TWI587850B

TWI587850B - 具電動輪椅功能之行動輔具總成

Info

Publication number: TWI587850B
Application number: TW104135299A
Authority: TW
Inventors: 陳佳麟
Original assignee: 陳佳麟
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2017-06-21
Also published as: TW201714595A

Description

具電動輪椅功能之行動輔具總成

本發明係涉及行動輔具之技術領預；特別是指一種具電動輪椅功能之行動輔具總成之創新結構設計者。

按，人類是經過了長時間的不斷進化，而能夠以雙腳站立行動之高等生物。然而，卻有許多的人卻因為先天或後天等因素的影響，而無法站立，或僅可站立而無法行走，於是乎為了提高這些肢障者/傷友的生活自理程度，降低其對家人之依賴程度，乃至於自力更生，於是便開始有許多的行動輔具廠商投入開發研究，而逐漸開發出各式令下肢障礙者，能恢復步行能力之行動輔具。

早期開發之行動輔具，一般皆為被動式行動輔具，簡言之，該類輔具之重點在於提供支撐作用，對於下肢關節功能不佳之肢障者而言，並沒有積極性地幫助；於是便又有業者開發出主動式的行動輔具，其主要係於對應於各關節處設置伺服馬達，已主動協助肢障者以交替的方式，依序完成抬腿與跨步等連續動作，以較積極的方式協助肢障者完成自主行動之目的。

前述不論是被動式或是主動式行動輔具，只要行走距離超過一定限度，對於肢障者而言都是一件相當痛苦的事，於是便有人搭配腋下拐杖來減輕腰部以下之負擔，企圖延長走路距離，然效果卻不十分明顯。如此便產生了兩種現象，其一，在體力可負荷的情況下，於行走的過程中多找地方坐下休息，隨時補充體力，然而，可讓身障者隨時坐下休息的地方有時並不容易尋找；其二便是利用電動輪椅使用，來延長自主移動之距離。然而，主動式行動輔具的造價本來就已經相當昂貴，再加上電動輪椅之費用絕非一般人所能負擔，同時，最大的問題點在於，無障礙空間並不是在隨處或是每一個空間均能配置的。

是以，針對上述習知技術所存在之問題點，如何研發出一種能夠更具理想實用性之創新構造，而能將腋下拐杖與主動式行動輔具加以結合，並加以稍加改良，而能進一步提供類似電動輪椅所能提供之方便性與機動性，實有待相關業界再加以思索突破之目標及方向者。

有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明之主要目的，係在提供一種行動輔具，其所欲解決之技術問題，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式具電動輪椅功能之行動輔具總成為目標加以思索創新突破。

本發明解決問題之技術特點，主要在於該具電動輪椅功能之行動輔具總成，其主要係包括一行動輔具，該行動輔具係包含有一供使用者腰部承靠固定之腰部支撐結構，該腰部支撐結構之背面係裝設有電源供應器，該行動輔具並可與使用者之下肢互相結合；該行動輔具之腳後跟處係裝設有一移動裝置；兩分別裝設於腰部支撐結構外側之拐杖限位裝置；每一拐杖限位裝置係包含有一底座，該底座係裝設於行動輔具之腰部支撐結構之外側；一樞設於底座上之擺動座以及一滑設於擺動座上之限位座；該擺動座係可選擇性地相對於底座往復式擺動，而該限位座則選擇性地相對於擺動座作往復式上下移動；以及兩拐杖，每一拐杖係分別以可拆卸方式卡制限位於一相對應之限位座上；該拐杖之底端係旋設有一滾輪；該移動裝置係電性連接至一由使用者所操作之控制單元。

本發明之主要效果與優點，係能夠將柺杖與行動輔具互相結合，除可提供步行與上下樓梯之傳統功能外，且能夠進一步提供坐姿模式與電動輪椅模式，進而達到延長肢障者自主性移動之距離，並提高其生活自理能力之實用進步性。

