一种伸缩式智能如厕扶助装置的制作方法

本发明属于如厕设备领域，涉及一种伸缩式智能如厕扶助装置。

背景技术：

老人、残障人士等行动不便的人上厕所时遇到的起身不便和如厕摔倒风险较高的问题，是大家现在必须重视和解决的安全问题。现在许多在如厕设备领域，辅助如厕起身装置受到众多研究人员的关注，利用不同机构实现其功能。针对这项功能，目前实现方法大致分为以下两类：第一种是升降马桶座椅，目前市场上的升降马桶座椅中，仅有少数能够满足方便折叠与高度可调的要求，机构直接固定于马桶座椅和地面上，马桶两侧装有扶手，通过增大座椅与地面的角度，使用者到达一定位置后支撑扶手起立，但对于双腿不便的使用者而言，在推起过程中，双腿因为承受过大重量容易导致失衡，存在安全隐患；第二种是加装马桶两侧扶手，这种方式安装简单，占用空间不大，在一些特定场合随处可见，其缺点也显而易见，即是没有外力辅助，且无法托举并保护使用者。如专利申请“一种可折叠贴墙的助老如厕装置”，公开了该装置包括上底板和下底板配合而成的凳子、助力机构和力输出系统，但这种机构只能将使用者的臀部向前上方推举，容易使得腿脚不便的使用者向前倾倒，带来了极大地安全隐患。

综上所述，现有技术中受空间、性能所限，无法有效解决行动不便的人士如厕麻烦的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种靠墙设置的伸缩式智能如厕扶助装置，设计的机械结构具有伸缩功能，从而提升空间利用率；减速器中蜗轮蜗杆的自锁功能提升了机构的安全性，控制部分的实时监护功能又极大程度的保障了使用者的安全，解决了现有如厕辅助装置功能不完善的问题，满足使用者如厕的需要。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种伸缩式智能如厕扶助装置，由动力装置100、齿轮传动机构200、伸缩手臂机构300、链条张紧装置400和升降托举单元500组成；齿轮传动机构200与固定动力装置100的主传动轴104两端连接；伸缩手臂机构300一端与齿轮传动机构200连接，另一端通过链条张紧装置400与升降托举单元500连接；链条张紧装置400设置在伸缩手臂机构300的两边；动力装置100驱动齿轮传动机构200，带动伸缩手臂机构300和链条张紧装置400运动，使得升降托举单元500根据需要升降高度。

进一步，该装置为左右对称结构，由一个动力装置100、两个齿轮传动机构200、两个伸缩手臂机构300、两个链条张紧装置400和两个升降托举单元500组成。

进一步，动力装置100位于马桶后上方，由底座箱101、步进电机102、贯通式蜗轮蜗杆减速器103和主传动轴104构成；底座箱101与马桶后上方墙壁相紧固，底座箱101内通过支架将步进电机102和贯通式蜗轮蜗杆减速器103固定；主传动轴104通过平键与贯通式减速器103连接，其两端从底座箱101两侧穿出；步进电机102的动力通过贯通式蜗轮蜗杆减速器103输出到主传动轴104上，其中贯通式蜗轮蜗杆减速器103中蜗轮蜗杆实现反行程自锁。

更进一步，步进电机102为正反转电机，连接贯通式蜗轮蜗杆减速器103。

进一步，齿轮传动机构200包括齿轮变速箱201、齿轮轴206，以及设置在齿轮变速箱201内的第一直齿轮202、第二直齿轮203、第三直齿轮204和链齿轮结合件205。

两个齿轮传动机构200对称分布在主传动轴104两端，第一直齿轮202和第二直齿轮203通过平键固定在主传动轴104上；主传动轴104通过滚动球轴承固定于齿轮变速箱201，齿轮轴206通过滚动球轴承固定于齿轮变速箱201；第二直齿轮203和第三直齿轮204相互啮合，带动齿轮轴206旋转，实现左支架301和右支架302绕齿轮轴206旋转运动；第一直齿轮202与链齿轮结合件205啮合，实现链齿轮结合件205绕齿轮轴206转动。

