CN110787429A - 台阶缓冲踏板 - Google Patents

Abstract

本发明特别涉及一种台阶缓冲踏板，包括固定座、支撑单元以及锁紧单元，所述的支撑单元通过固定座安装在用户脚的侧部，锁紧单元安装在固定座或支撑单元上；支撑单元呈缩回状态时锁紧单元将支撑单元和固定座锁紧，用户下台阶时锁紧单元解锁且支撑单元从固定座中伸出并抵靠在下一阶台阶上，用户重心前移时支撑单元被压缩至固定座中直至支撑单元呈缩回状态。固定座可以方便的将本装置固定在用户的腿和脚上，锁紧单元可以方便的改变支撑单元的状态，在用户在进入下一台阶时通过伸出支撑单元来提供支撑力，再利用用户的自重让支撑单元复位并被锁紧单元锁紧，整个辅助支撑过程非常的自然，在用户下台阶的动作中自动完成支撑、缩回等动作，使用起来非常方便和舒适。

Description

台阶缓冲踏板

技术领域

本发明涉及穿戴辅助设备技术领域，特别涉及一种台阶缓冲踏板。

背景技术

人们在游山玩水的旅行中，会通过上下阶梯攀爬各个名山大川，在眼睛尽收自然美景的同时腿脚会逐渐难以承受重负，酸痛不已，不仅会影响当时的旅游计划，也会给假期结束后工作状态带来负面影响，人们在下台阶的过程会使用到小腿的排肠肌和大腿的股四头肌，这两肌肉给人体提供力量保持人体运动的平衡稳定，长时间的下台阶过程会使得这两部分肌肉产生酸痛，同时下台阶过程也会个膝盖骨产生冲击，导致膝盖疼痛，而现在人们所穿着的鞋并不能够缓解或解决此问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种台阶缓冲踏板，能够协助用户方便的下台阶。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种台阶缓冲踏板，包括固定座、支撑单元以及锁紧单元，所述的支撑单元通过固定座安装在用户脚的侧部，锁紧单元安装在固定座或支撑单元上；支撑单元呈缩回状态时锁紧单元将支撑单元和固定座锁紧，用户下台阶时锁紧单元解锁且支撑单元从固定座中伸出并抵靠在下一阶台阶上，用户重心前移时支撑单元被压缩至固定座中直至支撑单元呈缩回状态。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：设置固定座后，可以方便的将本装置固定在用户的腿和脚上，设置锁紧单元，可以方便的改变支撑单元的状态，在用户在进入下一台阶时通过伸出支撑单元来提供支撑力，再利用用户的自重让支撑单元复位并被锁紧单元锁紧，整个辅助支撑过程非常的自然，在用户下台阶的动作中自动完成支撑、缩回等动作，使用起来非常方便和舒适。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图，其中图1a和图1b是两个不同视角且支撑单元的伸出长度不同；

图2是支架的立体结构示意图，其中图2a和图2b是两个不同视角；

图3是支撑杆的立体结构示意图；

图4是第二安装块的立体结构示意图；

图5是锁紧单元的立体结构示意图；

图6是固定座的立体结构示意图；

图7是活塞杆的***示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图7，对本发明做进一步详细叙述。

参阅图1，一种台阶缓冲踏板，包括固定座10、支撑单元以及锁紧单元20，所述的支撑单元通过固定座10安装在用户脚的侧部，锁紧单元20安装在固定座10或支撑单元上；支撑单元呈缩回状态时锁紧单元20将支撑单元和固定座10锁紧，支撑单元的缩回状态如图1a所示，用户下台阶时锁紧单元20解锁且支撑单元从固定座10中伸出并抵靠在下一阶台阶上，这里的台阶，包括所有的具有上、下高度差的两个地面，用户下台阶表示的是从高处地面走到低处地面的动作，抵靠在下一阶台阶上即抵靠在低处地面的意思。支撑单元的伸出状态如图1b所示，用户重心前移时支撑单元被压缩至固定座10中直至支撑单元呈缩回状态。设置固定座10后，可以方便的将本装置固定在用户的腿和脚上，设置锁紧单元20，可以方便的改变支撑单元的状态，在用户在进入下一台阶时通过伸出支撑单元来提供支撑力，再利用用户的自重让支撑单元复位并被锁紧单元20锁紧，整个辅助支撑过程非常的自然，在用户下台阶的动作中自动完成支撑、缩回等动作，使用起来非常方便和舒适。

