CN205458397U - 卫生间用辅助起坐装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卫生间用辅助起坐装置，包括：底座、坐垫、用于驱动的坐垫抬起的曲柄滑块机构和电动机；坐垫设于底座上部，并且坐垫端部同底座转动连接；曲柄滑块机构及对应配合的电动机于底座及坐垫两侧分别设有一组；单侧的曲柄滑块机构中，底座侧面具有水平的滑槽，滑槽内设有能够在滑槽内滑动的滑块。本实用新型所述的卫生间用辅助起坐装置，电动机工作，驱动曲柄滑块机构的滑块从滑槽的最前端向后端移动，支撑杆推动坐垫抬起，实现辅助人起坐的功能，实现了将老年人平稳抬至最高55°的功能，同时老年人根据自身需求通过按钮将装置抬至不同高度后停止，且普遍适用于市面所售卫生间坐便器。

Description

卫生间用辅助起坐装置

技术领域

本实用新型涉及老年人辅助产品设计，尤其涉及一种卫生间用老年人辅助起坐装置。

背景技术

目前，中国的老龄化程度日益增加，随着年龄的增长，许多老年人因为下肢肌力退化，无法自主地从坐位姿势站起，必须依靠他人的帮助，这样不仅严重影响了老年人的身心健康，同时也对家庭和社会造成了巨大的负担。且国内的辅助起身座椅普遍需要借助手臂的力量来达到起身的目的，容易导致老年人上肢肌肉损伤。而国外的智能座椅价格又非常昂贵，不具有普遍性。同时，市面上并无卫生间适用的老年人辅助起坐装置在售。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种卫生间用辅助起坐装置，用以解决现有的辅助起身座椅普遍需要借助手臂的力量来达到起身的目的，容易导致老年人上肢肌肉损伤的缺点。本实用新型采用的技术手段如下：

一种卫生间用辅助起坐装置，包括：底座、坐垫、用于驱动的坐垫抬起的曲柄滑块机构和电动机；坐垫设于底座上部，并且坐垫端部同底座转动连接；曲柄滑块机构及对应配合的电动机于底座及坐垫两侧分别设有一组；单侧的曲柄滑块机构中，底座侧面具有水平的滑槽，滑槽内设有能够在滑槽内滑动的滑块，滑块上通过销钉同时转动连接有支撑杆和连杆；支撑杆另一端通过销钉固定于坐垫侧面中部，用于连接底座和坐垫，连杆的另一端通过销钉连接有曲柄。滑块用于推动支撑杆从而实现坐垫的抬起功能。

当电动机工作，驱动曲柄滑块机构的滑块从滑槽的最前端向后端移动，支撑杆推动坐垫抬起，实现辅助人起坐的功能。

作为优选底座和坐垫两侧分别设有的电动机，电动机为微型减速电动机，用于作为动力源，通过传感器电机同步系统同步驱动，曲柄滑块机构及对应配合的电动机通过同开同闭正反转控制电路控制，通过曲柄滑块机构传递力矩，将坐垫抬起，两边的电动机由控制电路和传感器控制同开同闭以及电动机同步，保证了装置的安全性和可靠性，防止侧翻。

作为优选滑槽为T型滑槽，T型槽的长度限制了支撑杆的抬起范围，从而用于控制坐垫的抬起角度，坐垫同底座的最大转角为α，50°≤α≤55°。

作为优选底座通过L形支架固定于坐便器上，或者通过其他方式固定于卫生间坐便器上部。

与现有技术比较，本实用新型所述的卫生间用辅助起坐装置，电动机工作，驱动曲柄滑块机构的滑块从滑槽的最前端向后端移动，支撑杆推动坐垫抬起，实现辅助人起坐的功能，实现了将老年人平稳抬至最高55°的功能，同时老年人根据自身需求通过按钮将装置抬至不同高度后停止，且普遍适用于市面所售卫生间坐便器。

本实用新型所述的卫生间用辅助起坐装置，设计合理，控制电路亦具有先进性，系统运行安全可靠，广泛运用于卫生间老年人辅助站起，是一种安全、可靠的卫生间用老年人辅助起坐装置。

