本发明提供一种辅助老人起卧的机械装置，其包括床架、驱动机构、传动机构、腿板单向锁合机构以及支撑杆复位机构，床架包括竖板、地板、底板、床座和转向轴承；地板与竖板连接，底板与竖板的第二端部连接后构成床体连接部，床体连接部能够连接外部床体。驱动机构为装置的动力源，采用涡轮蜗杆结构，通过控制电机转向控制蜗杆转向，实现床体转向与起立躺平的全部过程；传动机构采用四杆机构；腿板单向锁合机构使用单项轴承、凸轮、齿轮与齿条啮合实现锁紧，在电机作用下齿条运动使钩子钩紧和松开；支撑杆复位机构机械在伸展抬升过程中，使座板能一直保持水平状态，拖住人抬升。
1.一种辅助老人起卧的机械装置，其特征在于：其包括床架、驱动机构、传动机构、腿板单向锁合机构以及支撑杆复位机构，所述床架包括竖板、地板和底板；所述地板与所述竖板连接，所述底板与所述竖板的第二端部连接后构成床体连接部，所述床体连接部能够连接外部床体，所述底板上设置有一个与所述竖板的第二端部转动连接的连接板，所述连接板上设置有转向轴承，所述转向轴承上固定安装床座；
所述驱动机构包括滑轨、蜗杆支撑架、蜗杆、滑块、花键套、花键、花键套筒、联轴器、蜗轮、电机、电机座以及蜗杆套筒；所述滑轨、蜗杆、花键以及蜗杆支撑架分别设置有两根，所述滑轨、蜗杆、花键平行设置，两根滑轨固定安装在床座上，其中一根滑轨上滑动安装有一个滑块，其中一根蜗杆支撑架与所述滑块固定连接，两根蜗杆的两端分别通过蜗杆套筒固定安装在蜗杆支撑架上；两根蜗杆中间设置所述蜗轮，蜗杆靠近与滑块连接的蜗杆支撑架的一端连接有蜗杆齿轮，所述蜗杆齿轮设置在所述蜗杆支撑架的外侧；所述花键与所述床架转动连接，每一根花键的第一端与一个花键套筒固定连接，每一个花键套筒通过联轴器连接所述电机的输出轴，电机借助于电机安装座固定在床座上；所述花键与所述蜗杆齿轮啮合传动使蜗杆直线运动从而带动蜗杆支撑架上的滑块运动；
所述传动机构与床架转动连接，所述传动机构包括两根背腿杆、两根臂杆、两根连杆、两根斜连杆、两根托臂连杆以及两根背杆；两根背腿杆通过销轴与床架转动连接，两根背腿杆分别转动连接一根连杆的第一端和一根臂杆的第一端，两根连杆的第二端分别转动连接一根背杆，两根臂杆的第二端分别转动连接一个托臂连杆的第一端，两个托臂连杆的第二端分别转动连接一根背杆，两根背杆之间设置有第一锁轴，第一锁轴的两个端部分别设置在托臂连杆与背杆的连接处，两根背腿杆之间设置有第二锁轴，所述两根背腿杆、两根臂杆、两根连杆、两根托臂连杆转动连接成平行四杆机架，所述斜连杆的第一端转动连接在背腿杆与臂杆的连接处，所述斜连杆的第二端连接有滑块轴，所述滑块轴固定在连杆上并与蜗杆支撑架固定连接，随着电机转动而运动；
所述腿板单向锁合机构固定安装在床架的竖板上，所述腿板单向锁合机构包括锁架、锁角架、第一单向轴承、锁齿轮、钩子、凸轮、齿条和滑槽角铝；所述锁架通过锁角架固定安装在竖板上，所述钩子借助于安装轴转动安装在所述锁架上，所述钩子的第一端位于所述第一单向轴承的下方，所述钩子的第二端设置在所述第二锁轴的上方，所述第一单向轴承借助于轴承架固定在所述锁架上，所述锁齿轮和凸轮安装在所述第一单向轴承上，所述滑槽角铝位于所述锁架正上方并固定安装在竖板上，所述齿条滑动安装在滑槽角铝的下部并且与所述滑槽角铝上的槽口配合，所述齿条与锁齿轮啮合，当齿条滑动时，齿条带动锁齿轮和凸轮转动从而使钩子的第一端下压对第二锁轴进行锁定和解锁；
所述支撑杆复位机构位于床座上方，所述支撑杆复位机构包括座板、固定轴承座、轴承座、座板支撑杆、顶杆、座板齿条、座板齿轮、第二单向轴承和座板凸轮；所述座板的两侧分别设置有一个固定轴承座和一个轴承座，所述固定轴承座固定连接在床座上，轴承座与所述固定轴承座转动连接，所述顶杆滑动安装在座板的中间位置，所述座板支撑杆与所述顶杆转动连接，所述顶杆的上槽口与座板的上横杆配合，所述座板齿轮与座板上槽口滑动配合，所述座板齿轮和座板凸轮通过第二单向轴承与座板转动连接，通过座板齿轮和座板凸轮的单向转动推动与顶杆转动连接的座板支撑杆转动，当滑块滑动时能够顶起所述座板支撑杆。
