一种电动的调整楼梯及其使用方法与流程

本发明涉及一种升降楼梯，尤其涉及一种电动的高度可调整的楼梯及其使用方法，属于医疗器械技术领域。

背景技术：

随着人们生活水平提高，以及环境污染、生活节奏加快，我国的中风、偏瘫、脑部外伤引起的肢体运动功能障碍的人员数量逐年增加，通过训练刺激，使这部分人员的生活质量得到提高是目前比较有效的手段，而目前的康复训练中，采用病人在康复楼梯上训练、行走也是常用的手段，但由于康复楼梯结构固定，高度不可调节，对患者康复效果不够直观，且也提不起训练兴趣。

本申请采用了一个电机减速机带动四个升降台阶升降，适应不同人员的使用；升降台阶的升降机构采用两个反方向螺纹驱动螺母，螺母铰接的两个交叉的连杆前后移动，连杆上端分别铰接楼梯板的前后侧，驱动楼梯升降，同时螺纹采用自锁螺纹安全性高；两个螺纹中，有一个采用电磁离合器与驱动机构连接，实现楼梯板的前后方向倾斜角度可调节；四个楼梯板的驱动升降的连杆长度、螺纹的导程的数值呈等比数列，提高各楼梯板之间的高度差值变化。

技术实现要素：

本发明目的在于：提供一种通过电机减速机驱动四个升降台阶模块、各台阶模块的楼梯板高度可调节、前后倾斜角度可调节的升降楼梯及其使用方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种电动的调整楼梯，包括辅梯1、第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4、第五升降模块5、底板7、驱动机构、控制系统，所述的底板7呈左右对称结构，辅梯1、第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4、第五升降模块5关于底板7的左右对称面呈左右对称，所述的辅梯1固定在底板7的后端；

所述的第五升降模块5包括左侧升降机构五、右侧升降机构五、楼梯板五514，左侧升降机构五与右侧升降机构五分别固定楼梯板五514的左、右端，左侧升降机构五与右侧升降机构五关于底板7的左右对称平面左右对称，所述的左侧升降机构五包括左一连杆五503、左后螺母五505、左转动杆五506、左空心丝杠五507、左前螺母五508、左电磁离合器五509、左同步带轮五510、左二连杆五512；

所述的底板7上设置有左转动杆五506的转动支撑，左转动杆五506沿着前后方向水平设置，左转动杆五506的后部设置有后侧外螺纹五，后侧外螺纹五与左后螺母五505旋合，空心丝杠五507同轴转动安装在左转动杆五506的前部，空心丝杠五507外圆柱面上设置有前侧外螺纹五，前侧外螺纹五与左前螺母五508旋合，前侧外螺纹五与后侧外螺纹五的旋向相反，且导程相同；

所述的左后螺母五505的上端与左一连杆五503的下端铰接，左前螺母五508的上端与左二连杆五512的下端铰接，底板7上设置有左后螺母五505、左前螺母五508沿着前后方向移动的导向装置；

所述的左电磁离合器五509呈空心结构，左电磁离合器五509的后侧连接端固定空心丝杠五507的前端，左电磁离合器五509的前侧连接端固定左转动杆五506的前端，左转动杆五506向前穿过左电磁离合器五509后固定左同步带轮五510；

所述的楼梯板五514关于底板7的左右对称面呈左右对称设置，楼梯板五514的左端下侧表面的后端铰接左一连杆五503上端，楼梯板五514的左端下侧表面铰接左二连杆五512的上端；

所述的第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4与第五升降模块5的结构基本相同，区别在于：第五升降模块5的左转动杆五506、第四升降模块4的左转动杆四、第三升降模块3的左转动杆三、第二升降模块2的左转动杆二依次顺序向右侧排列，第五升降模块5中的左一连杆五503、第四升降模块4中的左一连杆四、第三升降模块3中的左一连杆三、第二升降模块2中的左一连杆二的长度依次变短，且成长度之比成等比数列；第五升降模块5中的左转动杆五506的后部设置的后侧外螺纹五、第四升降模块4中的左转动杆四的后部设置的后侧外螺纹四、第三升降模块3中左转动杆三的后部设置的后侧外螺纹三、第二升降模块2中的左转动杆二的后部设置的后侧外螺纹二的导程依次变短，且成导程长度之比成等比数列；