进一步，齿轮传动机构200还包括小链轮207和滚子链条208；滚子链条208与链齿轮结合件205和小链轮207连接，在伸缩手臂机构300摆起的过程中通过链齿轮结合件205顺时针转动带动滚子链条208转动；滚子链条208顺时针转动的过程中带动位于前臂轴306中部的小链轮207顺时针转动；小链轮207顺时针转动的过程中通过平键带动前臂轴306顺时针转动。

更进一步，齿轮变速箱201内的链齿轮结合件205为直齿轮和链轮共同构成的一个整体。

进一步，伸缩手臂机构300包括左支架301、右支架302、连接块303、齿条304、连接件305、前臂轴306、第四直齿轮307和承重滑杆308。

左支架301和右支架302通过花键与齿轮轴206连接；齿条304分别与位于左支架301和右支架302内部的两个第四直齿轮307配合连接；两个第四直齿轮307和小链轮207与前臂轴306连接；齿条304的前端与连接块303连接；连接块303与在左支架301和右支架302内部滑动的两根承重滑杆308连接；连接件305设置在左支架301和右支架302之间的前端；左支架301和右支架302通过位于上面的滑动支撑板501和两边的第一连杆502连接升降托举单元500；左支架301和右支架302的两边分别设有对称的链条张紧装置400。

进一步，升降托举单元500包括滑动支撑板501、两组第一连杆502、两组第二连杆503、两组第三连杆504、两组第四连杆505、限位轴508、下转轴509、限位轴套510、上转轴511、防滑软垫512，以及与防滑软垫512连接的前支撑杆506和后支撑杆507；前支撑杆506和后支撑杆507的上端与上转轴511连接，下端与下转轴509连接，下转轴509套有限位轴套510，且与滑动支撑板501连接；下转轴509与第四连杆505和第二连杆503连接，第三连杆504用于连接第四连杆505和第二连杆503，第二连杆503与第一连杆502连接。

进一步，链条张紧装置400包括挡板401、轴承座402、张紧杆403和张紧抵座404；张紧抵座404固定在左支架301和右支架302上，调节张紧杆403上螺母使轴承座402移动并配合滚子链条208，通过调节螺母使滚子链条208张紧；通过挡板401固定轴承座402。

进一步，该装置还包括控制部分，具体包括控制器，以及与控制器连接的智能报警设备和压力传感器；智能报警设备包括语音报警模块和gprs无线通信模块；智能报警设备设置在底座箱101内，压力传感器设置在防滑软垫512内部，实时检测使用者的状态，将数据传至控制器控制装置的运行。

更进一步，控制部分还包括设置在连接块303前端面的机构控制单元，由控制开关和报警开关组成，控制电机运行。

本发明的有益效果在于：相较于现有如厕辅助装置存在的只能辅助使用者如厕起身功能单一的问题，本发明装置既能辅助使用者如厕坐下，又能在整个如厕过程中始终扶持使用者，助力作用良好。具体包括以下优点：

(1)本发明装置利用齿轮啮合以及若干连杆驱动传送的方式，实现装置自动升降，使用者如厕起身坐下的过程中，托住其腋下伴随装置运动，极大程度减小使用者摔倒风险，达到省力作用。

(2)本发明装置动力组件结构简单，实现装置的可伸缩性，使装置节省空间，便于安装，有利于在普通家庭、养老院、康复中心等地普及。

(3)本发明装置可由减速器的蜗轮蜗杆自锁实现反行程自锁，提高装置安全性，装置设有控制开关，可使装置停于任意高度，随按随停，以适应不同使用者的使用高度。

(4)本发明装置的控制部分包括智能报警设备、压力传感器和控制器。智能报警设备由语音报警模块、gprs无线通信模块构成，压力传感器可实时检测使用者的状态，将数据传至控制器控制装置的运行。当控制器检测到使用者如厕时间异常或者收到主动求助信息后，控制器通过无线通信模块与监护人员的移动终端通信，远程提醒监护人，还能语音播放报警信号，提示就近的监护人。