2.根据权利要求1所述的辅助老人起卧的机械装置，其特征在于：所述地板固定安装在室内床底或地板上。
3.根据权利要求2所述的辅助老人起卧的机械装置，其特征在于：所述地板的一个端部通过自锁合页与所述竖板的第一端部相连接。
4.根据权利要求1所述的辅助老人起卧的机械装置，其特征在于：所述床座的四个侧边部依次安装前板、后板和两个侧板。
5.根据权利要求1所述的辅助老人起卧的机械装置，其特征在于：所述连接板通过合页与所述竖板连接。
6.根据权利要求1所述的辅助老人起卧的机械装置，其特征在于：所述钩子的中间位置设置有圆形安装孔，所述钩子的第一端设置有弧形侧壁，所述钩子的第二端设置为钩状，当所述齿条行走一半行程时，带动凸轮压下钩子的第一端，此时钩子的第二端对第二锁轴进行锁定，当所述齿条行走完全部行程时，带动凸轮继续压下钩子的第一端，此时钩子的第二端向上抬起对第二锁轴进行解锁。
7.根据权利要求1所述的辅助老人起卧的机械装置，其特征在于：所述电机连接有上位控制器，所述上位控制器能够控制电机的正反转以及电机的工作频率。
辅助老人起卧的机械装置
技术领域
[0001] 本发明涉及医疗器械制造及应用领域，尤其涉及一种辅助老人起卧的机械装置。
背景技术
[0002] 当今社会人口老龄化严重，老年人的增多，使得老年生活的舒适感和幸福感成为热点话题。很多老人都处于独居状态，并且，由于老年人的身体状况普遍较差，很多具有行动不便的问题。
[0003] 市面上针对行动不便但有一定自理能力的老年人，发明了护理床，辅助架，移位机等，但都存在一些问题，例如护理床价格高昂，只在医院普遍存在，在家庭中无法大规模推广使用；而辅助架虽然成本低，但是作用比较小，不能解决根本问题；移位机适合瘫痪老人，对于正常健康的老人无法提供辅助作用，且无任何舒适度可言，对大多数独居老人是不适用的，因此也无法推广。
发明内容
[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种辅助起卧机，能够辅助老年人起居，本发明整体采用平行四杆联动，采用蜗轮蜗杆机构驱动，并采用单向轴承，齿轮，齿条等机构完成各部分运动间的转化，其整体结构较简单，而且成本较低，使用方便快捷，适合大多数老人使用。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 具体地，本发明提供一种辅助老人起卧的机械装置，其包括床架、驱动机构、传动机构、腿板单向锁合机构以及支撑杆复位机构，所述床架包括竖板、地板和底板；所述地板与所述竖板连接，所述底板与所述竖板的第二端部连接后构成床体连接部，所述床体连接部能够连接外部床体，所述底板上设置有一个与所述竖板的第二端部转动连接的连接板，所述连接板上设置有转向轴承，所述转向轴承上固定安装床座；
[0007] 所述驱动机构包括滑轨、蜗杆支撑架、蜗杆、滑块、花键套、花键、花键套筒、联轴器、蜗轮、电机、电机座以及蜗杆套筒；所述滑轨、蜗杆、花键以及蜗杆支撑架分别设置有两根，所述滑轨、蜗杆、花键平行设置，两根滑轨固定安装在床座上，其中一根滑轨上滑动安装有一个滑块，其中一根蜗杆支撑架与所述滑块固定连接，两根蜗杆的两端分别通过蜗杆套筒固定安装在蜗杆支撑架上；两根蜗杆中间设置所述蜗轮，蜗杆靠近与滑块连接的蜗杆支撑架的一端连接有蜗杆齿轮，所述蜗杆齿轮设置在所述蜗杆支撑架的外侧；所述花键与所述床架转动连接，每一根花键的第一端与一个花键套筒固定连接，每一个花键套筒通过联轴器连接所述电机的输出轴，电机借助于电机安装座固定在床座上；所述花键与所述蜗杆齿轮啮合传动使蜗杆直线运动从而带动蜗杆支撑架上的滑块运动；
