CN216365677U - 一种单动力源姿态自由变换助老装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单动力源姿态自由变换助老装置，包括机架、支撑机构和姿态变换机构；支撑机构包括腿板、坐板、脚板、脚板连接件和背板；姿态变换机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、姿态变换机构电动推杆、限位挡片电机、限位挡片、滑轨杆、滑轨杆导轨和导轨支撑板。本实用新型通过姿态变换机构实现躺姿、坐姿和站姿之间的自由、灵活、快速切换，能够满足不同需求。本实用新型的姿态变换机构运用导轨限位和连杆，仅用一个动力源即可完成躺姿、坐姿和站姿三姿态的变换。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人领域，具体是一种单动力源姿态自由变换助老装置。
背景技术
随着社会老龄化现象日益严重，身体活动不便的老年人越来越多，如何对此类老年人群给予更贴心更舒适的照顾成为家庭和社会的重大责任。研究表明大部分老年人因身体机能下降，日常起居、外出活动等日常行为有着不同程度的困难。长期卧床不活动会造成心肺系统功能下降、骨质疏松、泌尿系统感染等不良影响。长期使用拐杖、手动轮椅也会引起关节炎、肌肉松弛等问题。与此同时，长期不外出活动会造成老年人患抑郁症、狂躁症等心理疾病。基于此类社会问题，设计一款能够辅助老年人日常起居、外出活动的助老装置尤为重要，尤其是针对身体活动不便、患有肢体疾病的老年人。
申请号为202010841709X的文献公开了一种人体姿态变换机器人，实现坐、躺、站三姿态变换，但其不能实现高度的变换；体积较大，坐姿时全长1.4米；由两个动力源完成的变换，灵活性较差。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种单动力源姿态自由变换助老装置。
本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种单动力源姿态自由变换助老装置，其特征在于，该装置包括机架、支撑机构和姿态变换机构；
所述支撑机构包括腿板、坐板、脚板、脚板连接件和背板；
坐板的一端与背板铰接，另一端与腿板的一端铰接；脚板的一端铰接于腿板的另一端上；脚板的另一端通过脚板连接件与腿板活动连接，实现脚板相对于腿板的打开或收起；
所述姿态变换机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、姿态变换机构电动推杆、限位挡片电机、限位挡片、滑轨杆、滑轨杆导轨和导轨支撑板；
第一连杆的一端铰接于坐板的一端上，第二连杆的一端铰接于腿板上；第一连杆的另一端和第二连杆的另一端均与第三连杆的一端铰接；第五连杆的一端铰接于坐板的另一端上，第六连杆的一端铰接于背板上；第五连杆的另一端和第六连杆的另一端均与第四连杆的一端铰接；第三连杆的另一端和第四连杆的另一端均铰接于滑轨杆上；
导轨支撑板可拆卸式固定于机架上；滑轨杆导轨固定安装于导轨支撑板上；滑轨杆导轨由直线段和曲线段组成；限位挡片电机的壳体固定于滑轨杆导轨或导轨支撑板上，输出端固定安装有限位挡片；限位挡片位于直线段和曲线段的交接处；滑轨杆滑动设置于滑轨杆导轨中；姿态变换机构电动推杆的一端铰接于滑轨杆上，另一端铰接于导轨支撑板上。
与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：
(1)本实用新型通过姿态变换机构实现躺姿、坐姿和站姿之间的自由、灵活、快速切换，能够满足不同需求。
(2)本实用新型的姿态变换机构运用导轨限位和连杆，仅用一个动力源即可完成躺姿、坐姿和站姿三姿态的变换。当坐站变换时，限位挡片挡住直线段的入口，保证滑轨杆只能在曲线段内滑行；当坐躺变换时，限位挡片挡住曲线段的入口，保证滑轨杆只能在直线段内滑行。
(3)本实用新型通过升降机构进行高度调整，躺姿时可以适应不同高度的床型，坐姿时可以适应不同高度的书桌、餐桌，满足不同场合的高度需求，方便日常使用。
