CN214017560U - 一种步行防摔助力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种步行防摔助力装置，包括腰带、网兜式折叠座椅、多级连杆支撑机构和电磁锁紧装置，多级连杆支撑机构的各关节处分别设有扭簧，腰带的上端固定设有第一连接件，第一连接件的下端固定设有直线导轨，直线导轨上设有滑块，多级连杆支撑机构的上端与第一连接件铰接，滑块上铰接设有第二连接件并与第一节连杆的上端铰接；电磁锁紧装置固定在滑块上，并设有与所述限位孔相适配的锁紧销。本实用新型，多级连杆支撑机构可沿直线导轨上下滑动实现折叠或打开，一旦检测出使用者有摔倒的倾向，则触发多级连杆支撑机构打开，支撑在地面上，避免了摔倒在地面上的危险，结构简单，成本低，使用方便。

Description

一种步行防摔助力装置

技术领域

本实用新型涉及老人健康保护器械技术领域，具体涉及一种步行防摔助力装置。

背景技术

近些年来，全球性人口老龄化越来越受到关注。随着年龄的增长，老年人会患上视力减退、听力减退、关节老化、协调性差、反应迟钝，以及癫痫、白内障、心脑血管疾病等常见病。同时，具有安眠、降压、降糖等作用的药物的使用，也会对老年人产生不小的影响，造成更多跌倒。据调查，年龄大于65的人群中，每一年大概有32％的人摔倒最少一次，这一比例随着年岁的增长而上升。在年龄大于80的人群中，出现摔倒的可能性一度达到50％，大概有5％-25％的人会造成脑损伤、骨头断裂、脱位、软组织损伤等并发症。因此，解决如何提前发现和保护老人摔倒行为的难题迫在眉睫。

目前，防摔保护装置仍然是以气囊为主。例如中国发明专利CN 111296915A公开的一种老年人防摔跌伤人工智能保护装置，包括一用于支撑老年人背部的且整体呈Y形的背部支撑件，所述背部支撑件的侧面与老年人背部曲面相贴合，在背部支撑件的内部设有一气瓶容纳腔，在气瓶容纳腔内设有一用于盛装有压缩后的气体的充气瓶，在所述背部支撑件上还设有一用于检测老年人是否摔倒的3D加速传感器、控制器和电源模块，所述电源模块与控制器电连接，所述3D加速传感器与控制器通讯连接。本发明当老年人在跌倒过程中，控制器能够控制充气瓶对用于保护老年人臀部以及髋部的第一折叠气囊和用于保护老年人胸部以及腹部的第二折叠气囊进行快速充气，能够在0.2s内打开第一折叠气囊和第二折叠气囊，能够对老年人进行全面的保护。但是，上述方案存在以下问题：

(1)气囊装置存在不可重复使用以及成本过高等不利于广泛推广的问题；

(2)气囊装置在撑开时有伤害周围人的可能。

有鉴于此，急需对现有的老年人步行防摔助力装置进行结构改进，以简化结构，降低成本，并且使用方便，提高安全性。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种步行防摔助力装置，以解决现有的方案结构复杂、成本高，存在安全风险的问题。

为此，本实用新型提供的一种步行防摔助力装置，包括用于将步行防摔助力装置固定在使用者腰上的腰带，还包括：

网兜式折叠座椅，通过弹性绳索连接在所述腰带的下方；

多根多级连杆支撑机构，所述多级连杆支撑机构的各关节处分别设有扭簧，所述腰带的外侧面的上端固定设有第一连接件，所述第一连接件的下端固定设有直线导轨，所述直线导轨上设有滑块，所述多级连杆支撑机构的上端的第一节连杆的上端与所述第一连接件铰接，所述滑块上铰接设有第二连接件，所述第二连接件的上端与所述第一节连杆的上端铰接；