锁紧单元20的结构有很多种实现方式，比如可以通过监测用户是否抬脚、或者用户的步伐等等信息，考虑到用户在下台阶时，迈出去的脚都会从台阶那里跨下去，为了让锁紧单元20更简便、更可靠，本发明中优选地，所述锁紧单元20包括拨杆21和第一复位弹簧，拨杆21铰接在支撑单元/固定座10上，第一复位弹簧设置在拨杆和支撑单元/固定座10之间，用户下台阶时拨杆21的后端受到当前台阶的挤压并克服第一复位弹簧的弹性作用力绕铰接轴转动实现锁紧单元20的解锁，拨杆21未受到外力作用时在第一复位弹簧的弹性作用力下复位并实现锁紧单元20的锁止。通过设置拨杆21，这样当用户脚迈出去下台阶时，拨杆21就会自然的被拨动，相较于其他的触发条件，该结构非常可靠，也更安全，不会发生误触。如果用户在使用过程中，锁紧单元20不够可靠的话，会非常危险，这里采用机械式的拨杆21来触发，效果是非常优秀的。

支撑单元的结构有很多种，本发明中优选地，所述的支撑单元包括支架30、支撑杆40以及第二复位弹簧50，支架30和固定座10构成可拆卸式配合，这样设置以后，当用户不需要下台阶辅助时，可以将支撑单元拆下，减轻腿部和脚部的负重。支撑杆40安装在支架30上并可沿竖直方向位移，第二复位弹簧50设置在支撑杆40和支架30之间，锁紧单元20解锁时支撑杆40在第二复位弹簧50的弹性作用力下从支架30中伸出抵靠在下一阶台阶上，用户重心前移时支撑杆40克服第二复位弹簧50的弹性作用力被压缩至支架30中。通过第二复位弹簧50来实现支撑杆40的伸出和缩回动作，结构非常可靠且成本低，支撑单元的伸出和缩回通过支撑杆40来实现，支架30本身并不动作，支架30和固定座10是固定在一起的，这样既保证了支撑单元的伸出和缩回，又保证了支架30方便的拆卸。

参阅图2和图3，进一步地，所述的支架30整体呈“工”字型或“匚”字型或“口”字型，支架30的上、下横杆段上均开设有通孔31，支架30的竖直段自下而上开设有盲孔32，通孔31和盲孔32的轴芯平行；支撑杆40包括承力杆41、缓冲部42以及连接部，承力杆41插置于通孔31中，可以上下动作，承力杆41主要起到支撑的作用，当用户使用时，其整体体重压在本装置上，为了避免损坏，这里设置了较为坚固的承力杆41；同时，这里的支架30包括上横杆和下横杆，就可以保证承力杆41可靠的上下动作。缓冲部42安装在盲孔32中，承力杆41和缓冲部42的两端通过连接部固定连接在一起，设置缓冲部42以后，可以让用户下台阶时，支撑单元会缓慢的缩回去，而不是快速的缩回去，这样可以最大限度保护用户下台阶时的安全，缓冲部42的缓冲速度可以根据需要设置，速度过快对用户保护不够，速度过慢了影响用户下台阶的速度，应当选一个合适的速度。这里的通孔31和盲孔32的轴向轮廓可以是圆形或椭圆形或方形或T字型或其他形状，通孔31的作用就是供承力杆41上下移动的，承力杆41和通孔31的轮廓保持一致即可。

以上多种结构的支架30，“工”字型即结实又省材料，故本发明中优选地，所述的支架30呈“工”字型，支架30的上、下横杆段均开设有两个通孔31且两个通孔31关于盲孔32的孔芯对称设置，承力杆41设置有两根，连接部包括第一连接块43和第二连接块44，两根承力杆41的位于支架30上方的一端通过第一连接块43固定连接，两根承力杆41以及缓冲部42位于支架30下方的一端通过第二连接块44固定连接。本实施例中，第一连接块43就是一个条板状，起到连接作用即可，第二连接块44结构如图4所示，其体积更大一点，这样可保证两根承力杆41和缓冲部42固定的更可靠。