請參閱第1、2、3、4圖所示，係本發明具電動輪椅功能之行動輔具總成之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述具電動輪椅功能之行動輔具總成，其主要係包括一行動輔具10、兩裝設於行動輔具10上之拐杖限位裝置20以及兩分別選擇性地組設於一相對應拐杖限位裝置20之拐杖30，本發明之較佳實施例中，該拐杖30係為一腋下拐杖。該行動輔具10係供裝設於使用者之腰部，並將使用者之下肢與行動輔具10結合後即可協助肢障者模擬走路或上下樓梯之動作，恢復肢障者自行走路之能力。該行動輔具10之腳後跟處係裝設有一移動裝置40，且該拐杖30之底端係旋設有一滾輪50。當行動輔具10提供坐姿功能時，向後傾擺之拐杖30除可作為行動輔具10之後支撐，隨時提供使用者坐下休息之功能外，當移動裝置40與滾輪50同時觸地並且移動裝置40開始作動時，可令使用者保持坐姿而自由移動，提供電動輪椅之功能，延長肢障者自主移動之距離，令肢障者可自行移動至更遠的目的地。

該行動輔具10係包含有一腰部支撐結構11，該腰部支撐結構11之背面係裝設有電源供應器111。該腰部支撐結構11之兩側係分別向下延伸有一架體12，而每一架體12之自由端部係依序樞接有一第一支架13、一第二支架14以及一足部支撐架15；其中，該第一支架13與第二支架14係分別對應於使用者之大腿與小腿，而該足部支撐架15則給予使用者之腳掌適度支撐。該架體12與第一支架13間係裝設有一髖關節驅動裝置16、該第一支架13與第二支架14間係裝設有一膝關節驅動裝置17、該第二支架14與足部支撐架15間則裝設有一踝關節驅動裝置18。該髖關節驅動裝置16、膝關節驅動裝置17、踝關節驅動裝置18以及該移動裝置40係分別以無線方式電性連接至一由使用者所操控之控制單元(圖中未示)，並分別電連接至該電源供應器111。該兩第一支架13間係連設有一布墊19。請參閱如第8A、8B、9圖所示，該兩足部支撐架15之內側係分別裝設有一主動式偵測器151，且該兩足部支撐架15之前端係分別裝設有一距離偵測器153。該第一支架13之上、下兩端係分別連設有一第一綁帶131及一第二綁帶132，藉以將使用者之大腿固定於第一支架13上；該第二支架14上係連設有一第三綁帶141，藉以將使用者之小腿固定於第二支架14上；該足部支撐架15上則連設有一第四綁帶152，藉以將使用者之腳掌定位於足部支撐架15上。

每一拐杖限位裝置20係包含有一底座21，該底座21係裝設於行動輔具10之腰部支撐結構11外側；一樞設於底座21上之擺動座22以及一滑設於擺動座22上之限位座23。該限位座23之外側面係分別形成有縱向之第一縱向容槽24、第二縱向容槽25以及一橫向容槽26；該限位座23之外側面上並設置有一第一擋止結構241、一第二擋止結構251以及一第三擋止結構261，其中該第一擋止結構241、第二擋止結構251係分別對應於第一縱向容槽24、第二縱向容槽25作側向往復式運動，且第一擋止結構241與第二擋止結構251之自由端部係分別延伸超過第一縱向容槽24與第二縱向容槽25之中線；該第三擋止結構261係對應於橫向容槽26作側向往復式運動，且第三擋止結構261之自由端部係延伸超越橫向容槽26之中線。

