固吸助立多功能手杖的制作方法

1.本发明涉及多功能手杖领域，具体是一种固吸助立多功能手杖。


背景技术：

2.目前，我国已经步入老龄化社会，因人口老龄化带来的挑战日益严峻。国家统计局数据显示，截至2018年底，60岁及以上老年人口达到2.49亿人，占总人口比重17.9％，是目前世界上唯一老年人口过2亿的国家。且我国实施计划生育多年，许多家庭子女无法及时照顾老人，不能及时了解老人的身体状况。由于老年人身体面临着肌肉老化、反应迟钝等问题，易出现突然摔倒，且在摔倒后往往受伤严重，难以快速爬起，也不能得到医护人员及时地救助。因此，手杖成为老年人活动离不开的辅助工具。
3.我国市场上老年人手杖以传统手杖为主，包括伸缩手杖、多脚手杖，大多数只提供辅助行走的功能，只是因材料不同而价格不同。还有一类功能增加，有手电筒照明、连接播放设备等功能。总体来说，现在市场上的手杖只能在竖直方向上为老人提供一个倚仗能力，即便是三角或四角底座的结构也并不能提供很大的水平方向上面的力，并不能对防止老人摔倒、辅助老人摔倒后站立提供帮助。市场上手杖的报警系统也存在很多不稳定情况，常常会误报警或者不报警。因此，亟需一款可以在防止老人摔倒、辅助老人摔倒后站立提供帮助，并能稳定报警的拐杖。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种固吸助立多功能手杖。固吸助立多功能手杖，其特征在于，所述的手杖包括主体杆装置、弹射固吸装置、手环缓冲装置、攀扶扶手装置和stm32单片机控制系统；
5.所述的手环缓冲装置包括手柄和连接腕带；所述的手柄包括手柄头、焊接圈、连接块、弹射弹簧、弹簧连接块和压力传感器，手柄整体位于手杖顶部，与主体杆固连，手柄头采用贴合手型的高尔夫桿式流线型设计；所述的压力传感器设置在手柄头内部，手柄头的外表面包裹有手柄头材料；所述的焊接圈与内外筒同轴心配合，焊接于外筒外壁，并与手柄下部外壁固连；所述的弹簧连接块，上端与扶手下端截面焊接，下端与弹射弹簧固连；弹射弹簧底端设置一弹簧连接块；所述的连接腕带包括腕带、拉力传感器、固定盘和拉力弹簧；连接腕带整体与手柄底端外部固连；所述的拉力弹簧，一端固连于手柄下部焊接圈，拉力弹簧另一端与拉力传感器连接；所述的固定盘中央开孔，拉力传感器与固定盘组成间隙配合，实现旋转运动；所述的腕带由缓冲海绵与约束带组成，腕带整体与固定盘固连；
6.所述的攀扶扶手装置包括攀扶握柄、转换弹簧、支撑杆、固定卡扣、连接轴、托块；所述的固定卡扣与连接轴相连，固定于主体杆外部；所述的支撑杆位于上下两固定卡扣之间；所述的攀扶扶手通过连接轴与主体杆固连；所述的托块位于攀扶扶手下端；所述的转换弹簧一端与上固定卡扣相连，一端与攀扶扶手相连；
7.所述的主体杆包括内筒、外筒、弹射开关、弹射电控装置、支撑转化腿、触发电磁
铁、控制转换销、连接柱、控制弹簧、固定套圈、开关板和转动轴；内筒置于外筒内部，中间留有一定空隙；所述的内筒和外筒在上三分之一处开槽作为弹射开关孔，孔内内置弹簧连接块，与所述的弹射弹簧固定连接，并与内外筒之间为间隙配合；所述的弹簧连接块下方设置弹射开关，位于内外筒之间；弹射电控装置位于手杖中部，其处开一槽，其槽内置于触发电磁铁、控制转换销、连接柱和控制弹簧；所述的控制转换销连接内外筒并连接控制弹簧；控制弹簧另一端固定于内筒内壁；所述的触发电磁铁与固定于内筒内壁的磁铁面重合；所述的支撑转化腿采用三重叠仿生力学结构，在外筒的中下方设置三处阶梯状的焊接施力环，于三处施力环处分别依次放置三重大小不一的仿生支撑腿，并拓展延伸至地面处，地面与支撑腿之间设置橡胶脚垫，此结构与外筒四周共置八组，三层支撑腿之间均采用焊接；所述的固定套圈位于固吸关闭开关下方，其上置转动轴；所述的开关板与转动轴同轴心配合；
