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
技術領域：
本發明技術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域。
背景技術：
2010年第六次全國人口普查結果表明，60歲及以上人口占人口總數的13. 26%，比2000年上升2. 93個百分點，65歲及以上人口占人口總數的8. 87%，比2000年上升I. 91個百分點，我國的老齡化進程逐步加快。預計2015年我國60歲以上的人口將超過2億，占人口總數的14%，2050年我國60歲以上的人口將超過4億，占人口總數的21%。隨著年齡的增長，老年人的行走能力會逐漸下降。手杖是腿腳不便的老年人運動時使用的輔助器械，能夠提高站立與行走的穩定性，減少腿部的負擔，增加步行的速度。
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目前，專門針對松軟土壤的助行設備較少，老年人在穿越松軟土壤時，通常只能采用傳統的手杖。由于松軟土壤的表層松散、承壓能力差和抗剪切強度低，使用傳統的手杖助行時，手杖經常會出現嚴重的下陷和滑移。這樣一來，傳統的手杖不但沒有幫助老年人起到助行的作用，反而成為一種負擔，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，主動控制土壤流動方向，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動性能。黃牛經常行走在松軟土壤上，在與土壤的長期相互作用中，黃牛的足蹄經過不斷的自然進化，逐步形成了優良的幾何形狀，在松軟土壤上具有通過能力強、運動阻力小和行動效率聞等特點。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，使得蹄掌穩落在土壤上，避免滑動，能夠產生較大的推動力；蹄掌的后端稍大，呈橢圓形，前后端之間有斜向內凹，限制了牛蹄下方的土壤流動，起到了固土的作用。牛蹄入土時，蹄底與土壤面幾乎平行，蹄部對土壤的擾動較小，蹄部附近的土壤流動輕微。牛蹄入土后，由于牛蹄球部的下降擴張，擴大了牛蹄與土壤的接觸面積，增大了牛蹄與土壤的摩擦力，能夠起到較強的防滑作用，提高牽弓I能力。

發明內容
本發明的提出，旨在為了解決現有的手杖不適合在松軟土壤中使用的問題，利用黃牛的足蹄結構及其與土壤相互作用關系，以及黃牛在松軟土壤上的運動機理，根據仿生學原理，而提供一種適用于松軟土壤的老年人仿生助行手杖。本發明的技術解決方案是這樣現實的—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、調節螺栓、調高套、底梁、支撐腿、調高孔、仿牛蹄支撐腳、凹坑單元體、防護膜，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的螺紋接頭螺紋連接；手杖桿的下段與調高套形成滑動配合，實現手杖桿下桿段在調高套內上下的伸縮，手杖桿的下桿段上分布設有供調節螺栓穿過桿段的不同高度的多個調高孔；調高套的外側面上旋有調節螺栓并將調節螺栓前段插入調高孔內以調節手杖桿的高度；調高套的下外側面圓周上均布焊接四個支撐腿，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格式規則分布的非光滑表面，表面涂鍍一層氧化或金屬防護膜；凹坑單元體側壁仿牛蹄向內傾斜，單元體的截面制成圓形或橢圓形或正方形或菱形；兩個底梁交叉焊接，其四端分別焊接在四個支撐腿上。與現有技術相比較，本發明的優點是顯而易見的，主要表現在I、設計合理、結構緊湊；2、在松軟土壤上運動時，支撐腿底面對土壤的粘附性降低62-84%，運動性能提高15-26% ；3、可調節手杖高度以適應不同身高的老年人； 4、易于裝拆和占據空間較小，便于攜帶和存儲。


本發明共有附圖7幅。圖I是本發明的結構示意圖；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示意圖。圖中，I、橡膠套，2、手柄，3、螺紋接頭，4、手杖桿，5、調節螺栓，6、調高套，7、底梁，8、支撐腿，9、調高孔，10、仿牛蹄支撐腳，11、凹坑單元體，12、防護膜。
具體實施例方式如圖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、調節螺栓5、調高套6、底梁7、支撐腿8、調高孔9、仿牛蹄支撐腳10、凹坑單元體11、防護膜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上端內的螺紋接頭3螺紋連接；手杖桿4的下段與調高套6形成滑動配合，實現手杖桿4下桿段在調高套內上下的伸縮，手杖桿4的下桿段上分布設有供調節螺栓5穿過桿段的不同高度的多個調高孔9 ;調高套6的外側面上旋有調節螺栓5并插入調高孔9內以調節手杖桿4的高度；調高套6的下外側面圓周上均布焊接四個支撐腿8，支撐腿8底部制成前端略尖，斜向前方，接觸松軟土壤時，能夠減少對土壤的擾動，從而降低運動阻力，后端呈橢圓形的仿牛蹄支撐腳10，擴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格式規則分布的非光滑表面，可以限制凹坑單元體內的土壤流動，通過各個方向對土壤的收縮擠壓，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膜12，可以進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動性能；凹坑單元體11側壁仿牛蹄向內傾斜，單元體的上下截面制成圓形或橢圓形或正方形或菱形；兩個底梁7交叉焊接，其四端分別焊接在四個支撐腿8上。