一种智能安全型老年人助行器及其控制方法

本申请涉及一种智能安全型老年人助行器及其控制方法，属于助行器技术领域。

背景技术：

随着生活水平和医疗技术的提高，老年人口的数量在不断增加，人口老龄化逐步发展为全球化的趋势，世界各国的人口结构也发生了显著变化，同时也正将面临新的挑战。个人从生长发育、成熟到衰退是一个缓慢的生理过程,人在步入老年阶段后,生理机能开始逐渐衰退，身体开始老化，甚至会有生理或心理上的疾病伴随而来。因此，我们应当关心老年人群体，并为他们提供帮助。研究调查显示，由于生理机能衰退主要导致的肌肉松弛和骨质疏松，使许多老年人在平常的站立、行走过程中存在重心不稳、肢体活动能力和协调能力下降的现象,从而导致弯腰、站起、步行等日常行为变得困难而费力，容易疲劳、摔倒等，也在无形中加重了他们的心理负担。助行器作为一种支撑平衡、辅助行走的工具，能让老年人在即使没有他人帮助的情况下实现自由走动、外出和自我照顾的生活状态。但是，目前市场上现有的各种助行器存在着功能不足、尺寸不合理、缺乏设计等现象，特别是很多存在一定的使用安全隐患，难以满足老年人的助行需求。

因此，亟需一种结构简单、便携性强、功能多样、安全性能高的老年人助行器。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种智能安全型老年人助行器及其控制方法，以解决传统老年助行器所面临的诸多问题。本申请智能安全型老年人助行器具有结构简单、便携性强、功能多样、安全性能高等优点。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种智能安全型老年人助行器，其特征在于，包括握把，车闸机构，坐垫，收放机构，伸缩机构，连接机构，支架，前轮机构，后轮机构，传感器；

车闸机构位于握把的下方，车闸机构包括手刹、闸线、转换器、后轮刹车装置；

收放机构包括交叉杆、横杆、承重槽；坐垫安装在横杆上；承重槽的槽口和横杆适配，能够起到支撑横杆和坐垫的作用；

伸缩机构包括上支架、下支架、调节槽；上支架与握把连接，下支架与连接机构连接；上支架和下支架分别设置有定位孔；

前轮机构包括前外轮、前内轮、摇杆、第一控制器；前内轮位于前外轮内侧，前内轮与前外轮轴心线重合且通过同轴连接；

后轮机构包括后轮、速度传感器、电机、第三控制器；第三控制器分别与后轮、速度传感器、后轮刹车装置相连；

前轮机构安装在支架的一端；传感器位于支架的中部；后轮机构安装在支架的另一端；

所述传感器包括外壳、垂体、定位体、测角仪、第二控制器；测角仪上加工有角刻度；第二控制器分别与第一控制器、第三控制器相连接。

优选的，所述坐垫的材质为尼龙；所述连接机构为三通件机构。

优选的，所述握把上设置有防滑纹。

优选的，所述前内轮上设置有单向齿，摇杆通过摆动来控制止动爪与前内轮的接触及分离。

本申请还提供智能安全型老年人助行器的控制方法：根据助行器与工作地面的位姿状态进行控制；若处于上坡状态，则前轮机构处于单向锁紧状态；若处于下坡状态，则后轮机构处于限速状态；若处于平衡状态，则前轮机构处于非锁紧状态。

优选的，通过传感器来判定助行器与工作地面的位姿状态。传感器包括外壳、垂体、定位体、测角仪、第二控制器，测角仪上加工有角刻度，第二控制器分别与第一控制器、第三控制器相连接。当助行器处于上坡状态时，传感器中的垂体和定位体之间形成一定角度，测角仪测定该角度并将该数据传送给第二控制器，第二控制器判断对其进行判定：若处于上坡状态，则第一控制器控制摇杆摆动，使得止动爪与前内轮的接触，进而形成单项锁紧状态，避免助行器倒行；若处于下坡状态，则第三控制器控制电机来控制后轮转速，避免助行器速度过快；若处于平衡状态，则前轮机构和后轮机构均处于非锁紧状态。

优选的，上坡状态的判定标准是工作地面的坡度处于25°～90°；下坡状态的判定标准是工作地面的坡度处于-90°～-10°。

优选的，当后轮速度超过速度设定值时，第三控制器通过电机对助行器进行限速控制。当速度传感器测得后轮速度超过速度设定值时，第三控制器通过电机对助行器进行限速控制，使得助行器速度低于设定转速，不致速度过快，进而保障老年人的安全。

优选的，所述速度设定值的默认值是0.7m/s。

按照本发明提供的一种智能安全型老年人助行器及其控制方法，与现有技术相比具有如下优点：

1.本申请中的收放机构，包括交叉杆、横杆、承重槽，坐垫安装在横杆上，承重槽的槽口和横杆适配。通过收放机构，实现助行器的折叠和展开，能够节约空间，结构简便，方便携带，提高便携性。此外，横杆上安装有坐垫，能够供老年人坐下休息，兼具助行和助休息的多重功能。

2.本申请连接机构为三通件机构，结构简便、轻巧坚固，降低了生产成本。

3.本申请中的伸缩机构包括上支架、下支架、调节槽；上支架与握把连接，下支架与连接机构连接；上支架和下支架分别设置有定位孔，用于调整高度和定位。通过伸缩机构实现助行器高度及握把位置的调节，满足不同身高老年人对助行器的要求，提高使用的灵活性和舒适性。

