CN112545780A - 背部支撑辅助站立装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了背部支撑辅助站立装置，包括后轮、安装盒、安装在机架上的支撑助起机构、机架、靠背、固定在机架上的座椅、前轮支架、前轮、移动电机、辅助电机，支撑助起机构包括第一带轮、第一传动带、第二带轮、带座轴承、第一轴、第三带轮、第三传动带、第四带轮、第五带轮、第二轴、第三传动带、第一杆、第三轴、第六带轮、第二杆、第四轴、异形连杆、滚轮和第五轴；使用时，支撑助起机构通过电机驱动，由带轮、传动带及连杆进行传动，使得支撑助起机构按照预定轨迹做做往复运动，以帮助患者做到起坐运动时的助力；该装置集助起、坐和代步功能为一体，可完全独立操作，具有结构简单、质量小、制造成本低、舒适度高、辅助效果理想等优点。

Description

背部支撑辅助站立装置

技术领域

本发明涉及轮椅技术领域，具体而言，涉及背部支撑辅助站立装置。

背景技术

传统的康复轮椅，针对下肢功能障碍的用户，常见的辅助和康复产品往往只具备辅助用户站起/坐下或下肢康复训练中的某一项，而不能很好的将两者结合，具有很大的局限性。并且，传统的辅助站立轮椅通过大腿支撑的方式辅助患者站立，但对于下肢功能损伤严重的患者，该助力方法对其辅助效果并不理想，很可能对患者腿部造成二次伤害。传统的辅助站立轮椅还存在携带性差，效率低，使用寿命短，质量大，成本高，舒适度差等缺陷。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的不足，提供一种集助起、坐和代步功能为一体的用户可以完全独立操作的背部支撑辅助站立装置，该装置具有结构简单、质量小、制造成本低、舒适度高、辅助效果理想等优点。

本发明的实施例是这样实现的：

背部支撑辅助站立装置，其特征在于，包括机架、安装在机架上的支撑助起机构、靠背、固定在机架上的座椅，靠背连接至座椅，以提供背部支撑，支撑助起机构分别连接至座椅和机架，支撑助起机构通过倾斜向上推动靠背而提供支撑，以帮助患者起坐运动时助力，支撑助起机构包括第一传动带、通过第一传动带连接的第一带轮和第二带轮，其中第一带轮连接有辅助电机，第二带轮的轴向中部设置有第一轴，第一轴穿过第二带轮分别延伸至靠背背面的两侧，第一轴的两端分别连接有传动组件，传动组件包括连接在第一轴端部的第三带轮、第二传动带、第四带轮、第五带轮、第二轴、第三传动带、第一杆、第三轴、第六带轮、第二杆、第四轴、异形连杆、右导轨、滚轮、第五轴和左导轨，第二传动带分别将第三带轮和第四带轮连接，第四带轮的轮轴中部设置有第二轴，第二轴的一端连接有第五带轮，第二轴垂直连接有第一杆且第一杆的另一端垂直连接有第三轴，第三轴连接有第六带轮，第五带轮和第六带轮之间设置有第三传动带，第三轴垂直连接有第二杆且第二杆的另一端垂直连接有第四轴，第四轴的一端设置有异形连杆，异形连杆的一端垂直连接有第五轴，第五轴的另一端设置有滚轮，座椅的两侧分别设置有左导轨和右导轨，左导轨和右导轨的位置相对的侧面分别设置有滑槽，两个滑槽内分别卡有滚轮，通过滚轮在滑槽内滑动来完成一次助力的行程。

在本发明较佳的实施例中，上述第一杆、第二杆和异形连杆组成连杆结构，通过第一杆相对于机架壳转动，进而带动第二杆和异形连杆转动。

在本发明较佳的实施例中，上述辅助电机带动第一带轮转动，依次通过第一传动带、第二传动带而带动第二轴转动，使得第一杆相对于机架壳转动，从而带动第二杆转动，第二杆同步带动异形连杆转动，使得滑轮在滑槽内滑动。

