CN111184609A - 一种助行装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种助行装置，包括车架、防倾倒机构，所述车架前后至少一端连接所述防倾倒机构，所述防倾倒机构包括致动器、支撑杆，所述支撑杆的一端与车轮连接，所述支撑杆与所述车架活动连接的点为支点，所述致动器驱动所述支撑杆另一端的连接部件围绕所述支点进行旋转运动，致使所述车轮在地面与车架上往返运动。通过杠杆力作用，可以稳定、快捷地将所述支撑杆支撑到地面，有效地防止车身倾斜。同时该防倾倒机构能够使支撑杆在非工作状态时，可以收靠在车架内部，缩小整个车架的占空体积，使整个车身比较轻便，并且不妨碍助行装置正常行驶；车架发生倾斜时，支撑杆可以从车架上稳定、快速旋转下来，与地面接触，有效地防止车架倾斜。

Description

一种助行装置

技术领域

本发明涉及一种助行装置，具体涉及一种具有防倾倒机构的助行装置。

背景技术

适用于下身瘫痪或者技能受损用户的助行装置，在行驶过程中遇到道路不平整或者上下坡时，容易产生震动发生倾斜；尤其在运动幅度过大时，助行装置重心偏移，给乘坐助行装置的人带来了安全隐患，易出现安全事故。在设计助行装置时应坚决避免用户在使用过程中受到伤害，需要提供一种防倾倒机构，防止助行装置在行驶过程中发生倾倒。

目前的助行装置，例如轮椅，一般采用在车架前后端悬挂防倾装置，该防倾装置固定车架的一端，不能自主放下，使车架占用空间较大，并且不能智能控制防倾装置。

现有中一种防倾倒机构，包括安装在车辆上从而绕着一根轴线从一个收缩位置运动到一个伸展位置的支柱；安装在上述支柱一端的轮子，从而在该支柱处于伸展位置时与地面相接触；以及安装在车辆上的、用于使上述支柱从收缩位置转动到伸展位置的致动器，致动器通过弹簧驱动支柱转动出来。该机构实现了智能控制防倾倒装置的收放，但是需要对支柱收放的同时进行伸展驱动才能实现对车辆的支撑，驱动方式较为复杂。

因此目前需要一种具有快速、便捷收放防倾倒机构的助行装置，对防倾倒机构的驱动更加稳定快速，对车辆能够及时起到支撑作用，并且需要整体助行装置在行驶过程中既便捷又稳定。

发明内容

本发明的目的是要提供一种具有快速、便捷收放防倾倒机构的助行装置，该防倾倒机构能够稳定地、较快地从车架与地面中旋转往返运动，在车架倾斜时，能够及时地对车架进行支撑，使得助行装置在行驶过程中既便捷又稳定。

为实现上述目的，本发明提供了一种助行装置，包括车架、防倾倒机构，所述车架前后至少一端连接所述防倾倒机构，所述防倾倒机构包括致动器、支撑杆，所述支撑杆的一端与车轮连接，所述支撑杆与所述车架活动连接的点为支点，所述致动器通过与所述支撑杆另一端的连接部件驱动支撑杆围绕所述支点进行旋转运动，致使所述车轮在地面与车架上往返运动。正常行驶过程中，该防倾倒机构处于非支撑状态时，可以收靠在车架上，缩小整个车架的占空体积，降低整个车身长度，且不妨碍助行装置正常行驶。当所述车架发生倾斜时，所述致动器迅速驱动支撑杆从所述车架上快速旋转下来，使所述支撑杆上的车轮与地面接触，有效地防止所述车架倾斜。正常情况下，致动器与支撑杆的连接点到支点之间的力臂距离小于车轮到支点之间的力臂距离，致动器驱动较小的距离即可实现车轮移动较大位移，从而使得车轮能够及时支撑地面。通过杠杆力的作用，可以稳定和快捷地将所述支撑杆上的车轮支撑到地面，有效地防止车身倾斜。