請進一步參閱如第2、5、6、7圖所示，該拐杖30包含有一第一上桿體31及一第二上桿體32，該第一上桿體31與第二上桿體32係互相平行，並藉由一橫向握桿33互相連接而形成一H型結構。該第一上桿體31與第二上桿體32之頂端係固設有一腋下墊34，而該第一上桿體31與第二上桿體32之底端係分別向內彎折並固接有一下直管35，該下直管35中係插設有一內桿36，該內桿36係可相對於下直管35作直線往復式運動，以提供減震之功效；而該滾輪50係裝設於內桿36之自由端部。該下直管35之底段係樞接有一U型護框37，而該U型護框37係可選擇性地相對於下直管35扳轉而反向卡制於下直管35之外壁上；且該U型護框37之底端係固設有一防滑塊38。為提供該Ｕ型護框37定位之效果，該下直管35之外壁係設置有一第一定位結構351及一第二定位結構352，該第一定位結構351與第二定位結構352與U型護框37扳轉之軸線距離相當；該U型護框37上係形成有一穿孔371；當U型護框37被向上扳轉後，該穿孔371係卡制定位於該第一定位結構351，而當U型護框37與下直管35互相直線對應時，該穿孔371係卡制定位於該第二定位結構352。該U型護框37與下直管35之外壁上係設置有連續之刻度39，方便使用者確認每一階樓梯的高度，並加以設定腳部抬高的距離。

茲就本發明之各種使用方式分別詳述如下：當使用者欲使用本發明令其暫時恢復步行能力時；首先利用穿孔371與第二定位結構352定位U型護框37，令U型護框37與下直管35成直線對應；其次依序利用第一綁帶131、第二綁帶132將使用者的大腿綁固於第一支架13上；再利用第三綁帶141將使用者之小腿綁固於第二支架14上；最後再利用第四綁帶152將預先穿上鞋子之腳掌綁固於足部支撐架15上，即完成本發明之穿戴作業。而在本發明動作之前先利用控制單元設定好步行模式，隨即啟動電源，令髖關節驅動裝置16、膝關節驅動裝置17以及踝關節驅動裝置18依序作動，模擬人體步行的動作並依序帶動使用者的大腿、小腿與腳掌，令使用者可搭配拐杖30而達到自行行走之目的。其次則為上、下樓梯模式，同樣在完成本發明之穿戴作業並定位U型護框37令其與下直管35直線對應後，可預先使用刻畫在U型護框37與下直管35上之刻度39丈量每一階樓梯之高度，再利用控制單元設定為上樓梯或下樓梯之模式並輸入樓梯高度之數值，即可啟動髖關節驅動裝置16、膝關節驅動裝置17以及踝關節驅動裝置18令其依序作動，協助使用者搭配拐杖30完成逐階上下樓梯的動作。本行動模式與前述步行模式最大的不同點在於，避免踩空的安全設計。請參閱如第8A圖所示(以左腳為例說明)，一旦上下樓梯模式被啟動後，該主動式偵測器151亦隨之啟動。其主要係偵測其內側邊是否有足夠之空間供另一隻腳踩踏；當主動式偵測器151接收到反射的訊號時，該控制單元即判定有足夠之空間供另一腳踩踏，因此，使用者可繼續執行下一個上樓梯的動作；另如第8B圖所示，當主動式偵測器151接收不到反射之訊號時，該控制單元即判定沒有足夠之空間供另一腳踩踏，因此，為避免使用者踩空摔倒，該控制單元即會停止一切動作，提高行動輔具10之安全性。又如第9圖所示，若由使用者之側面觀之，當其上樓梯時，該足部支撐架15係沿一類似拋物線之軌跡移動，因此，在舉步上樓梯之前必須先利用距離偵測器153確認腳尖與樓梯垂直部位(某些樓梯甚至可能為內斜)間之距離，避免樓梯之輪廓線干涉足部支撐架15上樓梯之移動軌跡，亦即避免使用者於上樓梯時，腳尖踢到樓梯而產生向前撲倒之危險。

此外，本發明在使用的過程中可提供臨時休息之用，減輕使用者的負擔，延長其自由移動的距離。請參閱如第10圖所示，首先將柺杖30利用限位座23上所設之第一縱向容槽24、第二縱向容槽25、橫向容槽26以及相對應之第一擋止結構241、第二擋止結構251、第三擋止結構261予以固定限位，然後再利用控制單元啟動座椅模式，令控制單元依序作動髖關節驅動裝置16與膝關節驅動裝置17，令架體12、第一支架13與第二支架14依序成直角對應而構成一ㄣ型結構體；同時，該拐杖限位裝置20亦同時利用擺動座22與限位座23調整拐杖30向後偏擺的角度與延伸之長度，而給予行動輔具10適當之支撐，令使用本發明之使用者可以利用布墊19坐下休息。

