專利名稱：適用于松軟土壤的老年人仿生助行手杖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)主要涉及一種老年人仿生助行手杖，特別適用于松軟土壤的老年人仿生助行手杖，屬于老年人的助行器具領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
2010年第六次全國(guó)人口普查結(jié)果表明，60歲及以上人口占人口總數(shù)的13. 26%，比2000年上升2. 93個(gè)百分點(diǎn)，65歲及以上人口占人口總數(shù)的8. 87%，比2000年上升I. 91個(gè)百分點(diǎn)，我國(guó)的老齡化進(jìn)程逐步加快。預(yù)計(jì)2015年我國(guó)60歲以上的人口將超過(guò)2億，占人口總數(shù)的14%，2050年我國(guó)60歲以上的人口將超過(guò)4億，占人口總數(shù)的21%。隨著年齡的增長(zhǎng)，老年人的行走能力會(huì)逐漸下降。手杖是腿腳不便的老年人運(yùn)動(dòng)時(shí)使用的輔助器械，能夠提高站立與行走的穩(wěn)定性，減少腿部的負(fù)擔(dān)，增加步行的速度。
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目前，專門針對(duì)松軟土壤的助行設(shè)備較少，老年人在穿越松軟土壤時(shí)，通常只能采用傳統(tǒng)的手杖。由于松軟土壤的表層松散、承壓能力差和抗剪切強(qiáng)度低，使用傳統(tǒng)的手杖助行時(shí)，手杖經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的下陷和滑移。這樣一來(lái)，傳統(tǒng)的手杖不但沒有幫助老年人起到助行的作用，反而成為一種負(fù)擔(dān)，增加了老年人的行走疲勞。如果能夠改變手杖與土壤接觸部分的幾何形狀，主動(dòng)控制土壤流動(dòng)方向，則可以有效地利用松軟土壤的承載能力，從而提高手杖在松軟土壤上的運(yùn)動(dòng)性能。黃牛經(jīng)常行走在松軟土壤上，在與土壤的長(zhǎng)期相互作用中，黃牛的足蹄經(jīng)過(guò)不斷的自然進(jìn)化，逐步形成了優(yōu)良的幾何形狀，在松軟土壤上具有通過(guò)能力強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)阻力小和行動(dòng)效率聞等特點(diǎn)。黃牛屬于偶蹄目，蹄掌呈辦型，分成左右兩部分。蹄掌的如端略尖，斜向前方，適合于入土，著地時(shí)，使得蹄掌穩(wěn)落在土壤上，避免滑動(dòng)，能夠產(chǎn)生較大的推動(dòng)力；蹄掌的后端稍大，呈橢圓形，前后端之間有斜向內(nèi)凹，限制了牛蹄下方的土壤流動(dòng)，起到了固土的作用。牛蹄入土?xí)r，蹄底與土壤面幾乎平行，蹄部對(duì)土壤的擾動(dòng)較小，蹄部附近的土壤流動(dòng)輕微。牛蹄入土后，由于牛蹄球部的下降擴(kuò)張，擴(kuò)大了牛蹄與土壤的接觸面積，增大了牛蹄與土壤的摩擦力，能夠起到較強(qiáng)的防滑作用，提高牽弓I能力。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的提出，旨在為了解決現(xiàn)有的手杖不適合在松軟土壤中使用的問題，利用黃牛的足蹄結(jié)構(gòu)及其與土壤相互作用關(guān)系，以及黃牛在松軟土壤上的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，根據(jù)仿生學(xué)原理，而提供一種適用于松軟土壤的老年人仿生助行手杖。