在本发明的一实施例中，所述致动器与所述支撑的连接部件为活动连接件，通过活动连接件使所述致动器与所述支撑杆直接连接。所述活动连接件为铆钉或者螺栓之类的零件，通过活动连接件使所述致动器与所述支撑杆直接连接，此时致动器直接驱动所述支撑杆，使所述支撑杆末端的车轮在地面与车架之间旋转运动，实现较快较稳定地驱动支撑杆。具体地，当所述致动器向车架外方向伸展时，所述支撑杆围绕所述支点旋转运动，所述支撑杆由回收状态切换到支撑状态，所述支撑杆末端的车轮支撑在地面，对整个车架支撑作用，防止车架倾斜；当所述致动器向车架内方向收缩时，所述支撑杆围绕所述支点旋转运动，所述支撑杆由支撑状态切换到回收状态，使所述支撑杆末端的车轮收靠在车架内，降低整个车身长度，并且不妨碍助行装置正常行驶。

当需要多个支撑杆的时候，往往需要多个致动器驱动支撑杆，增加成本，增加车身总重。本发明的另一技术方案，所述支撑杆与致动器之间的连接部件为连接杆，所述致动器与所述连接杆连接，所述连接杆连接至少一个支撑杆。当所述助行装置仅仅需要一个支撑杆的时候，可以在连接杆的一端连接所述支撑杆；当所述助行装置需求多个支撑杆的时候，连接杆连接多个支撑杆，所述致动器通过所述连接杆拉动所述支撑杆的末端，所述支撑杆围绕支点进行旋转运动。通过设置该连接杆，可以实现一个致动器同时驱动多个支撑杆。

本发明中，所述支撑杆形状可根据实际情况设计为不同的形状，例如一字型、半弧形、L型或者V型。所述半弧形支撑杆的弧度以及所述V型支撑杆的V型的角度可以根据车架具体需求进行设计，使得整个车架更加便捷。

所述防倾倒机构与助行装置可拆卸连接，所述防倾倒机构可作为助行装置的独立配件，若用户只是在室内使用所述助行装置，那么可不配置所述防倾倒机构，降低成本。

所述支撑杆连接车轮的一端为前叉结构，所述前叉结构设置有弹性缓冲件。所述前叉结构的两个分叉上分别设有弹簧，所述两个分叉的末端连接车轮。该前叉结构使得支撑杆上的车轮与地面接触后具有一定缓冲。

所述车轮为全向轮，该全向轮可以使助行装置在行驶中，尤其是在拐弯行驶中，减小摩擦，使得助行装置在支撑状态下仍然行驶流畅。

所述助行装置还包括传感器、控制器，可以使防倾倒装置能够根据车架姿态自动判断是否启动防倾倒装置。所述传感器用于检测车架的倾角。所述传感器将所述车架的倾角信号传输给所述控制器，所述控制器向所述助行装置输出控制信号。所述控制器根据所述传感器检测到的所述倾角信号对所述助行装置进行控制，具体控制信号包括所述支撑杆收起、放下、停车、车反向行驶等各种稳定车架行驶的各种控制信号。

本发明进一步公开了一种对助行装置防倾倒的方法：通过所述传感器获取所述车架的倾角，所述控制器判断所述倾角信号是否超过设定阈值，根据倾角大小情况来控制所述助行装置。

判断所述倾角信号是否超过第一设定阈值，如果否，则继续获取车架的倾角；如果是，则再次判断所述倾角信号是否超过第二设定阈值。

再次判断所述倾角信号是否超过第二设定阈值，如果否，则所述倾角信号在第一设定阈值与第二设定阈值之间，此时所述控制器向所述助行装置发出停车命令，并且控制所述致动器将所述支撑杆上的车轮快速支撑到地面，然后用户可以自由操作助行装置的行驶方向，直至判断所述倾角信号小于所述第一阈值后，命令收回支撑杆；如果是，则需再次判断是否超过第三设定阈值。