8.所述的弹射固吸装置包括弹射装置和固吸转换装置；所述的弹射装置包括弹射开关、弹射电控装置；所述的固吸转换装置包括连接轴、固定柱、羊角块、固吸电磁铁、支撑柱和橡胶吸盘；所述的支撑柱内部中空，侧面和上表面有一定厚度，下端面与橡胶吸盘上端面直径相同并与之固连；所述的固定柱共为两根，对称固定于支撑柱的上端面；所述的连接轴位于固定柱的高度中心位置，在两端面与固定柱呈固定状态；所述的羊角块中心为一通孔，直径略大于连接轴，并与连接轴同轴心配合，其下端面与支撑柱上端面接触；所述的固吸电磁铁固定于支撑柱内，支撑柱上表面开一小孔，固吸电磁铁可固定在小孔内。
9.所述的stm32单片机控制系统包括压力传感器、hx711a/d模块、开关电路，蜂鸣器、89c52芯片、5v蓄电池、电磁铁、升压模块、下载串口、过载保护、led；在开关电路打开的情况下，当压力传感器受力后输出电信号，之后信号通过a/d模块转换成单片机可以接受的数字信号；之后通过已定程序控制输出，途径稳压模块将电压升至可以控制电磁铁的水平；复位开关位于手杖中部，对应单片机系统的复位电路以重置手杖状态；5v蓄电池负责给内部各个芯片供电；同时带有外部充电接口配有过充保护，保证该手杖系统供电稳定；之后蜂鸣器可以通过打开特殊模式在摔倒情况下启动，同时黄色指示灯会在电池电量过低时闪烁提醒充电。
10.与现有技术相比，本发明有益效果在于：
11.1.在手柄处安装压力传感装置，同时加装拉力环装置。当手环装置触发时，压力传感器传输信号至单片机。单片机传输信号，控制手杖中部的电磁铁通电，弹簧受压缩，销子进入手杖内部，此时内壳部分不再受销子限制，在上部的压缩的弹簧弹力下，内壳部分以极快的速度迅速下落，直至触碰到上部手动开关的下沿，弹射装置触发。由于弹射装置与固吸装置刚性连接，在弹射装置下落的同时，固吸装置同时下落并最终接触地面。
12.2.利用仿生支撑装置，提高稳定性。在手杖的脚部结构处，借鉴蜘蛛快速移动可以急速停止保持稳定的生物特性。采用仿生设计，将下部支撑改为了八条三层凹角结构，将径向力转化为轴向力。
13.3.利用强力空气吸盘提供足够稳定性。当固吸装置触发后，吸盘下落吸附于地面。由于强力空气吸盘的作用，吸盘的吸附作用更加牢固，使手杖更加稳固。
14.4.本手杖添加了攀扶扶手，为摔倒后站起提供支撑点。利用弹簧伸缩原理，使扶手在正常状态下与手杖成一定的角度，节省了水平方向所占体积。当扶手受向下的拉力时，弹簧伸长。当扶手的突起与拐杖贴合时扶手停止转动，方便摔倒后站立。
15.5.本手杖械使用大量机械结构设计，电子设备使用较少，可以在发挥功能的基础上达到省电节能的目的。
附图说明
16.图1为本发明一种实施例的手环缓冲装置示意图；
17.图2为本发明一种实施例的弹射示意图；
18.图3为本发明一种实施例的固吸装置示意图；
19.图4为本发明一种实施例的扶手装置示意图；
20.图5为本发明一种实施例的整体结构示意图。
21.图中：手柄头1-1-1；焊接圈1-1-2；连接块1-1-3；弹射弹簧1-1-4；弹簧连接块1-1-5；压力传感器1-1-6；拉力弹簧1-2-1；拉力传感器1-2-2；固定盘1-2-3；腕带1-2-4；
22.内筒2-1-1；外筒2-1-2；弹射开关2-2；扶手电控装置2-3；支撑转化腿2-4；触发电磁铁2-3-1；控制转换销2-3-2；连接柱2-3-3；控制弹簧2-3-4；内筒2-5-1；固定套圈2-5-2；开关板2-5-3；转动轴2-5-4；
