CN111591857A - 上下楼梯辅助装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种上下楼梯辅助装置及其使用方法，该装置包括滑动支撑机构、动力机构、手柄，滑动支撑机构固定于楼梯墙壁侧。所述滑动支撑机构包括形成防脱式滑动配合的滑轨和滑块，动力机构包括固定于滑块上端面的蓄电池、电机，以及匹配滑块滑动行程的直线齿条，直线齿条平行固定于滑轨一侧，且与电机输出端连接齿轮传动啮合。手柄连接于滑块一侧，且手柄设有与蓄电池、电机导接，并控制电机转动速度和方向的功能按键。使用者需要上下楼梯时，只需操作手柄上对应的功能按键，控制电机带动滑块沿轨道上下滑动，从而带动扶手实现对使用者上下楼梯的辅助操作。上述整体结构较为简单，体积较小，上下楼梯辅助使用较为轻便、灵活、稳定、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种楼梯行走辅助装置，是一种上下楼梯辅助装置及其使用方法。
背景技术
楼梯是建筑中楼层垂直间距较大时，作为垂直交通用的一种构件，通常是高层建筑设计中必不可少的部分。虽然楼梯一般都设有手柄等防护和辅助结构，但对于一些腿脚不便的人来说，仅依靠楼梯护栏上下楼梯，仍然是较为困难的，稍不注意容易失去重心而酿成意外。对此，现有技术为了解决该问题，设计了一些楼梯辅助装置或爬楼设备，但现有的这些装置或设备大都存在体积较大，成本较高，不便于携带，或使用操作较为繁琐，费时费力的问题。对于一些老人或小孩而言，本身体力有限，当辅助设备本身重量较重时，反而容易造成较大的负担。为此，有待对现有爬楼辅助设备进行改进。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种上下楼梯辅助装置及其使用方法，使其解决现有同类装置体积较大，重量较重，成本较高，操作使用较为费时费力，自动化程度不高的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
一种上下楼梯辅助装置，该装置包括滑动支撑机构、动力机构、手柄，滑动支撑机构固定于楼梯墙壁侧。其结构要点在于所述滑动支撑机构包括与楼梯扶手平行的滑轨，沿滑轨方向形成防脱式限位滑动的滑块，滑轨通过支架固定于楼梯墙壁侧；所述动力机构包括固定于滑块上端面的蓄电池、电机，传动连接电机输出端的齿轮，匹配滑块滑动行程的直线齿条，直线齿条平行固定于滑轨一侧，且直线齿条与所述齿轮啮合；所述手柄连接于所述滑块一侧，且手柄设有与所述蓄电池、电机导接，并控制电机转动速度和方向的功能按键。通过上述结构，使用者通过握持手柄，并操作相应的控制按键，由电机带动滑块沿滑轨滑动，实现上下楼梯的辅助操作，结构较为简单，整体体积较小，电动使用较为方便、省力。
所述滑轨一端固定设有充电座，充电座设有充电接口，所述滑块上端面的蓄电池一侧设有随滑块滑动至充电座端与所述充电座的充电接口导接的充电头，充电头与蓄电池导接。通过该结构实现滑块上蓄电池的充电操作，较为方便。
所述滑块上端面固定设有控制所述充电头导接充电接口的电磁铁，即所述充电头固定于电磁铁的伸缩端头，当滑块位于充电座端时，充电头随电磁铁伸出到位时与所述充电接口导接，充电头随电磁铁收缩到位时与所述充电口分离；所述手柄设有与所述蓄电池、电磁铁导接，并控制电磁铁动作的控制按钮。通过该结构，实现按需充电操作，延长蓄电池使用寿命，同时提高充电使用的安全性。
所述滑块两端均设有与滑轨两个限位端形成触发的行程开关，滑块上端面设有与所述行程开关、蓄电池、电机导接的控制器，即滑块沿滑轨滑动到位并触发行程开关时，所述电机停转。通过该结构，实现滑块在滑轨两端的自动停机操作，达到有效的限位防护，使用更为安全。
