CN215839999U - 一种多功能助行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了助行器技术领域的一种多功能助行器，包括架体、椅座、大轮组件、小轮、靠背、折叠结构实、第一转动杆、抬背驱动结构、第二转动杆，两个所述第二转动杆上共同可拆卸连接有曲腿板，所述曲腿板由曲腿驱动组件驱动其沿第二转动杆与架体的铰接处翻转。本实用新型的有益效果是：服务于失能、半失能老年人和生活不能自理的患者。设计和研究一个具有丰富人体位姿变换功能，又能便利使用者日常生活的轮椅产品，位姿变换满足使用者对于正常身体姿态变化的需求，包括抬背、曲腿、抬压式扶手设计，方便床与轮椅间的空间转换等基本功能。

Description

一种多功能助行器

技术领域

本实用新型涉及助行器技术领域，具体为一种多功能助行器。

背景技术

根据统计，到2017年，中国60岁及以上的老龄人口超过2.4亿人，占总人口总数的比例为17.3％，并且还会继续上升。根据预测，到2020年中国老龄人口将上升至总人口的17.2％，约2.5亿人，65岁以上老年人口将达到1.67亿。在21世纪剩余的80多年里，中国老龄化程度也会维持在较高水平。根据调查结果显示，我国已有大约4063万失能、半失能的老人，占老年人口的18.3％。同时，因为各种交通事故、疾病或自然灾害等造成的残障病人也在逐年增加。失能人群这一特殊群体会给自身家庭和社会带来巨大的压力，家人不得不请护工或自己承担对病人看护，在承受较重经济负担的同时，仍需耗费极大的精力。并且，从我国现有的养老模式来看，主要趋向于居家养老，居家养老约占90％、社区养老及机构养老约占7％、医院养老约占3％。另一方面，我国老龄人口中有近一半的老人属于城乡空巢家庭或类空巢家庭，根据预测，到2030年中国老龄人口将近3亿，其中空巢老人家庭比例将达到90％，也就是说届时将有超过2亿的空巢老人，与之并存的失能老人护理问题的形势将越发严峻。

失能老人的生理照顾是护理床研究的核心，精神照顾是必要前提。位姿变换功能满足老人进行身体姿态变换的需求，减少压疮的产生，同时放松身体，24小时陪护耗费子女大量的精力和金钱。该轮椅很多新功能扩展老人的生存空间，方便老人自主的进行移动，与家人就餐，自行洗澡，进行户外活动等。

压疮是由于局部组织长期受到压迫，造成皮肤组织溃烂和坏死，容易被细菌感染，约有50％的长期卧床老人并非死于原发病，而是由于发生皮肤溃烂造成的。对于长期卧床的老人，空间幽闭，容易造成心理问题，缺乏对生活的向往，所以研究多功能轮椅能帮助长期卧床的老人扩展生存空间，解决生活上的一些问题，提高老人的生活质量。

为解决上述问题，因此我们提出一种多功能助行器。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多功能助行器，为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型提供一种多功能助行器，包括架体及安装在架体顶部的椅座，所述架体一端的相对两侧设有两个大轮组件，所述大轮组件包括转动连接在架体上的大轮及同轴固接在大轮上的手推轮，所述架体另外一端的相对两侧设有用于辅助移动的、且带有脚刹的小轮，且其对应所述小轮的一端设有靠背，所述架体设有两个，且两个所述架体通过折叠结构实现横向折叠，所述椅座搭接在两个架体上，两个所述架体上的横向两侧各水平铰接有第一转动杆，所述靠背可拆卸连接在两个第一转动杆上，且由抬背驱动结构驱动其沿所述第一转动杆与架体的铰接处翻转，两个所述架体远离靠背的一端各铰接有第二转动杆，两个所述第二转动杆上共同可拆卸连接有曲腿板，所述曲腿板由曲腿驱动组件驱动其沿第二转动杆与架体的铰接处翻转。

