的正常走路，适应人的正常脚板转动以及不同身高的人群。
Description
技术领域
本发明涉及一种适应用于穿戴式随坐椅的起身装置。
背景技术
“便携可穿戴式辅助起身助力随坐椅”是一款适用于当前绝大多数老年人出行的一款座椅，便于流畅自如地完成“坐下”和“起身”的简单动作，为老年人提供了一个安全、可靠、便捷的座椅。随着我国老年人口规模呈现总量扩张、增量提速的发展态势，人口抚养负担正逐步加强，老年人的出行安全问题更是成为了社会关注的焦点。很多老年人在外出活动时总是需要自己拎着小板凳、或者市面上常见的拐杖凳，比较繁重；而一些腿脚不好的老人时常找不到合适的座椅，很多老人坐下之后起身费劲；社会上公共座椅针对老年人还欠缺人性化设计。虽然目前市面上已经存在携带式的座椅，但是目前市面上的一些可穿戴式外附骨骼，穿戴在人体上一般会出现以下几个问题：1)质量过重，人穿戴时影响正常行走；2)可实现坐立功能，但利用气弹簧会严重影响人在正常行走时的正常姿态；3)用电磁控制比较容易实现，但是因为考虑到本作品是可穿戴的，所以电机的重量会影响人的舒适度。同时电磁控制可能会出现漏电问题，存在安全隐患。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种辅助起身、可以很好适应腿部弯曲、不影响正常走路的用于穿戴式随坐椅的起身装置。
本发明所述的一种用于穿戴式随坐椅的起身装置，其特征在于：包括用于驱动大腿支撑架运动的起身驱动机构和用于传动驱动力的传动机构，所述起身驱动机构，包括气弹簧以及连接件，其中气弹簧的安装部铰接在小腿支撑架的后部，气弹簧的伸缩部通过连接件拆卸式安装于大腿支撑架的下部；所述传动机构包括第一杆体、第二杆体以及三向万向节，所述第一杆体的上端与大腿支撑架下端固接，所述第一杆体的下端通过三向万向节与所述第二杆体的上端相连，所述的第二杆体的下端与小腿支撑架的上端固接，其中气弹簧与大腿支撑架相连时，所述第一杆体、第二杆体以及气弹簧形成三角形支撑结构。
所述大腿支撑架的下部设有用于供气弹簧的伸缩部卡入的滑槽，滑槽由沿大腿支撑架轴向设置的轴向槽以及延伸至大腿支撑架边沿的卡入槽构成，其中气弹簧的伸缩部通过连接件与大腿支撑架的下部滑动连接，使得辅助起身机构的伸缩部沿轴向槽移动。
所述连接件为一U型卡扣。
还包括踩踏机构，所述踩踏机构包括连接片和脚踏板，其中连接片上端与小腿支撑架的下端铰接，连接片下端铰接脚踏板。
脚踏板为U型结构，且U型结构中部的凹槽用于搁置脚；凹槽两壁各配装一连接片，连接片的下端与凹槽槽壁铰接，连接片轴向设有若干个用于与小腿支撑架的下端铰接的定位孔。
两连接片分别位于小腿两侧，并通过定位销与小腿支撑架下端铰接。
工作时：人在正常行走的过程中，大腿与小腿之间会呈一定的角度，若是利用气弹簧进行直接连接，则会影响老人正常行走的姿态。故本作品在大腿处气弹簧连接的地方设计了滑槽结构，目的是使老人在行走过程中，正常的大小腿角度变化，不会受到气弹簧的力，但是在准备坐立时，大小腿角度增大到一定角度时，气弹簧处于卡死状态，进行支撑作用。
人站立状态下，气弹簧处于最大行程处，其与大腿支撑架的连接处为滑槽的轴向槽末端，连接件连接气弹簧的伸缩部，可方便其摘取。当人处于坐立状态时，气弹簧随着大小腿之间的角度变化与大腿支撑架的连接处移动至滑槽顶端。此时气弹簧开始给人大腿力，起到支撑作用，形成一把椅子。这样可以使人在正常行走中，不受到气弹簧的力，从而不影响人的正常行走。
根据使用者身高调整连接片的安装长度，适应不同高度的人。
本发明的有益效果是：用气弹簧助力时会出现影响人正常走路的问题，故本次我们设计一定长度的滑槽来使人在正常行走的过程中不收到气弹簧的力，以及设计脚踝可转动机构适应人的正常脚板转动以及可适应不同身高的人群。
附图说明
图1是本发明的坐立状态结构图。
图2是本发明的直立状态结构图。
图3是本发明的直立状态下部分局部示意图。
图4是本发明的坐立状态部分局部示意图。
图5是本发明的踩踏机构结构图。
图6是人体步态图；
图7是气弹簧力学模型。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
参照附图：
