CN111616633A

CN111616633A - 一种坐便器的自动辅助助力装置

Info

Publication number: CN111616633A
Application number: CN202010625496.7A
Authority: CN
Inventors: 段博峰; 宋娟
Original assignee: Shaanxi University of Technology
Current assignee: Shaanxi University of Technology
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2020-09-04

Abstract

一种坐便器的自动辅助助力装置，包括辅助升降机构、翻转机构、扶手，辅助升降机构采用电动丝杠螺母结构原理，其中步进电机通过联轴器联接丝杠和螺母，步进电机旋转运动转为螺母的直线运动控制主梁升降；翻转机构为左右对称结构，其中副梁的上、下两侧分别铰接翻转电动推杆和折叠电动推杆，翻转电动推杆伸缩实现座板翻转，折叠电动推杆伸缩控制副梁倾斜一定角度，实现翻转机构展开或折叠作用；扶手连接圆柱铰链与底座铰接，对其折叠减少对马桶的影响。本装置升降过程可对如厕过程提供支持和助力，达到使用者独立如厕目的，还可将其收纳于坐便器上方闲置空间，减少对卫生间空间影响。

Description

一种坐便器的自动辅助助力装置

技术领域

本发明属于机械设计技术领域，具体涉及一种坐便器的自动辅助助力装置。

背景技术

近些年，随着中国居住环境和医疗保健水平的提高，人口老年化现象愈发严重，在高达2亿人口之多的老年人群体中普遍存在腿脚僵硬无力、膝盖关节老化、心脑血管等问题。老年人在如厕过程中，长时间蹲坐使神经受到压迫产生手脚麻木、知觉降低，起身时因动作乏力存在摔跤、眩晕等风险，因此需要安排专人陪护，但此举会给家庭造成额外的经济负担。

为了解决老年人居家如厕的生活困扰，市场上出现了一些如厕辅助器械，对如厕动作中的下蹲和起身两个关键过程施加助力和支撑，实现独立如厕目的。专利《一种座板可摘卸式如厕辅助装置》（CN110037606A）采用丝杠螺母结构控制座板上下移动，但丝杠螺母结构布置于坐便器与墙壁之间，现绝大部分坐便器紧靠墙壁安装，有很大的局限性。专利《智能如厕辅助器》（CN107736832A）采用可调扶手支持手臂、靠背支架托扶肩膀和后背，缺少腰、臀部托扶装置，与老年人动作习惯相悖。专利《电控如厕辅助装置》（CN108814400）整体设计为座椅结构，辅助臀部的面板可以上下移动，但无法根据蹲、起过程实时翻转。

虽然上述专利采用多种机构组合，辅助使用者蹲坐和起身动作，但存在需要改变原有如厕动作习惯、使用人群范围窄、家人共用坐便器通用性差、落地式安装影响后期地面清洁工作、靠近地面的功能部件易污染腐蚀等缺陷。

因此，设计一种坐便器的自动辅助助力装置，采用电动丝杠螺母机构实现扶手、座板的自动升降；利用电动推杆机构对座板翻转，拟合人体如厕时下蹲和起身动作中手臂、臀部位姿变化，对发力关键部位辅助，保持人体支撑平稳，实现独立如厕目的。

发明内容

本发明采取的技术方案如下：

一种坐便器的自动辅助助力装置，包括辅助升降机构，翻转机构，扶手5；所述辅助升降机构包括底座1、丝杠2、横梁3、主梁4、步进电机13、联轴器14、导轨15、轴承16、螺母17；步进电机13、联轴器14、丝杠2和螺母17依次同轴布置于底座1的中轴线位置，底座1左、右两侧外缘有与墙壁安装的螺栓孔，底座1上安装有步进电机13，步进电机13通过联轴器14与丝杠2联接，丝杠2的两端通过两个轴承16竖直铰接于底座1中部，丝杠2与螺母17铰接，螺母17固定连接横梁3，横梁3的两端与底座1通过导轨15铰接，横梁3前侧对称连接两个外形呈倒L型主梁4，主梁4与掀开状态的坐便器垫圈、坐便器盖不干涉；两个导轨15为平行关系，保证了丝杠2旋转时螺母17沿着导轨15在底座1的“口”字型框架内升降。