电磁锁紧装置，固定在所述滑块上，所述直线导轨上设有上、下限位孔，所述电磁锁紧装置设有与所述上、下限位孔相分别适配的锁紧销，并配置为：

所述多级连杆支撑机构在折叠状态下，所述锁紧销伸出并插入到所述直线导轨上的下限位孔中；所述电磁锁紧装置打开时，所述锁紧销缩回，并从所述下限位孔中脱离，所述多级连杆支撑机构在所述扭簧的作用下打开，带动所述滑块向上滑动至所述直线导轨上的上停止位；同时所述锁紧销伸出并插入到所述直线导轨上的上限位孔中。

在上述技术方案中，优选地，所述腰带包括：

两块半圆形板，竖向相对设置，所述半圆形板的外侧面上对称地设有两条竖向设置的凸棱；

连板，其高度小于所述半圆形板的高度，所述连板与两块所述半圆形板的一侧边的下部连接；

所述凸棱和所述连板的下端分别设有固定孔，用于固定所述弹性绳索。

在上述技术方案中，优选地，所述第一连接件包括：

固定座，固定设置在所述腰带的外侧面的上部；

连接弯板，具有水平部以及设置在所述水平部的外端的弯折部，所述弯折部向外侧向下倾斜设置。

在上述技术方案中，优选地，通过检测装置控制所述锁紧销伸出或缩回，所述检测装置由MEMS加速度传感器和双轴陀螺仪组成，用于监测使用者的姿态和加速度的变化。

在上述技术方案中，优选地，所述多级连杆支撑机构的下端的末节连杆的下端呈斜坡状。

在上述技术方案中，优选地，所述直线导轨上设有上、下停止位，用于限位所述滑块的移动位置。

在上述技术方案中，优选地，所述直线导轨固定在所述凸棱的外侧面上。

在上述技术方案中，优选地，所述第二连接件呈圆弧弯板状，其两端分别设有连接孔。

在上述技术方案中，优选地，所述多级连杆支撑机构为四级连杆支撑机构。

在上述技术方案中，优选地，所述第一节连杆由相对设置的两根杆件组成，其中一根杆件的上端设有第一连接孔，另一根杆件的上端设有上下布置的第二、第三连接孔，所述第一、第三连接孔同轴，并与第一连接件铰接，所述第二连接孔与所述滑块铰接。

由上述技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型采用了机械外骨骼结构，多根多级连杆支撑机构可沿直线导轨上下滑动实现折叠收起或打开支撑，一旦检测出使用者有摔倒的倾向，则触发多级连杆支撑机构打开，支撑在地面上，同时使用者会坐在装置上的网兜式折叠座椅上，避免了摔倒在地面上的危险；并且，结构简单，成本低，重量轻，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做出简单地介绍和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的步行防摔助力装置的结构示意图；

图2为本实用新型中腰带的结构示意图；

图3为本实用新型中多级连杆支撑机构及其连接示意图；

图4为本实用新型中第一连接件的结构示意图；

图5为本实用新型中第二连接件的结构示意图；

图6为本实用新型中第一节连杆的结构示意图；

图7为本实用新型中多级连杆支撑机构折叠后的示意图。

图1-图7中，零部件的对应关系如下：

腰带10，网兜式折叠座椅20，多根多级连杆支撑机构30，第一连接件 40，直线导轨50，滑块60，第二连接件70，电磁锁紧装置80；

半圆形板11，连板12，凸棱13，固定孔14；

弹性绳索21；

第三连接孔31，第四连接孔32，第五连接孔33；

固定座41，水平部42，弯折部43，第一连接孔44，第二连接孔45。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下所描述的实施例，仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的主体部分为机械外骨骼，主要功能是在老人即将摔倒时提供一个支撑，起到防摔作用。

本实用新型的实现原理是：多根多级连杆支撑机构可沿直线导轨上下滑动实现折叠收起或打开支撑，一旦检测出使用者有摔倒的倾向，则触发多级连杆支撑机构打开，支撑在地面上，同时使用者会坐在装置上的网兜式折叠座椅上，避免了摔倒在地面上的危险。