附图说明

图1是本实用新型坐垫抬起的侧视图。

图2是本实用新型坐垫贴合在底座上的侧视图。

图3是本实用新型的结构示意图。

图4是本实用新型的俯视图。

图5是本实用新型机构自由度和死点分析运动简图。

图6是本实用新型电路控制图。

图7是本实用新型同步电路图。

图中：1、底座，2、坐垫，3、支撑杆，4、滑块，5、滑槽，6、连杆，7、曲柄，8、坐垫镂空部，9、底座镂空部。

具体实施方式

如图1-图7所示，一种卫生间用辅助起坐装置，包括：底座1、坐垫2、用于驱动的坐垫2抬起的曲柄滑块机构和电动机；坐垫2设于底座1上部，并且坐垫2端部同底座1转动连接；曲柄滑块机构及对应配合的电动机于底座1及坐垫2两侧分别设有一组，即相对于，与平行于装置左右两侧面的面，对称布置。

单侧的曲柄滑块机构中，底座1侧面具有水平的滑槽5，滑槽5内设有能够在滑槽5内滑动的滑块4，滑块4上通过销钉同时转动连接有支撑杆3和连杆6；支撑杆3另一端通过销钉固定于坐垫2侧面中部，用于连接底座1和坐垫2，连杆6的另一端通过销钉连接有曲柄7；滑块4用于推动支撑杆3从而实现坐垫2的抬起功能，抬起平稳，安全可靠。

曲柄7的一端与电动机相连，另一端与连杆6相连；曲柄7与电动机主轴直接相连的一端为固定位置。

当电动机工作，驱动曲柄滑块机构的滑块4从滑槽5的最前端向后端移动，支撑杆3推动坐垫2抬起，实现辅助人起坐的功能。

如图5所示，在辅助起坐装置运动机构中，活动构件数n＝5，低副数P！＝7(回转副A,B,D,E和复合铰链C)。机构自由度计算公式为

F＝3n-2P！-P！ (1)

将n＝5，P！＝7，P！＝0，带入式(1)，得机构自由度F＝1。此时机构只有一个主动件，即为曲柄。当滑块为主动件时，曲柄滑块机构存在死点位置，但当曲柄为主动件时，由于曲柄上的力一直垂直于曲柄，即在任何位置，都不会出现只有沿杆件方向的力的情况，因此，该机构不存在死点位置。

底座1和坐垫2两侧分别设有的电动机，电动机为微型减速电动机，用于作为动力源，通过传感器电机同步系统同步驱动，曲柄滑块机构及对应配合的电动机通过同开同闭正反转控制电路控制，通过曲柄滑块机构传递力矩，将坐垫2抬起，两边的电动机由控制电路和传感器控制同开同闭以及电动机同步，保证了装置的安全性和可靠性，防止侧翻。

电动机选择：对于正偏心曲柄滑块机构来说，滑块速度：

$\mathrm{\υ}=R\mathrm{\ω}\frac{sin(\mathrm{\α}+\mathrm{\β})}{cos\mathrm{\β}}\≈R\mathrm{\ω}(sin\mathrm{\α}+\frac{\mathrm{\λ}}{2}sin2\mathrm{\α}-\mathrm{\λ}\mathrm{\ξ}cos\mathrm{\α}),$

滑块加速度：

$a={\mathrm{R\ω}}^2\[\frac{cos(\mathrm{\α}+\mathrm{\β})}{\cos \mathrm{\β}}+\mathrm{\λ}\frac{{\cos }^2\mathrm{\α}}{{\cos }^2\mathrm{\β}}\]\≈{\mathrm{R\ω}}^2(cos\mathrm{\α}+\mathrm{\λ}cos2\mathrm{\α}+\mathrm{\λ}\mathrm{\ξ}\sin \mathrm{\α}),$

其中，α为曲柄与水平线之间夹角，β为连杆与水平线之间夹角，ω为曲柄角速度，R为曲柄长度,ξ为机构的偏心率，即偏心距e与曲柄长度R的比值。由于F＝ma，因此滑块上的推力为：

P_AB＝ma＝mRω²(cosα+λcos2α+λξsinα)

电机需要提供的扭矩为：

M₀＝P_ABcosγ·R (2)

其中γ为曲柄与滑块之间的夹角。

初始位置时，α＝71°，将α＝71°，m＝3340N，ω＝15°/s代入式(2)中，得P_AB＝3919N，因此，需要电机提供的扭矩M₀＝128N·m，转速为2.5转/s的电机可提供的扭矩为200N·m，电机扭矩足够。