再次判断是否超过第三设定阈值，如果否，则所述倾角信号在第二设定阈值与第三设定阈值之间，所述控制器向所述助行装置发出停车命令，控制所述致动器将所述支撑杆支撑到地面，并阻止用户继续向原来行驶方向运动，此时用户可以操作所述助行装置改变路径，若用户不更改行驶方向，助行装置将继续停车状态，用户的控制指令无效；如果是，则所述倾角信号大于第三设定阈值，此时所述控制器向所述助行装置发出停车命令，控制所述致动器将所述支撑杆上的车轮快速支撑到地面，并主动控制助行装置向倾角减小的方向运动，此时用户无法控制助行装置，直至检测的倾角信号小于所述第二设定阈值后，命令停车后用户方可自由操作所述助行装置。其中所述第一设定阈值小于第二设定阈值，第二设定阈值小于第三设定阈值。

所述助行装置还包括报警模块，当所述处理器判断倾角信号大于任意一个所述设定阈值时，通过报警模块向用户发出报警信息。

所述报警模块为声、光报警器或者无线报警器。所述声、光报警器可以直接将报警信息反馈给直接使用者，使直接使用者快速控制所述助行装置。所述无线报警器可以通过将报警信息发送至移动终端，通过移动终端来远程控制所述助行装置。

本发明的有益效果：本发明的助行装置，通过杠杆力作用，驱动支撑杆在地面与车架上来回快速稳定地旋转运动，对车架能够及时起到支撑作用，并且使得助行装置在行驶过程中既便捷又稳定。当助行装置在室内使用时，路况较好，可收回防倾倒机构，缩小空间尺寸，使助行装置运转更为灵活；当助行装置在室外使用时，路况较差，将防倾倒机构从车架中旋转出来，与地面接触，使助行装置运行更平稳。防倾倒机构与助行装置可拆卸连接，可作为助行装置的独立配件，若用户只是在室内使用，可不配置该组件，降低成本。本发明的助行装置，实现智能控制车架运动，防止倾斜，使得助行装置在行驶过程中更加稳定。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例上绘制的。附图中：

图1是本发明一个实施例的一种助行装置的支撑杆收放在车架上的状态图；

图2是本发明一个实施例的一种助行装置的支撑杆支撑在地面状态图；

图3是本发明另一个实施例的一种助行装置的支撑杆收放在车架上的状态图；

图4；是本发明一个实施例的一种助行装置的支撑杆支撑在地面状态图；

图5是本发明的各种形状的支撑杆的放大示意图；

图6是本发明杠杆原理图；

图7本发明助行装置的自动启动模块示意图；

图8是助行装置的防倾倒方法流程图。

其中：1车架，2致动器，3、3′支撑杆，3a支撑杆的支点部位，3b支撑杆的一端，3c支撑杆的另一端，4车轮，5连接杆，6、6′固定桩；a、a′支撑杆支点，b、b′支撑杆一端，c、c′另一端连接的车轮，d车架

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，为本发明的第一实施例的助行装置，包括车架1，防倾倒机构。防倾倒机构可拆卸地连接在车架1的后端，当然也可以根据具体需要连接在车架1的前端或者其他部位。可拆卸的连接设置，可使该防倾倒机构作为助行装置的独立配件，若用户只是在室内使用，助行装置可以不配置该防倾倒机构，降低成本。

防倾倒机构还包括致动器2、支撑杆3。该在本实施例中，支撑杆3为L型支撑杆。支撑杆3包括三部分，支点部位3a，一端3b，另一端3c。支撑杆3的支点部位3a与车架1活动连接，该支点部位3a为支撑杆3的任意中间部位，不限定为中央位置。支撑杆3的一端3b与致动器2活动连接，另一端3c与车轮4连接。在本实施例中，支点部位3a到一端3b的距离小于支点部位3a到另一端3c的距离，那么，致动器2与支撑杆3连接的一端3b到支点部位3a之间的力臂距离小于车轮4到支点部位3b之间的力臂距离，致动器2驱动较小的距离即可实现车轮4移动较大位移，从而使得车轮4能够及时支撑地面，有效的防止助行装置倾倒，避免用户摔伤。

