CN111658453A - 防摔倒自适应助行车及工作方法 - Google Patents

防摔倒自适应助行车及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防摔倒自适应助行车及工作方法，包括左、右两根升降支臂，两根升降支臂的下端分别与左、右两根立杆铰接连接，两根升降支臂的上部分别与顶板的两侧相连，顶板的下底面的中部与升降连杆铰接连接；两根立杆的上部内侧分别与弧形连杆的两端固定连接；升降连杆的下端与弧形连杆的中部铰接连接。每根升降支臂的中部均铰接安装有升降电机；升降电机的螺杆的下端与同侧的立杆的下部铰接连接。该助行车可将使用者从坐立状态扶起成站立状态或者帮助使用者从站立状态成坐立状态。底盘配有电动轮和力传感器，电动轮可根据传感器检测判断的结果进行前进、后退、左右转向及原地旋转；从而实现辅助使用者行走、转向以及摔倒时身体姿态纠正。

Description

防摔倒自适应助行车及工作方法
技术领域
本发明涉及助行交通工具技术领域，特别是涉及一种防摔倒自适应助行车。
背景技术
目前，随着人口老龄化的年龄增加体力、平衡能力减弱，“失稳”跌倒风险增加，缺少有效的辅助支撑装置，有些老人出行锻炼需要使用助行器、拐杖或助行车，在使用助行器、拐杖时，还需间歇搬动器具而行。
助行车是一种通过机械装置支撑行动不便的老人或病人的身体，用于辅助行走的器具。目前市场上现有的助行车，大多都是四个无动力万向轮，随着使用者推动支撑使用者行走，在把手位置有左右两侧单独控制的刹车手把，年迈老人以及肢体无力的使用者，在使用时不能很好的控制其行走和刹停，在重心不稳时或行走一段时间后身体疲惫时，因肢体无力还会产生摔倒等意外情况发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种防摔倒自适应助行车及工作方法，该助行车可帮助老人和病人更轻松便利的行走。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：
一种防摔倒自适应助行车，包括左、右两根升降支臂，两根所述升降支臂的下端分别与左、右两根立杆铰接连接，所述两根升降支臂的上部分别与顶板的两侧相连，所述顶板的下底面的中部与升降连杆铰接连接；所述两根立杆的上部内侧分别与弧形连杆的两端固定连接；所述升降连杆的下端与所述弧形连杆的中部铰接连接；
每根所述升降支臂的中部均铰接安装有升降电机；所述升降电机的螺杆的下端与同侧的立杆的下部铰接连接；
每根立杆的下端均固定连接有水平底架，所述水平底架的前端的下部装有第一万向轮，所述水平底架的后端与斜支架的中下部固定连接；所述斜支架的上端与同侧的立杆的中上部固定连接；所述斜支架的下端装有第二万向轮；
所述水平底架的中后部铰接安装有电动轮支架，所述电动轮支架上装有电动轮，所述电动轮支架的前端装有传感器。传感器的另一端与水平底架固定在一起。
其中，所述顶板的两侧的外侧面各装有一个肘臂支撑，两个肘臂支撑分别与扶手的两端固定连接。
其中，所述顶板的后侧设有靠板，所述靠板上部的两侧各装有一组腋下支撑。
其中，所述传感器位于电动轮的正前方。
其中，升降电机均与同侧的升降支臂中部的下侧铰接连接。
其中，所述升降连杆与升降支臂相互平行。
其中，所述两根升降支臂下部的内侧通过第一连杆固定连接；所述两根立杆的中上部的内侧通过至少一根第二连杆固定连接。
其中，所述传感器可识别使用者的行走方向、速度及突发的倾斜摔倒，所述电动轮可根据传感器的检测判断结果进行前进、后退、左右转向及原地旋转。
该防摔倒自适应助行车的工作方法，具体为：
当使用者处于坐姿时，升降电机带动升降支臂向下倾斜，助行车的上半部分整体下降至最低，助行车两侧的腋下支撑插入使用者的左右两侧腋下，使用者将胳膊放置到肘臂支撑上，双手扶住扶手；然后升降电机推动升降支臂向上运动，助行车的上半部分整体抬升，扶起使用者呈站姿，此过程中，两侧的腋下支撑和肘臂支撑始终保持同一角度，平起平落。