所述控制器导接所述电磁铁，且控制器内设有感应所述蓄电池电量的电量传感器，当电量传感器感应蓄电池电量不足时，控制器控制所述电机带动滑块向充电座方向滑动到位，并控制电磁铁带动充电头与所述充电座的充电接口导接；当电量传感器感应蓄电池电量满时，控制器控制所述电磁铁带动充电头与所述充电座的充电接口分离，即解除充电。通过该结构，实现蓄电池的自动充电操作，较为智能化，保证该装置的正常工作。
所述滑块的上端面固定设有与所述控制器导接的无线接受模块，所述滑轨的两端均设有与所述无线接受模块通信连接，并控制所述电机转动的操作按钮，且按下操作按钮时，所述控制器控制电机带动滑块滑动至该操作按钮所在端。通过该结构，上下楼梯辅助使用的状态切换较为方便。
所述滑块上端面固定设有对滑块上方部件形成遮盖防护的防护罩，用于隔离保护内部器件，保证使用的安全性。
所述手柄与所述滑块之间铰接形成翻转限位，即当手柄相对于滑块翻转至其中一个限位端时，手柄处于辅助上下楼梯的使用状态，当手柄相对于滑块翻转至另一个限位端时，手柄折叠至占用楼梯空间最小的状态。通过该结构，方便按需使用手柄。
所述电机为具有自锁功能的步进电机，电机输出端通过减速器与所述齿轮传动连接。通过该结构，保证动力输出的稳定，使用更为可靠。
该上下楼梯辅助装置的使用方法为：当使用者需要上下楼梯时，首先按下所述滑轨对应端的操作按钮，操作按钮将控制信号发送至所述无线接收模块，由控制器控制电机带动滑块滑动至使用者位置；然后使用者握持手柄，并操作手柄上相应位置的功能按键，使电机带动滑块及手柄向所需行进的方向运动，使用者一边握持手柄，一边在楼梯行走操作，且每按一次功能按键，辅助一段行走操作；直至滑块沿滑轨滑动至其中一个限位端触发行程开关时，电机自动停机，即完成一次完整的楼梯行走辅助操作；当所述蓄电池电量不足以使该装置完成一次完整的上下楼操作时，控制器自动控制电机带动滑块滑动至所述充电座端，并控制所述电磁铁带动充电头与所述充电座的充电接口导接，实现充电操作；当充电完成后，控制器控制所述电磁铁带动充电头与所述充电座的充电接口分离，即解除充电。
本发明整体结构较为简单，体积较小，自动化程度较高，上下楼梯辅助使用较为轻便、灵活、稳定、可靠，适合作为各类楼梯中上下辅助装置使用，或同类辅助装置的结构改进。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图一，图中省略了部分结构。
图2是本发明的端面结构示意图，图中省略了部分结构。
图3是本发明的立体结构示意图二。
图中序号及名称为：1、楼梯墙壁，2、滑轨，3、直线齿条，4、滑块，5、蓄电池，6、电机，7、齿轮，8、控制器，9、充电头，10、充电座，11、支架，12、手柄，13、功能按键，14、防护罩。
具体实施方式
现结合附图，对本发明作进一步描述。以下说明中涉及的固定连接，未特殊说明，均是采用了螺栓、螺母等常用连接件。
如图1-3所示，该上下楼梯辅助装置包括滑动支撑机构、动力机构、手柄12，滑动支撑机构固定于楼梯墙壁1侧。滑动支撑机构包括与楼梯扶手平行的滑轨2，沿滑轨方向形成防脱式限位滑动的滑块4，防脱式限位滑动配合的结构设计为：滑轨设有燕尾式滑槽，滑块设有与燕尾式滑槽匹配的燕尾式凸块。滑轨通过螺栓连接件配合三角形的支架11固定于楼梯墙壁侧。动力机构包括固定于滑块上端面的蓄电池5、电机6，以及匹配滑块滑动行程的直线齿条3，电机为具有自锁功能的步进电机，电机输出端直接或通过减速器（减速箱）间接连接齿轮7，直线齿条平行固定于滑轨一侧，且直线齿条与齿轮形成啮合传动。上述手柄铰接连接于滑块一侧，且手柄铰接处自带限位槽，使手柄相对于滑块形成翻转限位，当手柄相对于滑块翻转至其中一个限位端时，如图中所示状态，即为手柄处于辅助上下楼梯的使用状态；当手柄相对于滑块翻转至另一个限位端时，手柄折叠至与楼梯墙壁侧平行，即达到占用楼梯空间最小的状态，方便其他无需辅助的人员上下楼梯。手柄处设有与蓄电池、电机导接，并控制电机转动速度和方向的功能按键13，功能按键包括上楼、下楼、加速、减速的功能。