由于坐便器下方的空间被坐便器自身占用，采用一个电机带动坐垫左右两边杆件的设计方案难以实现，因此需要实现两个电机的同开同闭，同时需要保证机构运行时坐垫不发生侧翻，因此需要实现电机的同步。

通过如图6和图7所示电路，来实现电机的同开同闭，电动机反转和控制装置行程。其中，FU为传感器，FR1和FR2为两个热继电器开关，SB2、SB3、SB4为三个停止按钮,SB4、SB5、SB6、SB7、SB8、SB9为六个启动按钮。KM1、KM2、KM3、KM4为四个中间继电器，KA1、KA2为两个电流继电器。

当SB8闭合时，KA1线圈得电，KA1的两个常开触点闭合，此时带动SB4和SB5两个触点闭合，KM1和KM2得电，KM1和KM2两个常开触点闭合，控制电机反转的电路中的KM1和KM2的两个常闭触点断开，左右侧电机同时开始正转。当电机正转碰到行程开关SQ1时，电机停止转动。

同理，当SB9闭合时，KA2线圈得电，KA2的两个常开触点闭合，此时带动SB6和SB7两个触点闭合，KM3和KM4得电，KM3和KM4两个常开触点闭合，控制电机正转的电路中的KM3和KM4的两个常闭触点断开，左右侧电机同时开始反转。当电机正转碰到行程开关SQ2时，电机停止转动。

同时使用传感器来实现电机的同步，电路图如图7所示。

滑槽5为T型滑槽，T型槽的长度限制了支撑杆3的抬起范围，从而用于控制坐垫2的抬起角度，坐垫2同底座1的最大转角为α，50°≤α≤55°，优选为55°。

底座1通过L形支架固定于坐便器上，或者通过其他方式固定于卫生间坐便器上部。

底座1后端与坐垫2后端不相连且长度不同，根据老年人需要设置坐垫2靠背。同时，底座1通过设置凹凸槽与固定在墙面的L形支架相连，或通过其他方式固定，以增加辅助起坐装置的稳定性与安全性。

底座1和坐垫2分别具有底座镂空部9和坐垫镂空部8，底座镂空部9和坐垫镂空部8的镂空位置，与市面所售的坐便器大小相符合，使得装置能够与坐便器配合使用。

使用时，当按下升起按钮，机构运动，电机主轴顺时针转动带动曲柄7旋转,再由曲柄7带动连杆6旋转,连杆6推动滑块4向右进行直线运动,形成一个曲柄滑块机构。滑块4进行直线运动时,带动支撑杆3下端向右运动,从而将坐垫2推起。

当按下停止按钮，坐垫2停在当前位置。

当按下下降按钮,电动机将进行逆时针转动,将会带动滑块4向左运动,从而将坐垫2放下。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种卫生间用辅助起坐装置，其特征在于包括：底座、坐垫、用于驱动的坐垫抬起的曲柄滑块机构和电动机；

坐垫设于底座上部，并且坐垫端部同底座转动连接；

曲柄滑块机构及对应配合的电动机于底座及坐垫两侧分别设有一组；

单侧的曲柄滑块机构中，底座侧面具有水平的滑槽，滑槽内设有能够在滑槽内滑动的滑块，滑块上通过销钉同时转动连接有支撑杆和连杆；

支撑杆另一端通过销钉固定于坐垫侧面中部，连杆的另一端通过销钉连接有曲柄；

当电动机工作，驱动曲柄滑块机构的滑块从滑槽的最前端向后端移动，支撑杆推动坐垫抬起。

2.根据权利要求1所述的卫生间用辅助起坐装置，其特征在于：

底座和坐垫两侧分别设有的电动机，通过传感器电机同步系统同步驱动，曲柄滑块机构及对应配合的电动机通过同开同闭正反转控制电路控制。

3.根据权利要求1或2所述的卫生间用辅助起坐装置，其特征在于：

滑槽为T型滑槽，坐垫同底座的最大转角为α，50°≤α≤55°。

4.根据权利要求1或2所述的卫生间用辅助起坐装置，其特征在于：

底座通过L形支架固定于坐便器上。