所述的第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4、第五升降模块5的同步带轮连接驱动机构，第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4、第五升降模块5的电磁离合器通过线路与控制系统连接。

所述的驱动机构包括电机减速机8、驱动轴6、同步带轮五13、同步带轮四14、同步带轮三15、同步带轮二16、同步带二17、同步带三18、同步带四19、同步带五11，所述的底板7上设置有驱动轴6的转轴支撑，驱动轴6沿着前后方向水平设置，且与左转动杆五506平行设置，所述的驱动轴6后端固定联轴器9的前端，联轴器9的后端固定电机减速机8的输出轴，电机减速机8固定在底板7上，所述的驱动轴6的前部固定同步带轮五13，同步带轮五13通过同步带五11与左同步带轮五510、右侧升降机构五中的右同步带轮五形成同步带传动，驱动轴6的中部前侧固定同步带轮四14、中部后侧固定同步带轮三15、后部固定同步带轮二16，同步带轮二16通过同步带二17与第二升降模块2的左同步带轮二、右同步带轮二形成同步带传动，同步带轮三15通过同步带三18与第三升降模块3的左同步带轮三、右同步带轮三形成同步带传动，同步带四19通过同步带轮四14与第四升降模块4的左同步带轮四、右同步带轮四形成同步带传动，同步带轮五13、同步带轮四14、同步带轮三15、同步带轮二16齿数相同。

底板7上设置有左后螺母五505、左前螺母五508沿着前后方向移动的导向装置的结构为：所述的左侧升降机构五还包括左导向槽五515，所述的左前螺母五508设置有向下方伸出的左前导向板五5082，所述的左后螺母五505设置有向下方伸出的左后导向板五5052，左前导向板五5082、左后导向板五5052与左导向槽五515上沿着前后方向设置的左滑动槽五滑动连接，用以实现左前螺母五508、左后螺母五505的前后方向滑动导向，左导向槽五515的前后端固定在底板7上。

所述的左后螺母五505的上端右部设置有左后空腔五5051，用于容纳左一连杆五503的下端，左前螺母五508的上端左部设置有左前空腔五5081，用于容纳左二连杆五512的下端，左一连杆五503位于左二连杆五512的右侧，用以实现楼梯板五514升降过程中，左一连杆五503与左二连杆五512不接触。

左侧升降机构五还包括左后铰接台五502、左前铰接台五513，楼梯板五514的左端下侧表面的后端固定左后铰接台五502，楼梯板五514的左端下侧表面的前端固定左前铰接台五513，所述的左一连杆五503上端与左后铰接台五502铰接，左二连杆五512的上端与左前铰接台五513铰接，左前铰接台五513位于左后铰接台五502的左侧。

左侧升降机构五还包括左扶手五501，所述的楼梯板五514的左端上侧面固定左扶手五501，所述的辅梯1的包括辅梯扶手101、辅梯楼板102，辅梯楼板102下表面左右两端向下伸出固定梁，固定梁的下端固定在底座7的后端，辅梯楼板102与底座7之间的空隙用于容纳电机减速机8，辅梯楼板102的上侧面左右两端分别固定一个辅梯扶手101。

左侧升降机构五还包括左同步带轮五510，左同步带轮五510与同步带轮五13之间设置有左张紧轮五516，左张紧轮五516转动安装在左张紧轮轴517的前部，左张紧轮轴517的后端固定在左上滑块五518的上端，左上滑块五518与左下滑块五520的沿着上下方向设置的内孔滑动连接，左下滑块五520的外壁上设置旋合有左手轮五519的丝杆，旋转左手轮五519，使其丝杆的端部顶紧左上滑块五518，用于将调整完成左上滑块五518上下方向位置后，将左上滑块五518固定在左下滑块五520上，左下滑块五520下端固定在底板7上。