为了对本实用新型的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明，以下介绍实现本实用新型技术方案的几个优选的具体实施例。

需要说明的是，本文中“内、外”、“前、后”及“左、右”等方位词是以产品使用状态为基准对象进行的表述，显然，相应方位词的使用对本方案的保护范围并非构成限制。

请参见图1，图1为本实用新型提供的一种步行防摔助力装置的结构示意图。

如图1所示，步行防摔助力装置包括腰带10、网兜式折叠座椅20、多根多级连杆支撑机构30和电磁锁紧装置。网兜式折叠座椅20位于腰带10 的下方，通过弹性绳索21固定在腰带10上。平时，网兜式折叠座椅20和弹性绳索21被收起来放在背后腰部地区；使用时，把网兜式折叠座椅20 展开放在屁股下面，利用弹性绳索21把网兜式折叠座椅20固定在距离腰带10下方的一定位置处。

腰带10用于将步行防摔助力装置固定在使用者的腰上。请参见图2，图2为本实用新型中腰带的结构示意图。如图2所示，腰带10包括两块相同形状的半圆形板11以及连板12。

两块半圆形板11竖向相对设置，半圆形板11的外侧面上对称地沿45 度方向设有两条竖向设置的凸棱13，凸棱13的外表面为光滑的平面，以减小加工面，便于安装直线导轨以及主要承力的连接件。

连板12的高度小于半圆形板11的高度，以达到节省材料，减轻重量的目的。连板12与两块半圆形板11相对侧的侧边的下部连接，形成一体结构。凸棱13的下端和连板12的中部下端均设有固定孔14，用于连接网兜式折叠座椅20上的弹性绳索21。

在本具体实施例中，网兜式折叠座椅20通过五根尼龙材质的弹性绳索 21固定在腰带10上，以承受身体作用于网兜的大部分压力，五根弹性绳索布局合理，整体应力分布比较均匀，可尽量避免腰带10出现应力集中的情况。

使用尼龙绳作为弹性绳索，质量轻、可承受拉力大、耐磨性好、性价比高。其弹性、耐磨性抗冲击性等都比较合适正常人的质量，并且其环境适应性好，周围环境的变化对于其主要特性影响不大，使用起来可靠性强。

在本具体实施例中，采用了四根四级连杆支撑机构30构造了支撑体系，四根四级连杆支撑机构30在完全展开时，各级连件的夹角皆为146度，在完全收缩时夹角皆为6度。杆件材料为封闭式铝合金空心杆件，重量轻松、强度高。

四级连杆支撑机构30自上而下分为第一节连杆、第二节连杆、第三节连杆和末节连杆。各节连杆之间的关节处分别设置扭簧作为整体装置的驱动源。其中，第一节连杆、第二节连杆和第三节连杆均由两根杆件组成，末节连杆只有一根杆件，第一节连杆、第二节连杆和第三节连杆的关节处皆可以安装两个扭簧，末节连杆的关节处安装一个扭簧。设定固定状态下扭簧角度变化在±2度之间。

本实用新型中，沿着末级连杆做一个80度的切除，使得末节连杆的下端呈斜坡状，这样，在多级连杆支撑机构完全打开时，末级连杆顶端垂直于地面，即使因为人摔倒姿势的不同，也会最大程度上使得沿杆件的合力作用在摩擦角范围内，最大概率出现自锁现象。另外切除时，使切口为若干互相相切的半圆，这样一个方面可以增加表面粗糙度，从而增大摩擦力，另一方面也会避免棱角形切口对于人或物造成伤害。