23.连接轴3-1-1；固定柱3-1-2；羊角块3-1-3；固吸电磁铁3-1-4；支撑柱3-1-5；橡胶吸盘3-2；
24.攀扶握柄4-1-1；转换弹簧4-1-2；支撑杆4-1-3；固定卡扣4-1-4；连接轴4-1-5；托块4-1-6；
25.手柄1-1；连接腕带1-2；主体杆2-1；弹射开关2-2；弹射电控装置2-3；支撑转化腿2-4；固吸关闭开关2-5；固吸转换装置3-1；橡胶吸盘3-2；攀扶扶手装置4-1。
具体实施方式
26.下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本技术权利要求的保护范围。
27.本发明提供了一种固吸助立多功能手杖，其特征在于，该手杖包括手环缓冲装置1、主体杆装置2、弹射固吸装置3和攀扶扶手装置4。
28.所述手环缓冲装置1包括手柄1-1和连接腕带1-2；所述手柄1-1包括扶手1-1-1、焊接圈1-1-2、连接块1-1-3、弹射弹簧1-1-4、弹簧连接块1-1-5和压力传感器1-1-6；整体位于手杖顶部，与主体杆2-1固连，手柄头1-1-1采用贴合手型的高尔夫桿式流线型设计，用于包裹压力传感器存在；所述焊接圈1-1-2，焊接于外筒外壁，与手柄头1-1-1下部外壁固连；所述连接块1-1-3上端与手柄头1-1-1下端截面焊接，下端与弹射弹簧1-1-4固连；弹射弹簧1-1-4底端设置一弹簧连接块1-1-5；所述连接腕带1-2包括腕带1-2-4、拉力传感器1-2-2、固定盘1-2-3和拉力弹簧1-2-2，整体与手柄1-1底端外部固连；所述拉力弹簧1-2-1，一端固连于手柄头1-1-1下部焊接圈1-1-2，另一端与拉力传感器1-2-2连接；所述固定盘1-2-3中央开孔，拉力传感器1-2-2整体与固定盘1-2-3组成间隙配合，用于实现旋转运动；所述腕带1-2-4由缓冲海绵与约束带组成，腕带1-2-4整体与固定盘1-2-3固连。
29.所述的主体杆装置2包括内筒2-1-1、外筒2-1-2、弹射开关2-2、弹射电控装置2-3、支撑转化腿2-4、触发电磁铁2-3-1、控制转换销2-3-2、连接柱2-3-3、控制弹簧2-3-4、固定套圈2-5-2、开关板2-5-3和转动轴2-5-4；内筒2-1-1置于外筒2-1-2内部，中间留有一定空
隙；所述的内筒2-1-1和外筒2-1-2在上三分之一处开槽作为弹射开关孔2-2，孔内内置弹簧连接块1-1-5，与所述的弹射弹簧1-1-4固定连接，并与内外筒之间为间隙配合；所述的弹簧连接块1-1-5下方设置弹射开关2-2，位于内外筒之间；弹射电控装置2-3位于手杖中部，其处开一槽，其槽内置于触发电磁铁2-3-1、控制转换销2-3-2、连接柱2-3-3和控制弹簧2-3-4；所述的控制转换销2-3-2连接内外筒并连接控制弹簧2-3-4；控制弹簧2-3-4另一端固定于内筒2-1-1内壁；所述的触发电磁铁2-3-1与固定于内筒内壁的磁铁面重合；所述的支撑转化腿2-4采用三重叠仿生力学结构，在外筒2-1-2的中下方设置三处阶梯状的焊接施力环，于三处施力环处分别依次放置三重大小不一的仿生支撑腿，并拓展延伸至地面处，地面与支撑腿之间设置橡胶脚垫，此结构与外筒四周共置八组，三层支撑腿之间均采用焊接；所述的固定套圈2-5-2位于固吸关闭开关2-5下方，其上置转动轴2-5-4；所述的开关板2-5-3与转动轴2-5-4同轴心配合。
