一种辅助老人上下楼梯的装置的制作方法

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种辅助老人上下楼梯的装置。

背景技术：

随着中国逐渐步入老龄化时代，老年人独自生活的现象凸显，老年人的户外和户内的上下楼梯难易性和安全性问题已然成为日常生活最难以解决的问题之一。

目前，市面上已经售卖的上楼辅助装置可以分为两种——手动式和电动式。

手动式辅助上楼装置，上下楼梯的动力仍来自人本身，装置起到保护作用和借力作用，防止使用者向后侧翻或倾倒，并辅助上楼。专利cn1106041278a，名称为可辅助上楼多功能拐杖，其利用旋转把手旋转，使夹块相互靠近，实现对栏杆的夹紧，通过棘轮锁止机构，防止装置夹紧后的松动。但是作为实际使用仍具有一段距离。使用棘轮等间歇性机构进行锁紧，只能实现间隔性尺寸夹紧，无法实现对生活中圆柱栏杆的可靠夹紧，也无法限制装置在栏杆表面的绕轴线转动；装置从夹紧到松开过程需要额外手动操作，即每上一级台阶就需要重复夹紧和解锁两步操作，使用繁琐。

电动式上楼辅助装置，由电机驱动装置沿楼梯栏杆向上运动，无需人力。专利cn200920152734.6提供了一种电动式上楼辅助装置，安装在楼梯栏杆上，以电机为动力源，驱动绞盘旋转拉动上楼绞车，使其沿着楼梯栏杆移动，通过电子单元控制电机工作，可以实现上下楼功能以及避障功能。此装置无法进行拆卸，楼梯栏杆也需与装置配套，其安装使用成本高，维护难，占用楼梯栏杆，无法在一般居民楼铺开使用；专利cn2014110405676.9提供了一种电动式上楼辅助装置，其独立于楼梯栏杆，以轮椅为载体实现辅助上楼，通过电机、蜗轮蜗杆机构、爬楼机构实现交替爬楼功能。此方案虽然能实现上楼功能，但蜗轮驱动蜗杆导致传动效率低，造价成本高。装置笨重，对楼梯的强度有一定要求，导致其安全性；总体来书，电动式爬楼座椅，造价成本高，维护困难，且占用楼梯空间，无法在居民楼等场合使用。

现有辅助老人解决楼梯问题主要集中在上楼梯问题上，老年人下楼梯存在的滑倒和向前倾翻问题亟待解决。现有装置造价成本高，不适于老年人群体消费。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种辅助老人上下楼梯的装置，解决了现有上下楼梯装置存在的造价成本高且占用空间大的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种辅助老人上下楼梯的装置,包括手杖，手杖的一端连接有定位机构，定位机构的两端分别相对设有机壳a和机壳b，机壳a上设有主动夹块，机壳b上设有被动夹块。

本发明的特点还在于，

手杖包括手杖本体，手杖本体包括伸缩杆内杆，伸缩杆内杆外同轴套接有伸缩杆外杆，伸缩杆外杆的上侧设有扶手；伸缩杆外杆的一端通过滚轮安装架安装有两个滚轮，且滚轮与主动夹块接触作用；伸缩杆内杆的一端伸进伸缩杆内杆内部，且伸缩杆内杆的一端伸入伸缩杆外杆中，伸缩杆内杆的另一端设有握把，伸缩杆内杆与伸缩杆外杆之间通过销钉进行定位；伸缩杆外杆通过手杖连接机构安装在机壳a上。

手杖连接机构包括l形固定支架，l形固定支架通过固定板安装于机壳a上，伸缩杆外杆通过转轴安装在两l形固定支架之间，手杖本体可绕转轴转动，换向销穿过位于伸缩杆外杆上部的l形固定支架和伸缩杆外杆，插入到位于伸缩杆外杆下部的l形固定支架的孔中，换向销上的方形凸台通过弹簧与滚轮安装架相抵，换向销上的方形凸台与位于伸缩杆外杆上部的l型固定支架上的方孔相配合限制换向销转动，换向销底部为斜面。

机壳a包括沿竖直方向设置的背板，背板的内侧上方连接有导杆连接件，背板内侧的相对两端分别设有直角支架，两个直角支架上分别安装有辅助导向机构。

辅助导向机构包括固定在直角支架上的导向螺栓，导向螺栓上同轴套接有复位弹簧。

定位机构包括平行设置的两个导杆，两个导杆上配合设有定位元件，机壳b、被动夹块、机壳a从左至右依次同步穿套在两个导杆上，被动夹块与机壳b固定在导杆的一端，主动夹块可随机壳a沿导杆滑动。