优选地，所述折叠结构包括铰接于两个架体相对侧上的多个铰链板，相邻两个所述铰链板之间铰接有活动板，通过相邻两个所述铰链板沿与活动板的铰接处翻转后，能够使两个所述架体折叠。

优选地，所述椅座上放置带有凹陷部的软垫。

优选地，两个所述架体上各竖直穿设有扶手杆，所述架体下侧设有供扶手杆下端插合的插槽，所述椅座两端分别开设有供两个扶手杆卡合的、缺口形式的锁止槽，通过两个所述扶手杆卡合在锁止槽内，进而使所述椅座横向限位安装在两个架体上，两个所述扶手杆通过第一止动结构限位安装在插槽内。

优选地，所述抬背驱动结构包括设于架体上的第一铰座，所述第一铰座上铰接有第一液压杆，所述第一转动杆上设有第一翻转座，所述第一翻转座与第一液压杆铰接，两个所述扶手杆上端各设有一扶手。

优选地，所述曲腿驱动结构包括设于架体上的第二铰座，所述第二铰座上铰接有第二液压杆，所述第二转动杆上设有第二翻转座，所述第二翻转座与第二液压杆铰接。

优选地，所述第一止动结构包括水平穿设在架体上的第一销钉，所述扶手杆上开设有多个供第一销钉穿入架体内一端插合的第一插孔。

优选地，所述小轮安装在升降柱上，所述架体上开设有供升降柱插合的、且能上下滑动的安装槽，所述架体上开设有多个连通安装槽的第二插孔，其中一个所述第二插孔上穿设有第二销钉，所述升降柱上开设有供第二销钉插合的销孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：服务于失能、半失能老年人和生活不能自理的患者。设计和研究一个具有丰富人体位姿变换功能，又能便利使用者日常生活的轮椅产品，对其的要求体现在以下方面。

(1)位姿变换主要是满足使用者对于正常身体姿态变化的需求，包括抬背、曲腿、抬压式扶手设计，方便床与轮椅间的空间转换等基本功能。

(2)安全性，由于使用者是不能自理的人，安全性是设计时最为重要的考量指标，包括机械安全性和人体安全性。

机械安全性：相关机械结构满足使用要求，机械机构安全稳定，保障在各种位姿变换过程中稳定不发生突变，在助行过程中安全行走。

人体安全性：在位姿变换过程中防止对人体的过度挤压、碰撞、夹伤身体部位，保障助行过程中人体安全性。

(3)柔性化和差异化，在位姿变换过程中满足不同身体尺寸和重量的使用者对于身体部位的受力方向、大小、接触面积的要求，减小对身体部位挤压，减少对身体皮肤的摩擦和身体部位错位造成的二次伤害。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为图1中A处的局部结构放大示意图；

