技术领域
[0001] 本
发明整体上涉及用于身体障碍者的行走辅助装置，并且更具体地，涉及用于辅助残疾人士行走的多轮膝助行器组件。
背景技术
[0002] 人体的先天性的、退变性的和意外的伤害可能导致身体虚弱，有时导致人在无辅助的情况下失去行走的能
力。各种自走车、
滑行车、助行器等等已经被设计以辅助残疾人士的运动。这些装置的最知名示例为
轮椅，其通常包括通过刚性
框架连接到四个支承轮上的座椅。轮椅呈现为机动化变型和手动驱动变型，其中轮椅在前一情况中由
马达推进，或者在后一情况中由乘坐人员利用手转动
驱动轮而推进。
[0003] 用于辅助残疾人士的运动的另一种装置为膝助行器。膝助行器通常旨在用于在膝盖以下受伤的使用者，例如跟
腱受伤、脚或脚踝骨折、或痛
风。膝助行器设计为提升和支承非步足，同时使使用者能够利用步足推进。大多数膝助行器包括刚性地安装在支承框架上的升高的膝平台，支承框架和平台均能够在
脚轮或轮上操作。存在三种常见类型的膝助行器：（1）具有刚性安装轮且没有转向能力的膝助行器组件；（2）具有刚性安装轮且能够进行转向的膝助行器组件；以及（3）具有回转安装轮且没有转向能力的膝助行器组件。
[0004] 一种已知的膝助行器组件包括设计用于支承人的腿部和脚部的四轮行走推车。推车包括框架、联接到所述框架上的腿部支承构件、和联接到所述框架上的把手。推车具有两个回转安装前轮和两个刚性安装后轮。两个刚性安装后轮能够相对于框架在第一与第二不对称轮
位置之间侧向偏移，从而分别适于具有非步左小腿或非步右小腿的人员。
[0005] 另一种已知的膝助行器组件包括设计用于支承人的腿部和脚部的四轮行走推车。推车包括框架、联接到所述框架上的腿部支承构件、和可移动地联接到所述框架上的把手。
推车具有两个回转安装前轮和两个刚性安装后轮。把手能够相对于所述框架在第一与第二不对称把手位置之间移动，从而分别适于具有非步左小腿或非步右小腿的人员。
[0006] 在又一已知的构型中，提供了
治疗滑行车。滑行车包括具有四个刚性安装轮的管状框架。轮组件包括前轴和后轴，每根轴保持一对侧向偏移轮。转向组件可伸缩地联接到前轴上。转向组件具有带
手柄的
横杆。横杆设有
制动机构以减速和停止滑行车。
[0007] 根据另一种已知的设计，提供了可转向跪坐助行器，其包括框架、联接到所述框架上的转向组件、和转向杆。跪坐助行器可移动地支承在四个刚性安装轮上。控制组件联接到转向杆上以使前轮绕单独的枢转点旋转。
[0008] 目前可得的膝助行器组件存在多种缺点和不足。例如，其中轮为100%刚性的膝助行器设计将具有有限的可
操纵性。如果膝助行器不具有内置转向能力，则整个膝助行器组件必须被提升和重置以转动。如果膝助行器具有内置转向能力，则转动半径对于紧凑的地方例如机场店、浴室等等可能太大。相比之下，其中轮100%回转的膝助行器构型可能由于在步足未与地面
接触时对组件的有限控制而危险。本公开的特征消除了在这些设计中的不足。
附图说明
[0009] 在阅读下面的详细说明且参照附图时，本发明的各种优点将变得显而易见。
[0010] 图1是根据本概念的
实施例的示例性膝助行器组件的等距视图；
[0011] 图2是图1的膝助行器组件的一部分的局部分解立体图。
[0012] 图3是图1的膝助行器组件的另一部分的放大立体图。
[0013] 图4是可以与图1的膝助行器一起使用的示例性
锁定销机构的放大立体图。
[0014] 尽管本发明容许各种
修改和替代形式，但是具体实施例作为示例在附图中示出并且将在本文被详细描述。但是，应当理解的是，本发明不限于所公开的具体形式。相反，本发明涵盖落在本发明的精神和范围内的所有修改、等同和替换。
具体实施方式