更值得一提的是，本發明還可提供電動輪椅的功能，首先令使用者呈坐下狀態，當使用者利用控制單元啟動電動輪椅模式前，首先必須向上扳轉U型護框37，並利用穿孔371與第一定位結構351定位U型護框37；而當電動輪椅模式啟動後，該擺動座22與限位座23會配合拐杖30令使用者稍往後仰，如第11圖所示，使得整體結構僅移動裝置40與滾輪50著地，當使用者透過控制單元啟動移動裝置40並帶動滾輪50，即可提供電動輪椅自行移動之功能。

此外，本發明亦可協助肢障者使用一般廁所，雖然目前身障者之權益已逐漸受到重視，然並非所有地區對於身障者都是持友善的態度，因此，有時身障者未必能及時找到適合自己如廁的地方，然而使用本發明可確實解決如上的問題。以男士適用的小便斗為例，既然本發明可協助肢障者重新站立行走，當然可順利使用小便斗小解；而若是要使用馬桶時，只要使用者運用前述電動輪椅模式，將其臀部對準馬桶再卸下布墊19，即可順利坐在馬桶上解決其上廁所的問題。因此，身障者使用本發明後，即使在不具備殘障廁所的環境中，依然可輕易使用。

請參閱如第12、13、14、15圖所示，當使用者欲重新回到站立或行走的模式時，該控制單元首先啟動膝關節驅動裝置17與踝關節驅動裝置18，令使用者的小腿配合起身時之重心變化稍向後收，並依序啟動髖關節驅動裝置16、膝關節驅動裝置17以及踝關節驅動裝置18，令架體12、第一支架13與第二支架14呈直線對應狀態；而在此同時，該拐杖限位裝置20亦驅動擺動座22帶動拐杖30往前傾擺，同時限位座23亦帶動拐杖30向下延伸，提供向上撐起使用者之功能，當使用者回復到站立之姿態後，即可自拐杖限位裝置20上取下拐杖30，並利用穿孔371與第二定位結構352恢復U型護框37與下直管35直線對應的狀態，便可繼續以步行模式使用本發明。

本發明之優點說明：本發明所揭「具電動輪椅功能之行動輔具總成」主要藉由所述行動輔具、拐杖限位裝置以及柺杖等創新獨特結構型態與技術特徵，使本發明對照[先前技術]所提習知結構而言，能夠將柺杖與行動輔具互相結合，除可提供步行與上下樓梯之傳統功能外，且能夠進一步提供坐姿模式與電動輪椅模式，進而達到延長肢障者自主性移動之距離，提高其生活自理能力之實用進步性。

上述實施例所揭示者係藉以具體說明本發明，且文中雖透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本發明之專利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本發明之精神與原則後對其進行變更與修改而達到等效之目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如后所述之申請專利範圍所界定範疇中。

１０　行動輔具　　　　　１１　腰部支撐結構１１１　電源供應器　　　１２　架體　　　　　　　１３　第一支架　　　　　１３１　第一綁帶　　　　１３２　第二綁帶　　　　１４　第二支架　　　　　１４１　第三綁帶　　　　１５　足部支撐架　　　　１５１　主動式偵測器　　１５２　第四綁帶１５３　距離偵測器　　　　１６　髖關節驅動裝置　　１７　膝關節驅動裝置　　１８　踝關節驅動裝置　　１９　布墊　　　　　　　２０　拐杖限位裝置　　　２１　底座　　　　　　　２２　擺動座　　　　　　２３　限位座　　　　　　２４　第一縱向容槽　　　２４１　第一擋止結構　　　２５　第二縱向容槽　　　２５１　第二擋止結構　　　２６　橫向容槽　　　　　２６１　第三擋止結構　　　３０　拐杖　　　　　　　３１　第一上桿體　　　　３２　第二上桿體　　　　３３　橫向握桿　　　　　３４　腋下墊　　　　　　３５　下直管　　　　　　３５１第一定位結構　　　３５２　第二定位結構　　　３６　內桿　　　　　　　３７　Ｕ型護框　　　　　３７１　穿孔　　　　　　３８　防滑塊　　　　　　３９　刻度　　　　　　　４０　移動裝置　　　　　５０　滾輪

