CN112425917A - 一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置，该坐姿调节与保持装置包括可调节胸垫机构、双克伦扎克关节、坐姿调整与辅助保持机构。该装置不包含任何电机或外部电源，每个机构的连接处设置有拉伸弹簧或压缩弹簧，通过纯被动式的机械结构反馈方式，在保证患者正常坐姿的同时，也为患者提供了支撑和动态稳定力。该装置结构简单，整体重量轻，可安装在轮椅上调节和保持患者的坐姿，为患者提供良好的支撑舒适性。

Description

一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置

技术领域

本发明主要涉及到坐姿调节与保持机构，特指一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置。

背景技术

现如今，有许多因事故或疾病而患有功能障碍的肢体残疾人，他们在日常生活中受到许多限制，比如常见的颈髓损伤，多见于平时因外力作用使颈椎发生过屈或过伸的活动，引起脱位或骨折，间接造成脊髓损伤，主要见于工伤、车祸、运动事故或产伤等。引发此症状的事故都是很常见的事故情况，而此症状所造成的后果会随着所造成的颈髓损伤的所处位置而造成不同程度的残疾，导致这些人只能依靠轮椅来进行日常生活。

我国正快速步入老龄化社会,预计2050年中国60岁以上老年人将占三成,达31％。而有一部分腿脚不利索的老年人会对于轮椅有需求。这些残疾人士和老年人都会面对乘坐轮椅时的困难问题，例如在经过颠簸地带或者急停等情况引起的前倾问题，躯体障碍的人甚至会有更为严重的，在正常桌前工作或者餐桌前用餐时的不可控制身体前倾问题。这些问题可以通过诸如轮椅安全带或脊柱矫形器等类似的设备在某种程度上解决，尽管这些设备可以帮助上述人群保持自己的姿势，但是仍然存在一些问题。

传统的姿态保持装置存在一下不足：

这些装置并不能很好的贴合使用者的身形，为了保持使用者的躯干姿势，会通过有的装置将使用者与轮椅靠背绑在一起，长时间与腹部和胸部皮肤接触，持续摩擦，导致皮肤受伤。并且会在一些情况对于使用者的胸部产生一定的压迫感，而且对于一些不能自主返回正常姿势的使用者来说显得更为无力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置，以解决上述问题。

本发明的实施例提供了一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置，其特征在于，该装置包括可调节胸垫机构，双克伦扎克关节，坐姿调整与辅助保持机构；所述坐姿调整与辅助保持机构包括定位件、旁侧滑槽、压缩弹簧和滑块；所述双克伦扎克关节包括下端滑块连杆、拉伸弹簧、L形调节滑轨和上段滑块连杆；所述可调节胸垫机构包括连杆、拉伸弹簧、垫板、胸板、垫板滑块、垫板滑轨和固定夹；坐姿保证的保险机构为侧滑槽盖。装置整体除可调节胸垫机构，都为左右对称结构，即装置从胸板零件以下，零件都为左右对称，

为方便描述零件的位置与形状，规定轮椅座位朝向方向为前，轮椅座位背对方向为后，使用者坐在轮椅上，左手相对躯干的位置为左，右手相对于躯干的位置为右。以下内容叙述包括左侧零件和可调节胸垫机构。

所述可调节胸垫机构后侧为垫板。垫板为一个左右两侧为半圆形的圆角矩形片状零件，所述零件左右两端半圆形面向后侧小角度弯曲，垫板由形状完全相同的2层组成，后侧由皮革包裹海绵组成，前侧由铝合金制成，保证零件整体强度，垫板前侧端面的中心位置通过螺栓螺母固定了表面为圆角矩形的连接钢板，在连接钢板的前侧面的中心位置固定有一带有凹槽的垂直于水平面的垫板滑轨，凹槽的截面形状为矩形，矩形长边中间为有一个T形突起，在垫板滑轨的上下两端各有一细棍穿过凹槽，垫板滑轨上有一垫板滑块，进行上下滑动，垫板滑块为长方体，垫板滑块后侧面下端，有两个L形的对称突起，形成T形凹槽，垫板滑块的凹槽可以与垫板滑轨的凹槽结合，保证胸垫沿垫板滑轨上下移动，垫板滑轨处上下两根细棍可以组织垫板滑块运动超出垫板滑轨范围。垫板滑块前侧面上端通过螺钉连接固定夹，使垫板滑块通过固定夹固定在胸板上方，胸板整体为圆角矩形钢板，两端各延伸出一块长方形薄板，在圆角矩形面上方挖去一个长方形，便于安装固定夹，在胸板水平中线位置，左右两侧各预留了3个均匀分布的孔，便于使用者对于装置进行调节。在胸板与连接钢板的四个角上预留的对应的孔位安装带拉环的拉伸弹簧，用螺栓和螺母固定弹簧。