当使用者处于站姿时，升降电机带动升降支臂向下倾斜，助行车的上半部分整体下降至最低，托住使用者慢慢恢复为坐姿，此过程中，两侧的腋下支撑和肘臂支撑始终保持同一角度，平起平落。
当助行车未受推拉力状态时，电动轮受电动轮支架与传感器共同约束，作用在传感器上的力基本为0；
当使用者行走时，使用者身体前倾带动助行车向前位移，两侧的电动轮受地面摩擦力影响，同时对传感器产生拉力，两侧传感器同时感应到拉力后判定为使用者要向前走，从而驱动两侧的电动轮向前旋转，带动助行车行走；
当使用者停止行走时，身体站直，助行车与传感器失去作用力，电动轮停止旋转，助行车停止；
当使用者后退时，身体后倾，带动助行车向后位移，同时对两侧的传感器产生压力，则判定为后退，控制电动轮向后旋转；
当使用者转弯或原地旋转时，身体扭动带动助行车扭动，传导到左右两侧的传感器上的力，一侧为压力，而另一侧为拉力，则助行车控制电动轮受压力的一侧向后转，受拉力的一侧向前转；
当使用者重心不稳摔倒时，助行车突然受到外力，若是拉力，则认定为向前倾倒，则控制助行车后退扶起使用者；若是压力，则判定为向后倾倒，控制助行车向前行走扶起使用者；若是扭力，则控制助行车向反方向旋转。
同现有技术相比，本发明的突出效果在于：
(1)本发明的防摔倒自适应助行车配有升降电机，可将使用者从坐立状态扶起成站立状态或者从站立状态慢慢坐下成坐立状态，此过程中，两侧的腋下支撑和肘臂支撑始终保持同一角度，平起平落。
(2)底盘配有电动轮和力传感器，传感器可识别使用者的行走方向、速度、及突发的倾斜摔倒，电动轮可以根据传感器检测判断的结果进行前进、后退、左右转向及原地旋转；从而实现辅助使用者行走、转向以及摔倒时身体姿态纠正。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明所述的防摔倒自适应助行车及工作方法作进一步说明。
附图说明
图1为防摔倒自适应助行车完全升起的右视图；
图2为防摔倒自适应助行车完全升起的立体示意图；
图3为防摔倒自适应助行车完全升起的主视图；
图4为防摔倒自适应助行车降至最低时的示意图；
图5为防摔倒自适应助行车升起一定高度时的示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，防摔倒自适应助行车包括左、右两根升降支臂3，两根升降支臂3的下端分别与左、右两根立杆14铰接连接；两根升降支臂3上部的外侧分别与顶板13的两侧的内侧面铰接连接，顶板13的下底面的中部与升降连杆7铰接连接；两根立杆14的上部内侧分别与弧形连杆19的两端固定连接；弧形连杆19的中部套有左、右两个铰接片，两个铰接片分别与升降连杆7的下端的左右两侧铰接连接；
每根升降支臂3的中部均铰接安装有升降电机2；升降电机2的螺杆的下端与同侧的立杆14的下部铰接连接；
每根立杆14的下端均固定连接有水平底架15，水平底架15的前端的下部装有第一万向轮11，水平底架15的后端与斜支架1的中下部固定连接；斜支架1的上端与同侧的立杆14的中上部固定连接；斜支架1的下端装有第二万向轮12；
水平底架15的中后部铰接安装有电动轮支架8，电动轮支架8上装有电动轮10，电动轮支架8的前端装有力传感器9。力传感器9的另一端与水平底架15固定在一起。电动轮支架8可沿铰接的销轴摆动，所以当助行车在受推、拉力的时候，电动轮支架8会摆动，从而传导拉力或压力给力传感器9，力传感器9接收到数据传给控制盒，控制盒的处理器进而做出判断，对电动轮下达相应的指令。
