CN102813349B - 适用于松软土壤的老年人仿生助行手杖 - Google Patents
适用于松软土壤的老年人仿生助行手杖 Download PDFInfo
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Abstract
一种适用于松软土壤的老年人仿生助行手杖，橡胶套装在手柄上，手柄与手杖杆螺纹连接；手杖杆的下段插入调高套内上下滑动；调高套的外侧面旋有调节螺栓并将螺栓前段插入设置在手杖杆上的多个不同高度的调高孔内；调高套的外圆周上均布焊接四个支撑腿，支撑腿底部制成前端略尖，斜向前方，后端呈椭圆形的仿牛蹄支撑脚，四个仿牛蹄支撑脚在同一水平面上；仿牛蹄支撑脚具有凹坑型的呈网格式规则分布的非光滑表面，表面涂镀一层氧化或金属防护膜；凹坑单元体侧壁仿牛蹄向内倾斜，单元体的截面制成圆形或椭圆形或正方形或菱形；两个底梁交叉焊接，其四端分别焊接在四个支撑腿上。本发明具有结构紧凑、运动性能好、高度可调、易于拆装、携带等优点。
Description
技术领域
本发明技术主要涉及一种老年人仿生助行手杖，特别适用于松软土壤的老年人仿生助行手杖，属于老年人的助行器具领域。
背景技术
2010年第六次全国人口普查结果表明，60岁及以上人口占人口总数的13.26%，比2000年上升2.93个百分点，65岁及以上人口占人口总数的8.87%，比2000年上升1.91个百分点，我国的老龄化进程逐步加快。预计2015年我国60岁以上的人口将超过2亿，占人口总数的14%，2050年我国60岁以上的人口将超过4亿，占人口总数的21%。随着年龄的增长，老年人的行走能力会逐渐下降。手杖是腿脚不便的老年人运动时使用的辅助器械，能够提高站立与行走的稳定性，减少腿部的负担，增加步行的速度。
目前，专门针对松软土壤的助行设备较少，老年人在穿越松软土壤时，通常只能采用传统的手杖。由于松软土壤的表层松散、承压能力差和抗剪切强度低，使用传统的手杖助行时，手杖经常会出现严重的下陷和滑移。这样一来，传统的手杖不但没有帮助老年人起到助行的作用，反而成为一种负担，增加了老年人的行走疲劳。如果能够改变手杖与土壤接触部分的几何形状，主动控制土壤流动方向，则可以有效地利用松软土壤的承载能力，从而提高手杖在松软土壤上的运动性能。
黄牛经常行走在松软土壤上，在与土壤的长期相互作用中，黄牛的足蹄经过不断的自然进化，逐步形成了优良的几何形状，在松软土壤上具有通过能力强、运动阻力小和行动效率高等特点。黄牛属于偶蹄目，蹄掌呈瓣型，分成左右两部分。蹄掌的前端略尖，斜向前方，适合于入土，着地时，使得蹄掌稳落在土壤上，避免滑动，能够产生较大的推动力；蹄掌的后端稍大，呈椭圆形，前后端之间有斜向内凹，限制了牛蹄下方的土壤流动，起到了固土的作用。牛蹄入土时，蹄底与土壤面几乎平行，蹄部对土壤的扰动较小，蹄部附近的土壤流动轻微。牛蹄入土后，由于牛蹄球部的下降扩张，扩大了牛蹄与土壤的接触面积，增大了牛蹄与土壤的摩擦力，能够起到较强的防滑作用，提高牵引能力。
发明内容
本发明的提出，旨在为了解决现有的手杖不适合在松软土壤中使用的问题，利用黄牛的足蹄结构及其与土壤相互作用关系，以及黄牛在松软土壤上的运动机理，根据仿生学原理，而提供一种适用于松软土壤的老年人仿生助行手杖。
本发明的技术解决方案是这样现实的：