第1圖係本發明之立體外觀圖。第2圖係本發明拐杖與拐杖限位裝置之結合示意圖。第3圖係本發明拐杖限位裝置之立體分解圖。第4圖係本發明拐杖之立體外觀圖。第5圖係本發明拐杖之局部立體分解圖。第6圖係本發明拐杖之側視圖。第7圖係本發明拐杖U型護框扳轉之示意圖。第8A、8B圖係本發明(裝設於左邊)主動式偵測器之動作　　　　　示意圖。第9圖係本發明距離偵測器之動作示意圖。第10圖係本發明提供座椅功能之示意圖。第11圖係本發明提供輪椅功能之示意圖。第12-15圖係本發明協助肢障者由坐姿回復至站姿之連續動　　　　作示意圖。

１０　行動輔具　　　　　１１　腰部支撐結構１１１　電源供應器　　　１２　架體　　　　　　　１３　第一支架　　　　　１３１　第一綁帶　　　　１３２　第二綁帶　　　　１４　第二支架　　　　　１４１　第三綁帶　　　　１５　足部支撐架　　　　１５１　主動式偵測器　　１５２　第四綁帶　　　　１６　髖關節驅動裝置　　１７　膝關節驅動裝置　　１８　踝關節驅動裝置　　１９　布墊　　　　　　　２０　拐杖限位裝置　　　　　　　　　　３０　拐杖　３７　Ｕ型護框　　　　　３７１　穿孔　　　　　　３８　防滑塊　　　　　　４０　移動裝置５０　滾輪