[0015] 尽管本发明容许多种不同形式的实施例，但是在附图中示出且将在本文详细描述的是本发明的代表性实施例，而应当理解的是本公开应当被视为对本发明的原理的例示而非旨在将本发明的广义方面限制于所说明的实施例。就此而言，例如在附图、
摘要、和具体实施方式中公开但未在
权利要求书中清楚阐释的元件和限制不应当以暗示、推理或其他方式单独或共同地并入权利要求中。
[0016] 参照附图，其中相同的附图标记在附图中始终表示相似的部件，图1示出了根据本公开的各个方面的示例性膝助行器组件（整体上以10表示）的等距视图。本文给出的附图并非按比例，并且仅仅为了解释的目的而被提供。由此，在附图中所示的单独的和相对的尺寸和方向并非视为限制。另外，在
说明书和权利要求书中空间形容词例如“前”、“后”、“向前”、“向后”、“向上”、“向下”等的使用除非另外明确地说明，旨在规定给定部件在可操作地安装到膝助行器组件上时相对于膝助行器组件的相对取向。
[0017] 膝助行器组件10旨在用于（虽然本身并不限于）辅助身体障碍人士行走。在图示实施例中，膝助行器组件10包括：刚性框架（整体上以12表示）、安装到框架12上的支承平台14、手柄或把手16、在框架12的后端部附近安装到框架12上的至少一个后轮18、以及在框架12的前端部附近安装到框架12上的至少两个前轮（例如，分别为右前轮20A和左前轮20B）。框架12理想地由刚性材料制成，该材料可以包括但不限于金属例如
铝和
钢、
聚合物例如聚氯乙烯（PVC）和聚对苯二
甲酸乙二醇酯（PET）、玻璃
纤维复合材料等。框架12在附图中示出为包括具有两个基本
水平的、纵向取向的基梁22的管状结构，基梁22在前部与侧向取向的横梁24相连而在后部与侧向取向的轮
轴承26相连。前轴28横向延伸穿过框架
12的前部，经由相应的向上延伸的联接
支架30（其中仅仅一个在附图中可见，但第二联接支架也在图示的框架12中设置）刚性地安装到基梁22中的每一个上。可选的端部塞能够被插入到基梁22、横梁24的敞开端部和/或其他敞开管端部以用于美观和/或安全目的。
[0018] 可理解地，框架12可以包括比图1中图示更少或更多的各种梁。此外，框架12的长度、宽度和高度能够被修改，以例如适于膝助行器组件10的特定使用者和/或预期应用。类似构想的是梁中的一个或多个能够用可选的结构例如
基板或箱替代。为此，基梁22和横梁24在附图中例示为细长的中空管；可选地，梁22、24可以制造为实心杆，并且可以采用可选的几何形状。
[0019] 继续参照图1的示例性实施例，前轮20A、20B中的每一个被回转安装（即，以回转型安装构型附接）到前轴28上。在本文中使用时，“回转安装”和“回转型安装构型”旨在表示其中轮能够绕滚动轴线转动和绕非滚动轴线旋转的安装结构。例如，前轮20A、20B中的每一个连接（例如，经由轮销或辊轴承）到相应的回转叉32上，使得轮20A、20B能够绕其中心滚动轴线A1转动。回转叉32又经由回转接头34连接到前轴28上。回转接头34使回转叉32能够绕非滚动轴线A2回转，轴线A2侧向偏离于前轴28的中心并且穿过轮20A、20B的直径平面。换言之，前轮20A、20B在处于回转型安装构型中时能够绕轴线A1滚动且绕轴线A2回转，轴线A2大致垂直于轴线A1。当沿着直线运动时，回转安装轮20A、20B将趋于与行进方向自动对准且平行于该方向旋转。
[0020] 与前轮20A、20B相比，后轮18示出为以刚性型安装构型附接到框架12的后部。在本文中使用时，“刚性安装”和“刚性型安装构型”在涉及轮时旨在表示其中轮能够相对于轮安装部旋转但是轮安装部不能相对于框架旋转的安装布置。例如，后轮18例如经由轮轴承26可旋转地安装到纵向取向的基梁22上，使得轮18能够绕其中心滚动轴线A3转动。