参阅图5，前面说过通过拨杆21来触发解锁功能，具体的触发可以通过机械结构来实现，也可以通过电力结构来实现。本发明中，优选地，所述的锁紧单元20包括安装块22和卡勾23，拨杆21插置于安装块22上开设的孔洞中，拨杆21的外径和该孔洞尺寸相当，保证拨杆21插置于安装块22中不会滑动，但通过外力作用可以调整拨杆21的位置从而调节其伸出长度。安装块22铰接在支架30下端且该铰接轴与拨杆21的杆长方向垂直，第一复位弹簧为扭簧，安装块22和支架30上均开设有凹槽用于安装第一复位弹簧，也即扭簧两端的伸出段正好位于凹槽中，卡勾23固定设置在安装块22或铰接轴上，本实施例中，卡勾是和铰接轴固定在一起的；第二连接块44上设置有卡口441，卡口441与卡勾23构成卡接配合。通过设置卡勾23和卡口441，这样当支撑杆40缩回至支架30中时，卡勾23正好勾住卡口441，使得支撑杆40不会向外弹出。当拨杆21转动时，带动卡勾23绕铰接轴转动，转动到一定角度时，卡勾23与卡口441分离，此时支撑杆40就会在第二复位弹簧50的作用力下弹出。卡勾23和卡口441相对的一侧面均为楔形，这样，当支撑杆40向支架30中缩回时，两者可以方便的卡接上。

由于设置了承力杆41，这时候就非常容易设置第二复位弹簧50了，本发明中具体地，所述的承力杆41位于支架30上、下横杆之间的杆体上设置有环形凸台411，第二复位弹簧50为套设在承力杆41上的压簧，第二复位弹簧50的上端抵靠在支架30上、下端抵靠在环形凸台411上，每根承力杆41上各套设有一根第二复位弹簧50。设置两个第二复位弹簧50，让支撑杆40的受力更加均匀，弹出时不会发生倾斜。

考虑到台阶有高有低，为了让本装置能够适用更多高度的台阶，本发明中优选地，所述的承力杆41中部设置有套环，套环的周壁上开设有定位孔，定位销插置于定位孔中并抵靠在承力杆41上，套环即构成所述的环形凸台411。通过套环构成环形凸台411，这样就可以根据需要来调节套环的位置，调节时，松开定位销，然后调节套环位置后再拧紧定位销即可。套环向上调节后可以适应更高的台阶，向下调节后可以适应较低的台阶。套环和承力杆41的调节方式，还可以通过其他结构来实现，比如套环采用膨胀管结构、套环和承力杆41采用螺纹配合等等，这里就不再详细赘述。

参阅图6，进一步地，所述的固定座10包括脚垫片11和绑带，脚垫片11呈L型且其两个面分别贴合在用户鞋跟和鞋外侧，脚垫片11竖直面外侧设置有凸块111，支架30下端设置有与凸块111相吻合的凹槽33；绑带包括第一绑带和第二绑带，第一绑带将脚垫片11和用户鞋子绑缚固定在一起，第二绑带将支架30和用户小腿绑缚固定在一起且第二绑带束紧时脚垫片11上的凸块111容纳于支架30上的凹槽33中。凸块111容纳于凹槽33中时，支架30相对于脚垫片11不会发生上下前后的位移，再通过第二绑带将支架30绑在用户小腿上，支架30就不会发生左右的位移，从而在任意方向上都被可靠的固定。设置两个绑带，方便用户从固定座10上拆下支撑单元了。凸块111的尺寸略小于凹槽33，这样允许脚垫片11和支架30之间可以有小角度的转动，这样用户的脚和小腿之间就不会被完全锁死固定，有一定的活动范围，提高用户使用的舒适度。

参阅图7，缓冲部的结构有很多，可以采用液压缓冲原理或电磁缓冲原理或干式摩擦原理制成的成熟的缓冲器件，本发明中优选地采用液压缓冲原理，其具体结构如下：所述的缓冲部42包括活塞杆、密封塞421和防尘塞4，支架30的盲孔32构成缓冲部42的缸体；活塞杆包括轴杆422、第一活塞头423、第二活塞头425以及小钢珠426，轴杆422为圆管状，轴杆422位于缸体外的一端固定在第二连接块44上，轴杆422位于缸体内的一端安装有第一活塞头423，轴杆422靠近第一活塞头423的杆体上开设有孔洞连通轴杆422外侧和内侧，第一活塞头423中心开设有孔洞且孔洞外侧设置有球头座，小钢珠426位于球头座中构成单向阀，第二活塞头425套设在第一活塞头423和小钢珠426外侧，第二活塞头425端部开设有孔洞供油通过，第二活塞头425的外周开设有细缝供油通过；密封塞421和防尘塞4固定在盲孔32靠近开口的位置处，密封塞421上设置有环形凹槽构成补偿油腔，密封塞421的具体结构可以参见图3，补偿油腔通过孔洞连通轴杆422外侧的油腔。