所述的翻转机构为左、右对称的两套相同机构，其中一套机构包括两个U型支座7、座板8、三个铰接支座9、翻转电动推杆10、副梁11、折叠电动推杆12；两个U型支座7分别固定于辅助升降机构主梁4底端阶梯面，一个U型支座7铰接副梁11，副梁11中部上、下侧面各有一个铰接支座9，副梁11上侧的铰接支座9铰接翻转电动推杆10，翻转电动推杆10另一端与座板8后端的铰接支座9铰接，座板8前端与副梁11铰接，副梁11下侧的铰接支座9铰接折叠电动推杆12，折叠电动推杆12与另一个U型支座7铰接；翻转电动推杆10的伸缩控制座板8在副梁11前端翻转，实现如厕动作助力过程；折叠电动推杆12伸缩控制副梁11实现翻转机构的展开或折叠状态；座板8中部为通孔，孔径大小与坐便器入口相当，座板8的上表面包裹与臀部阴模曲线造型的软质材料。

所述扶手5左右对称布置于底座1两侧，扶手5的后端通过两个圆柱铰链6铰接于底座1；如厕时扶手5成水平展开状态，如厕后手动抬起扶手5成垂直收拢状态。

本发明的有益效果是：一种坐便器的自动辅助助力装置，采用电动丝杠螺母机构实现翻转机构的自动升降，利用电动推杆机构对座板翻转，拟合人体如厕时下蹲和起身动作中臀部位姿变化，对腿部和腰部提供助力功能，保持人体支撑平稳，实现独立如厕目的。本装置通过对副梁、座板等折叠设计，收纳于坐便器水箱上方闲置空间，不影响其他人正常使用坐便器，保证坐便器的公用性，不改变卫生间布局和使用功能。采用螺栓连接安装方法，无需改造卫生间结构、破坏性小、安装简单，悬挂式安装方式便于卫生间地面卫生清洁工作。

附图说明

图1是一种坐便器的自动辅助助力装置的整体结构图。

图2是一种坐便器的自动辅助助力装置的翻转机构组成图。

图3是一种坐便器的自动辅助助力装置的辅助升降机构的传动图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施过程进行描述。

如图1，一种坐便器的自动辅助助力装置，包括辅助升降机构，翻转机构，扶手5；扶手5左右对称布置于底座1两侧，扶手5的后端通过两个圆柱铰链6铰接于底座1；如厕时扶手5成水平展开状态，如厕后手动抬起扶手5成垂直收拢状态。

如图1和图3，所述辅助升降机构包括底座1、丝杠2、横梁3、主梁4、步进电机13、联轴器14、导轨15、轴承16、螺母17；步进电机13、联轴器14、丝杠2和螺母17依次同轴布置于底座1的中轴线位置，底座1左右两侧外缘有与墙壁安装的螺栓孔，底座1上安装有步进电机13，步进电机13通过联轴器14与丝杠2联接，丝杠2的两端通过两个轴承16竖直铰接于底座1中部，丝杠2与螺母17铰接，螺母17连接横梁3，横梁3的两端与底座1通过导轨15铰接，横梁3的前侧对称连接两个外形呈倒L型主梁4，主梁4与掀开状态的坐便器垫圈、坐便器盖位置不干涉；两个导轨15为平行关系，保证了丝杠2旋转时螺母17沿着导轨15在底座1的“口”字型框架内升降。

如图2，所述的翻转机构为左右对称的两套相同结构，其中一侧包括两个U型支座7、座板8、三个铰接支座9、翻转电动推杆10、副梁11、折叠电动推杆12；两个U型支座7分别固定于辅助升降机构主梁4底端阶梯面，一个U型支座7铰接副梁11，副梁11中部上、下侧面各有一个铰接支座9，副梁11上侧的铰接支座9铰接翻转电动推杆10，翻转电动推杆10另一端与座板8后端的铰接支座9铰接，座板8前端与副梁11铰接，副梁11下侧的铰接支座9铰接折叠电动推杆12，折叠电动推杆12与另一个U型支座7铰接；翻转电动推杆10的伸缩控制座板8在副梁11前端翻转，实现如厕动作助力过程；折叠电动推杆12伸缩控制副梁11实现翻转机构的展开或折叠状态；座板8中部为通孔，孔径大小与坐便器入口相当，座板8的上表面包裹与臀部阴模造型的软质材料。

