CN110217717A - 一种爬楼辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种爬楼辅助装置，包括腿部固定板、鞋底支撑板、支撑油缸、支撑杆和动力装置，电动机通过传动杆推动推杆反复运动向油缸内供油，压力油顶推支撑杆位腿部提供支撑，并通过压力开关实现支撑与回缩过程的周期切换。本申请提供的一种爬楼辅助装置能为老人和行动不便者爬楼和登高提供帮助，并可作为临时座椅使用。
Description
技术领域
本发明涉及辅助行走领域，提供一种可利用电动机驱动、液压传动的爬楼辅助装置。
背景技术
老年人由于身体机能的退化，在爬楼或登高时往往因乏力而倍感困难。另外，一些行动不便者，也存在行走和攀登的困难。现有的行走辅助装置，往往结构复杂、价格昂贵，不能得到广泛的普及应用。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明提供了一种爬楼辅助装置，利用千斤顶原理，在较小的输入动力下获得较大的推力。通过采用较小动力的驱动设备，减小驱动设备体积、减轻驱动设备重量，并降低成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括腿部固定板、支撑油缸、支撑杆、鞋底支撑板；所述支撑杆头部有活塞嵌套在支撑油缸内，由支撑油缸内的压力油推动支撑杆伸出；所述支撑油缸顶部铰接在腿部固定板上，通过电动机经传动杆带动推杆往复运动，从油箱中吸油出来并压入支撑油缸。
进一步，支撑油缸内的上下通道采用不等截面设计，上通道截面积小，下通道截面积大，支撑杆的活塞位于下通道中；利用千斤顶原理，使支撑杆获得较大的推力。
进一步，油箱与进油管相连处设置有油箱单向阀，保证液压油只能从油箱单向流入进油管；支撑油缸的上通道中设置有油缸进油单向阀，使得压力油只能从进油管单向进入油缸上通道，以避免压力油对推杆和进油管的影响。
进一步，支撑杆底端固接在支撑座转轴上，支撑座转轴安装在支撑座内并可以相对支撑座转动。
进一步，腿部固定板两侧有腿部系带，用于将腿部固定板绑在腿上；鞋底支撑板两侧有脚部系带，用于将鞋底支撑板绑在脚上或鞋上。
进一步，传动杆上开有斜槽，此斜槽是首尾相连的回型槽；推杆的端部固接有滚轮，滚轮卡在传动杆的斜槽内；电动机的电动机转轴与传动杆连接在一起，电动机带动传动杆旋转时，滚轮在传动杆的斜槽内作往返运动，从而带动推杆完成吸油和压油动作。
进一步，支撑油缸内底部安装有行程开关，当支撑杆完全推出时，撑杆头部的活塞触发行程开关发出信号，使得电动机停止旋转，压力油不再进入支撑油缸，系统压力保持，提供对腿部的稳定支撑。
进一步，鞋底支撑板上安装有压力开关，当足部抬起时，压力开关失去压力使得电控单向阀打开，压力油经电控单向阀回油箱，液压系统卸荷；当足底对压力开关产生一定压力时，触发压力开关发出电信号，使得电控单向阀关闭，同时电动机开始旋转，进入下一次腿部抬升辅助过程。
本发明的有益效果是：本发明中支撑油缸内的压力油顶推支撑杆，可以在爬楼和登高过程中形成对腿部有效的支撑和抬升，减轻使用者在爬楼和登高时的用力，能很好地帮助老人和行动不便者。本发明中利用千斤顶原理，在较小的输入动力下获得较大的推力，减小了驱动设备体积、减轻驱动设备重量、降低了成本。本发明结构简单、功能完善，有利于实现装置的轻量化和低价化。同时，将脚部系带松开后，将鞋底支撑板后移，可以作为临时座椅使用，能在使用者疲劳时能提供有效的休息方式。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明安装结构示意图；
图2是本发明传动系统示意图；