在本实施例中，支撑杆3的一端3b与致动器2活动连接部采用的连接部件为螺栓，在其他实施例中可采用铆钉等其他活动连接件。该活动连接件可以使支撑杆3围绕活动连接件旋转运行。

车轮4采用全向轮。利用全向轮的优点，可以使助行装置在行驶中，尤其是拐弯行驶中，减小摩擦，使得助行装置在支撑状态下仍然行驶流畅。

支撑杆3的一端3c为前叉结构，前叉结构的两个分叉上分别设有弹簧缓冲件，两个分叉的末端连接车轮4。该前叉结构使得支撑杆3上的车轮4与地面接触后具有一定缓冲，使助行装置行驶更加稳定。

在本实施例中，支撑杆3的支点部位3a与车架1通过车架上的固定桩6连接，当需要一个支撑杆的时候，可以设置一个固定桩6，当需要多个支撑杆的时候，可以设置多个致动器2和多个固定桩6。支点部位3a为杠杆的支点，支撑杆3在杠杆力的作用下围绕支点部位3a旋转。在本实施例中只展现了一个支撑杆。

图1为支撑杆收在车上的状态，图2为支撑杆3支撑在地面状态。工作原理：当需要将支撑杆支撑在地面上时，致动器2向车架1外方向伸展，推动支撑杆3的一端3b，支撑杆3在杠杆力的作用下围绕支点部位3a发生旋转，使支撑杆的另一端3c从车架位置朝向地面位置旋转，车轮4着落在地面上。当需要将支撑杆收在车上时，致动器2向车架内方向收缩，拉动支撑杆的一端3b，支撑杆3在杠杆力的作用下发生旋转，使支撑杆的另一端3c从地面位置朝向车架位置旋转，使支撑杆3收靠在车架上。本实施例的防倾倒机构，通过杠杆力作用，能够稳定快速地实现将支撑杆支撑到地面，有效地防止车身倾斜。

该防倾倒机构能够使支撑杆3在非工作状态时，可以收靠在车架1上，缩小整个车架1的占空体积，并且不妨碍助行装置正常行驶；车架1发生倾斜时，支撑杆3可以从车架1上快速旋转下来，与地面接触，有效地防止车架1倾斜。例如，当助行装置在室内使用时，路况较好，可收回防倾倒机构，缩小空间尺寸，使助行装置运转更为灵活；当助行装置在室外使用时，路况较差，将防倾倒机构从车架1中旋转出来，与地面接触，使助行装置运行更平稳。

实施例2

如图3和图4所示，本发明的第二实施例的助行装置。当助行装置需要多个防倾倒机构时，需要设置多个致动器驱动多个支撑杆，成本较高，增加车身的重量。因此需要设计一种更加便捷的驱动方式。

如图3所示，为本实施例的助行装置的防倾倒机构收放在车架上的状态图。该助行装置包括车架1，防倾倒机构。防倾倒机构可拆卸地连接在车架1的后端。在本实施例中，该防倾倒机构包括致动器2，两个支撑杆3和3′，连接杆5。在其他实施例中，支撑杆的数量可以根据需求进行设置，也可以只设置一个支撑杆。

致动器2与连接杆5连接，连接杆5的两端分别与两个支撑杆3和3′固定连接，具体的支撑杆3一端3b与连接杆5固定连接，支撑杆3′与支撑杆3对称设置。支撑杆3的支点部位3a与车架1活动连接，该支点部位3a为支撑杆3的任意中间部位，不限定为中央位置。支撑杆3的另一端3c与车轮4连接。支撑杆的端部3c为前叉结构，前叉结构的两个分叉上分别设有弹簧缓冲件，两个分叉的末端连接车轮4。该前叉结构使得支撑杆3上的车轮4与地面接触后具有一定缓冲，使助行装置行驶更加稳定。

支撑杆3的中间部位3a与车架1活动连接，具体地通过车架上的固定桩6活动连接。中间部位3a为杠杆的支点，支撑杆3在杠杆力的作用下围绕支点部位3a旋转。

支撑杆3′与支撑杆3对称设置，其与车架和车轮的连接位置与支撑杆3的方式一致，在此不再赘述。在本实施例中，展示了两个支撑杆。当需要多个支撑杆的时候，将多个支撑杆共同连接在同一个连接杆上。这样通过一个致动器可以同时驱动多个支撑杆，可以更有效地防止车身倾斜。