在本发明较佳的实施例中，上述辅助电机工作时，第一杆相对于第二传动带的夹角逐渐增大，该夹角从锐角增加至钝角，而第二杆相对于异形连杆的夹角先增大至直角再逐渐减小，最后第二杆与异形连杆重叠时，靠背正好推至行程终点。

在本发明较佳的实施例中，上述异形连杆为互呈钝角的两段杆状体连接组成，第四轴铰接至两段杆状体的连接处，其中一段杆状体的一端连接第五轴，另一段杆状体的一端与靠背固定连接。

在本发明较佳的实施例中，上述左导轨和右导轨分别设置呈弧形，左导轨或右导轨的弧形排布，使得滑轮在滑槽内为从座椅的后方向斜向前的方向滑动，进而带动靠背向倾斜向上的方向助力。

在本发明较佳的实施例中，上述背部支撑辅助站立装置还包括前轮支架、前轮、后轮和移动电机，前轮连接至前轮支架，前轮支架固定在机架底部，后轮连接至机架的底部，移动电机安装在后轮内侧。

在本发明较佳的实施例中，上述背部支撑辅助站立装置还包括固定在机架上的安装盒，传动组件还包括带座轴承，带座轴承固定在安装盒，第一轴穿过连接有两个带座轴承。

本发明的有益效果是：

1、通过靠背的运动轨迹拟合人体背部的运动轨迹，因此该支撑助力装置对人体站立的辅助有较好的效果，并且使用者在进行康复训练时既可以靠背不提供助力时自主的站立和坐下也可以在靠背提供助力辅助时被动的站立和坐下。整个装置结构较小，质量轻，在小范围内即可以实现换向等动作，便于室内活动。

2、在起始位置时，整个装置的机构收缩比例较高，纵向高度较低，便于携带，在室外活动中具有很强的实用性。

3、采用纯机械式的皮带耦合连杆结构，利用结构自身的自锁性为用户提供安全保护，可靠性更高，成本低，更具有普及性；本装置可以真正意义上实现独立操作，实现生活上的自理。

4、采用模块化的思想，将运动装置的底部进行模块化处理，设置为不同的功能模块，可根据用户的需求可以设计为户外能力更强的大轮、履带等，适合室内的小轮。

5、便于进行私人化定制，因为个体的背部运动轨迹是不一样的，通过采集用户的背部运动轨迹数据再生成执行机构的尺寸，进而实现私人化的定制，以实现更好的辅助站立效果。

6、具有较强的经济性，实用性和可靠性。

7、靠背与异形连杆的端部之间可拆卸连接，以便根据用户的需要调节靠背的相对位置或更换靠背，通过调节靠背的相对位置或更换靠背可使装置适应不同身材使用者的需求。

8、靠背表面具有柔软的缓冲层，增加了用户使用时的舒适性。

9、背部支撑辅助站立装置对下肢肌肉萎缩及受损后需要康复训练的患者有以下有益作用：维持下肢肌力及活动度，降低肌张力；训练躯干控制及平衡力；促进下肢浅感觉及本体感觉的恢复；实现早期康复、跨越式康复、加速康复进程；提升患者自信心及自我有效能感；改善患者心理及精神状态，促进家庭和社会融入。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。