初始状态下，轴杆422位于缸体内，当锁紧单元20解锁时，第二复位弹簧50推动承力杆41向下伸出，由于承力杆41通过第二连接块44和轴杆422固定连接在一起，所以承力杆41会带动轴杆422向下伸出，轴杆422向下伸出时，轴杆422杆壁内侧和外侧的油会通过第一活塞头423上的孔洞、第二活塞头425上的孔洞流入缸体上方空出来的空间中，也有油通过第二活塞头425外周的细缝流入缸体上方空间中，此时小钢珠426不会堵住第一活塞头423上的孔洞，而第一活塞头423上的孔洞较大，油的流速很快，基本不会影响到轴杆422的快速伸出。

当用户重心前移时，用户的体重克服了第二复位弹簧50的弹性作用力，将承力杆41、轴杆422以及第二连接块44一起向上挤压，轴杆422向上运动时，缸体内的油经过第二活塞头425上的孔洞挤压小钢球426，小钢球426会堵住第一活塞头423上的孔洞封闭油路，这样缸体内的油只能通过第二活塞头425外周的细缝缓慢流入轴杆422外侧空间，由于细缝很小，故油的流速很慢，自然就控制轴杆422的缓慢向上运动。细缝的大小会影响到轴杆422向上的运动速度，可以根据实际需要来设置。

由于轴杆422进入缸体内，会占用缸体的一部分体积，因此整个油路需要进行油路补偿，本发明中，通过在密封塞421上设置有环形凹槽构成补偿油腔，补偿油腔内可以放置海绵作为空间填充，补偿油腔通过孔洞连通轴杆422外侧的油腔。这样轴杆422向上运动时，多出来的油就会被挤压至补偿油腔中，填充海绵被压缩后多出来的空间，少部分油被海绵吸收；轴杆422向下运动时，缺少的油就会从补偿油腔中进行补偿。

本装置在加工时，可以使用较轻的炭纤维材料来制作，一方面可以保证强度，另一方可以降低重量，让用户使用起来更可靠、更舒适。当采用这种材料时，脚垫片11上可以开设缺口，一方面是降低重量，另一方面方便固定绑带，承力杆41也可以采用空芯的结构，进一步减轻重量。为了延长产品的使用寿命，支架30的通孔31处设置有直线轴承，这样承力杆41运动也更为顺滑。

Claims (10)

1.一种台阶缓冲踏板，其特征在于：包括固定座(10)、支撑单元以及锁紧单元(20)，所述的支撑单元通过固定座(10)安装在用户脚的侧部，锁紧单元(20)安装在固定座(10)或支撑单元上；支撑单元呈缩回状态时锁紧单元(20)将支撑单元和固定座(10)锁紧，用户下台阶时锁紧单元(20)解锁且支撑单元从固定座(10)中伸出并抵靠在下一阶台阶上，用户重心前移时支撑单元被压缩至固定座(10)中直至支撑单元呈缩回状态。

2.如权利要求1所述的台阶缓冲踏板，其特征在于：所述锁紧单元(20)包括拨杆(21)和第一复位弹簧，拨杆(21)铰接在支撑单元/固定座(10)上，第一复位弹簧设置在拨杆和支撑单元/固定座(10)之间，用户下台阶时拨杆(21)的后端受到当前台阶的挤压并克服第一复位弹簧的弹性作用力绕铰接轴转动实现锁紧单元(20)的解锁，拨杆(21)未受到外力作用时在第一复位弹簧的弹性作用力下复位实现锁紧单元(20)的锁止。

3.如权利要求2所述的台阶缓冲踏板，其特征在于：所述的支撑单元包括支架(30)、支撑杆(40)以及第二复位弹簧(50)，支架(30)和固定座(10)构成可拆卸式配合，支撑杆(40)安装在支架(30)上并可沿竖直方向位移，第二复位弹簧(50)设置在支撑杆(40)和支架(30)之间，锁紧单元(20)解锁时支撑杆(40)在第二复位弹簧(50)的弹性作用力下从支架(30)中伸出抵靠在下一阶台阶上，用户重心前移时支撑杆(40)克服第二复位弹簧(50)的弹性作用力被压缩至支架(30)中。