但是，不同于前轮20A、20B，后轮18不能绕非滚动轴线在辊轴承26上回转。在一些实施例中，例如在图1中图示的实施例中，膝助行器组件10具有单个后轮18，该单个后轮18与前轮20A、20B纵向间隔开且与前轮20A、20B中心对准。
[0021] 支承平台14配置为支承至少一个人体附属肢体。在图示实施例中，例如，支承平台14设计为在膝助行器组件10的操作期间撑起并且保持使用者的非步小腿。在图示实施例中，例如，图1的支承平台14包括固定到平面
基座38的上表面上的垫子36。垫子36可以包括例如涂覆有乙烯基化合物或任意其他合适材料的模制塑料本体或
泡沫芯部。
[0022] 根据本公开的一个方面，支承平台14相对于框架12是竖直可调的（即，可以被升高或降低）。在一个示例性构型中，支承平台14安装到可折叠支柱结构（在图1中整体上以40表示）上。可折叠支柱结构40包括一对枢转支柱42，支柱42在各自的第一端部处可枢转地附接到基座38上并且在各自的第二端部处可枢转地附接到框架12的基梁22上。可折叠支柱结构40还包括一对滑动支柱44，支柱44在各自的第一端部处可枢转地附接到基座38上并且在各自的第二端部处可枢转地附接到活动滑架46上。滑架46可滑动地安装到基梁22上以用于在框架12的前端部与后端部之间直线行进。滑架46配置为调节支承平台14的竖直高度。具体地，使滑架46在框架12上向前（即，朝向图1中的左边）滑动导致枢转支柱42和滑动支柱44以
剪刀状方式折叠到彼此之上，从而将支承平台14向下朝向基梁22拉动。相反，使滑架46沿相反方向朝向框架12的后端部（即，朝向图1中的右边）滑动会将枢转支柱42的第一和第二端部分别连同滑动支柱44的第一和第二端部一起拉动，从而升高支承平台14。还构想用于升高和降低支承平台14的可选结构，例如可缩进支承柱结构或
气动气缸结构。
[0023] 膝助行器组件10在一些实施例中还设有转向机构（整体上以50表示），转向机构配置为选择性地重置前轮20A、20B，使得膝助行器组件10能够由使用者操纵。图1和图2中所示的转向机构50包括
转向柱52，转向柱52在第一端部处附接到框架12上并且在第二端部处附接到把手16上。转向柱52穿过中空套筒58，中空套筒58在框架12的前端部处联接到前轴28和基梁22上。如在图2中最佳所见，连接器板72将T形
连杆70附接到转向柱52的下端部上，使得连杆70经由把手16的操纵与转向柱52一起旋转。如下述，连杆70的每个侧向端部71、73（图2）与前轮20A、20B中的相应一个选择性地接合。当如此接合时，连杆70响应于把手16的旋转以及由此响应于转向柱52的旋转而转动前轮20A、20B。
[0024] 转向柱52在一些实施例中能够在图2中以52A例示的直立位置与在图2中以52B的虚线示意性例示的折叠位置之间选择性地重置。例如，转向机构50可以设有锁定毂54，锁定毂54配置为将转向柱52保持在相对于框架12的多个位置中，包括直立位置52A、折叠位置52B和介于它们之间的一个或多个位置。在这种情况下，转向柱52被分成两个部段，其中转向柱52的上部段53固定地附接到锁定毂54的外套箍上，转向柱52的下部段55固定地附接到锁定毂54的内套箍上。
张力转盘56的旋转（例如，沿逆
时针方向）将松动锁定毂54，从而使使用者能够将转向柱52的上部段53相对于其下部段55重新定向。一旦定向在期望的位置，张力转盘56沿相反方向（例如，顺时针）的旋转就会将转向柱52的上部段53和下部段55机械锁定在
选定的方向上。