(4)本实用新型优化了结构布局，大大减小了现有助老装置的尺寸，坐姿时全长0.9米，小巧灵活便利。
(5)本实用新型的脚板可以根据需求的不同进行调整。当处于站姿或者坐姿时，脚板可以通过脚板连接件打开，作为脚部的支撑；当处于躺姿时，脚板可以通过脚板连接件收起，进行腿部的支撑。
附图说明
图1为本实用新型处于坐姿向站姿变换过程中的整体结构立体图；
图2为本实用新型处于坐姿的整体结构立体图；
图3为本实用新型处于坐姿的整体结构后视图；
图4为本实用新型处于站姿的整体结构立体图；
图5为本实用新型处于躺姿的整体结构立体图；
图6为本实用新型的腿板与脚板的安装图；
图7为本实用新型的脚板连接件的立体图；
图8为本实用新型的腿板的剖视图；
图9为本实用新型图8的局部放大图；
图10为本实用新型的支撑机构和姿态变换机构的安装立体图；
图11为本实用新型的姿态变换机构的局部立体图；
图12为本实用新型图12的局部放大图；
图13为本实用新型的滑轨杆导轨与导轨支撑板的安装立体图。
图中：1、机架；2、支撑机构；3、升降机构；4、驱动机构；5、姿态变换机构；
2-1、腿板；2-2、坐板；2-3、脚板；2-4、脚板连接件；2-5、背板；2-6、上限位孔；2-7、下限位孔；2-8、上定位轴；2-9、下定位轴；2-10、脚板轨道；2-11、凹槽；
4-1、左前万向轮；4-2、右前万向轮支架；4-3、右后驱动轮；4-4、左侧驱动电机；4-5、右侧电机支撑架；4-6、右前万向轮；4-7、左前万向轮支架；4-8、左后驱动轮；4-9、右侧驱动电机；4-10、左侧电机支撑架；
5-1、第一连杆；5-2、第二连杆；5-3、第三连杆；5-4第四连杆；5-5、第五连杆；5-6、第六连杆；5-7、姿态变换机构电动推杆；5-8、限位挡片电机；5-9、限位挡片；5-10、滑轨杆；5-11、滑轨杆导轨；5-11-1、直线段；5-11-2、曲线段；5-12、导轨支撑板。
具体实施方式
下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。
本实用新型提供了一种单动力源姿态自由变换助老装置(简称装置)，其特征在于，该装置包括机架1、支撑机构2和姿态变换机构5；
所述机架1用于支撑其他机构，整体呈凹字型；支撑机构2用于支撑使用者；支撑机构 2通过姿态变换机构5设置于机架1上；姿态变换机构5作用于支撑机构2，实现坐、躺、站三姿态的变换；
所述支撑机构2包括腿板2-1、坐板2-2、脚板2-3、脚板连接件2-4和背板2-5；
坐板2-2的一端与背板2-5的端部铰接，另一端与腿板2-1的一端铰接；脚板2-3的一端铰接于腿板2-1的另一端上；脚板2-3的另一端通过脚板连接件2-4与腿板2-1活动连接，实现脚板2-3相对于腿板2-1的打开或收起；
所述姿态变换机构5包括第一连杆5-1、第二连杆5-2、第三连杆5-3、第四连杆5-4、第五连杆5-5、第六连杆5-6、姿态变换机构电动推杆5-7、限位挡片电机5-8、限位挡片5-9、滑轨杆5-10、滑轨杆导轨5-11和导轨支撑板5-12；
第一连杆5-1的一端铰接于坐板2-2的一端上，第二连杆5-2的一端铰接于腿板2-1上；第一连杆5-1的另一端和第二连杆5-2的另一端均与第三连杆5-3的一端铰接；第五连杆5-5 的一端铰接于坐板2-2的另一端上，第六连杆5-6的一端铰接于背板2-5上；第五连杆5-5的另一端和第六连杆5-6的另一端均与第四连杆5-4的一端铰接；第三连杆5-3的另一端和第四连杆5-4的另一端均铰接于滑轨杆5-10上；
导轨支撑板5-12可拆卸式固定于机架1上；滑轨杆导轨5-11固定安装于导轨支撑板5-12 上；滑轨杆导轨5-11由直线段5-11-1和曲线段5-11-2组成；限位挡片电机5-8的壳体固定于滑轨杆导轨5-11或导轨支撑板5-12上，输出端固定安装有限位挡片5-9；限位挡片5-9位于直线段5-11-1和曲线段5-11-2的交接处；滑轨杆5-10滑动设置于滑轨杆导轨5-11中；姿态变换机构电动推杆5-7的一端铰接于滑轨杆5-10的中部上，另一端铰接于导轨支撑板5-12上。