连杆为一带有直角的长方形板件，直角一端水平，一端向下倾斜，水平一端靠左侧预留有6个孔位，等距排列，与所述胸板水平中线位置的孔位相对应，将连杆固定在胸板上，在连杆向下倾斜一端延伸出圆柱体，圆柱体底面与水平面垂直，圆柱体左侧底面中间有圆柱体突起，径向滚珠轴承套在圆柱形凸起上，上端滑块连杆为带有凹槽长方形板件，上端延伸出空心圆柱体，圆柱体底面与水平面垂直，径向滚珠轴承外侧套在上端滑块连杆延伸出的空心圆柱体内，空心圆柱体的左侧安装端盖，上端滑块连杆的圆柱体的圆柱面延伸出小长方体片与所述连杆向下倾斜一侧靠近圆柱体的位置延伸出小长方体片相对应，所述两个小长方体片垂直于铅垂面，所述两个小长方体片在对应位置留有圆形槽孔，用于安装拉伸弹簧，拉伸弹簧会卡在槽中预留的卡扣，防止弹簧脱离零件，所述上端滑块连杆的下端的凹槽底部在中间位置留有等距排列的5个孔位。L形调节滑轨，整体为L形，截面为长方形底部留有T形滑槽，与所述上端滑块连杆的截面相对应，在L形表调节滑轨侧面中心留有1个孔位，与所述上端滑块连杆的孔位配合，控制装置整体高度。L形调节滑轨的下端与下端滑块连杆相配合。下端滑块连杆，整体为顺时针旋转90°的L形，横截面为长方形，带有长方形凹槽，与所述L形调节滑轨配合位置预留4个孔位，与在L形表调节滑轨下面中心留有1个孔位相对应，控制装置整体宽度，下端滑块连杆下端延伸出空心圆柱体，圆柱体底面垂直于水平面，径向滚珠轴承外侧套在下端滑块连杆延伸出的空心圆柱体内，轴承内孔与轴承杆相配合，轴承杆为阶梯轴，右侧套有套筒，套筒为一空心圆柱体，所述下端滑块连杆左侧安装中心留有孔位的端盖，使轴承杆可以穿过端盖，所述下端滑块连杆在延伸出空心圆柱体的圆柱面延伸出小长方体片，留有一个孔位。滑块两侧留有U形开口，轴承杆两端穿过开口并穿过固定在开口位置的带有圆形孔位的端盖，滑块有一横截面为长方形的突起，与所述下端滑块连杆延伸出小长方体片相对应，在长方形突起前端中间位置留有一个圆形凹槽，与所述端滑块连杆延伸出小长方体片预留的凹槽对应，用于安装拉伸弹簧，拉伸弹簧会直接卡在槽中预留的卡扣，防止弹簧脱离零件，滑块前端底部留有2个螺纹孔，用于安装弹簧轴杆，弹簧轴杆底部为带有螺纹圆柱，前部为较粗的圆柱体，压缩弹簧套在弹簧轴杆。旁侧滑槽为一扁长的长方体，横截面为“凹”字形，在“凹”内部贴近底边两侧有长方形的凹槽，与所述滑块最下端两侧延伸出的长方体配合，侧滑槽盖为一个长方形片上外伸一个长方体，长方形片与在旁侧滑槽前端面通过螺钉固定，长方体插入所述的旁侧滑槽的槽中。旁侧滑槽右侧，靠近旁侧滑槽前端面处，通过均匀分布在R轴带座长方形面的四个角，用螺钉固定在旁侧滑槽所述位置处，在通过径向滚珠轴承连接轴承座，在轴承座上端圆面的中心处，通过螺钉固定。轴承座装置最下端的固定板与随动杆通过轴承杆和轴承杆帽连接。轴承座可沿随动杆的凹槽进行上下移动，轴承座上的孔与随动杆的凹槽，通过螺栓，螺母进行定位和加紧，用以调节旁侧滑槽到轮椅座位的距离，以适应不同扶手高度的轮椅。