以下結合附圖給出的不同實施例對本發明做進一步說明。實施例I參照圖3和圖4，將支撐腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每個凹坑單元體呈圓臺型，圓臺的上下截面是圓形，每個凹坑單元體的深度為28mm，凹坑單元體側壁向內傾斜，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為網格式規則分布。與傳統手杖相t匕，本發明在松軟土壤上運動時，支撐腿底面對土壤的粘附性降低84%，運動性能提高26%。實施例2參照圖3和圖5，將支撐腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每個凹坑單元體呈圓臺·型，圓臺的上下截面是橢圓形，每個凹坑單元體的深度為28mm，凹坑單元體側壁向內傾斜，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為網格式規則分布。與傳統手杖相t匕，本發明在松軟土壤上運動時，支撐腿底面對土壤的粘附性降低76%，運動性能提高20%。實施例3參照圖3和圖6，將支撐腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每個凹坑單元體呈圓臺型，圓臺的上下截面是正方形，每個凹坑單元體的深度為28mm，凹坑單元體側壁向內傾斜，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為網格式規則分布。與傳統手杖相t匕，本發明在松軟土壤上運動時，支撐腿底面對土壤的粘附性降低68%，運動性能提高18%。實施例4參照圖3和圖7，將支撐腿底面制成凹坑型的非光滑表面，每個凹坑單元體呈圓臺型，圓臺的上下截面是菱形，每個凹坑單元體的深度為28mm，凹坑單元體側壁向內傾斜，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為網格式規則分布。與傳統手杖相t匕，本發明在松軟土壤上運動時，支撐腿底面對土壤的粘附性降低62%，運動性能提高15%。因此，本發明不僅設計合理，結構緊湊，在松軟土壤的運動性能好，又能調節手杖聞度適應不同身聞的老年人，而且具有易于裝拆，占據空間較小，便于攜帶和存儲等特點。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，所有熟悉本技術領域的技術人員在本發明公開的技術范圍內，根據本發明的技術方案及本發明的構思加以等同替換或改變均應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
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)、調節螺栓(5)、調高套(6)、底梁(7)、支撐腿(8)、調高孔(9)、仿牛蹄支撐腳(10)、凹坑單元體(11)、防護膜(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)上端內的螺紋接頭(3)螺紋連接；手杖桿(4)的下段與調高套(6)形成滑動配合，實現手杖桿(4)下桿段在調高套內上下的伸縮，手杖桿(4)的下桿段上分布設有供調節螺栓(5)穿過桿段的不同高度的多個調高孔(9);調高套(6)的外側面上旋有調節螺栓(5)，并將調節螺栓(5)前段插入調高孔(9)內以調節手杖桿(4)的高度；調高套(6)的下外側面圓周上均布焊接四個支撐腿(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格式規則分布的非光滑表面，表面涂鍍一層氧化或金屬防護膜(12);凹坑單元體(11)側壁仿牛蹄向內傾斜，單元體的截面制成圓形或橢圓形或正方形或菱形；兩個底梁(7)交叉焊接，其四端分別焊接在四個支撐腿(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高套內上下滑動；調高套的外側面旋有調節螺栓并將螺栓前段插入設置在手杖桿上的多個不同高度的調高孔內；調高套的外圓周上均布焊接四個支撐腿，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格式規則分布的非光滑表面，表面涂鍍一層氧化或金屬防護膜；凹坑單元體側壁仿牛蹄向內傾斜，單元體的截面制成圓形或橢圓形或正方形或菱形；兩個底梁交叉焊接，其四端分別焊接在四個支撐腿上。本發明具有結構緊湊、運動性能好、高度可調、易于拆裝、攜帶等優點。
文檔編號A45B1/00GK102813349SQ201210323148
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月4日 優先權日2012年9月4日
發明者陳勇, 邵萬珍, 宋雪萍, 武力 申請人:大連交通大學