实施例1本发明所述的一种用于穿戴式随坐椅的起身装置，包括用于驱动大腿支撑架运动的起身驱动机构1和用于传动驱动力的传动机构2，所述起身驱动机构1包括气弹簧11以及连接件12，其中气弹簧11的安装部铰接在小腿支撑架3的后部，气弹簧11的伸缩部通过连接件13拆卸式安装于大腿支撑架4的下部；所述传动机构2包括第一杆体21、第二杆体22以及三向万向节23，所述第一杆体21的上端与大腿支撑架4下端固接，所述第一杆体21的下端通过三向万向节23与所述第二杆体22的上端相连，所述的第二杆体22的下端与小腿支撑架3的上端固接，其中气弹簧11与大腿支撑架4相连时，所述第一杆体21、第二杆体22以及气弹簧11形成三角形支撑结构。
所述大腿支撑架4的下部设有用于供气弹簧的伸缩部卡入的滑槽41，滑槽41由沿大腿支撑架轴向设置的轴向槽411以及延伸至大腿支撑架边沿的卡入槽412构成，其中气弹簧11的伸缩部通过连接件与大腿支撑架4的下部滑动连接，使得辅助起身机构的伸缩部沿轴向槽移动。
所述连接件13为一U型卡扣。
还包括踩踏机构5，所述踩踏机构5包括连接片51和脚踏板52，其中连接片51上端与小腿支撑架3的下端铰接，连接片51下端铰接脚踏板52。
脚踏板52为U型结构，且U型结构中部的凹槽521用于搁置脚；凹槽521两壁各配装一连接片51，连接片51的下端与凹槽槽壁铰接，连接片51轴向设有若干个用于与小腿支撑架的下端铰接的定位孔511。
两连接片51分别位于小腿两侧，并通过定位销512与小腿支撑架3下端铰接。
工作时：人在正常行走的过程中，大腿与小腿之间会呈一定的角度，若是利用气弹簧进行直接连接，则会影响老人正常行走的姿态。故本作品在大腿处气弹簧连接的地方设计了滑槽结构，目的是使老人在行走过程中，正常的大小腿角度变化，不会受到气弹簧的力，但是在准备坐立时，大小腿角度增大到一定角度时，气弹簧处于卡死状态，进行支撑作用。
人站立状态下，气弹簧处于最大行程处，其与大腿支撑架的连接处为滑槽的轴向槽末端，连接件连接气弹簧的伸缩部，可方便其摘取。当人处于坐立状态时，气弹簧随着大小腿之间的角度变化与大腿支撑架的连接处移动至滑槽顶端。此时气弹簧开始给人大腿力，起到支撑作用，形成一把椅子。这样可以使人在正常行走中，不受到气弹簧的力，从而不影响人的正常行走。
根据使用者身高调整连接片的安装长度，适应不同高度的人。
如图7所示，在双腿运动过程中，支撑相过渡到摆动相过程中，老年人大小腿之间呈现的角度最大为150°，即∠ABC＝150°。其过程可以认为整个腿由伸直到大腿绕膝关节旋转30°，由此可以计算出大腿部分长度变化量。简图如下，其中AB杆为大腿部分，长度设定为110+Δbmm，BC杆为小腿部分，长度为170mm，AC杆为气弹簧，长度为277.77mm。
Δb2+494.44Δb-8812.1729＝0
解得：Δb1＝17.22mm Δb2＝-511.66mm(舍去)
故设计开槽孔长度为20mm
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (6)
1.一种用于穿戴式随坐椅的起身装置，其特征在于：包括用于驱动大腿支撑架运动的起身驱动机构和用于传动驱动力的传动机构，所述起身驱动机构，包括气弹簧以及连接件，其中气弹簧的安装部铰接在小腿支撑架的后部，气弹簧的伸缩部通过连接件拆卸式安装于大腿支撑架的下部；所述传动机构包括第一杆体、第二杆体以及三向万向节，所述第一杆体的上端与大腿支撑架下端固接，所述第一杆体的下端通过三向万向节与所述第二杆体的上端相连，所述的第二杆体的下端与小腿支撑架的上端固接，其中气弹簧与大腿支撑架相连时，所述第一杆体、第二杆体以及气弹簧形成三角形支撑结构。
2.如权利要求1所述的一种用于穿戴式随坐椅的起身装置，其特征在于：所述大腿支撑架的下部设有用于供气弹簧的伸缩部卡入的滑槽，滑槽由沿大腿支撑架轴向设置的轴向槽以及延伸至大腿支撑架边沿的卡入槽构成，其中气弹簧的伸缩部通过连接件与大腿支撑架的下部滑动连接，使得辅助起身机构的伸缩部沿轴向槽移动。
3.如权利要求2所述的一种用于穿戴式随坐椅的起身装置，其特征在于：所述连接件为一U型卡扣。
4.如权利要求1所述的一种用于穿戴式随坐椅的起身装置，其特征在于：还包括踩踏机构，所述踩踏机构包括连接片和脚踏板，其中连接片上端与小腿支撑架的下端铰接，连接片下端铰接脚踏板。
5.如权利要求4所述的一种用于穿戴式随坐椅的起身装置，其特征在于：脚踏板为U型结构，且U型结构中部的凹槽用于搁置脚；凹槽两壁各配装一连接片，连接片的下端与凹槽槽壁铰接，连接片轴向设有若干个用于与小腿支撑架的下端铰接的定位孔。
6.如权利要求5所述的一种用于穿戴式随坐椅的起身装置，其特征在于：两连接片分别位于小腿两侧，并通过定位销与小腿支撑架下端铰接。
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