图3是本发明的液压系统原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1至图3，本发明的一种爬楼辅助装置，包括腿部固定板1、支撑油缸2、支撑杆3、压力开关4、鞋底支撑板5、脚部系带6、支撑座转轴7、支撑座8、腿部系带9、油箱10、进油管11、油管接头12、活塞套筒13、推杆14、滚轮15、电动机16、传动杆17、电动机转轴18、回油管19、油箱单向阀20、油缸进油单向阀21、电控单向阀22。
所述腿部固定板1两侧有腿部系带9，用于将腿部固定板1绑在腿上；所述鞋底支撑板5两侧有脚部系带6，用于将鞋底支撑板5绑在脚上或鞋上。
所述支撑杆3头部有活塞嵌套在支撑油缸2内，由支撑油缸2内的压力油推动支撑杆3伸出；所述支撑杆3底端固接在支撑座转轴7上，支撑座转轴7安装在支撑座8内并可以相对支撑座8转动。
所述支撑油缸2顶部铰接在腿部固定板1上，通过电动机16经传动杆17带动推杆14往复运动，从油箱10中吸油出来并压入支撑油缸2；所述支撑油缸2内的上下通道采用不等截面设计，上通道截面积小，下通道截面积大，支撑杆3的活塞位于下通道中。
所述油箱10与进油管11相连处设置有油箱单向阀20，保证液压油只能从油箱单向流入进油管11；支撑油缸2的上通道中设置有油缸进油单向阀21，使得压力油只能从进油管单向进入油缸2上通道，以避免压力油对推杆14和进油管11的影响。
所述传动杆17上开有斜槽，此斜槽是首尾相连的回型槽；推杆14的端部固接有滚轮15，滚轮15卡在传动杆17的斜槽内；电动机16的电动机转轴18与传动杆17连接在一起，电动机16带动传动杆17旋转时，滚轮15在传动杆17的斜槽内作往返运动，从而带动推杆完成吸油和压油动作。
所述支撑油缸2内底部安装有行程开关，当支撑杆3完全推出时，撑杆3头部的活塞触发行程开关发出信号，使得电动机16停止旋转，压力油不再进入支撑油缸2，系统压力保持，提供对腿部的稳定支撑。
所述鞋底支撑板5上安装有压力开关4，当足部抬起时，压力开关4失去压力使得电控单向阀22打开，压力油经电控单向阀22回油箱，液压系统卸荷；当足底对压力开关4产生一定压力时，触发压力开关4发出电信号，使得电控单向阀22关闭，同时电动机16开始旋转，进入下一次腿部抬升辅助过程。
本装置工作原理如下：
电动机16经电动机转轴18转轴带动传动杆17旋转，传动杆17内的斜槽推动滚轮15作往返运动，滚轮15带动推杆14完成吸油和压油动作。在推杆14的作用下油箱10中的油液经过油箱单向阀20进入进油管11，随后流经油缸进油单向阀21进入支撑油缸2的上通道。支撑油缸2中的上下通道采用不等截面设计，上通道截面积小，下通道截面积大。支撑杆3的活塞位于下通道中，由于液压传动中作用力等于压强乘以作用面积，这样利用千斤顶原理，可以通过较小的压强获得较大的压力。
压力经压力油传递至支撑杆3，支撑杆3向前推出，作用力传递给鞋底支撑板5。鞋底支撑板5在地面无法向下移动，其反作用力使得支撑油缸2被顶升。支撑油缸2顶部铰接在腿部固定板1的底面上，支撑油缸2被顶升带动腿部固定板1的油缸铰接点上移。由于腿部固定板1使用时是绑在腿部的，腿部固定板1的油缸铰接点上移使得腿部抬升，同时腿部的曲伸使得腿部固定板绕油缸铰接点发生一定角度的旋转。当支撑杆3完全推出时，撑杆3头部的活塞触发行程开关发出信号，使得电动机16停止旋转，压力油不再进入支撑油缸2，系统压力保持，提供对腿部的稳定支撑。
鞋底支撑板5上安装有压力开关4，当足部抬起时，压力开关4失去压力使得电控单向阀22打开，压力油经电控单向阀22回油箱，液压系统卸荷，随着足部和小腿的抬起，支撑杆3缩回支撑油缸2内部；鞋底支撑板5再次与地面接触时，当足底对压力开关4产生一定压力时，触发压力开关4发出电信号，使得电控单向阀22关闭，同时电动机16开始旋转，进入下一次腿部抬升辅助过程。