还包括陀螺仪，第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4、第五升降模块5之一的楼梯板上固定有陀螺仪，陀螺仪通过线路与控制系统连接，用于检测装有陀螺仪的楼梯板的前后方向的倾斜角度。

当升高或降低第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4、第五升降模块5的楼梯板时，控制系统控制第五升降模块5的左电磁离合器五509、右电磁离合器五、第四升降模块4的左电磁离合器四、右电磁离合器四、第三升降模块3的左电磁离合器三、右电磁离合器三、第二升降模块2的左电磁离合器二、右电磁离合器二处于接合状态；

控制系统控制电机减速机8转动，驱动轴6上固定的同步带轮五13、同步带轮四14、同步带轮三15、同步带轮二16转动，左同步带轮五510、右同步带轮五、左同步带轮四、右同步带轮四、左同步带轮三、右同步带轮三、左同步带轮二、右同步带轮二转动，第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4、第五升降模块5的楼梯板沿着上下方向运动；

当升调整第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4、第五升降模块5的楼梯板前后方向的倾斜角度时，控制全部升降模块的电磁离合器分离，控制电机减速机8的转动方向，各升降模块的左转动杆转动而空心丝杠不转动，楼梯板发生倾斜，改变楼梯板的前后倾斜角度，调整完成后，控制各升降模块的电磁离合器处于接合状态，用以提高楼梯板支撑的稳定性；

楼梯倾斜状态训练使用完毕后，控制全部升降模块的电磁离合器分离，控制电机反向转动，使楼梯板水平，控制全部升降模块的电磁离合器接合。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本申请采用了一个电机减速机带动四个升降台阶升降，适应不同人员的使用；

2.升降台阶的升降机构采用两个反方向螺纹驱动螺母，螺母铰接的两个交叉的连杆前后移动，连杆上端分别铰接楼梯板的前后侧，驱动楼梯升降，同时螺纹采用自锁螺纹安全性高；

3.上述的两个螺纹中，有一个采用电磁离合器与驱动机构连接，实现楼梯板的前后方向倾斜角度可调节；

4.四个楼梯板的驱动升降的连杆长度、螺纹的导程的数值呈等比数列，提高各楼梯板之间的高度差值变化。

附图说明

图1是电动的调整楼梯整体结构示意图。

图2是电动的调整楼梯的第五升降模块结构示意图一。

图3是电动的调整楼梯的第五升降模块结构示意图二。

图4是第五升降模块楼梯板结构示意图。

图5第五升降模块的丝杠与螺母传动结构示意图一。

图6是第五升降模块的丝杠与螺母传动结构示意图二。

图7是驱动轴驱动第五升降模块两侧丝杠转动的结构示意图。

图8是驱动轴驱动第二至第五升降模块的丝杠与螺母传动机构的结构示意图。

图9是电动的调整楼梯的辅梯结构示意图。

图10是第五升降模块的带传动张紧机构。

附图标记说明：1-辅梯、2-第二升降模块、3-第三升降模块、4-第四升降模块、5-第五升降模块、6-驱动轴、7-底板、8-电机减速机、9-联轴器、10-驱动轴后支撑、11-同步带五、12-驱动轴前支撑、13-同步带轮五、14-同步带轮四、15-同步带轮三、16-同步带轮二、17-同步带二、18-同步带三、19-同步带四、101-辅梯扶手、102-辅梯楼板、501-左扶手五、502-左后铰接台五、503-左一连杆五、504-左后支撑五、505-左后螺母五、506-左转动杆五、507-左空心丝杠五、508-左前螺母五、509-左电磁离合器五、510-左同步带轮五、511-左前支撑五、512-左二连杆五、513-左前铰接台五、514-楼梯板五、515-左导向槽五、516-左张紧轮五、517-左张紧轮轴、518-左上滑块五、519-左手轮五、520-左下滑块五。