[0008] 所述传动机构与床架转动连接，所述传动机构包括两根背腿杆、两根臂杆、两根连杆、两根斜连杆、两根托臂连杆以及两根背杆；两根背腿杆通过销轴与床架转动连接，两根背腿杆分别转动连接一根连杆的第一端和一根臂杆的第一端，两根连杆的第二端分别转动连接一根背杆，两根臂杆的第二端分别转动连接一个托臂连杆的第一端，两个托臂连杆的第二端分别转动连接一根背杆，两根背杆之间设置有第一锁轴，第一锁轴的两个端部分别设置在托臂连杆与背杆的连接处，两根背腿杆之间设置有第二锁轴，所述两根背腿杆、两根臂杆、两根连杆、两根托臂连杆转动连接成平行四杆机架，所述斜连杆的第一端转动连接在背腿杆与臂杆的连接处，所述斜连杆的第二端连接有滑块轴，所述滑块轴固定在连杆上并与蜗杆支撑架固定连接，随着电机转动而运动；
[0009] 所述腿板单向锁合机构固定安装在床架的竖板上，所述腿板单向锁合机构包括锁架、锁角架、第一单向轴承、锁齿轮、钩子、凸轮、齿条、滑槽角铝；所述锁架通过锁角架固定安装在竖板上，所述钩子借助于安装轴转动安装在所述锁架上，所述钩子的第一端位于所述第一单向轴承的下方，所述钩子的第二端设置在所述第二锁轴的上方，所述第一单向轴承借助于轴承架固定在所述锁架上，所述锁齿轮和凸轮安装在所述第一单向轴承上，所述滑槽角铝位于所述锁架正上方并固定安装在竖板上，所述齿条滑动安装在滑槽角铝的下部并且与所述滑槽角铝上的槽口配合，所述齿条与锁齿轮啮合，当齿条滑动时，齿条带动锁齿轮和凸轮转动从而使钩子的第一端下压对第二锁轴进行锁定和解锁；
[0010] 所述支撑杆复位机构位于床座上方，所述支撑杆复位机构包括座板、固定轴承座、轴承座、座板支撑杆、顶杆、座板齿条、座板齿轮、第二单向轴承和座板凸轮；所述座板的两侧分别设置有一个固定轴承座和一个轴承座，所述固定轴承座固定连接在床座上，轴承座与所述固定轴承座转动连接，所述顶杆滑动安装在座板的中间位置，所述座板支撑杆与所述顶杆转动连接，所述顶杆的上槽口与座板的上横杆配合，所述座板齿轮与座板上槽口滑动配合，所述座板齿轮和座板凸轮通过第二单向轴承与座板转动连接，通过座板齿轮和座板凸轮的单向转动推动与顶杆转动连接的座板支撑杆转动，当滑块滑动时能够顶起所述座板支撑杆。
[0011] 优选地，所述地板固定安装在室内床底或地板上。
[0012] 优选地，所述地板的一个端部通过自锁合页与所述竖板的第一端部相连接。
[0013] 优选地，所述床座的四个侧边部依次安装前板、后板和两个侧板。
[0014] 优选地，所述连接板通过合页与所述竖板连接。
[0015] 优选地，所述钩子的中间位置设置有圆形安装孔，所述钩子的第一端设置有弧形侧壁，所述钩子的第二端设置为钩状，当所述齿条行走一半行程时，带动凸轮压下钩子的第一端，此时钩子的第二端对第二锁轴进行锁定，当所述齿条行走完全部行程时，带动凸轮继续压下钩子的第一端，此时钩子的第二端向上抬起对第二锁轴进行解锁。
[0016] 优选地，所述电机连接有上位控制器，所述上位控制器能够控制电机的正反转以及电机的工作频率。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0018] 1、本发明采用平行四杆联动，蜗轮蜗杆机构驱动，并使用单向轴承，齿轮齿条等机构完成各部分运动间的转化。床架及各部分主要部件采用铝合金框架，轻便耐用，造价低，框架简单，便于普通床的改造安装，适应性强。
[0019] 2、本发明的传动机构通过平行四杆的机架位置的转化，利用了一个机构完成了辅助老人坐和起立两个动作；驱动机构仅使用了两个电机，通过两个电机的转向配合与机构配合，就实现了辅助老人起坐立等多个动作的流畅完成；腿板单向锁合机构与支撑杆复位机构利用单向轴承实现了锁合，复位装置的周期性锁合和复位。
[0020] 3、本发明的结构简单，铝合金框架成本低，运用各种机构减少了动力源，单向锁合与复位机构的应用保证了装置的安全性，适用于老人在家庭中使用以及工厂流水线生产。
附图说明
[0021] 图1为本发明的整体结构示意图；
[0022] 图2为本发明的床架的结构示意图之一；
[0023] 图3为本发明的床架的结构示意图之一；
[0024] 图4为本发明的驱动机构的结构示意图；
[0025] 图5为本发明的传动机构的结构示意图；
[0026] 图6为本发明的腿板单向锁合机构的结构示意图；以及
[0027] 图7为本发明的支撑杆复位机构的结构示意图。