Claims

一種具電動輪椅功能之行動輔具總成，其主要係包括：一行動輔具，該行動輔具係包含有一供裝設於使用者腰部之腰部支撐結構，該腰部支撐結構之背面係裝設有電源供應器，該行動輔具並可與使用者之下肢互相結合；該行動輔具之腳後跟處係裝設有一移動裝置，該移動裝置係電性連接至一由使用者所操作之控制單元；兩分別裝設於該腰部支撐結構外側之拐杖限位裝置；每一拐杖限位裝置係包含有一底座，該底座係裝設於該行動輔具之腰部支撐結構之外側；一樞設於該底座上之擺動座以及一滑設於該擺動座上之限位座；該擺動座係可選擇性地相對於該底座往復式擺動，而該限位座則選擇性地相對於該擺動座作往復式上下移動；以及兩拐杖，每一拐杖係分別選擇性地卡制限位於一相對應之該限位座上；每一拐杖之底端係旋設有一滾輪；當該行動輔具提供坐姿功能時，該向後傾擺之拐杖除可形成該行動輔具之後支撐，隨時提供肢障者坐下休息之功能外，當該移動裝置與該滾輪同時觸地，且該移動裝置開始作動並帶動該滾輪時，可令肢障者保持坐姿而能自由移動，提供電動輪椅之功能，延長肢障者自主移動之距離。
如申請專利範圍第1項所述之具電動輪椅功能之行動輔具總成，其中該腰部支撐結構之兩側係分別向下延伸有一架體，而每一架體之自由端部係依序樞接有一第一支架、一第二支架以及一足部支撐架；其中，該第一支架與該第二支架係分別對應於使用者之大腿與小腿，而該足部支撐架則給予使用者之腳掌適度之支撐；該架體與該第一支架間係裝設有一髖關節驅動裝置，該第一支架與該第二支架間係裝設有一膝關節驅動裝置，該第二支架與該足部支撐架間則裝設有一踝關節驅動裝置；該髖關節驅動裝置、該膝關節驅動裝置、該踝關節驅動裝置以及該移動裝置係分別以無線方式電性連接至控制單元，並分別電連接至該電源供應器。
如申請專利範圍第1或2項所述之具電動輪椅功能之行動輔具總成，其中該限位座之外側面之兩側係分別形成有縱向之第一縱向容槽、第二縱向容槽以及一橫向容槽；該限位座之外側面上並設置有一第一擋止結構、一第二擋止結構以及一第三擋止結構，其中該第一擋止結構、該第二擋止結構係分別對應於該第一縱向容槽、該第二縱向容槽作側向往復式運動，且該第一擋止結構與該第二擋止結構之自由端部係分別延伸超過該第一縱向容槽與該第二縱向容槽之中線；該第三擋止結構係對應於該橫向容槽作側向往復式運動，且該第三擋止結構之自由端部係延伸超越該橫向容槽之中線。
如申請專利範圍第2項所述之具電動輪椅功能之行動輔具總成，其中該兩第一支架間係連設有一布墊，以供於坐姿模式時支撐使用者身體之重量。
如申請專利範圍第1或2項所述之具電動輪椅功能之行動輔具總成，其中該兩足部支撐架之內側係分別裝設有主動式偵測器；該主動式偵測器主要係偵測其內側邊是否有足夠之空間供另一隻腳踩踏；該兩足部支撐架之前端係分別裝設有一距離偵測器，藉以於舉步上樓梯前確認腳尖與樓梯間之安全距離。
如申請專利範圍第3項所述之具電動輪椅功能之行動輔具總成，其中該兩足部支撐架之內側係分別裝設有主動式偵測器；該主動式偵測器主要係偵測其內側邊是否有足夠之空間供另一隻腳踩踏。
如申請專利範圍第3項所述之具電動輪椅功能之行動輔具總成，其中該拐杖包含有一第一上桿體及一第二上桿體，該第一上桿體與該第二上桿體係互相平行，並藉由一橫向握桿互相連接而形成一H型結構；該第一上桿體與該第二上桿體之頂端係固設有一腋下墊，而該第一上桿體與該第二上桿體之底端係分別向內彎折並固接有一下直管，該下直管中係插設有一內桿，該內桿係可相對於該下直管作直線往復式運動，以提供減震之功效；而該滾輪係旋設於該內桿之自由端部，並電性連接至該電源供應器，並以無線方式受控於控制單元；該下直管之底段係樞接有一U型護框，該U型護框係可選擇性地相對於該下直管扳轉而反向卡制於該下直管之外壁上；且該U型護框之底端係固設有一防滑塊。
如申請專利範圍第6項所述之具電動輪椅功能之行動輔具總成，其中該拐杖包含有一第一上桿體及一第二上桿體，該第一上桿體與該第二上桿體係互相平行，並藉由一橫向握桿互相連接而形成一H型結構；該第一上桿體與該第二上桿體之頂端係固設有一腋下墊，而該第一上桿體與該第二上桿體之底端係分別向內彎折並固接有一下直管，該下直管中係插設有一內桿，該內桿係可相對於該下直管作直線往復式運動，以提供減震之功效；而該滾輪係裝設於該內桿之自由端部；該下直管之底段係樞接有一U型護框，該U型護框係可選擇性地相對於該下直管扳轉而反向卡制於該下直管之外壁上；且該U型護框之底端係固設有一防滑塊。
如申請專利範圍第7項所述之具電動輪椅功能之行動輔具總成，其中該U型護框與該下直管之外壁上係設置有連續之刻度，方便使用者確認每一階樓梯的高度並加以設定。
如申請專利範圍第8項所述之具電動輪椅功能之行動輔具總成，其中該U型護框與該下直管之外壁上係設置有連續之刻度，方便使用者確認每一階樓梯的高度並加以設定。