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣現(xiàn)實(shí)的—種適用于松軟土壤的老年人仿生助行手杖，包括橡膠套、手柄、螺紋接頭、手杖桿、調(diào)節(jié)螺栓、調(diào)高套、底梁、支撐腿、調(diào)高孔、仿牛蹄支撐腳、凹坑單元體、防護(hù)膜，其特征在于所述的橡膠套裝在手柄上，手柄的下端與焊接在手杖桿上端內(nèi)的螺紋接頭螺紋連接；手杖桿的下段與調(diào)高套形成滑動(dòng)配合，實(shí)現(xiàn)手杖桿下桿段在調(diào)高套內(nèi)上下的伸縮，手杖桿的下桿段上分布設(shè)有供調(diào)節(jié)螺栓穿過(guò)桿段的不同高度的多個(gè)調(diào)高孔；調(diào)高套的外側(cè)面上旋有調(diào)節(jié)螺栓并將調(diào)節(jié)螺栓前段插入調(diào)高孔內(nèi)以調(diào)節(jié)手杖桿的高度；調(diào)高套的下外側(cè)面圓周上均布焊接四個(gè)支撐腿，支撐腿底部制成前端略尖，斜向前方，后端呈橢圓形的仿牛蹄支撐腳，四個(gè)支撐腿的仿牛蹄支撐腳在同一水平面上；仿牛蹄支撐腳是具有凹坑型的呈網(wǎng)格式規(guī)則分布的非光滑表面，表面涂鍍一層氧化或金屬防護(hù)膜；凹坑單元體側(cè)壁仿牛蹄向內(nèi)傾斜，單元體的截面制成圓形或橢圓形或正方形或菱形；兩個(gè)底梁交叉焊接，其四端分別焊接在四個(gè)支撐腿上。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，主要表現(xiàn)在I、設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊；2、在松軟土壤上運(yùn)動(dòng)時(shí)，支撐腿底面對(duì)土壤的粘附性降低62-84%，運(yùn)動(dòng)性能提高15-26% ；3、可調(diào)節(jié)手杖高度以適應(yīng)不同身高的老年人； 4、易于裝拆和占據(jù)空間較小，便于攜帶和存儲(chǔ)。
本發(fā)明共有附圖7幅。圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的A向局部放大視圖；圖3是圖I的B局部放大圖；圖4是支撐腿底面凹坑單元體的圓形截面分布形態(tài)示意圖；圖5是支撐腿底面凹坑單元體的橢圓形截面分布形態(tài)示意圖；圖6是支撐腿底面凹坑單元體的正方形截面分布形態(tài)示意圖；圖7是支撐腿底面凹坑單元體的菱形截面分布形態(tài)示意圖。圖中，I、橡膠套，2、手柄，3、螺紋接頭，4、手杖桿，5、調(diào)節(jié)螺栓，6、調(diào)高套，7、底梁，8、支撐腿，9、調(diào)高孔，10、仿牛蹄支撐腳，11、凹坑單元體，12、防護(hù)膜。
具體實(shí)施例方式如圖I、圖2、圖3、所示的一種適用于松軟土壤的老年人仿生助行手杖，包括橡膠套I、手柄2、螺紋接頭3、手杖桿4、調(diào)節(jié)螺栓5、調(diào)高套6、底梁7、支撐腿8、調(diào)高孔9、仿牛蹄支撐腳10、凹坑單元體11、防護(hù)膜12。橡膠套I裝在手柄2上，手柄2的下端與焊接在手杖桿4上端內(nèi)的螺紋接頭3螺紋連接；手杖桿4的下段與調(diào)高套6形成滑動(dòng)配合，實(shí)現(xiàn)手杖桿4下桿段在調(diào)高套內(nèi)上下的伸縮，手杖桿4的下桿段上分布設(shè)有供調(diào)節(jié)螺栓5穿過(guò)桿段的不同高度的多個(gè)調(diào)高孔9 ;調(diào)高套6的外側(cè)面上旋有調(diào)節(jié)螺栓5并插入調(diào)高孔9內(nèi)以調(diào)節(jié)手杖桿4的高度；調(diào)高套6的下外側(cè)面圓周上均布焊接四個(gè)支撐腿8，支撐腿8底部制成前端略尖，斜向前方，接觸松軟土壤時(shí)，能夠減少對(duì)土壤的擾動(dòng)，從而降低運(yùn)動(dòng)阻力，后端呈橢圓形的仿牛蹄支撐腳10，擴(kuò)大了與土壤的接觸面積，增大了與土壤的摩擦力，能夠起到防滑的作用，減少手杖的滑移。