(5)本发明装置设有控制开关，可使装置停于任意高度，随按随停，可适应不同使用者的起身高度。

(6)本发明装置的托举单元设有防滑软垫，其形状贴合人体腋下，令使用者在整个使用过程感到舒适。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明实施例的整体结构简图；

图2为本发明实施例的齿轮传动机构简图；

图3为本发明实施例的伸缩手臂机构简图；

图4为本发明实施例的链条张紧装置简图；

图5为本发明实施例的升降托举单元简图；

附图标记：100-动力装置；200-齿轮传动机构；300-伸缩手臂机构；400-链条张紧装置；500-升降托举单元；101-底座箱；102-步进电机；103-贯通式蜗轮蜗杆减速器；104-主传动轴；201-齿轮变速箱；202-第一直齿轮；203-第二直齿轮；204-第三直齿轮；205-链齿轮结合件；206-齿轮轴；207-小链轮；208-滚子链条；301-左支架；302-右支架；303-连接块；304-齿条；305-连接件；306-前臂轴；307-第四直齿轮；308-承重滑杆；401-挡板；402-轴承座；403-张紧杆；404-张紧抵座；501-滑动支撑板；502-第一连杆；503-第二连杆；504-第三连杆；505-第四连杆；506-前支撑杆；507-后支撑杆；508-限位轴；509-下转轴；510-限位轴套；511-上转轴；512-防滑软垫。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图5，为本发明优选的一种伸缩式智能如厕扶助装置，如图1所示，该装置由动力装置100、齿轮传动机构200、伸缩手臂机构300、链条张紧装置400以及升降托举单元500构成。

如图2所示，动力装置100由底座箱101、步进电机102、贯通式蜗轮蜗杆减速器103和主传动轴104构成，底座箱101与马桶后上方墙壁相紧固，底座箱101内通过支架将步进电机102和贯通式蜗轮蜗杆减速器103固定；主传动轴104通过平键与贯通式蜗轮蜗杆减速器103连接，其两端从底座箱101两侧穿出；步进电机的动力通过贯通式蜗轮蜗杆减速器103输出到了主传动轴104上，其中减速器中蜗轮蜗杆可以实现反行程自锁。

如图2和图3所示，齿轮传动机构200由齿轮变速箱201、第一直齿轮202、第二直齿轮203、第三直齿轮204、链齿轮结合件205、齿轮轴206、小链轮207、滚子链条208构成。本助力装置两边各由一套相同且对称设置的齿轮传动机构200、伸缩手臂300、链条张紧装置400和升降托举单元500构成，另一边手臂工作原理相同，现以一边手臂展开介绍。具体的：

齿轮传动机构200对称分布在主传动轴104两端，第一直齿轮202和第二直齿轮203通过平键固定在主传动轴104上；左支架301、右支架302和第三直齿轮204通过花键固定于齿轮轴206上；链齿轮结合件205与齿轮轴206相互配合；主传动轴104、齿轮轴206上均设有卡簧限位；主传动轴104通过滚动球轴承固定于齿轮变速箱201，齿轮轴206通过滚动球轴承固定于齿轮变速箱201；第二直齿轮203和第三直齿轮204相互啮合，带动齿轮轴206旋转，这一过程将实现左支架301和右支架302绕齿轮轴206旋转运动；第一直齿轮202与链齿轮结合件205啮合，这一过程将实现链齿轮结合件205绕齿轮轴206转动。

伸缩手臂机构300由左支架301、右支架302、连接块303、齿条304、连接件305、前臂轴306、第四直齿轮307、承重滑杆308构成。具体的：左支架301和右支架302通过花键与齿轮轴206配合，在齿轮轴206转动的过程中，通过花键传递扭矩使伸缩手臂机构300顺时针抬升，该花键设置于左支架301、右支架302与齿轮轴206连接处。

滚子链条208与链齿轮结合件205和小链轮207配合，在伸缩手臂机构300摆起的过程中将通过链齿轮结合件205顺时针转动带动滚子链条208转动；滚子链条208顺时针转动的过程中带动位于前臂轴306中部的小链轮207顺时针转动；小链轮207顺时针转动的过程中通过平键带动前臂轴306顺时针转动。