本发明的工作过程：

首先，手动将扶手5由竖直状态放至水平状态。然后，开启扶手5前端的控制按钮启动折叠电动推杆12伸长推动副梁11翻转为水平状态，启动翻转电动推杆10伸长推动座板8向上翻转一定角度到达极限位置，此时整个翻转机构呈展开状态。接着，开启扶手5前端的控制按钮启动步进电机13正转经过联轴器14传递到丝杠2控制螺母17沿导轨15垂直下降，与螺母17连接的横梁3带动整个翻转机构同步下降，当座板8降落至中极限位置，即其与人体臀部高度相当。最后，使用者脱去下衣，将臀部靠在座板8上表面，手臂紧握扶手5，继续控制步进电机13正转和翻转电动推杆10收缩，保持座板8竖直下降时其倾斜角度不断变小，当座板8降至坐便器上表面时其恰好也为水平位置，此时为下极限位置，使用者开始排便。装置从中极限位置到下极限位置过程为支撑人体完成由站立到蹲坐的助力过程。如厕结束后，控制扶手5前端控制按钮开启步进电机13反转和翻转电动推杆10伸长，步进电机13经过联轴器14、丝杆17控制螺母17、横梁3、主梁4上升，带动座板8上升到中极限位置，同时座板8也受到翻转电动推杆10推动而逐渐倾斜，座板8的同步上升和倾斜过程对人体臀部进行支撑和助力，完成由蹲坐到起身助力过程，直至人体呈站姿状态。此时，人体前移离开座板8，穿下衣后，手臂完全松开扶手5，继续控制翻转电动推杆10收缩带动座板8落至水平位置。然后控制折叠电动推杆12收缩，带动副梁11向下摆至竖直方向，对翻转机构折叠。再次启动步进电机13反转使主梁4承载的翻转机构沿丝杠2竖直上升至上极限位置，即坐便器水箱上方，手动将扶手5抬至竖直状态。

本发明的工作原理：

一种坐便器的自动辅助助力装置，辅助升降机构采用丝杠螺母机构将圆周运动转变为直线运动，当步进电机13圆周运动沿联轴器14、丝杠2传递，经过螺母17的螺纹传动关系转变成直线运动，控制横梁3、主梁4、副梁11、翻转机构上升和下降。翻转机构的折叠功能采用电动推杆原理控制，座板8后侧与副梁11铰接、另一侧通过翻转电动推杆10的伸缩改变座板8的翻转角度。副梁11的折叠功能通过折叠电动推杆12的伸缩实现副梁11及其上承载组件在水平或竖直状态切换。

Claims

1.一种坐便器的自动辅助助力装置，其特征在于：包括辅助升降机构，翻转机构，扶手（5）；所述辅助升降机构包括底座（1）、丝杠（2）、横梁（3）、主梁（4）、步进电机（13）、联轴器（14）、导轨（15）、轴承（16）、螺母（17）；步进电机（13）、联轴器（14）、丝杠（2）和螺母（17）依次同轴布置于底座（1）的中轴线位置，底座（1）的左、右两侧外缘有与墙壁安装的螺栓孔，底座（1）上安装有步进电机（13），步进电机（13）通过联轴器（14）与丝杠（2）联接，丝杠（2）的两端通过两个轴承（16）竖直铰接于底座（1）中部，丝杠（2）与螺母（17）铰接，螺母（17）固定连接于横梁（3），横梁（3）的两端与底座（1）通过导轨（15）铰接，横梁（3）前侧对称连接两个外形呈倒L型主梁（4），主梁（4）与掀开状态的坐便器垫圈、坐便器盖不干涉；两个导轨（15）为平行关系，保证了丝杠（2）旋转时螺母（17）沿着导轨（15）在底座（1）的“口”字型框架内升降。

2.根据权利要求1所述的一种坐便器的自动辅助助力装置，其特征在于：所述的翻转机构为左、右对称的两套相同机构，其中一套机构包括两个U型支座（7）、座板（8）、三个铰接支座（9）、翻转电动推杆（10）、副梁（11）、折叠电动推杆（12）；两个U型支座（7）分别固定于辅助升降机构主梁（4）底端阶梯面，一个U型支座（7）铰接副梁（11），副梁（11）中部上、下侧面各有一个铰接支座（9），副梁（11）上侧的铰接支座（9）铰接翻转电动推杆（10），翻转电动推杆（10）另一端与座板（8）后端的铰接支座（9）铰接，座板（8）前端与副梁（11）铰接，副梁（11）下侧的铰接支座（9）铰接折叠电动推杆（12），折叠电动推杆（12）与另一个U型支座（7）铰接；翻转电动推杆（10）的伸缩控制座板（8）在副梁（11）前端翻转，实现如厕动作助力过程；折叠电动推杆（12）伸缩控制副梁（11）实现翻转机构的展开或折叠状态；座板（8）中部为通孔，孔径大小与坐便器入口相当，座板（8）的上表面包裹与臀部阴模曲线造型的软质材料。

3.根据权利要求1所述的一种坐便器的自动辅助助力装置，其特征在于：所述扶手（5）左右对称布置于底座（1）两侧，扶手（5）的后端通过两个圆柱铰链（6）铰接于底座（1）；如厕时扶手（5）成水平展开状态，如厕后手动抬起扶手（5）成垂直收拢状态。