30.所述的弹射固吸装置3包括弹射装置和固吸转换装置3-1；所述的弹射装置包括弹射开关2-2、弹射电控装置2-3；所述的固吸转换装置3-1包括连接轴3-1-1、固定柱3-1-2、羊角块3-1-3、固吸电磁铁3-1-4、支撑柱3-1-5和橡胶吸盘3-2；所述的支撑柱3-1-5内部中空，侧面和上表面有一定厚度，下端面与橡胶吸盘3-2上端面直径相同并与之固连；所述的固定柱3-1-2共为两根，对称固定于支撑柱3-1-5的上端面；所述的连接轴3-1-1位于固定柱3-1-2的高度中心位置，在两端面与固定柱3-1-2呈固定状态；所述的羊角块3-1-3中心为一通孔，直径略大于连接轴3-1-1，并与连接轴3-1-1同轴心配合，其下端面与支撑柱3-1-5上端面接触；所述的固吸电磁铁3-1-4固定于支撑柱3-1-5内，支撑柱3-1-5上表面开一小孔，固吸电磁铁3-1-4可固定在小孔内。
31.所述的攀扶扶手装置4包括攀扶握柄4-1-1、转换弹簧4-1-2、支撑杆4-1-3、固定卡扣4-1-4、连接轴4-1-5、托块4-1-6；所述的固定卡扣4-1-4与连接轴4-1-5相连，固定于主体杆2-1外部；所述的支撑杆4-1-3位于上下两固定卡扣4-1-4之间；所述的攀扶扶手4-1-1通过连接轴4-1-5与主体杆2-1固连；所述的托块4-1-6位于攀扶扶手4-1-1下端；所述的转换弹簧4-1-2一端与上固定卡扣相连，一端与攀扶扶手4-1-1相连。
32.本发明的工作原理和工作流程是：
33.正常使用时，老人手扶带有压力传感器1-1-6的手柄头1-1-1，手腕上戴腕带1-2-4；腕带1-2-4与固定盘1-2-3相连，固定盘1-2-3和拉力传感器1-2-2相连；当老人有摔倒倾向时，拉力弹簧1-2-1通过适合的弹性力给老人的摔倒状态以缓冲，腕带1-2-4即手环穿戴装置给老人的手腕提供保护。考虑到老人摔倒的可能情况，设置了两种压力传感器，保障安全；其一，拐杖手柄头1-1-1上设置一个压力传感器1-1-6；当老人处于摔倒状态时会下意识紧握住周围物体，此时拐杖握手上的压力传感器1-1-6感受到压力，向固吸装置以及扶手装置发出电信号，触发两个装置；其二，在弹簧与手环穿戴装置连接处设置拉力传感器1-2-2；当老人在瞬间出现摔倒倾向无法抓住拐杖时，拉力弹簧1-2-1提供缓冲冲量，拉力传感器1-2-2工作，向固吸装置以及扶手装置发出电信号，触发两个装置；
34.当手环装置触发时，压力传感器1-1-6传输信号至单片机，单片机通过信号控制手杖中部的触发电磁铁2-3-1；通电后，控制弹簧2-3-4受压缩，控制转换销2-3-2进入手杖内部；内筒2-1-1不受控制转换销2-3-2限制，在控制弹簧2-3-4的弹力作用下迅速下落；弹射装置触发后，固吸装置接触地面；固吸电磁铁3-1-4通电触发通过支撑柱3-1-5作用于橡胶
吸盘3-2；
35.当老人借助扶手站起时，攀扶握柄4-1-1受向下的力，拉动转换弹簧4-1-2伸长。当攀扶握柄4-1-1的突起与手杖贴合时，位于攀扶握柄4-1-1下端的托块4-1-6，抵住主体杆使攀扶握柄4-1-1不再转动。当老人松手时，攀扶握柄4-1-1不受外力，转换弹簧4-1-2缩短带动攀扶握柄4-1-1转动至原始角度，减少手杖占用的空间体积；攀扶扶手装置利用固定卡扣4-1-4与连接轴4-1-5相连固定于主体杆上，为老人站起提供支撑点；
36.当老人正常行走时，仿生稳定支撑装置通过施力环将受力作用于三重大小不一的支撑转化腿2-4上，由于支撑转化腿的受力特征，使轴向力作用增强；同时地面与支撑转化腿2-4之间设置橡胶脚垫，增强手杖稳定性。
37.本发明未述及之处适用于现有技术。