4.本申请握把上设置有防滑纹，能够提高使用舒适度和安全性。

5.本申请能够根据助行器与工作地面的位姿状态进行控制；若处于上坡状态，则前轮机构处于单向锁紧状态，避免因车轮反向回转导致老人摔倒受伤，提高使用安全性；若处于下坡状态，则后轮机构处于限速状态，避免下坡时因重力导致的助行器速度过快、进而造成的老人跟不上助行器速度摔倒或脱离助行器的现象。本申请助行器提高了了使用安全性，是一项颇具前景的新型助行器产品和技术。

附图说明

图1为本申请整体结构的示意图。

图2为本申请整体结构折叠状态的示意图。

图3为本申请中的伸缩机构示意图。

图4为本申请中的车闸机构示意图。

图5为本申请中的前轮机构示意图。

图6为本申请中的前轮机构与第一控制器、传感器的示意图。

图7为本申请中的传感器示意图。

图8为本申请中的后轮机构示意图。

图中，1-握把，2-车闸机构，3-坐垫，4-收放机构，5-伸缩机构，6-连接机构，7-支架，81-前轮机构，82-后轮机构，9-传感器，21-手刹，22-闸线，23-转换器，24-后轮刹车装置，41-交叉杆，42-横杆，43-承重槽，51-上支架，52-下支架，53-调节槽，811-前外轮，812-前内轮，813-摇杆，814-第一控制器，821-后轮，822-速度传感器，823-电机，824-第三控制器，91-外壳，92-垂体，93-定位体，94-测角仪，95-第二控制器。

具体实施方式

如图1-8所示，一种智能安全型老年人助行器，包括握把1，车闸机构2，坐垫3，收放机构4，伸缩机构5，连接机构6，支架7，前轮机构81，后轮机构82，传感器9；

车闸机构2位于握把1的下方，车闸机构2包括手刹21、闸线22、转换器23、后轮刹车装置24；

收放机构4包括交叉杆41、横杆42、承重槽43；坐垫3安装在横杆42上；承重槽43的槽口和横杆42适配，能够起到支撑横杆42和坐垫3的作用；

伸缩机构5包括上支架51、下支架52、调节槽53；上支架51与握把1连接，下支架52与连接机构6连接；上支架51和下支架52分别设置有定位孔；

前轮机构81包括前外轮811、前内轮812、摇杆813、第一控制器814；前内轮812位于前外轮811内侧，前内轮812与前外轮811轴心线重合且通过同轴连接；

后轮机构82包括后轮821、速度传感器822、电机823、第三控制器824；第三控制器824分别与后轮821、速度传感器822、后轮刹车装置24相连；

前轮机构81安装在支架7的一端；传感器9位于支架7的中部；后轮机构82安装在支架7的另一端；

所述传感器9包括外壳91、垂体92、定位体93、测角仪94、第二控制器95；测角仪94上加工有角刻度；第二控制器95分别与第一控制器814、第三控制器824相连接。

一种智能安全型老年人助行器的控制方法：根据助行器与工作地面的位姿状态进行控制；若处于上坡状态，则前轮机构81处于单向锁紧状态；若处于下坡状态，则后轮机构82处于限速状态；若处于平衡状态，则前轮机构81和后轮机构82均处于非锁紧状态。

以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此实施例。

实施例1

一种智能安全型老年人助行器，包括握把1，车闸机构2，坐垫3，收放机构4，伸缩机构5，连接机构6，支架7，前轮机构81，后轮机构82，传感器9；

车闸机构2位于握把1的下方，车闸机构2包括手刹21、闸线22、转换器23、后轮刹车装置24；

收放机构4包括交叉杆41、横杆42、承重槽43；坐垫3安装在横杆42上；承重槽43的槽口和横杆42适配，能够起到支撑横杆42和坐垫3的作用；

伸缩机构5包括上支架51、下支架52、调节槽53；上支架51与握把1连接，下支架52与连接机构6连接；上支架51和下支架52分别设置有定位孔；

前轮机构81包括前外轮811、前内轮812、摇杆813、第一控制器814；前内轮812位于前外轮811内侧，前内轮812与前外轮811轴心线重合且通过同轴连接；

后轮机构82包括后轮821、速度传感器822、电机823、第三控制器824；第三控制器824分别与后轮821、速度传感器822、后轮刹车装置24相连；

前轮机构81安装在支架7的一端；传感器9位于支架7的中部；后轮机构82安装在支架7的另一端；

所述传感器9包括外壳91、垂体92、定位体93、测角仪94、第二控制器95；测角仪94上加工有角刻度；第二控制器95分别与第一控制器814、第三控制器824相连接。

优选的，所述坐垫3的材质为尼龙；所述连接机构6为三通件机构。

优选的，所述握把1上设置有防滑纹。

优选的，所述前内轮812上设置有单向齿，摇杆813通过摆动来控制止动爪与前内轮812的接触及分离。

一种智能安全型老年人助行器的控制方法：根据助行器与工作地面的位姿状态进行控制；若处于上坡状态，则前轮机构81处于单向锁紧状态；若处于下坡状态，则后轮机构82处于限速状态；若处于平衡状态，则前轮机构81和后轮机构82均处于非锁紧状态。

优选的，通过传感器9来判定助行器与工作地面的位姿状态。

优选的，上坡状态的判定标准是工作地面的坡度处于25°～90°；下坡状态的判定标准是工作地面的坡度处于-90°～-10°。

优选的，当后轮821速度超过速度设定值时，第三控制器824通过电机823对助行器进行限速控制。

优选的，所述速度设定值能够根据需要设定，默认值是0.7m/s。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。