图3为图1中立体结构另一个角度的示意图；

图4为本实用新型材料选择时受拉杆件截面上的应力示意图；

图5为本实用新型材料选择时杆件的扭转变形示意图；

图6为本实用新型材料选择时杆件扭转时的变形示意图；

图7a为本实用新型材料选择时杆件纯弯曲时的变形示意图；

图7b为本实用新型材料选择时杆件横力弯曲时的变形示意图；

图8为本实用新型材料选择时主结构梁的剪力和弯矩示意图。

图中：1-曲腿板，2-插槽，3-椅座，4-软垫，5-凹陷部，6-靠背，7-第一翻转座，8-第一液压杆，9-扶手，10-扶手杆，11-第一铰座，12-第二插孔，13-架体，14-小轮，15-大轮组件，16-第二铰座，17-第二液压杆，18-第二翻转座，19-锁止槽，20-第一插孔，21-活动板，22-铰链板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1-3所示，一种多功能助行器，包括架体13及安装在架体13顶部的椅座3，椅座3上放置带有凹陷部5的软垫4，架体13一端的相对两侧设有两个大轮组件15，大轮组件15包括转动连接在架体13上的大轮及同轴固接在大轮上的手推轮，架体13另外一端的相对两侧设有用于辅助移动的、且带有脚刹的小轮14，采用带有刹车的小轮14装置，可在行走、驻停、洗澡等功能使用中更加安全可靠，小轮14安装在升降柱上，架体13上开设有供升降柱插合的、且能上下滑动的安装槽，架体13上开设有多个连通安装槽的第二插孔12，其中一个第二插孔12上穿设有第二销钉(图中未示出)，升降柱上开设有供第二销钉插合的销孔，通过将第二销钉插入不同的第二插孔12内，并使第二销钉插入销孔内，可实现升降柱的上下调节，进而可调节椅座3的高度调节，所述架体13对应小轮14的一端设有靠背6，架体13设有两个，且两个架体13通过折叠结构实现横向折叠，折叠结构包括铰接于两个架体13相对侧上的多个铰链板22，相邻两个铰链板22之间铰接有活动板21，通过相邻两个铰链板22沿与活动板21的铰接处翻转后，能够使两个架体13折叠，椅座3搭接在两个架体13上，两个架体13上各竖直穿设有扶手杆10，架体13下侧设有供扶手杆10下端插合的插槽2，椅座3两端分别开设有供两个扶手杆10卡合的、缺口形式的锁止槽19，通过两个扶手杆10卡合在锁止槽19内，进而使椅座3横向限位安装在两个架体13上，两个扶手杆10通过第一止动结构限位安装在插槽2内，第一止动结构包括水平穿设在架体13上的第一销钉(图中未示出)，扶手杆10上开设有多个供第一销钉穿入架体13内一端插合的第一插孔20，两个扶手杆10上端各设有一扶手9，通过将第一销钉插入扶手杆10上的不同的第一插孔20内，使失去行动能力的老人及残障人士更容易在床铺与轮椅的挪移过程中更为省力、方便，两个架体13上的横向两侧各水平铰接有第一转动杆，靠背6可拆卸连接在两个第一转动杆上，且由抬背驱动结构驱动其沿第一转动杆与架体13的铰接处翻转，靠背可在抬背驱动结构推动下改变老人的身体姿态，抬背驱动结构包括设于架体13上的第一铰座11，第一铰座11上铰接有第一液压杆8，第一转动杆上设有第一翻转座7，第一翻转座7与第一液压杆8铰接，调节靠背的角度时，首先启动第一液压杆8，第一液压杆8伸缩，带动第一转杆沿与架体13的铰接处翻转，进而实现靠背的角度调节，两个架体13远离靠背6的一端各铰接有第二转动杆，两个第二转动杆上共同可拆卸连接有曲腿板1，曲腿板1由曲腿驱动组件驱动其沿第二转动杆与架体13的铰接处翻转，曲腿驱动结构包括设于架体13上的第二铰座16，第二铰座16上铰接有第二液压杆17，第二转动杆上设有第二翻转座18，第二翻转座18与第二液压杆17铰接，调节曲腿板1的角度时，首先启动第二液压杆17，第二液压杆17伸缩，带动第二转杆沿与架体13的铰接处翻转，进而实现曲腿板1的角度调节，抬背位姿变换根据已有的人机工程学研究，脊椎保持最佳的舒适状态时的角度为65°，阅读时的最佳角度为76～79°,休息的最佳角度为53°，本设计为0～80°可调且可以停留在任意角度。抬腿角度因二便处理的需求，小腿板的设计角度为0～90°，满足坐姿姿态的要求。臀板的设计角度为0～30°，满足“零重力”位姿变换和床椅分离功能。翻身功能的设计为0～90°，分为两级翻身，第一级整体翻身0～30°，第二级为30～90°，轮椅(助行器)是扩展生存空间的承载使用者的功能部件；架体是主要位姿变换动力机构的铰接部件，承担了整体上升下降、抬臀、左右90°整体翻转、抬背、曲腿功能。