[0028] 附图标号：1-床架、2-驱动机构、3-传动机构、4-腿板单向锁合机构、5-支撑杆复位机构、101-竖板、102-地板、103-合页、104-底板、105-床座、106-电机罩、107-侧板、108-自锁合页、109-后板、110-转向轴承、111-前板、201-滑轨、202-蜗杆支撑架、203-蜗杆、204-滑块、205-花键套、206-花键、207-花键套筒、208-联轴器、209-蜗轮、210-电机、211-电机座、212-蜗杆套筒、301-背腿杆、302-臂杆、303-销轴、304-连杆、305-斜连杆、306-滑块轴、307-托臂连杆、308-背杆、309-第一锁轴、3091-第二锁轴、401-锁架、402-锁角架、403-第一单向轴承、404-锁齿轮、405-钩子、406-凸轮、407-齿条、408-滑槽角铝、501-座板、502-固定轴承座、503-轴承座、504-座板支撑杆、505-顶杆、506-座板齿条、507-座板齿轮、508-第二单向轴承、509-座板凸轮。
具体实施方式
[0029] 以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0030] 实施例如图1至图7所示，本发明提供一种辅助老人起卧的机械装置，包括床架1、驱动机构2、传动机构3、腿板单向锁合机构4以及支撑杆复位机构5，床架1为本装置的主体部分，包括竖板101、地板102、合页103、底板104、床座105、电机罩106、侧板107、自锁合页108、后板109、转向轴承110和前板111；地板102固定安装在室内床底或地板上，通过自锁合页108与竖板101相连接，合页103连接竖板101与底板104，构成固定安装在普通床体的部分，合页103在固定的底板104上方连接一个可转动的连接板，连接板上固定安装转向轴承
110，转向轴承110的轴承座底部固定在普通床体上部，转向轴承110上固定安装床座105，床座105四边依次安装前板111、后板109、侧板107。床座105能够连接其余部件。图1中示出了本专利的主要部件的示意图。
[0031] 驱动机构2为整个装置的动力源，驱动机构包括滑轨201、蜗杆支撑架202、蜗杆203、滑块204、花键套205、花键206、花键套筒207、联轴器208、蜗轮209、电机210、电机座211以及蜗杆套筒212；滑轨201、蜗杆203、花键206以及蜗杆支撑架202分别设置有两根，滑轨
201、蜗杆203、花键206平行设置，两根滑轨201固定安装在床座上，其中一根滑轨201上滑动安装有一个滑块，其中一根蜗杆支撑架202与滑块固定连接，两根蜗杆203的两端分别通过蜗杆套筒212固定安装在蜗杆支撑架202上；两根蜗杆203中间设置蜗轮209，蜗杆靠近与滑块连接的蜗杆支撑架202的一端连接有蜗杆齿轮，蜗杆齿轮设置在蜗杆支撑架202的外侧；
花键与床架转动连接，每一根花键的第一端与一个花键套筒固定连接，每一个花键套筒通过联轴器连接电机的输出轴，电机借助于电机安装座固定在床座上；花键与蜗杆齿轮啮合传动使蜗杆直线运动从而带动蜗杆支撑架202上的滑块运动。
[0032] 传动机构3与床架转动连接，传动机构3包括两根背腿杆301、两根臂杆302、两根连杆304、两根斜连杆305、两根托臂连杆307以及两根背杆308；两根背腿杆301通过销轴303与床架转动连接，两根背腿杆301分别转动连接一根连杆的第一端和一根臂杆302的第一端，两根连杆的第二端分别转动连接一根背杆，两根臂杆302的第二端分别转动连接一个托臂连杆的第一端，两个托臂连杆的第二端分别转动连接一根背杆，两根背杆之间设置有第一锁轴309，第一锁轴309的两个端部分别设置在托臂连杆与背杆的连接处，两根背腿杆301之间设置有第二锁轴3091，两根背腿杆301、两根臂杆302、两根连杆305、两根托臂连杆307转动连接成平行四杆机架，斜连杆的第一端转动连接在背腿杆301与臂杆302的连接处，斜连杆的第二端连接有滑块轴306，滑块轴306固定在连杆上并与蜗杆支撑架202固定连接，随着电机转动而运动。