机壳b包括壳体，壳体上表面安装有开关，壳体的内侧上端设有调整块。

定位元件包括底板，底板的两端分别穿套在两个导杆上，且底板的一端固定在调整块上，底板的上端均布有弹簧销，弹簧销上沿水平方向设有压板，压板通过钢丝绳连接开关，压板上方设有锁止板，锁止板连接在导杆连接件上表面。

主动夹块与被动夹块结构相同；

主动夹块的结构为：包括相对设置的v形主承载板和v形主支撑板，主承载板和主支撑板之间设有两组履带机构，主承载板和主支撑板的上、下侧分别设有开口，且主承载板和主支撑板上的开口位置对应，两组履带机构分别嵌在主承载板和主支撑板的上、下开口处，主支撑板通过弹簧柱塞与轴架连接。

每组履带机构包括两个同步轮，两个同步轮之间通过同步带连接，两个同步轮的中心处分别同轴套接有轮轴，轮轴的两端分别安装在轴架的上下两侧，轴架通过弹簧柱塞与主支撑板连接。

本发明的有益效果是，本发明提供的一种辅助老人上下楼梯的装置，采用机械式结构，无需电力，故障率低，成本较低；本发明适用对象为50-80mm圆形截面的楼梯栏杆，无需配套设施，可转换左侧或右侧楼梯栏杆模式，广泛适用于居民楼，养老院等地；本发明平时可用作拐杖，方便携带，模式切换简单；本发明使用操作简便，过程连贯，适用于老年人使用。

附图说明

图1是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的总体结构示意图；

图2是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的手杖部分爆炸图；

图3是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的手杖连接机构示意图；

图4是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的预夹紧机构示意图；

图5是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的定位机构示意图；

图6是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的定位机构拆分示意图；

图7是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置中锁止板的结构示意图；

图8是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置中底板的结构示意图；

图9是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的主动夹块爆炸图；

图10是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的履带机构示意图；

图11是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的完全夹紧动作示意图；

图12是本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的作为拐杖使用的示意图。

图中，1.手杖，11.手杖本体，111.伸缩杆内杆，112.伸缩杆外杆；

114.扶手，115.握把，116.滚轮，117.滚轮安装架；

12.手杖连接机构，121.转轴，122.换向销，123.l形固定支架，124.固定板，125.弹簧，126.方形凸台；

2.机壳a，21.背板，22.直角支架；23.辅助导向机构，231.导向螺栓，232.复位弹簧；24.导杆连接件；

3.机壳b，31.壳体，32.开关，33.调整块；

4.定位机构，41.定位元件，411.锁止板，412.底板，413.弹簧销，414.压板，415.盖板；42.导杆，

5.主动夹块，51.主承载板，52.主支撑板；

53.履带机构，531.轴架，532.弹簧柱塞，533.同步轮，534.轮轴，535.同步带，536.u形槽；

6.被动夹块，7.增程支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种辅助老人上下楼梯的装置，如图1所示，包括定位机构4、机壳b3、机壳a2、手杖1、主动夹块5及被动夹块6。定位机构4包括导杆42和定位元件41，定位元件41安装于两导杆42之间。

机壳b3通过调整块33固定于导杆42左端，机壳a2安装于定位元件41右侧，并可沿导杆42滑动，结合定位机构4可实现预夹紧栏杆，被动夹块6固定在机壳b3内侧，主动夹块5安装在导杆42上，通过复位弹簧232与机壳a2相连，即主动夹块5既可随机壳a2沿导杆42滑动，也可与机壳a2发生相对移动。

手杖1安装于机壳a2外侧，可绕转轴121发生单向小角度地转动，手杖1的一端安装有滚轮116，当手杖1正向转动，滚轮116推动主动夹块5沿导杆42与机壳a2发生相对移动，实现完全夹紧栏杆。

图2为手杖1爆炸图。手杖1包括：手杖本体11、手杖连接机构12。手杖本体11包括伸缩杆内杆111、伸缩杆外杆112，扶手114、握把115、滚轮116、滚轮安装架117。扶手114安装在伸缩杆外杆112外表面，滚轮116通过滚轮安装架117安装在伸缩外杆112左端。握把115固定于伸缩杆内杆111右端，伸缩杆内杆111同轴套接在伸缩杆外杆112的内部，伸缩杆外杆112的外表面，沿伸缩杆外杆112的长度方向依次设有一排销孔，销孔为螺纹孔，销钉穿过销孔顶在伸缩杆内杆111的外壁上，将伸缩杆外杆112和伸缩杆内杆111进行固定。当需要调节手杖1的长度时，松开销钉，然后移动伸缩杆内杆111，再用销钉将伸缩杆内杆111和伸缩杆外杆112进行固定。