轮椅(助行器)的材料选择与力学分析

根据强度理论选择折叠轮椅(助行器)的材料

取一等截面直杆，在其表面画两条垂直于杆轴的横线ab和cd，并在两条横线间画两条平行于杆轴的纵向线。然后在杆两端加上一对轴向拉力，使杆件产生拉伸变形。从杆件表面可观察到：ab和cd直线分别平移至a1b1和c1d1位置，仍为直线且和杆轴垂直；两条纵向线伸长，且伸长量相等，并仍然与杆轴平行。根据观察到的表面现象，可作出平面假设：变形前为平面的横截面，变形后仍为平面，但沿轴线发生了平移，如图4所示：根据平面假设可知，任意两横截面间的各纵向线的伸长(或缩短)均相同。由材料的均匀连续性假设可知，横截面上的内力是均匀分布的，即各点的应力相等。

设杆件横截面的面积为A，横截面上的轴力为N，则该横截面上的正应力为

σ＝N/A

(σ的正负号与轴力相同，当N为正时，σ也为正，称为拉应力；当N为负时，σ也为负，称为压应力。)

由上所述可知，杆件的材料所能承受的应力是有限的，要保证杆件正常工作，则杆件的工作应力必须不超过其材料的许用应力，因此，杆件受拉伸或压缩时的强度条件为

式中[σ]表示杆件材料的许用应力，MP_a。

本设计的轮椅主结构将采用直径为2CM管材，截面积

假设需通过200kg的重量，则

目前市场上轮椅的材料大多数都使用硬铝合金管材，其最大的抗拉强度是370MP_a,即最大许用应力[σ]为370MP_a，而计算所得到的结果远远小于其最大许用应力，故轮椅的主结构采用硬铝合金。

根据刚度理论选择折叠轮椅的材料

圆轴扭转时的刚度条件为：圆轴的最大单位长度扭转角θ_max不超过许用单位长度扭转角[θ],即

或

梁弯曲时的刚度条件为：是在梁弯曲变形时，某指定截面的挠度和转角不允许超过许用值，即y_max≤[y]或θ_max≤[θ]

式中，[y]和[θ]分别为许用挠度和许用转角。

扭转刚度计算

如图5所示，如果在直杆的两端各受到一个外力偶Me的作用，且二者的大小相等、转向相反，作用面与杆件的轴线垂直，那么杆件的横截面将绕轴线发生相对转动，这种变形称为扭转；

如图6所示，其变形特点是：杆件任意两个横截面都绕杆轴线作相对转动，两横截面之间的相对角位移称为扭转角，用

表示，

表示截面B相对于截面A的扭转角。扭转时杆的纵向线发生微小倾斜，表面纵向线的倾斜角用γ表示；

已知所用的硬铝合金管材的许用单位长度扭转角[θ]＝1(°)/m，切变模量G＝8×10⁴MP _a，又

根据上面的公式，得

所以，该硬铝合金管材的刚度足够。

弯曲刚度计算

如图7a至7b所示，如果直杆在两端各受到一个外力偶Me的作用，且二者的大小相等、转向相反，作用面都与包含杆轴的某一纵向平面重合，或者是受到位于纵向平面内且垂直于杆轴线的外力F作用时，杆件的轴线就要变弯，这种变形称为弯曲，图7a所示为纯弯曲，图7b所示为横力弯曲。

如图8所示，下面着重介绍本设计的轮椅主结构梁的弯曲刚度。

绘制主结构支梁的剪力图和弯矩图，分析的最终结构剪力图和弯矩图，梁弯曲时的许用挠度为[y]，只要选用的材料最大的挠度不要超过其许用挠度即可，

(式中I_Z——截面的惯性矩，mm⁴，W_Z——抗弯截面模量，mm³)