四個(gè)支撐腿8的仿牛蹄支撐腳10在同一水平面上；仿牛蹄支撐腳10是具有凹坑型的呈網(wǎng)格式規(guī)則分布的非光滑表面，可以限制凹坑單元體內(nèi)的土壤流動(dòng)，通過(guò)各個(gè)方向?qū)ν寥赖氖湛s擠壓，能夠起到固土的作用，減少手杖的下陷。表面涂鍍一層氧化或金屬防護(hù)膜12，可以進(jìn)一步降低支撐腿底面粘附土壤，提高手杖在松軟土壤上的運(yùn)動(dòng)性能；凹坑單元體11側(cè)壁仿牛蹄向內(nèi)傾斜，單元體的上下截面制成圓形或橢圓形或正方形或菱形；兩個(gè)底梁7交叉焊接，其四端分別焊接在四個(gè)支撐腿8上。以下結(jié)合附圖給出的不同實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例I參照?qǐng)D3和圖4，將支撐腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每個(gè)凹坑單元體呈圓臺(tái)型，圓臺(tái)的上下截面是圓形，每個(gè)凹坑單元體的深度為28mm，凹坑單元體側(cè)壁向內(nèi)傾斜，與底面的傾角為55°，所述的凹坑單元體的分布密度為其在支撐腿底面上的幾何投影面積之和與支撐腿底面積之比為60%，凹坑單元體的分布形態(tài)為網(wǎng)格式規(guī)則分布。與傳統(tǒng)手杖相t匕，本發(fā)明在松軟土壤上運(yùn)動(dòng)時(shí)，支撐腿底面對(duì)土壤的粘附性降低84%，運(yùn)動(dòng)性能提高26%。實(shí)施例2參照?qǐng)D3和圖5，將支撐腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每個(gè)凹坑單元體呈圓臺(tái)·型，圓臺(tái)的上下截面是橢圓形，每個(gè)凹坑單元體的深度為28mm，凹坑單元體側(cè)壁向內(nèi)傾斜，與底面的傾角為55°，所述的凹坑單元體的分布密度為其在支撐腿底面上的幾何投影面積之和與支撐腿底面積之比為55%，凹坑單元體的分布形態(tài)為網(wǎng)格式規(guī)則分布。與傳統(tǒng)手杖相t匕，本發(fā)明在松軟土壤上運(yùn)動(dòng)時(shí)，支撐腿底面對(duì)土壤的粘附性降低76%，運(yùn)動(dòng)性能提高20%。實(shí)施例3參照?qǐng)D3和圖6，將支撐腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每個(gè)凹坑單元體呈圓臺(tái)型，圓臺(tái)的上下截面是正方形，每個(gè)凹坑單元體的深度為28mm，凹坑單元體側(cè)壁向內(nèi)傾斜，與底面的傾角為55°，所述的凹坑單元體的分布密度為其在支撐腿底面上的幾何投影面積之和與支撐腿底面積之比為50%，凹坑單元體的分布形態(tài)為網(wǎng)格式規(guī)則分布。與傳統(tǒng)手杖相t匕，本發(fā)明在松軟土壤上運(yùn)動(dòng)時(shí)，支撐腿底面對(duì)土壤的粘附性降低68%，運(yùn)動(dòng)性能提高18%。實(shí)施例4參照?qǐng)D3和圖7，將支撐腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每個(gè)凹坑單元體呈圓臺(tái)型，圓臺(tái)的上下截面是菱形，每個(gè)凹坑單元體的深度為28mm，凹坑單元體側(cè)壁向內(nèi)傾斜，與底面的傾角為55°，所述的凹坑單元體的分布密度為其在支撐腿底面上的幾何投影面積之和與支撐腿底面積之比為45%，凹坑單元體的分布形態(tài)為網(wǎng)格式規(guī)則分布。與傳統(tǒng)手杖相t匕，本發(fā)明在松軟土壤上運(yùn)動(dòng)時(shí)，支撐腿底面對(duì)土壤的粘附性降低62%，運(yùn)動(dòng)性能提高15%。