图1是本发明背部支撑辅助站立装置的结构示意图；

图2是本发明背部支撑辅助站立装置的背面结构示意图；

图3是本发明支撑助起机构的结构示意图；

图4是本发明背部支撑辅助站立装置的初始状态示意图

图5是本发明背部支撑辅助站立装置的展开过程示意图；

图6是本发明背部支撑辅助站立装置的完全展开示意图；

图标：1-后轮；2-安装盒；3-支撑助起机构；4-机架；5-靠背；6-座椅；7-前轮支架；8-前轮；9-移动电机；10-辅助电机；30-第一带轮；31-第一传动带；32-第二带轮；33-带座轴承；34-第一轴；35-第三带轮；36-第二传动带；37-第四带轮；38-第五带轮；39-第二轴；310-第三传动带；311-第一杆；312-第三轴；313-第六带轮；314-第二杆；315-第四轴；316-异形连杆；317-右导轨；318-滚轮；319-第五轴；320-左导轨。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和表示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供背部支撑辅助站立装置，其包括后轮1、安装盒2、安装在机架4上的支撑助起机构3、机架4、靠背5、固定在机架4上的座椅6、前轮8支架7、前轮8、移动电机9、辅助电机10，支撑助起机构3包括第一带轮30、第一传动带31、第二带轮32、带座轴承33、第一轴34、第三带轮35、第三传动带310、第四带轮37、第五带轮38、第二轴39、第三传动带310、第一杆311、第三轴312、第六带轮313、第二杆314、第四轴315、异形连杆316、滚轮318和第五轴319，其中，传动组件为连接在第一轴34两端的结构，即第三带轮35、第二传动带36、第四带轮37、第五带轮38、第二轴39、第三传动带310、第一杆311、第三轴312、第六带轮313、第二杆314、第四轴315、异形连杆316、右导轨317、滚轮318、第五轴319和左导轨320；其中，移动电机9和辅助电机10分别与对应匹配的控制器通信连接，以达到方便操控的效果，使用时，支撑助起机构3通过电机驱动，由带轮、传动带及连杆进行传动，使得支撑助起机构3按照预定轨迹做做往复运动，以帮助患者做到起坐运动时的助力，预定轨迹模拟人体站立时的背部运动轨迹，因此该支撑助力机构对人体站立的辅助有较好的效果，并且使用者在进行康复训练时既可以在靠背5提供助力辅助时被动的站立和坐下也可以在靠背5不提供助力时自主的站立和坐下；该装置在设计时完全考虑了人体起立时的过程，当人体从坐到站时，背部的运动往往是向前倾斜的，而不是竖直的，所以该机构在运动时，其靠背5也是往前有一定的倾斜角度，而在完全展开时，靠背5又处于竖直的状态，以更好地适应用户的背部，从而达到更好的康复效果；由于用户不同其背部在站立与坐下过程中的运动轨迹曲线不一样，在采集用户的运动轨迹数据后再生执行机构的相关尺寸，进而达到私人化的定制。

请参照图2，机架4为该装置的主体结构，前轮8支架7连接至机架4，其位于机架4的前方并通过螺栓固定至机架4上，前轮8支架7带有两个支架腿，支架腿的底端设置有U型接口，该接口的两侧分别设置有通孔，使用销轴穿过通孔而将前轮8的轮轴连接至前轮8支架7底端的U型接口，机架4的后端向底部延伸有架腿，该架腿通过设置轴承与后轮1的轮轴连接，该轴承连接有移动电机9，其位于后轮1的内侧，通过移动电机9带动后轮1转动，来移动整个装置；安装盒2通过螺钉固定在机架4的背面，辅助电机10通过螺钉固定在安装盒2内，带座轴承33设置有螺纹孔，使用螺钉将带座轴承33固定在安装盒2的顶部；座椅6具有供人坐下的空间，座椅6通过螺钉固定在机架4上，靠背5与异形连杆316的一端通过螺钉固定连接，初始状态时，靠背5位于座椅6的后侧上方，以提供背部的支撑；靠背5连接至座椅6的靠背5位置上方，以提供背部支撑，支撑助起机构3分别连接至座椅6和机架4，支撑助起机构3通过倾斜向上推动靠背5而提供支撑，以帮助患者起坐运动时助力。