支撑杆3完全推出时，腿部固定板1的板面和鞋底支撑板5的板面接近垂直；支撑杆3完全缩回时，腿部固定板1的板面和鞋底支撑板5的板面接近平行。
脚部系带6松开后，将鞋底支撑板5后移，可以作为临时座椅使用，为使用者在疲劳时提供有效的休息方式。此时，压力开关4失去压力使得电控单向阀22打开，液压系统卸荷。使用者在坐下的过程中，支撑杆3缩回支撑油缸2内部，直到支撑杆3的活塞顶面完全封住支撑油缸2的回油口，支撑杆3顶着支撑油缸2通过腿部固定板1对人体提供支撑。
本实施例中，油箱和电动机都固接在腿部固定板的底面上，电动机的动力由电池提供。为减轻腿部负重，也可将油箱和电动机放置在背包或腰部缚带等其他位置。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种爬楼辅助装置，其特征在于：包括腿部固定板(1)、支撑油缸(2)、支撑杆(3)、鞋底支撑板(5)；所述支撑杆(3)头部有活塞嵌套在支撑油缸(2)内，由支撑油缸(2)内的压力油推动支撑杆(3)伸出；所述支撑油缸(2)顶部铰接在腿部固定板(1)上，通过电动机(16)经传动杆(17)带动推杆(14)往复运动，从油箱(10)中吸油出来并压入支撑油缸(2)。
2.根据权利要求1所述的一种爬楼辅助装置，其特征在于：支撑油缸(2)内的上下通道采用不等截面设计，上通道截面积小，下通道截面积大，支撑杆(3)的活塞位于下通道中；利用千斤顶原理，使支撑杆(3)获得较大的推力。
3.根据权利要求1所述的一种爬楼辅助装置，其特征在于：油箱(10)与进油管(11)相连处设置有油箱单向阀(20)，保证液压油只能从油箱单向流入进油管(11)；支撑油缸(2)的上通道中设置有油缸进油单向阀(21)，使得压力油只能从进油管单向进入油缸(2)上通道，以避免压力油对推杆(14)和进油管(11)的影响。
4.根据权利要求1所述的一种爬楼辅助装置，其特征在于：支撑杆(3)底端固接在支撑座转轴(7)上，支撑座转轴(7)安装在支撑座(8)内并可以相对支撑座(8)转动。
5.根据权利要求1所述的一种爬楼辅助装置，其特征在于：腿部固定板(1)两侧有腿部系带(9)，用于将腿部固定板(1)绑在腿上；鞋底支撑板(5)两侧有脚部系带(6)，用于将鞋底支撑板(5)绑在脚上或鞋上。
6.根据权利要求1所述的一种爬楼辅助装置，其特征在于：传动杆(17)上开有斜槽，此斜槽是首尾相连的回型槽；推杆(14)的端部固接有滚轮(15)，滚轮(15)卡在传动杆(17)的斜槽内；电动机(16)的电动机转轴(18)与传动杆(17)连接在一起，电动机(16)带动传动杆(17)旋转时，滚轮(15)在传动杆(17)的斜槽内作往返运动，从而带动推杆完成吸油和压油动作。
7.根据权利要求1所述的一种爬楼辅助装置，其特征在于：支撑油缸(2)内底部安装有行程开关，当支撑杆(3)完全推出时，撑杆(3)头部的活塞触发行程开关发出信号，使得电动机(16)停止旋转，压力油不再进入支撑油缸(2)，系统压力保持，提供对腿部的稳定支撑。
8.根据权利要求1所述的一种爬楼辅助装置，其特征在于：鞋底支撑板(5)上安装有压力开关(4)，当足部抬起时，压力开关(4)失去压力使得电控单向阀(22)打开，压力油经电控单向阀(22)回油箱，液压系统卸荷；当足底对压力开关(4)产生一定压力时，触发压力开关(4)发出电信号，使得电控单向阀(22)关闭，同时电动机(16)开始旋转，进入下一次腿部抬升辅助过程。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190910 |