因此，本發(fā)明不僅設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，在松軟土壤的運(yùn)動(dòng)性能好，又能調(diào)節(jié)手杖聞度適應(yīng)不同身聞的老年人，而且具有易于裝拆，占據(jù)空間較小，便于攜帶和存儲(chǔ)等特點(diǎn)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，所有熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及本發(fā)明的構(gòu)思加以等同替換或改變均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于松軟土壤的老年人仿生助行手杖，包括橡膠套(I)、手柄(2)、螺紋接頭(3)、手杖桿(4)、調(diào)節(jié)螺栓(5)、調(diào)高套(6)、底梁(7)、支撐腿(8)、調(diào)高孔(9)、仿牛蹄支撐腳(10)、凹坑單元體(11)、防護(hù)膜(12)，其特征在于所述的橡膠套(I)裝在手柄(2)上，手柄(2)的下端與焊接在手杖桿(4)上端內(nèi)的螺紋接頭(3)螺紋連接；手杖桿(4)的下段與調(diào)高套(6)形成滑動(dòng)配合，實(shí)現(xiàn)手杖桿(4)下桿段在調(diào)高套內(nèi)上下的伸縮，手杖桿(4)的下桿段上分布設(shè)有供調(diào)節(jié)螺栓(5)穿過(guò)桿段的不同高度的多個(gè)調(diào)高孔(9);調(diào)高套(6)的外側(cè)面上旋有調(diào)節(jié)螺栓(5)，并將調(diào)節(jié)螺栓(5)前段插入調(diào)高孔(9)內(nèi)以調(diào)節(jié)手杖桿(4)的高度；調(diào)高套(6)的下外側(cè)面圓周上均布焊接四個(gè)支撐腿(8)，支撐腿(8)底部制成前端略尖，斜向前方，后端呈橢圓形的仿牛蹄支撐腳(10)，四個(gè)支撐腿(8)的仿牛蹄支撐腳(10)在同一水平面上；仿牛蹄支撐腳(10)是具有凹坑型的呈網(wǎng)格式規(guī)則分布的非光滑表面，表面涂鍍一層氧化或金屬防護(hù)膜(12);凹坑單元體(11)側(cè)壁仿牛蹄向內(nèi)傾斜，單元體的截面制成圓形或橢圓形或正方形或菱形；兩個(gè)底梁(7)交叉焊接，其四端分別焊接在四個(gè)支撐腿(8)上。
全文摘要
一種適用于松軟土壤的老年人仿生助行手杖，橡膠套裝在手柄上，手柄與手杖桿螺紋連接；手杖桿的下段插入調(diào)高套內(nèi)上下滑動(dòng)；調(diào)高套的外側(cè)面旋有調(diào)節(jié)螺栓并將螺栓前段插入設(shè)置在手杖桿上的多個(gè)不同高度的調(diào)高孔內(nèi)；調(diào)高套的外圓周上均布焊接四個(gè)支撐腿，支撐腿底部制成前端略尖，斜向前方，后端呈橢圓形的仿牛蹄支撐腳，四個(gè)仿牛蹄支撐腳在同一水平面上；仿牛蹄支撐腳具有凹坑型的呈網(wǎng)格式規(guī)則分布的非光滑表面，表面涂鍍一層氧化或金屬防護(hù)膜；凹坑單元體側(cè)壁仿牛蹄向內(nèi)傾斜，單元體的截面制成圓形或橢圓形或正方形或菱形；兩個(gè)底梁交叉焊接，其四端分別焊接在四個(gè)支撐腿上。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)性能好、高度可調(diào)、易于拆裝、攜帶等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A45B1/00GK102813349SQ201210323148
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者陳勇, 邵萬(wàn)珍, 宋雪萍, 武力 申請(qǐng)人:大連交通大學(xué)