请参照图3，传动组件连接在第一轴34的两端，形成对称结构，其中，第一轴34穿过两个带座轴承33的轴承孔内并相对于带座轴承33可转动，第一轴34通过第二带轮32的带动而同步转动，第一带轮30与辅助电机10的机轴固定连接，第二带轮32的轴向中部设置有穿过第一轴34的轴孔且与第一轴34固定连接，第一轴34穿过第二带轮32分别延伸至靠背5的背面两侧位置，第一轴34的两端分别固定连接有第三带轮35，第二传动带36分别将第三带轮35和第四带轮37连接，这样，通过第二传动带36同步带动第三带轮35和第四带轮37转动，第四带轮37的轮轴中部设置有第二轴39，第二轴39的端部连接至机架4设置的安装孔内，第二轴39相对于机架4可转动，第二轴39的一端键连接第五带轮38，使得第五带轮38与第二轴39同步转动，第一杆311的一端设置有铰接孔，第二轴39穿过该铰接孔，使得第二轴39垂直连接第一杆311，同样的方式，第一杆311的另一端垂直连接有第三轴312，第三轴312连接有第六带轮313，第五带轮38和第六带轮313之间设置有第三传动带310，通过第三传动带310同步带动第五带轮38和第六带轮313转动，第二杆314的顶底两端分别设置有销孔，第三轴312穿过第二杆314顶端的销孔铰接，第四轴315穿过第二杆314底端的销孔铰接，使得第二杆314分别垂直连接第三轴312和第四轴315，第四轴315的一端设置有异形连杆316，异形连杆316为互呈钝角的两段杆状体连接组成，第四轴315铰接至两段杆状体的连接处设置的通孔，其中一段杆状体的一端设置有通孔并与第五轴319铰接，另一段杆状体的一端与靠背5通过螺钉固定连接，异形连杆316的底端设置有通孔，第五轴319通过该通孔与异形连杆316垂直连接，第五轴319的另一端连接至滚轮318的中部并带动滚轮318转动和移动，座椅6的两侧分别设置有左导轨320和右导轨317，左导轨320和右导轨317通过螺钉固定至机架4，左导轨320和右导轨317的位置相对的侧面分别设置有滑槽，两个滑槽内分别卡有滚轮318，通过两个滚轮318在滑槽内滑动来完成一次助力的行程，左导轨320和右导轨317分别设置呈弧形，左导轨320或右导轨317的弧形排布，使得滑轮在滑槽内为从座椅6的后方向斜向前的方向滑动，进而带动靠背5向倾斜向上的方向助力。辅助电机10带动第一带轮30转动，依次通过第一传动带31、第二传动带36而带动第二轴39转动，使得第一杆311相对于机架4壳转动，从而带动第二杆314转动，第二杆314同步带动异形连杆316转动，使得滑轮在滑槽内滑动；辅助电机10工作时，第一杆311相对于第二传动带36的夹角逐渐增大，该夹角从锐角增加至钝角，而第二杆314相对于异形连杆316的夹角先增大至直角再逐渐减小，最后第二杆314与异形连杆316重叠时，靠背5正好推至行程终点，展开过程中，第一杆311、第二杆314和异形连杆316组成连杆结构，通过第一杆311相对于机架4壳转动，进而带动第二杆314和异形连杆316转动。

请参照图4、图5和图6，本发明由初始状态到完全展开整个展开过程的三个状态，其工作原理为：当用户需要站立或做起立康复训练时，用户可通过相应的控制器控制辅助电机10，从而控制整个支撑助起机构3运动，从而带动靠背5向前同时向上运动，从而辅助用户站立；当用户需要坐下时，用户可通过相应的控制器控制辅助电机10，从而控制整个支撑助起机构3运动，从而带动靠背5向后同时向下运动，从而辅助用户坐下，通过反复训练，可以使得用户需要康复的下肢关节达到良好的站立和康复效果。

综上所述，本发明实例通过辅助电机带动第一带轮转动，通过第一传动带带动第二带轮，使得第一轴转动，驱动第三带轮通过第二传动带而带动第四带轮转动，从而使得第一杆拉动第二杆并相对于第二杆转动，第二杆拉动异形连杆移动和转动，使得滚轮在左导轨和右导轨的滑槽内滑动，限制靠背的移动轨迹，通过靠背向斜向上的方向助力，来帮助患者站立；该装置结构较小、质量轻、在小范围内即可以实现换向等动作，便于室内活动，收缩比例较高，纵向高度较低，便于携带，利用结构自身的自锁性为用户提供安全保护，可靠性更高，可根据用户的需要调节靠背的相对位置或更换靠背，能够拟合人体背部的运动轨迹，实现更好的辅助站立效果。