具体实施方式

结合图1-10，本发明的一种电动的调整楼梯，包括辅梯1、第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4、第五升降模块5、驱动轴6、底板7、电机减速机8、联轴器9、驱动轴后支撑10、同步带五11、驱动轴前支撑12、同步带轮五13、同步带轮四14、同步带轮三15、同步带轮二16、同步带二17、同步带三18、同步带四19、陀螺仪、控制系统，所述的底板7呈左右对称结构，本申请以朝向辅梯1的方向定义为后方，反之则为前方，以使用者位于辅梯1的后侧，面向辅梯1的方向定义左右方向，以便描述本申请。

所述的第五升降模块5包括左侧升降机构五、右侧升降机构五、楼梯板五514，左侧升降机构五与右侧升降机构五分别固定楼梯板五514的左、右端，左侧升降机构五与右侧升降机构五关于底板7的左右对称平面左右对称，所述的左侧升降机构五包括左扶手五501、左后铰接台五502、左一连杆五503、左后支撑五504、左后螺母五505、左转动杆五506、左空心丝杠五507、左前螺母五508、左电磁离合器五509、左同步带轮五510、左前支撑五511、左二连杆五512、左前铰接台五513、左导向槽五515、左张紧轮五516、左张紧轮轴517、左上滑块五518、左手轮五519、左下滑块五520。

所述的左转动杆五506的前端、后端转动安装在左前支撑五511、左后支撑五504的内孔中，左前支撑五511、左后支撑五504的下端固定在底板7的左端上侧面上，左转动杆五506沿着前后方向水平设置，左转动杆五506的后部设置有后侧外螺纹五，后侧外螺纹五与左后螺母五505旋合，空心丝杠五507同轴转动安装在左转动杆五506的前部，空心丝杠五507外圆柱面上设置有前侧外螺纹五，前侧外螺纹五与左前螺母五508旋合，前侧外螺纹五与后侧外螺纹五的旋向相反，且导程相同。

所述的左后螺母五505的上端与左一连杆五503的下端铰接，左后螺母五505的上端右部设置有左后空腔五5051，用于容纳左一连杆五503的下端，所述的左前螺母五508的上端与左二连杆五512的下端铰接，左前螺母五508的上端左部设置有左前空腔五5081，用于容纳左二连杆五512的下端，左一连杆五503位于左二连杆五512的右侧，楼梯板五514升降过程中，左一连杆五503与左二连杆五512不接触，左一连杆五503与左二连杆五512长度相同。

所述的左电磁离合器五509呈空心结构，左电磁离合器五509的后侧连接端固定空心丝杠五507的前端，左电磁离合器五509的前侧连接端固定左转动杆五506的前端，左转动杆五506向前穿过左电磁离合器五509后固定左同步带轮五510，左前支撑五511位于左同步带轮五510的前侧，所述的左前螺母五508设置有向下方伸出的左前导向板五5082，所述的左后螺母五505设置有向下方伸出的左后导向板五5052，左前导向板五5082、左后导向板五5052与左导向槽五515上沿着前后方向设置的左滑动槽五滑动连接，用以实现左前螺母五508、左后螺母五505的前后方向滑动导向，左导向槽五515的前后端固定在底板7上。

所述的楼梯板五514关于底板7的左右对称面呈左右对称设置，楼梯板五514的左端下侧表面的后端固定左后铰接台五502，楼梯板五514的左端下侧表面的前端固定左前铰接台五513，所述的左一连杆五503上端与左后铰接台五502铰接，左二连杆五512的上端与左前铰接台五513铰接。

所述的楼梯板五514的左端上侧面固定左扶手五501。

所述的驱动轴6的前后端分别转动安装在驱动轴前支撑12、驱动轴后支撑10的内孔中，驱动轴前支撑12、驱动轴后支撑10固定在底板7上，驱动轴6沿着前后方向水平设置，且与左转动杆五506平行设置，所述的驱动轴6向后穿过驱动轴后支撑10后固定联轴器9的前端，联轴器9的后端固定电机减速机8的输出轴，电机减速机8固定在底板7上。