伸缩杆外杆112通过手杖连接机构12安装在机壳a2上，如图3所示，手杖连接机构12包括：转轴121、换向销122、l形固定支架123、固定板124，弹簧125。

l形固定支架123通过固定板124安装于机壳a2上，伸缩杆外杆112通过转轴121安装在两l形固定支架123之间，手杖本体11可绕转轴121转动。换向销122底部为斜面，换向销122穿过位于伸缩杆外杆112上部的l形固定支架123和伸缩杆外杆112，插入到位于伸缩杆外杆112下部的l形固定支架123的孔中。换向销122上的方形凸台126通过弹簧125与滚轮安装架117相抵，换向销122上的方形凸台126与位于伸缩杆外杆112上部的l型固定支架123上的方孔相配合限制换向销122转动。

由于换向销122底部为斜面，所以限制手杖本体11只能绕转轴121单方向转动。手杖本体11绕转轴121正向转动，换向销122在斜面作用下抬升，而如果反向转动则被限制。当楼梯栏杆在使用者另一侧时，只需拔出换向销122，转过180度，再插入即可，手杖本体11绕转轴121正向转动方向即可改变。

图4为预夹紧机构(机壳b3、机壳a2、定位机构4)爆炸图。手杖1安装在机壳a2外侧，机壳b3包括：壳体31、开关32、调整块33。开关32安装于壳体31上表面，调整块33固定在壳体31的内侧上端。

机壳a2包括：背板21、直角支架22、辅助导向机构23与导杆连接件24。导杆连接件24安装于背板21内侧上方，两个直角支架22安装于背板21内侧左右两边。l形固定支架123通过固定板124安装于背板21上；

辅助导向机构23安装于两直角支架22上，辅助导向机构23包括：导向螺栓231、复位弹簧232，复位弹簧232套在导向螺栓231上。

如图5所示，定位机构4包括导杆42和定位元件41，机壳b3、被动夹块6、定位元件41、主动夹块5和机壳a2从左到右依次穿于导杆42上，其中机壳b3固定于导杆42左端，被动夹块6固定在机壳b3内侧，主动夹块5可随机壳a2沿导杆42滑动，也可通过复位弹簧232相对于机壳a2移动。

如图6所示，定位元件41包括锁止板411、底板412、弹簧销413、压板414、盖板415。底板412固定于调整块33右侧，底板412上设有弹簧销413的导向孔。压板414位于弹簧销413凸缘上表面，开关32通过钢丝绳连接压板414控制其上下运动，释放和压缩弹簧销413。锁止板411安装于导杆连接件24上表面，随机壳a2滑动，锁止板411上有弹簧销插孔。

如图7所示，锁止板411上的弹簧销插孔以等间隔b排列，弹簧销413数量为2n，如图8所示，底板412上的弹簧销导向孔以等间隔l排列，设计精度设为a，若满足a＝l/n＝l-b，即可在滑动最小间隔a中，总有至少2个弹簧销413插入到锁止板411中，实现机壳a2位置的相对固定。

机壳a2沿导杆42滑向机壳b3，按下开关32，钢丝绳拉动压板414向下运动，弹簧销413被压下，锁止板411可沿导杆42无阻碍滑动。当合拢至尺寸较楼梯栏杆直径稍大时，松开开关32，压板414在弹簧销413的作用下弹起，一组弹簧销413插入到锁止板411的孔中，限制机壳b3与机壳a2的移动，实现预夹紧。需要解除限制时，按下开关32，压板414可以将插入通孔中的弹簧销413重新压下，机壳a2恢复移动。

设弹簧销413数量为16，弹簧销导向孔孔距l为8mm，弹簧销插孔孔距b为7mm,设计精度为1mm,满足1＝8/8＝8-7，即可在滑动最小间隔1mm中，总有至少2个弹簧销413插入到锁止板411中，实现机壳a2位置的相对固定。

图9为主动夹块5的爆炸图。主动夹块5位于机壳a2内侧，可随机壳a2沿导杆42滑动，主动夹块5包括：主承载板51，主支撑板52，履带机构53，增程支架7安装在主支撑板52外侧中部。增程支架7为v形结构，两个滚轮116分别与v形增程支架7的两个斜面相抵触。被动夹块6通过调整块33与机壳b3固定，其结构组成与主动夹块5相同。履带机构53位于主承载板51与主支撑板52之间，安装于主承载板v型面上。