与双克伦扎克关节和双克伦扎克关节与坐姿调整与辅助保持机构通过轴承实现转动连接。

进一步，旁侧滑槽通过1号定位件插入轮椅扶手，2个2号定位件置于扶手两侧，通过预留的孔安装螺栓和螺母，固定在轮椅的两端扶手位置。

进一步，侧滑槽盖前端面4个角的螺钉固定在旁侧滑槽前端；所述双克伦扎克关节的下端滑块连杆与坐姿调整与辅助保持机构的滑块通过轴承相连，上端滑块连杆与可调节胸垫机构的连杆轴承相连。

进一步，装置最下端的固定板与随动杆通过轴承杆和轴承杆帽连接，使固定板的位置可随轮椅座位的上下角度的变化发生改变。

进一步，两侧轴承座可沿随动杆的凹槽进行上下移动，轴承座上的孔与随动杆的凹槽，通过螺栓，螺母进行定位和加紧，用以调节旁侧滑槽到轮椅座位的距离，以适应不同扶手高度的轮椅。

进一步，两侧上端滑块连杆可沿L形调节滑轨进行滑动，通过螺栓和螺母进行定位和加紧，用以调节可调节胸垫机构到轮椅的距离，以适应不同躯干高度的使用者使用该装置。

进一步，两侧下端连杆可沿L形调节滑轨进行滑动，可调节胸垫机构的两侧连杆可沿胸板水平位置进行滑动，用以调节装置整体宽度，以适应不同坐宽的轮椅。

进一步，所述装置，通过整体弹簧与结构设计，在使用者躯干没有前倾时，与使用者胸部有一端距离。

与现有技术相比本发明的有益效果是：通过添加弹簧连接，可以满足针对不同类型的使用者，调节施加力的大小不同。通过不同机构之间的连接设计，可以满足针对不同类型的轮椅以及不同环境的使用。通过整体装置设计，使装置不会与使用者一直接触，减少皮肤与装置的摩擦。装置不会一直挤压使用者胸部。本发明的目的在于提供一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置，以解决上述问题。

附图说明

图1是本发明一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置的轴测视图；

图2是本发明一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置的左视图；

图3是可调节胸垫机构的轴测视图；

图4是双克伦扎克关节的轴测视图；

图5是坐姿调整与辅助保持机构的轴测视图；

图6是可调节胸垫机构地爆炸视图；

图7是坐姿调整与辅助保持机构与双克伦扎克关节连接处的爆炸视图；

图8是坐姿调整与辅助保持机构下端连接处的爆炸视图；

图9是该面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置的初始位置的右视图；

图10是该面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置的极限位置图；

图11是该机构安装在轮椅上的示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所做的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

参图1至图11所示，图1是本发明一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置的轴测视图，图2是本发明一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置的左视图，图3是可调节胸垫机构的轴测视图，图4是双克伦扎克关节的轴测视图，图5是坐姿调整与辅助保持机构的轴测视图，图6是可调节胸垫机构的爆炸视图，图7是坐姿调整与辅助保持机构与双克伦扎克关节连接处的爆炸视图，图8是坐姿调整与辅助保持机构下端连接处的爆炸视图，图9是该面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置的初始位置的右视图，图10是该面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置的极限位置图，图11是该机构安装在轮椅上的示意图。

如附图11所示，为方便描述零件的位置与形状，规定轮椅座位朝向方向为前，轮椅座位背对方向为后，使用者坐在轮椅上，左手相对躯干的位置为左，右手相对于躯干的位置为右。坐姿调整与辅助保持机构3和双克伦扎克关节机构2为左右对称结构，以下叙述以2个机构的左侧结构为主进行描述。