所述的驱动轴6的前部固定同步带轮五13，同步带轮五13通过同步带五11与左同步带轮五510、右侧升降机构五中的右同步带轮五形成同步带传动，左同步带轮五510与同步带轮五13之间设置有左张紧轮五516，用于张紧同步带五11，并同时增加同步带五11在同步带轮五13上的包角，左张紧轮五516转动安装在左张紧轮轴517的前部，左张紧轮轴517的后端固定在左上滑块五518的上端，左上滑块五518与左下滑块五520的沿着上下方向设置的内孔滑动连接，左下滑块五520的外壁上设置旋合有左手轮五519的丝杆，旋转左手轮五519，使其丝杆的端部顶紧左上滑块五518，用于将调整完成左上滑块五518上下方向位置后，将左上滑块五518固定在左下滑块五520上，左下滑块五520下端固定在底板7上。

所述的驱动轴6的中部前侧固定同步带轮四14、中部后侧固定同步带轮三15、后部固定同步带轮二16，同步带轮二16通过同步带二17与第二升降模块2的左同步带轮二、右同步带轮二形成同步带传动，同步带轮三15通过同步带三18与第三升降模块3的左同步带轮三、右同步带轮三形成同步带传动，同步带四19通过同步带轮四14与第四升降模块4的左同步带轮四、右同步带轮四形成同步带传动，

所述的第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4与第五升降模块5的结构基本相同，均关于底座7的左右对称平面对称，第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4与第五升降模块5的区别在于：第五升降模块5的左转动杆五506、第四升降模块4的左转动杆四、第三升降模块3的左转动杆三、第二升降模块2的左转动杆二依次顺序向右侧排列，用以防止相邻两个升降模块间的其中一个升降模块的左一连杆、左二连杆与另一个升降模块的左一连杆、左二连杆发生干涉碰撞。例如防止第五升降模块5的左一连杆五503、左二连杆五512碰撞第四升降模块4的左一连杆四、左二连杆四，区别还在于：第五升降模块5中的左一连杆五503、第四升降模块4中的左一连杆四、第三升降模块3中的左一连杆三、第二升降模块2中的左一连杆二的长度依次变短，且成长度之比成等比数列；第五升降模块5中的左转动杆五506的后部设置的后侧外螺纹五、第四升降模块4中的左转动杆四的后部设置的后侧外螺纹四、第三升降模块3中左转动杆三的后部设置的后侧外螺纹三、第二升降模块2中的左转动杆二的后部设置的后侧外螺纹二的导程依次变短，且成导程长度之比成等比数列；

所述的后侧外螺纹五、后侧外螺纹四、后侧外螺纹三、后侧外螺纹二均为单线螺纹，且能够自锁，螺距即为导程。

所述的辅梯1关于底座7的左右方向的对称面呈左右对称结构，辅梯1的包括辅梯扶手101、辅梯楼板102，辅梯楼板102下表面左右两端向下伸出固定梁，固定梁的下端固定在底座7的后端，辅梯楼板102与底座7之间的空隙用于容纳电机减速机8，辅梯楼板102的上侧面左右两端分别固定一个辅梯扶手101。

第五升降模块5的左电磁离合器五509、右电磁离合器五、第四升降模块4的左电磁离合器四、右电磁离合器四、第三升降模块3的左电磁离合器三、右电磁离合器三、第二升降模块2的左电磁离合器二、右电磁离合器二、电机减速机8通过线路与控制系统连接。

第五升降模块5楼梯板五514、第四升降模块4楼梯板四、第三升降模块3的楼梯板三、第二升降模块2的楼梯板二之一固定有陀螺仪，用于检测楼梯板的前后倾斜角度，所述的陀螺仪通过线路与控制系统连接。