上述滑轨2一端固定设有充电座10，充电座设有充电接口，滑块4上端面的蓄电池5一侧设有随滑块滑动至充电座端与充电座的充电接口导接的充电头9，充电头与蓄电池导接，方便蓄电池的充电操作。
进一步的，为了方便蓄电池5按需充电，滑块4上端面亦可固定设有控制充电头9导接充电接口的电磁铁，即充电头固定于电磁铁的伸缩端头，当滑块位于充电座10端时，充电头随电磁铁伸出到位时与充电接口导接，充电头随电磁铁收缩到位时与充电口分离。且手柄12设有与蓄电池、电磁铁导接，并控制电磁铁动作的控制按钮，通过控制按钮实现充电的主动操作。
为了防止滑块4相对于滑轨2滑动过位，滑块两端均设有与滑轨两个限位端形成触发的行程开关，滑块上端面设有与行程开关、蓄电池、电机导接的控制器8，即滑块沿滑轨滑动到位并触发行程开关时，控制器控制电机停转。本发明所称的控制器为市面上常规的单片机或可编程控制器，在此不作详细描述。
进一步的，为了实现蓄电池5自动实现充电操作，上述控制器8亦可导接电磁铁，且控制器内设有感应蓄电池电量的电量传感器，当电量传感器感应蓄电池电量不足时，控制器控制电机6带动滑块4向充电座10方向滑动到位，并控制电磁铁带动充电头9与充电座的充电接口导接；当电量传感器感应蓄电池电量满时，控制器控制电磁铁带动充电头与充电座的充电接口分离，即解除充电。
为了方便多人上下楼梯的辅助使用，滑块4的上端面固定设有与控制器8导接的无线接受模块，滑轨2的两端均设有与无线接受模块通信连接，并控制电机转动的操作按钮，且按下操作按钮时，控制器控制电机6带动滑块滑动至该操作按钮所在端。从而根据不同使用者所在楼层的位置不同，按需操作滑块及手柄到达指定位置，方便不同使用者上下楼的辅助使用。除此以外，上述操作按钮亦可替换为随身携带的无线遥控器，从而实现相同的目的。
如图3所示，滑块4上端面固定设有对滑块2上方部件形成遮盖防护的防护罩14，达到美观、安全使用的目的。
本发明的使用方法为：当使用者需要上下楼梯时，首先按下滑轨2对应端的操作按钮，操作按钮将控制信号发送至无线接收模块，由控制器8控制电机6带动滑块4滑动至使用者位置；然后使用者翻转并握持手柄12，操作手柄上相应位置的功能按键13，使电机带动滑块及手柄向所需行进的方向运动。使用者一边紧握手柄，一边跟随手柄在楼梯行走，且每按一次功能按键，滑块滑动一段行程，辅助一段行走操作。直至滑块沿滑轨滑动至其中一个限位端触发行程开关时，或停止操作控制按键时，电机自动停机并自锁，即完成一次完整的楼梯行走辅助操作。当蓄电池5电量不足以使上述装置完成一次完整的上下楼梯操作时，控制器自动控制电机带动滑块滑动至充电座10端，并控制电磁铁带动充电头9与充电座的充电接口导接，实现充电操作。当充电完成后，控制器控制电磁铁带动充电头与充电座的充电接口分离，即解除充电。
以上内容旨在说明本发明的技术手段，并非限制本发明的技术范围。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进或替换，亦落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种上下楼梯辅助装置，该装置包括滑动支撑机构、动力机构、手柄（12），滑动支撑机构固定于楼梯墙壁（1）侧；其特征在于：
所述滑动支撑机构包括与楼梯扶手平行的滑轨（2），沿滑轨方向形成防脱式限位滑动的滑块（4），滑轨通过支架（11）固定于楼梯墙壁（1）侧；