工作原理：当需要将支撑杆3和3′支撑在地面上时，致动器2向车架外方向伸展，驱动连接杆5向车架外移动，连接杆5推动支撑杆3和3′的一端向车架外运动，支撑杆3和3′同时围绕其各自的支点部位发生旋转，使支撑杆上的车轮着落在地面上。当需要将支撑杆3和3′收在车上时，致动器2向车架内方向收缩，拉动连接杆5向车内方向移动，连接杆5推动支撑杆3和3′的一端向车架内运动，使支撑杆3和3′另一端的车轮收放在车架上。连接杆5可以驱动支撑杆3和3′同时运动。本实施例实现了稳定快捷地同时驱动多个支撑杆，更有效地防止车身倾斜。

同样，本实施例的防倾倒机构与助行装置可拆卸连接，可作为助行装置的独立配件，若用户只是在室内使用，可不配置该组件，降低成本。

实施例3

如图5所示，为本发明的支撑杆的多个形状图。本发明的支撑杆可以为一字型、半弧形、L型或者V型。支撑杆与车架的连接点，可以根据具体图形，选择最合适的连接点作为支点。

实施例4

如图6所示，以L型支撑杆为例，L型支撑杆的拐点部位即支点部位a与车架活动连接，一端b处通过活动连接部件与致动器连接，另一端c处与车轮连接。具体杠杆原理如图所示，当需要将支撑杆展开放到地面时，致动器向外伸展，带动支撑杆的一端由b位置到b′位置，支撑杆上的车轮绕着支点a点旋转，由c位置到c′点运动；当需要将支撑杆由地面收放到车架上时，致动器向内收缩，带动支撑杆一端由b′位置到b位置，支撑杆上的车轮绕着a点旋转，由c′位置到c点运动。

实施例5

图7本发明助行装置的模块示意图。本实施例的助行装置包括实施例1或者2的车架和防倾倒机构，还包括传感器、控制器、报警模块。传感器通过检测车架倾斜姿态来得知路面的坡度，传感器将所述车架的倾角信号传输给控制器，控制器向助行装置输出控制信号。传感器具体可以采用六轴姿态传感器。控制器根据传感器检测到的倾角信号对助行装置进行控制，具体控制信号包括支撑杆收起和放下、停车、车反向行驶等各种稳定助行装置行驶的各种控制信号。

此实施例还可以增加报警模块以便用于向用户发出报警信息，报警模块可以为声、光报警器或者无线报警器。声、光报警器可以直接将报警信息反馈给直接使用者，使直接使用者快速采取措施控制助行装置。无线报警器可以通过将报警信息发送至移动终端，通过移动终端来远程控制助行装置。

如图8所示，一种助行装置的防倾倒方法，通过传感器获取车架的倾角，并将所述倾角信号传输给控制器，控制器判断倾角信号是否超过设定阈值，根据倾角大小情况来控制所述助行装置，当倾角信号超过任一设定阈值时，报警模块向用户发出报警信息。

判断倾角信号是否超过第一设定阈值，如果否，则继续获取车架的倾角；如果是，则需再次判断倾角信号是否超过第二设定阈值。

再次判断倾角信号是否超过第二设定阈值，如果否，则倾角信号在第一设定阈值与第二设定阈值之间，此时通过报警模块向用户发出报警信息，控制器向助行装置发出停车命令，并且控制致动器将支撑杆上的车轮快速支撑到地面，然后用户可以自由操作助行装置的行驶方向，直至检测倾角信号小于第一设定阈值，命令收回支撑杆；如果是，则需再次判断是否超过第三设定阈值。