一种适用于松软土壤的老年人仿生助行手杖，包括橡胶套、手柄、螺纹接头、手杖杆、调节螺栓、调高套、底梁、支撑腿、调高孔、仿牛蹄支撑脚、凹坑单元体、防护膜，所述的橡胶套装在手柄上，手柄的下端与焊接在手杖杆上端内的螺纹接头螺纹连接；手杖杆的下段与调高套形成滑动配合，实现手杖杆下杆段在调高套内上下的伸缩，手杖杆的下杆段上分布设有供调节螺栓穿过杆段的不同高度的多个调高孔；调高套的外侧面上旋有调节螺栓并将调节螺栓前段插入调高孔内以调节手杖杆的高度；调高套的下外侧面圆周上均布焊接四个支撑腿，其特征在于支撑腿底部制成前端略尖，斜向前方，后端呈椭圆形的仿牛蹄支撑脚，四个支撑腿的仿牛蹄支撑脚在同一水平面上；仿牛蹄支撑脚是具有凹坑型的呈网格式规则分布的非光滑表面，表面涂镀一层氧化或金属防护膜；凹坑单元体侧壁仿牛蹄向内倾斜，单元体的截面制成圆形或椭圆形或正方形或菱形；两个底梁交叉焊接，其四端分别焊接在四个支撑腿上。
与现有技术相比较，本发明的优点是显而易见的，主要表现在：
1、设计合理、结构紧凑；
2、在松软土壤上运动时，支撑腿底面对土壤的粘附性降低62-84%，运动性能提高15-26%；
3、可调节手杖高度以适应不同身高的老年人；
4、易于装拆和占据空间较小，便于携带和存储。
附图说明
本发明共有附图7幅。
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A向局部放大视图；
图3是图1的B局部放大图；
图4是支撑腿底面凹坑单元体的圆形截面分布形态示意图；
图5是支撑腿底面凹坑单元体的椭圆形截面分布形态示意图；
图6是支撑腿底面凹坑单元体的正方形截面分布形态示意图；
图7是支撑腿底面凹坑单元体的菱形截面分布形态示意图。
图中,1、橡胶套，2、手柄，3、螺纹接头，4、手杖杆，5、调节螺栓，6、调高套，7、底梁，8、支撑腿，9、调高孔，10、仿牛蹄支撑脚，11、凹坑单元体，12、防护膜。
具体实施方式
如图1、图2、图3、所示的一种适用于松软土壤的老年人仿生助行手杖，包括橡胶套1、手柄2、螺纹接头3、手杖杆4、调节螺栓5、调高套6、底梁7、支撑腿8、调高孔9、仿牛蹄支撑脚10、凹坑单元体11、防护膜12。橡胶套1装在手柄2上，手柄2的下端与焊接在手杖杆4上端内的螺纹接头3螺纹连接；手杖杆4的下段与调高套6形成滑动配合，实现手杖杆4下杆段在调高套内上下的伸缩，手杖杆4的下杆段上分布设有供调节螺栓5穿过杆段的不同高度的多个调高孔9；调高套6的外侧面上旋有调节螺栓5并插入调高孔9内以调节手杖杆4的高度；调高套6的下外侧面圆周上均布焊接四个支撑腿8，支撑腿8底部制成前端略尖，斜向前方，接触松软土壤时，能够减少对土壤的扰动，从而降低运动阻力，后端呈椭圆形的仿牛蹄支撑脚10，扩大了与土壤的接触面积，增大了与土壤的摩擦力，能够起到防滑的作用，减少手杖的滑移。四个支撑腿8的仿牛蹄支撑脚10在同一水平面上；仿牛蹄支撑脚10是具有凹坑型的呈网格式规则分布的非光滑表面，可以限制凹坑单元体内的土壤流动，通过各个方向对土壤的收缩挤压，能够起到固土的作用，减少手杖的下陷。表面涂镀一层氧化或金属防护膜12，可以进一步降低支撑腿底面粘附土壤，提高手杖在松软土壤上的运动性能；凹坑单元体11侧壁仿牛蹄向内倾斜，单元体的上下截面制成圆形或椭圆形或正方形或菱形；两个底梁7交叉焊接，其四端分别焊接在四个支撑腿8上。
以下结合附图给出的不同实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
参照图3和图4，将支撑腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每个凹坑单元体呈圆台型，圆台的上下截面是圆形，每个凹坑单元体的深度为28mm，凹坑单元体侧壁向内倾斜，与底面的倾角为55°，所述的凹坑单元体的分布密度为其在支撑腿底面上的几何投影面积之和与支撑腿底面积之比为60%，凹坑单元体的分布形态为网格式规则分布。与传统手杖相比，本发明在松软土壤上运动时，支撑腿底面对土壤的粘附性降低84%，运动性能提高26%。
