[发明专利]一种自动跟随和安全助力的平衡手杖

说明书

本发明公开了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，属于日常使用的个人耐用消费品，本发明产品主要由握把，杖体和平衡机构组成，采用动态平衡的设计原理提供自动跟随和安全助力，用于替代传统的纯机械式拐杖，和其他众多所谓智能手杖和多功能手杖主要关注附加功能不同，本发明专注于手杖的基本功能—保持身体平衡和辅助行走，利用自平衡原理为老人们提供一种可以自动贴身跟随并提供安全助力的工具，使用起来恰如亲人随行搀扶。产品同时具有安全自锁，差速转向，极简操作和免充电，免维护等显著特点。本发明用户数量巨大，实用价值高，市场前景广阔。

技术领域

本专利为一种自动跟随和安全助力的平衡手杖，属于日常生活使用的家用机电产品。

背景技术

对于腿脚不便的老人而言，外出活动是日常的刚需，为了保持身体平衡和出行安全，采用手杖予以辅助出行是自古至今的寻常做法，为了避免打滑，手杖的地脚一般采用橡胶等防滑材料，甚至采用四个地脚并加大间距来增加摩擦。传统的纯机械式手杖没有动力，需要使用者不断抬起和落下，频繁抬起落下的过程不仅增加使用者负担，更使身体的平衡失去辅助而变得充满风险，最为理想的护理来自于亲人的随行搀扶和贴身保护。本项目的灵感即来自于此，希望可以通过对其基本功能的创新，结合传统手杖和平衡技术， 为出行不便的老人提供一种可以实现自动跟随和安全助力的工具。

关于手杖的发明专利很多，如各种智能手杖和多功能手杖等，但其都集中在手杖的附加功能上，如在手杖中增加收音机，手电筒，定位报警装置，发送短信装置等，又或者为盲人设计的探路防撞装置等。这些锦上添花的设计丰富了了手杖的品类，但对于手杖的基本用途却几乎没有什么改变，本发明专注于手杖的本质功能，力求在辅助出行方面有所创新。

发明内容

针对传统手杖存在的使用痛点，借鉴平衡助力车中应用相对较为成熟的平衡助力技术，本发明尝试给出一个解决安全助力出行的产品方案。

本发明由握把[1]、杖体[2]、和平衡装置[3]组成，握把[1]供使用者用手握持，优先的，其壳体[1-1]外形应符合人体工程学要求，材质柔软，利于把握，壳体[1-1]内设置按压式开关[1-2]，用以控制手杖的上电和下电；杖体[2]为产品的主体结构，主要包括杖杆[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]。太阳能发电薄膜[2-2]将太阳能转化为电能储存在电池组[2-3]中，长度调整装置[2-4]可以根据使用者的不同身高和需要进行长度的调节，优先的，太阳能发电薄膜[2-2]缠绕在杖杆[2-1]的外表面，其内层用绝缘薄膜和杖体[2]隔离，外表面敷设高透明的防护薄膜，优先的，电池组[2-3]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；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，姿态感知和电机[3-2]的调速控制和驱动，脚轮[3-4]按照控制指令在电机[3-2]、减速器[3-3]、差速器[3-5]带动下实现转动，确保手杖始终处于平衡状态，优先的，减速器[3-3]采用蜗轮蜗杆传动装置以实现自锁，差速器[3-5]实现脚轮以不同的转速运动。优先的，脚轮[3-4]中的轮毂采用高强轻质材料制成，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，避免出现滑倒的不安全现象。

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]中的惯性测量组件监测到杖体[2]的姿态变化，控制组件[3-1]中的中央处理器对测量数据进行融合处理和滤波解算，依据内部的控制程序发出控制指令驱动电机[3-2]、减速器[3-3]和差速器[3-5]带动脚轮[3-4]向相应方向转动，抵消杖体[2]的姿态变化使其重新恢复到初识的平衡，进而对人体产生相应的顶，升，抬，移等反作用，从而实现自动跟随和安全助力的效应，以帮助行动不便的老人保持身体平衡和行动安全。