前臂轴306两端各与一个第四直齿轮307固连，在前臂轴306转动的过程中，通过第四直齿轮307顺时针转动带动与其配合的矩形齿条304平移，这一过程将实现手臂伸出的动作，直至伸缩手臂机构300与墙面垂直。

连接件305与左支架301、右支架302螺栓连接，齿条304设置在连接件305与支架共同构成的滑槽中，保证齿条304在滑槽内平稳移动。在齿条304伸出的过程中，连接块303将同步移动保证后续升降托举单元500的运行；上述伸缩手臂机构300的抬升过程与齿条304的伸出过程同步稳定进行，过程将持续运行至伸缩手臂机构300与墙面垂直。

如图4所示，链条张紧装置400由挡板401、轴承座402、张紧杆403、张紧抵座404构成。张紧抵座404固定在支架301、302上，调节张紧杆403上螺母使轴承座402移动并配合滚子链条208，通过调节螺母使滚子链条208张紧；通过挡板401固定轴承座402。

如图5所示，升降托举单元500由滑动支撑板501、两组第一连杆502、两组第二连杆503、两组第三连杆504、两组第四连杆505、前支撑杆506、后支撑杆507、限位轴508、下转轴509、限位轴套510、上转轴511、防滑软垫512组成。具体的：

升降托举单元500的连杆机构对称分布于左支架301、右支架302两侧；其中，第一连杆502与右支架302和第二连杆503铰接，第二连杆503与下转轴509型面连接；第三连杆504与第二连杆503中部铰接，第三连杆504与第四连杆505铰接，第四连杆505与下转轴509型面连接。

下转轴509通过滑动轴承安装于滑动支撑板501上，前支撑杆506下端与下转轴509型面连接，上端与上转轴511连接，限位轴套510套在下转轴509上进行限位。后支撑杆507与前支撑杆506连接方式相同。上转轴511通过滑动轴承分别固定在防滑软垫512的前后方。

本实施例的辅助装置具体工作时，包括以下步骤：

步骤一、机构展开：行动不便的使用者在准备如厕时，按下控制开关后，步进电机102开始工作，动力装置100输出的动力通过齿轮传动机构200传递到伸缩手臂机构300上，使得手臂完成抬起、抽出运动，同时升降托举单元500完成升降运动；控制器通过控制手臂抬起的角度，以适应不同使用者的身高变化。此过程装置由靠墙折叠的初始状态伸展为完全展开状态。

步骤二、辅助坐立：使用者调整位置，使人体背对马桶，将腋下放置于防滑软垫512上；调整好位姿后，使用者按下开关控制步进电机102反转，使得伸缩手臂机构300返程到合适高度，当使用者坐立到马桶上，松开控制开关，步进电机102暂停工作，装置停于使用者如厕时的部分展开状态，过程中防滑软垫512在如厕过程中始终托持使用者腋下；该过程中机构末端的运动轨迹与人体坐下时肩部的移动轨迹一致，保证了使用者的舒适度；减速器蜗轮蜗杆的反行程自锁能力，保证了机构的安全性。此过程装置由完全展开状态回收至部分展开状态。

步骤三、辅助起身：使用者如厕完毕后，按下控制开关，装置由部分展开状态正向运行，动力装置100带动齿轮传动机构200使伸缩手臂机构300抬起，升降托举单元500进行升降运动，防滑软垫512托持使用者腋下将其缓慢抬起；此过程中，人体站立时肩部的移动轨迹与装置末端的移动轨迹一致，防滑软垫512始终托举使用者腋下直至人体完全站立；此过程装置由部分展开状态伸展为完全展开状态。

步骤四、装置归位：当安装于防滑软垫512上的压力传感器未检测到压力时，即使用者脱离装置完全站立，此时压力传感器将信息传输至控制器，位于底座箱101内的控制器将控制步进电机102反转，装置最终折叠回初始状态，步进电机102停止工作，等待下次使用。此过程装置由完全展开状态退回为靠墙折叠的初始状态，此时控制系统进入待机状态。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。