当使用者需要进行楼梯的上下运动训练时，且需要升高各升降模块的楼梯板时，控制系统控制第五升降模块5的左电磁离合器五509、右电磁离合器五、第四升降模块4的左电磁离合器四、右电磁离合器四、第三升降模块3的左电磁离合器三、右电磁离合器三、第二升降模块2的左电磁离合器二、右电磁离合器二处于接合状态，上述的电磁离合器采用断电时处于接合状态，通电时处于分离状态的电磁离合器，控制系统控制电机减速机8转动，通过联轴器9带动驱动轴6转动，驱动轴6上固定的同步带轮五13、同步带轮四14、同步带轮三15、同步带轮二16转动，左同步带轮五510、右同步带轮五、左同步带轮四、右同步带轮四、左同步带轮三、右同步带轮三、左同步带轮二、右同步带轮二转动，且上述电磁离合器全部处于接合状态，第五升降模块5中的左转动杆五506的后部设置的后侧外螺纹五、空心丝杠五507外圆柱面上设置有前侧外螺纹五转动，后侧外螺纹五与前侧外螺纹五旋向相反，控制电机减速机的转动方向，左后螺母五505、左前螺母五508在左导向槽五515的导向作用下，左后螺母五505与左前螺母五508相向移动，左一连杆五503与左二连杆五512的下端相互靠近，同时第五升降模块5的右侧对称设置有右后螺母五、右前螺母五、右一连杆五、右二连杆五，楼梯板五514上升，同样第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4与第五升降模块5的结构基本相同，楼梯板四、楼梯板三、楼梯板二水平上升，由于第二升降模块2、第三升降模块3、第四升降模块4与第五升降模块5的区别在于第五升降模块5中的左一连杆五503、第四升降模块4中的左一连杆四、第三升降模块3中的左一连杆三、第二升降模块2中的左一连杆二的长度依次变短，且成长度之比成等比数列；第五升降模块5中的左转动杆五506的后部设置的后侧外螺纹五、第四升降模块4中的左转动杆四的后部设置的后侧外螺纹四、第三升降模块3中左转动杆三的后部设置的后侧外螺纹三、第二升降模块2中的左转动杆二的后部设置的后侧外螺纹二的导程依次变短，且成导程长度之比成等比数列；所以随着电机减速机转动的圈数增加，楼梯板五、楼梯板四、楼梯板三、楼梯板二升高的同时，其之间的高度差值随之增加，提高使用者训练的难度，反之，控制电机减速机8反向旋转，楼梯板五、楼梯板四、楼梯板三、楼梯板二降低的同时，其之间的高度差值随之减小，由于采用了第五升降模块5中的左一连杆五503、第四升降模块4中的左一连杆四、第三升降模块3中的左一连杆三、第二升降模块2中的左一连杆二的长度依次变短，且成长度之比成等比数列；第五升降模块5中的左转动杆五506的后部设置的后侧外螺纹五、第四升降模块4中的左转动杆四的后部设置的后侧外螺纹四、第三升降模块3中左转动杆三的后部设置的后侧外螺纹三、第二升降模块2中的左转动杆二的后部设置的后侧外螺纹二的导程依次变短，且成导程长度之比成等比数列，增加了各升降模块楼梯板间的高度差值变化范围，适应不同患者的需要。

如果使用者的脚不能高高抬起或者为了安全实现楼梯板的后高前低时，控制全部升降模块的电磁离合器分离，且上述螺纹均为自锁螺纹，控制电机的转动方向，各升降模块的左转动杆转动而空心丝杠不转动，楼梯板发生倾斜，控制电机减速机的转动方向，改变楼梯板的前后倾斜角度，调整完成后，控制各升降模块的电磁离合器处于接合状态，以提高楼梯板支撑的稳定性，楼梯倾斜状态训练使用完毕后，控制全部升降模块的电磁离合器分离，控制电机反向转动，使楼梯板水平，控制全部升降模块的电磁离合器接合。