如附图1、2所示，本发明揭示了一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置，包括可调节胸垫机构1、双克伦扎克关节机构2、坐姿调整与辅助保持机构3。

如附图1、2、5、7、8所示，旁侧滑槽36通过位于旁侧滑槽36下端2排T形槽内的2个1号定位件39分别插入2排槽中，置于轮椅扶手两侧，两排T形槽之间留有等距的滑槽装有2号定位件310从轮椅扶手上端插入，通过预留的孔安装螺栓和螺母，固定在轮椅的两端扶手位置。侧滑槽盖35前端长方形面4个角的螺钉固定在旁侧滑槽36前端面，旁侧滑槽36右侧前端面处，通过均匀分布在R轴带座312长方形面的四个角的孔，用螺钉固定在旁侧滑槽36所述位置处，在通过径向滚珠轴承311连接轴承座34，在轴承座34左端圆面的中心处，通过螺钉，保证轴承座34与R轴带座312仅发生平行于旁侧滑槽36右端面的相对转动。轴承座34装置最下端的固定板31与随动杆33通过小轴承杆32连接，使固定板31的位置可随轮椅座位的上下角度的变化发生改变。两侧随动杆33可沿轴承座34的凹槽进行上下移动，轴承座34上的孔与随动杆33的凹槽，通过螺栓，螺母进行定位和加紧，用以调节旁侧滑槽36到轮椅座位的距离，以适应不同扶手高度的轮椅。

如附图4所示，上端滑块连杆22可沿L形调节滑轨24进行滑动，通过螺栓和螺母进行定位和加紧，用以调节可调节胸垫机构到轮椅的距离，以适应不同躯干高度的使用者使用该装置，下端滑块25连杆可沿L形调节滑轨24进行滑动，可调节胸垫机构的两侧连杆21可沿胸板水平位置进行滑动，用以调节装置整体宽度，以适应不同坐宽的轮椅。

进一步提到图3和图6，当使用者受到外力作用向前倾倒时，胸部会挤压垫板11，垫板11通过螺栓和螺母固定连接钢板12在，并迫使垫板11沿着与连接钢板12通过4个螺栓固定的垫板滑轨13运动，垫板滑轨13与垫板滑块15形成移动副，垫板滑轨13上下两端平行槽面各穿过一根细棍14，防止垫板滑块15滑出垫板滑轨13，限制垫板11的运动范围。且在所述的滑动副设置了4个带拉环的拉伸弹簧18，一侧与连接钢板12的4个螺钉相连，另一侧与胸板17上的4个螺钉螺母相连，其中垫板滑块15与胸板17通过固定夹16相连，同时确定垫板滑块15相对于胸板17的位置。使用弹簧可提高滑动副的弹性，保证在运动完成后通过所述4个拉伸弹簧18的力的作用垫板11回到初始位置。

进一步提到图3和图4，垫板11向下运动，连杆21、上端滑块连杆22和两零件结合处的径向滚珠轴承形成转动副，带动连杆21发生向下的转动和上端滑块连杆22向前的转动，上端滑块连杆22与下端滑块连杆25通过L形调节滑轨24的两个方向的凹槽上预留的孔，通过螺栓螺母夹紧形成一个整体，上端滑块连杆22向下转动，下端滑块连杆25向前转动。在上端滑块连杆22的上端左侧圆环形表面上通过均匀分布的4个孔位，固定连杆端盖23，防止灰尘等异物进入结合处，损伤径向滚珠轴承。在连杆21、上端滑块连杆22上各外伸设置1个拉伸弹簧，提高运动副的弹性，保证在运动完成后通过所述拉伸弹簧的力的作用垫板11回到初始位置。

进一步提到图5和图7，下端滑块连杆25与滑块通过径向滚珠轴承29、套筒28、轴承杆27形成转动副，在左侧的下端滑块连杆25的空心圆柱表面安装带有圆孔的端盖26，使双克伦扎克关节可实现整体向下的旋转。下端滑块连杆25的下端圆柱形的圆柱面延伸出的圆角方形的扁方块与滑块37后端通过拉伸弹簧317连接，以提高转动副的弹性，保证在运动完成后通过所述拉伸弹簧的力的作用下端滑块回到初始位置。