实施例2
参照图3和图5，将支撑腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每个凹坑单元体呈圆台型，圆台的上下截面是椭圆形，每个凹坑单元体的深度为28mm，凹坑单元体侧壁向内倾斜，与底面的倾角为55°，所述的凹坑单元体的分布密度为其在支撑腿底面上的几何投影面积之和与支撑腿底面积之比为55%，凹坑单元体的分布形态为网格式规则分布。与传统手杖相比，本发明在松软土壤上运动时，支撑腿底面对土壤的粘附性降低76%，运动性能提高20%。
实施例3
参照图3和图6，将支撑腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每个凹坑单元体呈圆台型，圆台的上下截面是正方形，每个凹坑单元体的深度为28mm，凹坑单元体侧壁向内倾斜，与底面的倾角为55°，所述的凹坑单元体的分布密度为其在支撑腿底面上的几何投影面积之和与支撑腿底面积之比为50%，凹坑单元体的分布形态为网格式规则分布。与传统手杖相比，本发明在松软土壤上运动时，支撑腿底面对土壤的粘附性降低68%，运动性能提高18%。
实施例4
参照图3和图7，将支撑腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每个凹坑单元体呈圆台型，圆台的上下截面是菱形，每个凹坑单元体的深度为28mm，凹坑单元体侧壁向内倾斜，与底面的倾角为55°，所述的凹坑单元体的分布密度为其在支撑腿底面上的几何投影面积之和与支撑腿底面积之比为45%，凹坑单元体的分布形态为网格式规则分布。与传统手杖相比，本发明在松软土壤上运动时，支撑腿底面对土壤的粘附性降低62%，运动性能提高15%。
因此，本发明不仅设计合理，结构紧凑，在松软土壤的运动性能好，又能调节手杖高度适应不同身高的老年人，而且具有易于装拆，占据空间较小，便于携带和存储等特点。
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，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种适用于松软土壤的老年人仿生助行手杖，包括橡胶套（1）、手柄（2）、螺纹接头（3）、手杖杆（4）、调节螺栓（5）、调高套（6）、底梁（7）、支撑腿（8）、调高孔（9）、仿牛蹄支撑脚（10）、凹坑单元体（11）、防护膜（12），所述的橡胶套（1）装在手柄（2）上，手柄（2）的下端与焊接在手杖杆（4）上端内的螺纹接头（3）螺纹连接；手杖杆（4）的下段与调高套（6）形成滑动配合，实现手杖杆（4）下杆段在调高套内上下的伸缩，手杖杆（4）的下杆段上分布设有供调节螺栓（5）穿过杆段的不同高度的多个调高孔（9）；调高套（6）的外侧面上旋有调节螺栓（5），并将调节螺栓（5）前段插入调高孔（9）内以调节手杖杆（4）的高度；调高套（6）的下外侧面圆周上均布焊接四个支撑腿（8），其特征在于支撑腿（8）底部制成前端略尖，斜向前方，后端呈椭圆形的仿牛蹄支撑脚（10），四个支撑腿（8）的仿牛蹄支撑脚（10）在同一水平面上；仿牛蹄支撑脚（10）是具有凹坑型的呈网格式规则分布的非光滑表面，表面涂镀一层氧化或金属防护膜（12）；凹坑单元体（11）侧壁仿牛蹄向内倾斜，单元体的截面制成圆形或椭圆形或正方形或菱形；两个底梁（7）交叉焊接，其四端分别焊接在四个支撑腿（8）上。
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