再次判断倾角信号是否超过第三设定阈值，如果否，则倾角信号在第二设定阈值与第三设定阈值之间，此时通过报警模块向用户发出报警信息，所述控制器向所述助行装置发出停车命令，控制所述致动器将所述支撑杆支撑到地面，并阻止用户继续向原来行驶方向运动，此时用户可以操作所述助行装置改变路径，若用户不更改行驶方向，助行装置将继续停车状态，用户的控制指令无效；如果是，通过报警模块向用户发出报警信息，控制器发出停车命令，并主动控制助行装置向倾角减小的方向运动，直至检测的倾角信号小于第二设定阈值后，再次命令停车后用户可自由操作助行装置。

在本实施例中，第一设定阈值为3°，第二设定阈值为6.5°，第三设定阈值为9°，在其他实施例中，根据助行器重心的不同分布情况，可以设定为其他的阈值。

本实施例的助行装置，结合防倾倒机构以及防倾倒控制模块，实现了对助行装置智能地快速地防倾倒，极大地确保了用户的安全。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (14)

1.一种助行装置，包括车架、防倾倒机构，所述车架前后至少一端连接所述防倾倒机构，所述防倾倒机构包括致动器、支撑杆，所述支撑杆的一端与车轮连接，其特征在于，所述支撑杆与所述车架活动连接的点为支点，所述致动器驱动所述支撑杆另一端的连接部件围绕所述支点进行旋转运动，致使所述车轮在地面与车架上往返运动。

2.根据权利要求1所述的助行装置，其特征在于，所述致动器与所述支撑杆的连接部件为活动连接件，通过活动连接件使所述致动器与所述支撑杆直接连接。

3.根据权利要求2所述的助行装置，其特征在于，所述活动连接件为螺栓或者铆钉。

4.根据权利要求1所述的助行装置，其特征在于，所述致动器与所述支撑杆的连接部件为连接杆，所述致动器与所述连接杆连接，所述连接杆连接至少一个支撑杆。

5.根据权利要求1-4任一所述的助行装置，其特征在于，所述支撑杆形状为一字型、半弧形、L型或者V型。

6.根据权利要求1-4任一所述的助行装置，其特征在于，所述车架与所述防倾倒机构可拆卸地连接。

7.根据权利要求1-4任一所述的助行装置，其特征在于，所述支撑杆连接车轮的一端为前叉结构，所述前叉结构设置有弹性缓冲件。

8.根据权利要求1-4任一所述的助行装置，其特征在于，所述车轮为全向轮。

9.根据权利要求1-4任一所述的助行装置，其特征在于，所述助行装置还包括传感器、控制器，所述传感器用于检测所述车架的倾角，所述传感器将所述车架的倾角信号传输给所述控制器，所述控制器向所述助行装置输出控制信号。

10.根据权利要求9所述的助行装置，其特征在于，当判断所述倾角信号超过第一设定阈值小于第二阈值时，命令停车，所述致动器驱动所述支撑杆将所述车轮支撑到地面，用户可以自由操作所述助行装置的行驶方向，直至所述倾角信号小于第一设定阈值时，命令收回支撑杆；其中所述第二设定阈值大于所述第一设定阈值。

11.根据权利要求10所述的助行装置，其特征在于，当判断所述倾角信号超过第二设定阈值小于第三阈值时，命令停车，所述致动器驱动所述支撑杆将所述车轮支撑到地面，阻止所述助行装置继续向原行驶方向运动，此时所述助行装置能够被用户控制改变路径；其中所述第三设定阈值大于所述第二设定阈值。

12.根据权利要求11所述的助行装置，其特征在于，当判断所述倾角信号超过第三设定阈值时，命令停车，所述致动器驱动所述支撑杆将所述车轮支撑到地面，所述助行装置被所述控制器控制主动向所述倾角减小的方向运动，直至所述倾角信号小于第二设定阈值时，用户可以自由操作所述助行装置；其中所述第三设定阈值大于所述第二设定阈值。

13.根据权利要求12所述的助行装置，其特征在于，所述助行装置还包括报警模块，当判断所述倾角信号大于任意一个所述设定阈值时，通过报警模块向用户发出报警信息。

14.根据权利要求13所述的助行装置，其特征在于，报警模块为声、光报警器或者无线报警器。

Images