优选地，通过限位挡片电机5-8的旋转，将限位挡片5-9挡在直线段5-11-1的入口处，保证滑轨杆5-10在曲线段5-11-2内滑行，从而完成坐站变换；通过限位挡片电机5-8的旋转，将限位挡片5-9挡在曲线段5-11-2的入口处，保证滑轨杆5-10在直线段5-11-1内滑行，从而完成坐躺变换。
优选地，所述支撑机构2还包括上定位轴2-8和下定位轴2-9；
脚板连接件2-4的上端与上定位轴2-8的中部固定连接，下端与下定位轴2-9的中部固定连接；腿板2-1上开有凹槽2-11，当脚板2-3收起时用于放置脚板连接件2-4；凹槽2-11内开有上限位孔2-6和下限位孔2-7，与上定位轴2-8配合，当需要提供脚部支持时，将上定位轴2-8机械限位于下限位孔2-7中，脚板2-3打开，与腿板2-1处于具有一个夹角的状态；当需要提供腿部支持时，将上定位轴2-8机械限位于上限位孔2-6中，脚板2-3收起，与腿板2-1处于平行状态或共面状态；脚板2-3中开有脚板轨道2-10；下定位轴2-9的端部设置于脚板轨道2-10中，能够沿脚板轨道2-10内部滑动。
优选地，该装置还包括升降机构3，用于调整姿态变换机构5的高度；所述升降机构3 采用剪叉升降，姿态变换机构5的导轨支撑板5-12通过升降机构3安装于机架1上。
优选地，该装置还包括驱动机构4，用于为装置提供行进和转向功能；所述驱动机构4 包括左前万向轮4-1、右前万向轮支架4-2、右后驱动轮4-3、左侧驱动电机4-4、右侧电机支撑架4-5、右前万向轮4-6、左前万向轮支架4-7、左后驱动轮4-8、右侧驱动电机4-9和左侧电机支撑架4-10；
所述左前万向轮4-1通过左前万向轮支架4-7安装于机架1的左前侧；右前万向轮4-6通过右前万向轮支架4-2安装于机架1的右前侧；左后驱动轮4-8和右后驱动轮4-3分别转动安装于机架1的左后侧和右后侧；左侧驱动电机4-4的壳体通过左侧电机支撑架4-10固定于机架1上，其输出端与左后驱动轮4-8固定连接；右侧驱动电机4-9的壳体通过右侧电机支撑架4-5固定于机架1上，其输出端与右后驱动轮4-3固定连接；左侧驱动电机4-4和右侧驱动电机4-5带动左后驱动轮4-8和右后驱动轮4-3旋转，从而带动整体装置行进，通过左侧驱动电机4-4和右侧驱动电机4-5两个电机的差速来进行方向控制。
本实用新型的工作原理和工作流程是：
当使用者处于坐姿时，臀部坐于坐板2-2上，小腿放在腿板2-1上，后背靠在背板2-5上，脚部放在脚板2-3处，滑轨杆5-10位于直线段5-11-1和曲线段5-11-2的交接处。当使用者有站立需求时，上定位轴2-8机械限位于下限位孔2-7中，脚板2-3打开，与腿板2-1处于具有一个夹角的状态(本实施例为垂直状态)，可以提供脚部的支持；限位挡片电机5-8顺时针旋转，限位挡片5-9挡住滑轨杆导轨5-11的直线段5-11-1的入口，保证滑轨杆5-10在曲线段5-11-2内滑行；然后姿态变换机构电动推杆5-7伸长，推动滑轨杆5-10在曲线段5-11-2内滑行，驱动姿态变换机构5运动；当滑轨杆5-10滑至曲线段5-11-2的末端时，完成由坐姿变为站姿；反之，姿态变换机构电动推杆5-7缩短，驱动姿态变换机构5反向运动，即可由站姿变为坐姿。当使用者有躺姿需求时，限位挡片电机5-8逆时针旋转，限位挡片5-9挡住滑轨杆导轨5-11的曲线段5-11-2的入口，保证滑轨杆5-10在直线段5-11-1内滑行；然后姿态变换机构电动推杆5-7伸长，推动滑轨杆5-10在直线段5-11-1内滑行，驱动姿态变换机构5 运动；当滑轨杆5-10滑至直线段5-11-1的末端时，完成由坐姿变为躺姿；反之，姿态变换机构电动推杆5-7缩短，驱动姿态变换机构5反向运动，即可由躺姿变为坐姿。
当使用者处于躺姿且有站立需求时，需要经过上述过程，先由躺姿变为坐姿，再由坐姿变为站姿。同理，当使用者处于站姿且有躺姿需求时，需要经过上述过程，先由站姿变为坐姿，再由坐姿变为躺姿。