如图10所示，履带机构53由同步轮533、同步带535、轮轴534、弹簧柱塞532及轴架531构成，共两组。轴架531上设有两个上下相对设置的u形槽536，同步带535绕于两个同步轮533上。轮轴534两端横截面为矩形，两个轮轴534的两端分别对应安装在轴架531的两个u形槽536的上下两侧，主支撑板52通过弹簧柱塞532上的螺纹固定于轴架531上。弹簧柱塞532顶端与轮轴534表面相抵，同步轮533装于轮轴534上，突出主承载板51内表面3mm。

预夹紧时，按下开关32，随着人手施力在机壳a2上，机壳a2向机壳b3方向滑动，位于主承载板51上的同步轮533与楼梯栏杆先接触，同步轮533向主承载板52内表面压缩并偏转，以适应楼梯栏杆直径，同时弹簧柱塞532被压缩，直到轮轴534偏转到同步轮533与楼梯栏杆完全贴合，松开开关32，定位机构4自动锁紧机壳a2。此时同步轮533未完全退到主承载板51内表面以下，即主承载板51内表面未接触楼梯栏杆，但由于弹簧柱塞532的产生径向压力和同步带535的周向摩擦力的产生，将本装置静止在楼梯栏杆上。

图11为实现完全夹紧动作的机构示意图。导向螺栓231穿过主支撑板52固定在直角支架22上，复位弹簧232位于导向螺栓231和主支撑板52之间，处于压缩状态，滚轮116紧紧接触增程支架7。手杖1绕转轴121正方向转动10°，滚轮116在增程支架7斜面的作用下，推动主动夹块5沿导杆42靠近楼梯栏杆，与被动夹块6配合抱紧楼梯栏杆。此时同步轮533完全缩进主承载板51内表面里，主承载板51在推力的作用下直接接触楼梯栏杆，由于接触表面有硅胶垫，接触表面产生很大摩擦力，从而实现抱死栏杆。当手杖1反转，复位弹簧232推动主动夹块5沿导向螺栓231和导杆42回位。

图12为本装置作为拐杖使用示意图。按下开关32，双手将机壳a2合拢至主承载板51接触底板412右表面，松开开关32，定位机构4将机壳a2位置锁定。将伸缩杆内杆121调节至合适尺寸即可作为拐杖使用。

本发明一种辅助老人上下楼梯的装置的使用方法为，上楼过程，若楼梯栏杆位于左侧，使用者在上楼梯使用过程中，本装置起到辅助和保护作用。上楼时，将本装置套在楼梯栏杆上，按下开关32，合拢机壳b3和机壳a2，松开开关32，定位机构锁定机壳b3和机壳a2的相对位置，此时本装置已完成安放。使用者正常上楼时，双手自然向后拉动手杖1，手杖1转动，由于换向销122底部斜面作用，换向销122滑入l形固定支架123内，滚轮116推动主动夹块5向栏杆靠近，此时主动夹块5和被动夹块6同时抱紧楼梯栏杆，产生夹紧力，且使用者给手杖1施力越大，产生的夹紧力也越大。主承载板51上的硅胶垫增大了摩擦力，使装置抱紧在楼梯栏杆上，使用者可以通过手杖提供的反力上一级台阶。当手杖1反向转动时，由于换向销122在弹簧作用下重新插入l形固定支架123内，手杖1转到原位置后无法继续旋转，装置沿楼梯栏杆在同步轮533和同步带535的作用下向上滚动；若使用者身体失去平衡，由于重力作用身体向后倾倒，双手会抓紧手杖1向后拉，可以利用装置产生的反力来平衡身体，防止摔倒。当需要取下装置时，按下开关32，压板414压下弹簧销413退出锁止板411，机壳a2便可以分离。

上楼过程，若楼梯栏杆位于右侧，将换向销122拔出并旋转180°放回，改变正向转动方向，此时上楼方法与上述方法相同。

下楼过程，若楼梯栏杆位于右侧，将装置套在楼梯栏杆上，安放动作与上述方法相同。正常下楼过程中，双手抓住外设扶手114，双手持平向前推动使手杖1使装置向下滑动。当由于身体向前倾倒，双手会自然抓住外设扶手114向前推动，手杖1正向旋转，主动夹块5与被动夹块6同时抱紧楼梯栏杆，产生很大夹紧力，表面摩擦材料增大了摩擦力，使装置固定在楼梯栏杆上，防止使用者前倾发生危险。拉回手杖1，主动夹块5回位，夹紧力消除，此时装置可以继续向下滑动。

下楼过程，若楼梯栏杆位于右侧，调整换向销122方向即可。