请参见图3、图4，图3为本实用新型中多级连杆支撑机构及其连接示意图，图4为本实用新型中第一连接件的结构示意图。

如图3所示，多级连杆支撑机构30通过第一连接件40固定在腰带10 上。具体地，如图4所示，第一连接件40包括固定座41和连接弯板。

固定座41固定设置在腰带10的外侧面上的凸棱13的上端，连接弯板具有水平部42以及设置在水平部42的外端的弯折部43，水平部42垂直于固定座41设置，弯折部43的下端朝向外侧向下倾斜设置。水平部42的根部两侧设有加强筋，这样可以大幅度提升装置的安全性以及耐久性。弯折部43上自上而下设有第一连接孔44和第二连接孔45。

直线导轨50设置在固定座41的正下方，且固定在凸棱13上，直线导轨50上设有可沿其上下滑动的滑块60，多级连杆支撑机构30的第一节连杆的上端与第一连接件铰接，滑块60上铰接设有第二连接件70，第二连接件70的上端与第一节连杆的上端铰接。

如图6所示，第一节连杆由相对设置的两根杆件组成，其中一根杆件的上端设有第三连接孔31，另一根杆件的上端设有上下布置的第四连接孔32和第五连接孔33。

如图5所示，第二连接件呈圆弧弯板状，其上下两端分别设有第六连接孔61和第七连接孔62。

再结合图3、图4、图5和图6，第三连接孔31通过螺栓与第一连接件上的第一连接孔44铰接，第五连接孔33通过螺栓与第一连接件上的第二连接孔45铰接，第四连接孔32与第二连接件上的第六连接孔61铰接，第二连接件上第七连接孔62与滑块60铰接。

滑块60上固定设有电磁锁紧装置80，电磁锁紧装置80是实现防摔支撑的执行机构，实现了完全展开和完全收缩状态的传递与保持。

电磁锁紧装置80具有一个可伸缩的锁紧销，锁紧销分别与直线导轨上的上、下限位孔直径相适配，并配置为：

多级连杆支撑机构30在折叠状态下，锁紧销伸出并插入到直线导轨上的下限位孔中；电磁锁紧装置通电解锁时，锁紧销缩回，并从直线导轨上的下限位孔中脱离，多级连杆支撑机构在扭簧的作用下打开，并带动滑块 60向上滑动至直线导轨上的上停止位；同时，电磁锁紧装置断电，锁紧销弹出抵压在直线滑轨上，随滑块一起向上滑动，当到达上限位孔时，锁紧销会因为弹簧预压力插入到上限位孔中，使多级连杆支撑机构保持在展开支撑的状态。

当四级连杆支撑机构30完全收缩后，整个杆件的顶端会呈现一种向使用者的肩部倾斜的姿势，有利于减小装置对于周围的影响。

本实用新型通过检测装置控制电磁锁紧装置80通电，使锁紧销缩回，近而让多级连杆支撑机构展开，实现了被动防摔功能。检测装置由MEMS 加速度传感器和双轴陀螺仪组成，用于监测使用者的姿态和加速度的变化，并据此做出使用者是否将要发生摔倒。

本实用新型中，还可以在腰带10或者其他方便使用者操作的部位上设置一个主动开关，用于给电磁锁紧装置80通电，这样使用者可以主动通过手动的方式使多级连杆支撑机构展开，实现了主动防摔功能。即当老人意识到自己身体机能出现问题时，可以按下此主动开关，使多级连杆支撑机构展开形成支撑，快速有效地给予老人保护，从而避免继续保持当前状态而导致之后某不确定时刻的意外摔倒。

综合以上具体实施例的描述，本实用新型提供的步行防摔助力装置，能够在老人即将摔倒时提供一个支撑，起到防摔作用，与现有技术相比，具有如下优点：

首先，本实用新型的主体部分为机械外骨骼，没有采用气囊装置，结构简单，成本低，使用方便，且打开时不会伤害到周围的人。

其次，通过MEMS加速度传感器和双轴陀螺仪监测使用者的姿态和加速度的变化，并在判断出使用者是否将要发生摔倒时，控制电磁锁紧装置通电，让多级连杆支撑机构展开，实现了被动防摔功能，使用安全可靠。