顶板13的两侧的外侧面各装有一个肘臂支撑4，两个肘臂支撑4分别与扶手6的两端固定连接。肘臂支撑4的前端与顶板13铰接连接，顶板13与肘臂支撑4后端的连接处设有弧形滑槽，肘臂支撑4可沿弧形滑槽与顶板13之间进行相对的上下转动。
两根升降支臂3的上端均设有斜向的滑槽，顶板13的后侧设有靠板16，靠板16上部的两侧各装有一组腋下支撑5。靠板16下部的正面左右两侧各设有一个连接杆，连接杆的中部与同侧的顶板13内侧面铰接连接，连接杆的前端设有滑块，滑块可沿升降支臂3的滑槽滑动。
力传感器9位于电动轮10的正前方(图中仅画出了一侧的力传感器，另一侧的未画出)。
升降支臂3的中部弯曲，整体近似呈“S”型，升降电机2均与同侧的升降支臂3的弯曲位置的下侧铰接连接。
升降连杆7的上半部为直线型，下半部为弧形，整体近似呈“S”型。升降连杆7与升降支臂3相互平行。在其他有益实施例中，升降支臂和升降连杆也可采用直线型，但是二者须保持平行。
两根升降支臂3下部的内侧通过第一连杆17固定连接；两根立杆14的中上部的内侧通过两根第二连杆18固定连接。两根第二连杆18之间装有蓄电池及控制盒(图中未示出)，蓄电池可充电，为电动轮及传感器提供电力。控制盒内装有微处理器，可对传感器的数据进行处理，然后指示电动轮进行相应动作。
传感器9可识别使用者的行走方向、速度及突发的倾斜摔倒，电动轮10可根据传感器9的检测判断结果进行前进、后退、左右转向及原地旋转。
该防摔倒自适应助行车的工作方法：
当使用者处于坐姿时，升降电机带动升降支臂向下倾斜，升降支臂进一步带动顶板及升降连杆向下移动，靠板的连接杆的滑块沿升降支臂的滑槽向下滑动，从而使得靠板与顶板之间发生相对转动，靠板仍保持竖直，从而使得腋下支撑的角度仍保持不变；同时，肘臂支撑沿弧形滑槽向上与顶板之间进行相对转动，使得肘臂支撑的角度也保持不变；
随着助行车的上半部分整体下降至最低(图4所示)，将助行车两侧的腋下支撑插入使用者的左右两侧腋下，使用者将胳膊放置到肘臂支撑上，双手扶住扶手；然后升降电机推动升降支臂向上运动，助行车的上半部分整体抬升(图5及图1所示)，扶起使用者呈站姿，此过程中，两侧的腋下支撑和肘臂支撑始终保持同一角度，平起平落；
当使用者处于站姿时，升降电机带动升降支臂向下倾斜，助行车的上半部分整体下降至最低，托住使用者慢慢恢复为坐姿，此过程中，两侧的腋下支撑和肘臂支撑也始终保持同一角度，平起平落。
当助行车未受推拉力状态时，电动轮受电动轮支架与传感器共同约束，作用在传感器上的力基本为0；
当使用者行走时，使用者身体前倾带动助行车向前位移，两侧的电动轮受地面摩擦力影响，同时对传感器产生拉力，两侧传感器同时感应到拉力后判定为使用者要向前走，从而驱动两侧的电动轮向前旋转，带动助行车行走；
当使用者停止行走时，身体站直，助行车与传感器失去作用力，电动轮停止旋转，助行车停止；
当使用者后退时，身体后倾，带动助行车向后位移，同时对两侧的传感器产生压力，则判定为后退，控制电动轮向后旋转；
当使用者转弯或原地旋转时，身体扭动带动助行车扭动，传导到左右两侧的传感器上的力，一侧为压力，而另一侧为拉力，则助行车控制电动轮受压力的一侧向后转，受拉力的一侧向前转；
当使用者重心不稳摔倒时，助行车突然受到外力，若是拉力，则认定为向前倾倒，则控制助行车后退扶起使用者；若是压力，则判定为向后倾倒，控制助行车向前行走扶起使用者；若是扭力，则控制助行车向反方向旋转。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防摔倒自适应助行车，其特征在于：包括左、右两根升降支臂(3)，两根所述升降支臂(3)的下端分别与左、右两根立杆(14)铰接连接，所述两根升降支臂(3)的上部分别与顶板(13)的两侧相连，所述顶板(13)的下底面的中部与升降连杆(7)铰接连接；所述两根立杆(14)的上部内侧分别与弧形连杆(19)的两端固定连接；所述升降连杆(7)的下端与所述弧形连杆(19)的中部铰接连接；