4.如权利要求3所述的台阶缓冲踏板，其特征在于：所述的支架(30)整体呈“工”字型或“匚”字型或“口”字型，支架(30)的上、下横杆段上均开设有通孔(31)，支架(30)的竖直段自下而上开设有盲孔(32)，通孔(31)和盲孔(32)的轴芯平行；支撑杆(40)包括承力杆(41)、缓冲部(42)以及连接部，承力杆(41)插置于通孔(31)中，缓冲部(42)安装在盲孔(32)中，承力杆(41)和缓冲部(42)的两端通过连接部固定连接在一起。

5.如权利要求4所述的台阶缓冲踏板，其特征在于：所述的支架(30)呈“工”字型，支架(30)的上、下横杆段均开设有两个通孔(31)且两个通孔(31)关于盲孔(32)的孔芯对称设置，承力杆(41)设置有两根，连接部包括第一连接块(43)和第二连接块(44)，两根承力杆(41)的位于支架(30)上方的一端通过第一连接块(43)固定连接，两根承力杆(41)以及缓冲部(42)位于支架(30)下方的一端通过第二连接块(44)固定连接。

6.如权利要求5所述的台阶缓冲踏板，其特征在于：所述的锁紧单元(20)包括安装块(22)和卡勾(23)，拨杆(21)插置于安装块(22)上开设的孔洞中，安装块(22)铰接在支架(30)下端且该铰接轴与拨杆(21)的杆长方向垂直，第一复位弹簧为扭簧，安装块(22)和支架(30)上均开设有凹槽用于安装第一复位弹簧，卡勾(23)固定设置在安装块(22)或铰接轴上；第二连接块(44)上设置有卡口(441)，卡口(441)与卡勾(23)构成卡接配合。

7.如权利要求5所述的台阶缓冲踏板，其特征在于：所述的承力杆(41)位于支架(30)上、下横杆之间的杆体上设置有环形凸台(411)，第二复位弹簧(50)为套设在承力杆(41)上的压簧，第二复位弹簧(50)的上端抵靠在支架(30)上、下端抵靠在环形凸台(411)上，每根承力杆(41)上各套设有一根第二复位弹簧(50)。

8.如权利要求7所述的台阶缓冲踏板，其特征在于：所述的承力杆(41)中部设置有套环，套环的周壁上开设有定位孔，定位销插置于定位孔中并抵靠在承力杆(41)上，套环即构成所述的环形凸台(411)。

9.如权利要求4-8任一项所述的台阶缓冲踏板，其特征在于：所述的固定座(10)包括脚垫片(11)和绑带，脚垫片(11)呈L型且其两个面分别贴合在用户鞋跟和鞋外侧，脚垫片(11)竖直面外侧设置有凸块(111)，支架(30)下端设置有与凸块相吻合的凹槽(33)；绑带包括第一绑带和第二绑带，第一绑带将脚垫片(11)和用户鞋子绑缚固定在一起，第二绑带将支架(30)和用户小腿绑缚固定在一起且第二绑带束紧时脚垫片(11)上的凸块(111)容纳于支架(30)上的凹槽(33)中。

10.如权利要求5-8任一项所述的台阶缓冲踏板，其特征在于：所述的缓冲部(42)包括活塞杆、密封塞(421)和防尘塞(422)，支架(30)的盲孔(32)构成缓冲部(42)的缸体；活塞杆包括轴杆(422)、第一活塞头(423)、第二活塞头(425)以及小钢珠(426)，轴杆(422)为圆管状，轴杆(422)位于缸体外的一端固定在第二连接块(44)上，轴杆(422)位于缸体内的一端安装有第一活塞头(423)，轴杆(422)靠近第一活塞头(423)的杆体上开设有孔洞连通轴杆(422)外侧和内侧，第一活塞头(423)中心开设有孔洞且孔洞外侧设置有球头座，小钢珠(426)位于球头座中构成单向阀，第二活塞头(425)套设在第一活塞头(423)和小钢珠(426)外侧，第二活塞头(425)端部开设有孔洞供油通过，第二活塞头(425)的外周开设有细缝供油通过；密封塞(421)和防尘塞(4)固定在盲孔(32)靠近开口的位置处，密封塞(421)上设置有环形凹槽构成补偿油腔，补偿油腔通过孔洞连通轴杆(422)外侧的油腔。

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