[0033] 腿板单向锁合机构4固定安装在床架的竖板上，腿板单向锁合机构4包括锁架401、锁角架402、第一单向轴承403、锁齿轮404、钩子405、凸轮406、齿条407和滑槽角铝408；锁架401通过锁角架402固定安装在竖板上，钩子405借助于安装轴转动安装在锁架401上，钩子
405的第一端位于第一单向轴承403的下方，钩子405的第二端设置在第二锁轴3091的上方，第一单向轴承403借助于轴承架固定在锁架401上，锁齿轮404和凸轮406安装在第一单向轴承403上，滑槽角铝408位于锁架401正上方并固定安装在竖板上，齿条407滑动安装在滑槽角铝408的下部并且与的滑槽角铝408上的槽口配合，齿条407与锁齿轮404啮合，当齿条407滑动时，齿条407带动锁齿轮404和凸轮406转动从而使钩子405的第一端下压对第二锁轴
3091进行锁定和解锁。
[0034] 支撑杆复位机构5位于床座上方，支撑杆复位机构5包括座板501、固定轴承座502、轴承座503、座板支撑杆504、顶杆505、座板齿条506、座板齿轮507、第二单向轴承508和座板凸轮509；座板501的两侧分别设置有一个固定轴承座502和一个轴承座503，固定轴承座502固定连接在床座上，轴承座503与固定轴承座502转动连接，顶杆505滑动安装在座板501的中间位置，座板支撑杆504与顶杆505转动连接，顶杆505的上槽口与座板501的上横杆配合，座板齿轮507与座板上槽口滑动配合，座板齿轮507和座板凸轮509通过第二单向轴承508与座板501转动连接，通过座板齿轮507和座板凸轮509的单向转动推动与顶杆转动连接的座板支撑杆504转动，当滑块204滑动时能够顶起座板支撑杆504。
[0035] 下面对本发明的工作原理进行描述：
[0036] 本发明在使用时首先电机210正转，带动花键206转动，与花键206配合的花键套205随之转动，蜗杆203上轮齿与花键套205上轮齿啮合，带动蜗杆203转动，由于蜗杆203均布在蜗轮209两侧，使得蜗轮209不动而蜗杆203直线运动，带动滑块轴306滑动，通过斜连杆
305使平行四杆机构转动，使平行四杆夹角变大进而实现由平躺到坐的形态转换；在由坐到站立的过程中，两个电机210同时反向转动，其中涉及到了平行四杆的机架的变换，一开始由于人的重力作用机架是座板，但在机械变成坐姿时，第一锁轴309与机架锁定，此时因为第二锁轴3091变成了机架，所以，机械伸展克服人的重力将人向上抬起。其中采用了蜗轮蜗杆机构并与齿条齿轮相配合，通过电机正反转的调控驱动部分，由两个步进电机同时正向转动，并且通过单片机闭环控制电机，使蜗轮两次受力相同从而蜗轮不转动，从而使蜗轮蜗杆配合相当于丝杆螺母传动，使蜗杆在滑轨上平动，从而驱动连杆带动平行四杆运动进而完成平行四杆角度的转换进而实现不同形态之间的转换。
[0037] 锁合时，在锁架401上采用了单个轴放置第一单向轴承403和一个固定死的凸轮406，第单向轴承403加锁齿轮404，锁齿轮404与齿条407啮合，两个电机210同时正向转动背腿杆301放下时，按压齿条407行走其一半的行程，驱动锁齿轮404带动轴和凸轮406转动按压钩子405锁住第二锁轴3091。开锁时，两个电机210同时正向转动，按压齿条407行走剩余另一半的行程，驱动锁齿轮404带动轴和凸轮406转动按压钩子405锁住第二锁轴3091，松开钩子405。机械伸展抬升过程中，两个电机210同时反转，滑块204向后运动，顶住座板支撑杆
504，使座板501抬起，座板501能一直保持水平状态，伸展抬升过程中，小坐板501始终保持平行状态与老人臀部贴合。两电机同时反转，滑块向后运动，顶住小座板支撑角铝，使小座板抬起，使小座板能一直保持水平状态，拖住人抬升。
[0038] 最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