本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.背部支撑辅助站立装置，其特征在于，包括机架、安装在机架上的支撑助起机构、靠背、固定在机架上的座椅，所述靠背连接至座椅，以提供背部支撑，所述支撑助起机构分别连接至座椅和机架，所述支撑助起机构通过倾斜向上推动靠背而提供支撑，以帮助患者起坐运动时助力，所述支撑助起机构包括第一传动带、通过第一传动带连接的第一带轮和第二带轮，其中第一带轮连接有辅助电机，所述第二带轮的轴向中部设置有第一轴，所述第一轴穿过第二带轮分别延伸至靠背背面的两侧，所述第一轴的两端分别连接有传动组件，所述传动组件包括连接在第一轴端部的第三带轮、第二传动带、第四带轮、第五带轮、第二轴、第三传动带、第一杆、第三轴、第六带轮、第二杆、第四轴、异形连杆、右导轨、滚轮、第五轴和左导轨，所述第二传动带分别将第三带轮和第四带轮连接，所述第四带轮的轮轴中部设置有第二轴，所述第二轴的一端连接有第五带轮，所述第二轴垂直连接有第一杆且第一杆的另一端垂直连接有第三轴，所述第三轴连接有第六带轮，所述第五带轮和第六带轮之间设置有第三传动带，所述第三轴垂直连接有第二杆且第二杆的另一端垂直连接有第四轴，所述第四轴的一端设置有异形连杆，所述异形连杆的一端垂直连接有第五轴，所述第五轴的另一端设置有滚轮，所述座椅的两侧分别设置有左导轨和右导轨，所述左导轨和右导轨的位置相对的侧面分别设置有滑槽，两个滑槽内分别卡有滚轮，通过滚轮在滑槽内滑动来完成一次助力的行程。

2.根据权利要求1所述的背部支撑辅助站立装置，其特征在于，所述第一杆、第二杆和异形连杆组成连杆结构，通过第一杆相对于机架壳转动，进而带动第二杆和异形连杆转动。

3.根据权利要求2所述的背部支撑辅助站立装置，其特征在于，所述辅助电机带动第一带轮转动，依次通过第一传动带、第二传动带而带动第二轴转动，使得第一杆相对于机架壳转动，从而带动第二杆转动，所述第二杆同步带动异形连杆转动，使得滑轮在滑槽内滑动。

4.根据权利要求3所述的背部支撑辅助站立装置，其特征在于，所述辅助电机工作时，所述第一杆相对于第二传动带的夹角逐渐增大，该夹角从锐角增加至钝角，而第二杆相对于异形连杆的夹角先增大至直角再逐渐减小，最后第二杆与异形连杆重叠时，所述靠背正好推至行程终点。

5.根据权利要求2所述的背部支撑辅助站立装置，其特征在于，所述异形连杆为互呈钝角的两段杆状体连接组成，所述第四轴铰接至两段杆状体的连接处，其中一段杆状体的一端连接第五轴，另一段杆状体的一端与靠背固定连接。

6.根据权利要求2所述的背部支撑辅助站立装置，其特征在于，所述左导轨和右导轨分别设置呈弧形，所述左导轨或右导轨的弧形排布，使得滑轮在滑槽内为从座椅的后方向斜向前的方向滑动，进而带动靠背向倾斜向上的方向助力。

7.根据权利要求1所述的背部支撑辅助站立装置，其特征在于，所述背部支撑辅助站立装置还包括前轮支架、前轮、后轮和移动电机，所述前轮连接至前轮支架，所述前轮支架固定在机架底部，所述后轮连接至机架的底部，所述移动电机安装在后轮内侧。

8.根据权利要求1所述的背部支撑辅助站立装置，其特征在于，所述背部支撑辅助站立装置还包括固定在机架上的安装盒，所述传动组件还包括带座轴承，所述带座轴承固定在安装盒，所述第一轴穿过连接有两个带座轴承。

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