所述动力机构包括固定于滑块上端面的蓄电池（5）、电机（6），传动连接电机输出端的齿轮（7），匹配滑块滑动行程的直线齿条（3），直线齿条平行固定于滑轨一侧，且直线齿条与所述齿轮啮合；
所述手柄（12）连接于所述滑块一侧，且手柄设有与所述蓄电池、电机导接，并控制电机转动速度和方向的功能按键（13）。
2.根据权利要求1所述的上下楼梯辅助装置，其特征在于所述滑轨（2）一端固定设有充电座（10），充电座设有充电接口，所述滑块（4）上端面的蓄电池（5）一侧设有随滑块滑动至充电座端与所述充电座的充电接口导接的充电头（9），充电头与蓄电池导接。
3.根据权利要求2所述的上下楼梯辅助装置，其特征在于所述滑块（4）上端面固定设有控制所述充电头（9）导接充电接口的电磁铁，即所述充电头固定于电磁铁的伸缩端头，当滑块位于充电座（10）端时，充电头随电磁铁伸出到位时与所述充电接口导接，充电头随电磁铁收缩到位时与所述充电口分离；所述手柄（12）设有与所述蓄电池（5）、电磁铁导接，并控制电磁铁动作的控制按钮。
4.根据权利要求3所述的上下楼梯辅助装置，其特征在于所述滑块（4）两端均设有与滑轨（2）两个限位端形成触发的行程开关，滑块上端面设有与所述行程开关、蓄电池（5）、电机（6）导接的控制器（8），即滑块沿滑轨滑动到位并触发行程开关时，所述电机停转。
5.根据权利要求4所述的上下楼梯辅助装置，其特征在于所述控制器（8）导接所述电磁铁，且控制器内设有感应所述蓄电池（5）电量的电量传感器，当电量传感器感应蓄电池电量不足时，控制器控制所述电机（6）带动滑块（4）向充电座（10）方向滑动到位，并控制电磁铁带动充电头（9）与所述充电座的充电接口导接；当电量传感器感应蓄电池电量满时，控制器控制所述电磁铁带动充电头与所述充电座的充电接口分离，即解除充电。
6.根据权利要求5所述的上下楼梯辅助装置，其特征在于所述滑块（4）的上端面固定设有与所述控制器（8）导接的无线接受模块，所述滑轨（2）的两端均设有与所述无线接受模块通信连接，并控制所述电机（6）转动的操作按钮，且按下操作按钮时，所述控制器控制电机带动滑块滑动至该操作按钮所在端。
7.根据权利要求6所述的上下楼梯辅助装置，其特征在于所述滑块（4）上端面固定设有对滑块上方部件形成遮盖防护的防护罩（14）。
8.根据权利要求1所述的上下楼梯辅助装置，其特征在于所述手柄（12）与所述滑块（4）之间铰接形成翻转限位，即当手柄相对于滑块翻转至其中一个限位端时，手柄处于辅助上下楼梯的使用状态，当手柄相对于滑块翻转至另一个限位端时，手柄折叠至占用楼梯空间最小的状态。
9.根据权利要求1所述的上下楼梯辅助装置，其特征在于所述电机（6）为具有自锁功能的步进电机，电机输出端通过减速器与所述齿轮(7)传动连接。
10.一种如权利要求5所述的上下楼梯辅助装置的使用方法，其特征在于该装置的使用方法为：当使用者需要上下楼梯时，首先按下所述滑轨（2）对应端的操作按钮，操作按钮将控制信号发送至所述无线接收模块，由控制器控制电机（6）带动滑块（4）滑动至使用者位置；然后使用者握持手柄（12），并操作手柄上相应位置的功能按键（13），使电机带动滑块及手柄向所需行进的方向运动，使用者一边握持手柄，一边在楼梯行走操作，且每按一次功能按键，辅助一段行走操作；滑块沿滑轨滑动至其中一个限位端触发行程开关时，电机自动停机，即完成一次完整的楼梯行走辅助操作；当所述蓄电池（5）电量不足以使该装置完成一次完整的上下楼操作时，控制器（8）自动控制电机带动滑块滑动至所述充电座（10）端，并控制所述电磁铁带动充电头（9）与所述充电座的充电接口导接，实现充电操作；当充电完成后，控制器控制所述电磁铁带动充电头与所述充电座的充电接口分离，即解除充电。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200828 |