当使用者处于躺姿或坐姿时，脚板2-3与腿板2-1处于夹角状态或平行状态均可，根据实际需要选择。将上定位轴2-8机械限位于上限位孔2-6中，脚板2-3收起，与腿板2-1处于平行状态，可以提供腿部的支持。
当使用者处于躺姿时，通过升降机构3来调整支撑机构2的高度，以适应不同高度的床型，方便使用者在本助老装置与床之间移动。当使用者处于坐姿时，通过升降机构3来调整支撑机构2的高度，以适应不同高度的桌子。当使用者处于站姿时，由于重心高，不推荐使用升降机构3。
当使用者处于坐姿时，可调整左后驱动轮4-8与右后驱动轮4-3的动力输出，达到移动的目的，并且可以通过两个驱动轮的差速来完成转向。当使用者处于躺姿或者站姿时，不推荐通过驱动机构4进行前进、倒退或差速转向，会造成使用者的不舒适，坐姿进行移动是最安全舒适的姿态。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。
Claims (5)
1.一种单动力源姿态自由变换助老装置，其特征在于，该装置包括机架、支撑机构和姿态变换机构；
所述支撑机构包括腿板、坐板、脚板、脚板连接件和背板；
坐板的一端与背板铰接，另一端与腿板的一端铰接；脚板的一端铰接于腿板的另一端上；脚板的另一端通过脚板连接件与腿板活动连接，实现脚板相对于腿板的打开或收起；
所述姿态变换机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、姿态变换机构电动推杆、限位挡片电机、限位挡片、滑轨杆、滑轨杆导轨和导轨支撑板；
第一连杆的一端铰接于坐板的一端上，第二连杆的一端铰接于腿板上；第一连杆的另一端和第二连杆的另一端均与第三连杆的一端铰接；第五连杆的一端铰接于坐板的另一端上，第六连杆的一端铰接于背板上；第五连杆的另一端和第六连杆的另一端均与第四连杆的一端铰接；第三连杆的另一端和第四连杆的另一端均铰接于滑轨杆上；
导轨支撑板可拆卸式固定于机架上；滑轨杆导轨固定安装于导轨支撑板上；滑轨杆导轨由直线段和曲线段组成；限位挡片电机的壳体固定于滑轨杆导轨或导轨支撑板上，输出端固定安装有限位挡片；限位挡片位于直线段和曲线段的交接处；滑轨杆滑动设置于滑轨杆导轨中；姿态变换机构电动推杆的一端铰接于滑轨杆上，另一端铰接于导轨支撑板上。
2.根据权利要求1所述的单动力源姿态自由变换助老装置，其特征在于，所述支撑机构还包括上定位轴和下定位轴；
脚板连接件的上端与上定位轴固定连接，下端与下定位轴固定连接；腿板上开有凹槽，当脚板收起时用于放置脚板连接件；凹槽内开有上限位孔和下限位孔，与上定位轴配合，当需要提供脚部支持时，将上定位轴机械限位于下限位孔中，脚板打开，与腿板处于具有一个夹角的状态；当需要提供腿部支持时，将上定位轴机械限位于上限位孔中，脚板收起，与腿板处于平行状态或共面状态；脚板中开有脚板轨道；下定位轴的端部设置于脚板轨道中，能够沿脚板轨道内部滑动。
3.根据权利要求1所述的单动力源姿态自由变换助老装置，其特征在于，该装置还包括升降机构，用于调整姿态变换机构的高度。
4.根据权利要求1所述的单动力源姿态自由变换助老装置，其特征在于，该装置还包括驱动机构，用于为装置提供行进和转向功能。
5.根据权利要求4所述的单动力源姿态自由变换助老装置，其特征在于，所述驱动机构包括左前万向轮、右前万向轮支架、右后驱动轮、左侧驱动电机、右侧电机支撑架、右前万向轮、左前万向轮支架、左后驱动轮、右侧驱动电机和左侧电机支撑架；
所述左前万向轮通过左前万向轮支架安装于机架的左前侧；右前万向轮通过右前万向轮支架安装于机架的右前侧；左后驱动轮和右后驱动轮分别转动安装于机架的左后侧和右后侧；左侧驱动电机的壳体通过左侧电机支撑架固定于机架上，其输出端与左后驱动轮固定连接；右侧驱动电机的壳体通过右侧电机支撑架固定于机架上，其输出端与右后驱动轮固定连接。
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Cited By (2)
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