[发明专利]一种自动跟随和安全助力的平衡手杖

权利要求书

1.一种专为行动不便的老人设计的可以实现自动跟随和安全助力的平衡手杖，其主要特征是，产品由握把[1]，杖体[2]和平衡装置[3]组成，握把[1]供使用者用手握持，壳体[1-1]内设置按压式开关[1-2]；杖体[2]为产品的主体承力结构，包括杖杆[2-1]，太阳能发电薄膜[2-2]、电池组[2-3]和长度调整装置[2-4]，杖杆[2-1]承受载荷，太阳能薄膜[2-2]和电池组[2-3]为产品提供电能，杖杆[2-1]长度可以根据需要进行调整；平衡装置[3]包括控制组件[3-1]，电机[3-2]、减速器[3-3]、差速器[3-5]和脚轮[3-4]，控制组件[3-1]完成电源管理、姿态感知、调速控制和电机驱动，脚轮[3-4]按照控制指令在电机[3-2]、减速器[3-3]和差速器[3-5]带动下实现转动，确保手杖始终处于平衡状态，在使用时，当人手对握把[1]实施按、压、推、拉等动作时，杖体[2]的姿态将发生变化，控制组件[3-1]感应检测到姿态变化，通过电机[3-2]、减速器[3-3]和差速器[3-5]驱动脚轮[3-4]自动向相应方向转动，以补偿杖体[2]的姿态变化使其重新恢复到初始的平衡，进而对人体产生相应的、升、抬、移等作用，从而实现自动贴身跟随和安全助力。

2.根据权利要求一中所述的握把[1]，其壳体[1-1]形状应符合人体工程学要求，材质柔软，利于把握，握把[1]的壳体[1-1]处设置有按压式开关[1-2]，用于控制上电开机和下电关机。

3.根据权利要求一中所述的杖杆[2-1]，作为手杖的主要承力部件，由轻质高强材料制成，用于承受使用过程中的各种载荷，杖杆[2-1]的外表面铺设太阳能发电薄膜[2-2]，内部安装电池组[2-3]，杖杆[2-1]的上部设置机械接口和握把[1]实现对接，下部设置长度调整装置[2-4]，可以根据个体的身高差异对杖杆[2-1]长度实施调整，长度调整时不能影响内部导线和电路板的正常使用，杖杆[2-1]的下端和平衡装置[3]相连接。

4.根据权利要求三中所述的太阳发电薄膜[2-2]，其主要特征为缠绕在杖杆的外表面，其内层用绝缘薄膜和杖体[2-1]隔离，外表面敷设高透明的防护薄膜，太阳能发电薄膜[2-2]的电极和控制组件[3-1]相连接。

5.根据权利要求三中所述的电池组[2-3]，其主要特征为由多个18650电池串联后并联而成，采用前后排列的形式放置在杖杆[2-1]的内部空间中。

6.根据权利要求一中所述的控制组件[3-1]，其主要特征为，包括惯性测量组件、电源组件、中央处理器和电机驱动器，惯性测量组件用于对杖体[2]的姿态变化进行高频的精密测量，电源组件用于控制太阳能发电薄膜[2-2]和电池组[2-3]之间的自动充电放电管理和电源转换及供电管理，以实现免充电和免维护的效果，中央处理器依据内置的控制程序完成各种信息的解算和融合处理，并发出控制指令和调速指令，通过驱动器控制电机[3-1]的转向和转速。

7.根据权利要求一中所述的减速器[3-3]采用涡轮蜗杆传动，以实现断电状态下的自锁和安全，差速器[3-5]的输出轴和脚轮[3-4]实现固连，确保杖体[2]的转弯平滑。

8.根据权利要求一中所述的脚轮[3-4]，由轮毂和轮胎组成，轮毂采用高强轻质材料制成，和差速器[3-5]的输出轴相连，轮胎由橡胶海绵材料制成，材质柔软，可以起到减振缓冲的作用，同时加大和地面之间的摩擦力，利于行走时的安全，避免打滑。