又因为所采用的材料是空心铝合金管材，所以分别存在管材截面惯性矩

和抗弯截面模型

根据弯曲时的刚度条件

通过实验和分析，本设计的轮椅所采用的硬铝合金完全满足条件，刚度足够，故主体结构材料采用硬铝合金是满足要求的。

老年人是消费观念最为传统的一类人群，相关调查显示，“一物多用”的产品颇受他们的青睐。该产品多功能性除了很好的迎合这一特殊群体的特殊消费观念以外，还从老年人的切实情况出发，多方位的关注老年人生活，该助行器具有的多种功能，能同时满足老年人出行、锻炼、安全、生活等多方面的需求。此外，它还具有个性化定制服务。拥有如此众多的优势，这种新型的智能的多功能助行器必将成为老年人的福音，其潜在的市场价值与开发价值不可忽视。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多功能助行器，包括架体(13)及安装在架体(13)顶部的椅座(3)，所述架体(13)一端的相对两侧设有两个大轮组件(15)，所述大轮组件(15)包括转动连接在架体(13)上的大轮及同轴固接在大轮上的手推轮，所述架体(13)另外一端的相对两侧设有用于辅助移动的、且带有脚刹的小轮(14)，且其对应所述小轮(14)的一端设有靠背(6)，其特征在于：所述架体(13)设有两个，且两个所述架体(13)通过折叠结构实现横向折叠，所述椅座(3)搭接在两个架体(13)上，两个所述架体(13)上的横向两侧各水平铰接有第一转动杆，所述靠背(6)可拆卸连接在两个第一转动杆上，且由抬背驱动结构驱动其沿所述第一转动杆与架体(13)的铰接处翻转，两个所述架体(13)远离靠背(6)的一端各铰接有第二转动杆，两个所述第二转动杆上共同可拆卸连接有曲腿板(1)，所述曲腿板(1)由曲腿驱动组件驱动其沿第二转动杆与架体(13)的铰接处翻转。

2.如权利要求1所述的一种多功能助行器，其特征在于：所述折叠结构包括铰接于两个架体(13)相对侧上的多个铰链板(22)，相邻两个所述铰链板(22)之间铰接有活动板(21)，通过相邻两个所述铰链板(22)沿与活动板(21)的铰接处翻转后，能够使两个所述架体(13)折叠。

3.如权利要求1所述的一种多功能助行器，其特征在于：所述椅座(3)上放置带有凹陷部(5)的软垫(4)。

4.如权利要求1所述的一种多功能助行器，其特征在于：两个所述架体(13)上各竖直穿设有扶手杆(10)，所述架体(13)下侧设有供扶手杆(10)下端插合的插槽(2)，所述椅座(3)两端分别开设有供两个扶手杆(10)卡合的、缺口形式的锁止槽(19)，通过两个所述扶手杆(10)卡合在锁止槽(19)内，进而使所述椅座(3)横向限位安装在两个架体(13)上，两个所述扶手杆(10)通过第一止动结构限位安装在插槽(2)内，两个所述扶手杆(10)上端各设有一扶手(9)。

5.如权利要求4所述的一种多功能助行器，其特征在于：所述第一止动结构包括水平穿设在架体(13)上的第一销钉，所述扶手杆(10)上开设有多个供第一销钉穿入架体(13)内一端插合的第一插孔(20)。

6.如权利要求1所述的一种多功能助行器，其特征在于：所述抬背驱动结构包括设于架体(13)上的第一铰座(11)，所述第一铰座(11)上铰接有第一液压杆(8)，所述第一转动杆上设有第一翻转座(7)，所述第一翻转座(7)与第一液压杆(8)铰接。

7.如权利要求1所述的一种多功能助行器，其特征在于：所述曲腿驱动结构包括设于架体(13)上的第二铰座(16)，所述第二铰座(16)上铰接有第二液压杆(17)，所述第二转动杆上设有第二翻转座(18)，所述第二翻转座(18)与第二液压杆(17)铰接。

8.如权利要求1所述的一种多功能助行器，其特征在于：所述小轮(14)安装在升降柱上，所述架体(13)上开设有供升降柱插合的、且能上下滑动的安装槽，所述架体(13)上开设有多个连通安装槽的第二插孔(12)，其中一个所述第二插孔(12)上穿设有第二销钉，所述升降柱上开设有供第二销钉插合的销孔。

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