均匀分布在侧滑槽盖35前端长方形面4个角的螺钉固定在旁侧滑槽36前端面，滑块37与旁侧滑槽36形成滑动副当使用者受到外力作用向前倾倒时，滑块带动双克伦扎克关节和可调节胸垫机构会整体发生向前移动，滑块37与侧滑槽盖35通过两个压缩弹簧314连接，两根压缩弹簧314内部装有弹簧轴杆316，压缩弹簧314前端每根各安装2个弹簧扣315固定在侧滑槽盖35的后端面上，后端的4个弹簧扣38将压缩弹簧314与滑块37相连，保证两根压缩弹簧314只在运动方向进行拉伸和压缩。同时，当滑块37移动到一定距离时，弹簧轴杆316会与侧滑槽盖35所预留的孔洞的最底端接触，并停止前进，保证滑块37的运动范围。

在各滑动副与转动副中设置的拉伸弹簧和压缩弹簧，对装置整体起到的支撑作用，保证装置，在不受外力的情况下可自主直立，不会向前方或后方倾倒，不与使用者躯干接触。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所做的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置，其特征在于，它包括可调节胸垫机构，双克伦扎克关节，坐姿调整与辅助保持机构，坐姿保证的保险机构；

所述坐姿调整与辅助保持机构包括定位件、旁侧滑槽、压缩弹簧和滑块；所述双克伦扎克关节包括下端滑块连杆、拉伸弹簧、L形调节滑轨和上段滑块连杆；所述可调节胸垫机构包括连杆、拉伸弹簧、垫板、胸板、垫板滑块、垫板滑轨和固定夹；坐姿保证的保险机构为侧滑槽盖；所述可调节胸垫机构与双克伦扎克关节和双克伦扎克关节与坐姿调整与辅助保持机构之间的转动通过轴承实现；

所述坐姿调整与辅助保持机构通过1号定位件插入轮椅扶手，2个2号定位件置于扶手两侧，通过预留在轮椅和定位件的孔安装螺栓和螺母，固定在轮椅的两端扶手位置，所述坐姿保证的保险机构通过均匀分布在侧滑槽盖前端面4个角的螺钉固定在旁侧滑槽前端；所述双克伦扎克关节的下端滑块连杆与坐姿调整与辅助保持机构的滑块通过轴承相连，上端滑块连杆与可调节胸垫机构的连杆轴承相连；所述可调节胸垫机构位于使用者胸部前端的一端距离处；

使用者躯干前倾与可调节胸垫机构接触并挤压可调节胸垫机构向前和向下运动，带动双克伦扎克关节向下转动，带动坐姿调整与辅助保持机构向前运动，坐姿调整与辅助保持机构向前运动一段距离后被坐姿保证的保险机构所阻止，向下与向前的运动停止后，装置中的弹簧通过收缩和释放，所述3个机构返回初始位置。

2.根据权利要求1所述的面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置，其特征在于所述坐姿调整与辅助保持机构中的旁侧滑槽与滑块通过压缩弹簧连接，阻碍滑块向使用者前方移动，滑块向前运动停止后，压缩弹簧推动滑块返回初始位置。

3.根据权利要求1所述的面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置，其特征在于所述双克伦扎克关节的下端滑块连杆与坐姿调整与辅助保持机构的滑块的连接处与上端滑块连杆与可调节胸垫机构的连杆装有拉伸弹簧，阻碍所述三种机构的位置变化，降低所述三种机构运动速度，使所述三个机构最终能返回初始位置。

4.根据权利要求1所述的面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置，其特征在于所述可调节胸垫机构中的胸板与垫板之间，通过4根拉伸弹簧和垫板滑轨和垫板滑块连接，垫板相对于胸板做沿着垫板滑轨的运动，4根拉伸弹簧阻碍垫板的位置变化使垫板能返回初始位置。

5.根据权利要求1所述的面向脊椎功能障碍老人的坐姿调节与保持装置，其特征在于所述可调节胸垫机构中的垫板，在使用者躯干没有前倾时，与使用者胸部有距离。

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