每根所述升降支臂(3)的中部均铰接安装有升降电机(2)；所述升降电机(2)的螺杆的下端与同侧的立杆(14)的下部铰接连接；
每根立杆(14)的下端均固定连接有水平底架(15)，所述水平底架(15)的前端的下部装有第一万向轮(11)，所述水平底架(15)的后端与斜支架(1)的中下部固定连接；所述斜支架(1)的上端与同侧的立杆(14)的中上部固定连接；所述斜支架(1)的下端装有第二万向轮(12)；
所述水平底架(15)的中后部铰接安装有电动轮支架(8)，所述电动轮支架(8)上装有电动轮(10)，所述电动轮支架(8)的前端装有传感器(9)；传感器(9)的另一端与水平底架(15)固定在一起。
2.根据权利要求1所述的防摔倒自适应助行车，其特征在于：所述顶板(13)的两侧的外侧面各装有一个肘臂支撑(4)，两个肘臂支撑(4)分别与扶手(6)的两端固定连接。
3.根据权利要求2所述的防摔倒自适应助行车，其特征在于：所述顶板(13)的后侧设有靠板(16)，所述靠板(16)上部的两侧各装有一组腋下支撑(5)。
4.根据权利要求3所述的防摔倒自适应助行车，其特征在于：所述传感器(9)位于电动轮(10)的正前方。
5.根据权利要求4所述的防摔倒自适应助行车，其特征在于：所述升降电机(2)均与同侧的升降支臂(3)中部的下侧铰接连接。
6.根据权利要求5所述的防摔倒自适应助行车，其特征在于：所述升降连杆(7)与升降支臂(3)相互平行。
7.根据权利要求6所述的防摔倒自适应助行车，其特征在于：所述两根升降支臂(3)下部的内侧通过第一连杆(17)固定连接；所述两根立杆(14)的中上部的内侧通过至少一根第二连杆(18)固定连接。
8.根据权利要求7所述的防摔倒自适应助行车，其特征在于：所述传感器(9)可识别使用者的行走方向、速度及突发的倾斜摔倒，所述电动轮(10)可根据传感器(9)的检测判断结果进行前进、后退、左右转向及原地旋转。
9.权利要求1-8任一所述的防摔倒自适应助行车的工作方法，其特征在于：当使用者处于坐姿时，升降电机带动升降支臂向下倾斜，助行车的上半部分整体下降至最低，助行车两侧的腋下支撑插入使用者的左右两侧腋下，使用者将胳膊放置到肘臂支撑上，双手扶住扶手；然后升降电机推动升降支臂向上运动，助行车的上半部分整体抬升，扶起使用者呈站姿，此过程中，两侧的腋下支撑和肘臂支撑始终保持同一角度，平起平落；
当使用者处于站姿时，升降电机带动升降支臂向下倾斜，助行车的上半部分整体下降至最低，托住使用者慢慢恢复为坐姿，此过程中，两侧的腋下支撑和肘臂支撑始终保持同一角度，平起平落。
10.根据权利要求9所述的防摔倒自适应助行车的工作方法，其特征在于：当助行车未受推拉力状态时，电动轮受电动轮支架与传感器共同约束，作用在传感器上的力基本为0；
当使用者行走时，使用者身体前倾带动助行车向前位移，两侧的电动轮受地面摩擦力影响，同时对传感器产生拉力，两侧传感器同时感应到拉力后判定为使用者要向前走，从而驱动两侧的电动轮向前旋转，带动助行车行走；
当使用者停止行走时，身体站直，助行车与传感器失去作用力，电动轮停止旋转，助行车停止；
当使用者后退时，身体后倾，带动助行车向后位移，同时对两侧的传感器产生压力，则判定为后退，控制电动轮向后旋转；
当使用者转弯或原地旋转时，身体扭动带动助行车扭动，传导到左右两侧的传感器上的力，一侧为压力，而另一侧为拉力，则助行车控制电动轮受压力的一侧向后转，受拉力的一侧向前转；
当使用者重心不稳摔倒时，助行车突然受到外力，若是拉力，则认定为向前倾倒，则控制助行车后退扶起使用者；若是压力，则判定为向后倾倒，控制助行车向前行走扶起使用者；若是扭力，则控制助行车向反方向旋转。
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