第三，当四级连杆支撑机构完全收缩后，整个杆件的顶端会呈现一种向使用者的肩部倾斜的姿势，有利于减小装置对于周围的影响。

第四、四级连杆支撑机构重轻，强度高。

第五、设有主动开关，当老人意识到自己身体机能出现问题时，可以按下此主动开关，使多级连杆支撑机构展开形成支撑，快速有效地给予老人保护，从而避免继续保持当前状态而导致之后某不确定时刻的意外摔倒。

最后，还需要说明的是，在本文中使用的术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个…"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本实用新型并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种步行防摔助力装置，包括用于将步行防摔助力装置固定在使用者腰上的腰带，其特征在于，还包括：

网兜式折叠座椅，通过弹性绳索连接在所述腰带的下方；

多根多级连杆支撑机构，所述多级连杆支撑机构的各关节处分别设有扭簧，所述腰带的外侧面的上端固定设有第一连接件，所述第一连接件的下端固定设有直线导轨，所述直线导轨上设有滑块，所述多级连杆支撑机构的上端的第一节连杆的上端与所述第一连接件铰接，所述滑块上铰接设有第二连接件，所述第二连接件的上端与所述第一节连杆的上端铰接；

电磁锁紧装置，固定在所述滑块上，所述直线导轨上设有上、下限位孔，所述电磁锁紧装置设有与所述上、下限位孔分别相适配的锁紧销，并配置为：

所述多级连杆支撑机构在折叠状态下，所述锁紧销伸出并插入到所述直线导轨上的下限位孔中；所述电磁锁紧装置打开时，所述锁紧销缩回，并从所述下限位孔中脱离，所述多级连杆支撑机构在所述扭簧的作用下打开，带动所述滑块向上滑动至所述直线导轨上的上停止位；同时所述锁紧销伸出并插入到所述直线导轨上的上限位孔中。

2.根据权利要求1所述的步行防摔助力装置，其特征在于，所述腰带包括：

两块半圆形板，竖向相对设置，所述半圆形板的外侧面上对称地设有两条竖向设置的凸棱；

连板，其高度小于所述半圆形板的高度，所述连板与两块所述半圆形板的一侧边的下部连接；

所述凸棱和所述连板的下端分别设有固定孔，用于固定所述弹性绳索。

3.根据权利要求1所述的步行防摔助力装置，其特征在于，所述第一连接件包括：

固定座，固定设置在所述腰带的外侧面的上部；

连接弯板，具有水平部以及设置在所述水平部的外端的弯折部，所述弯折部向外侧向下倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的步行防摔助力装置，其特征在于，通过检测装置控制所述锁紧销伸出或缩回，所述检测装置由MEMS加速度传感器和双轴陀螺仪组成，用于监测使用者的姿态和加速度的变化。

5.根据权利要求1所述的步行防摔助力装置，其特征在，所述多级连杆支撑机构的下端的末节连杆的下端呈斜坡状。

6.根据权利要求1所述的步行防摔助力装置，其特征在于，所述直线导轨上设有上、下停止位，用于限位所述滑块的移动位置。

7.根据权利要求2所述的步行防摔助力装置，其特征在于，所述直线导轨固定在所述凸棱的外侧面上。

8.根据权利要求1所述的步行防摔助力装置，其特征在于，所述第二连接件呈圆弧弯板状，其两端分别设有连接孔。

9.根据权利要求1所述的步行防摔助力装置，其特征在于，所述多级连杆支撑机构为四级连杆支撑机构。

10.根据权利要求1所述的步行防摔助力装置，其特征在于，所述第一节连杆由相对设置的两根杆件组成，其中一根杆件的上端设有第一连接孔，另一根杆件的上端设有上下布置的第二、第三连接孔，所述第一、第三连接孔同轴，并与第一连接件铰接，所述第二连接孔与所述滑块铰接。

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