[0025] 在另一实施例中，把手16包括分别附接在T形手柄安装部60的上横向部分的相反端部处的右手柄杆62A和左手柄杆62B。把手16可以调节，以例如适于不同高度的使用者和/或用于在膝助行器组件10的存储期间增大紧凑性。根据一个示例性构型，图1的手柄安装部60设计为相对于转向柱52可伸缩。例如，T形手柄安装部60的向下延伸部分通过位于转向柱52的上部段53的中空部分中的开口可滑动地接收。设有锁定螺钉64，其能够重置以使使用者能够调节手柄安装部60相对于转向柱52的位置。例如，锁定螺钉64的旋转（例如，沿逆时针方向）将释松手柄安装部60，从而容许其纵向平移进出转向柱52。一旦定向在期望的位置，锁定螺钉64沿相反方向（例如，顺时针）的旋转就会将手柄安装部60机械锁定在选定的方位。多种替代联接机构中的任一种可以容易地用作锁定螺钉64的替代（例如快速连接锁定装置或
弹簧偏压锁定销）。另外，可选的手柄结构、轮、或其他转向构型可以在可选的实施例中使用。此外，膝助行器组件10可以设有可选的制动机构（未示出），制动机构能够操作以减慢和/或停止膝助行器组件10。
[0026] 膝助行器组件10的两个前轮20A、20B均配置为在回转型安装构型与刚性型安装构型之间选择性地切换。图1-3的膝助行器组件10在一些实施例中包括可变安装组件（在图2中整体上以74表示）以用于在框架12的前端部附近安装前轮。可变安装组件74设计为将两个前轮20A、20B同时或几乎同时从回转型安装构型转变到刚性型安装构型，以及转变回来。在一些实施例中，膝助行器组件10包括锁定机构，锁定机构与前轮20A、20B选择性地接合以便将两个前轮20A、20B同时或基本同时锁定在刚性型安装构型中。这向膝助行器组件10提供了具有回转安装前轮的所有优点（例如，增大的操纵性），同时消除了具有仅仅回转安装前轮的膝助行器组件的缺点（例如，有限的控制）。
[0027] 如上述，前轮20A、20B由回转叉32和回转接头34回转安装到框架12上。在图2和图3中最容易可见的锁定盘76例如经由压缩
套管78以及衬套和
螺母组合79（这两者都是回转接头34的一部分）刚性地紧固到每个回转叉32的顶部上。每个锁定盘76包括孔隙77（在图2中容易可见，但仅仅在图3中标记），孔隙77定形为且定尺寸为接收锁定销86（图4），以便由此将相应的前轮20A、20B锁定在刚性型安装构型中。
[0028] 膝助行器组件10还包括一对可缩进的锁定销组件80，如图3和图4中图示，每一个锁定销组件在连杆70的相应侧向端部71、73处安装到转向调整片82上。每个锁定销组件80配置为与前轮20A、20B中的相应一个——即对应的锁定盘76选择性地接合，以由此将前轮20A、20B锁定在刚性型安装构型中。具体地，如图3和图4中所见，每个可缩进的锁定销组件80包括附接（例如，经由
紧固件或
焊接）到锁定调整片82中的一个上的大致中空的、圆筒形壳体84。锁定销86可滑动地至少部分地安装在壳体84内。偏压构件例如
压缩弹簧（在所提供的视图中不可见）设置在壳体84内。偏压构件将锁定销80迫压到延伸的位置内，在该处锁定销86的远端部从壳体84（如图4中所见）中延伸出来，到达锁定盘76（如图3中所见）的孔隙77内。当锁定销86适当地置于孔隙77内时，回转接头34不可操作并且叉32受限于绕非滚动轴线A2旋转。由此，每个轮20A、20B能够相对于回转叉32绕其相应的中心滚动轴线A1旋转，但叉32不能相对于前轴28旋转（即，“回转”）——即，轮处于“刚性型安装构型”中。
[0029] 牵引器绳缆88穿过鞘套90且经由绳缆连接器94附接到锁定销86的近端部92处。牵引器绳缆88配置为将锁定销86选择性地拉动脱离与锁定盘76的接合，从而释松前轮20A、20B以绕回转接头34旋转。在图示实施例中，例如，致动杆98（其在图1和图2中示出）附接到把手16上（例如，在手柄安装部60的介于右手柄杆62A与左手柄杆62B之间的中间部分处）。致动杆98配置为将两个可缩进锁定销组件80与锁定盘76选择性地脱开。具体地，将致动杆98向后拉动（例如，朝向图1中的右边）将向牵引器绳缆88施加拉伸力，牵引器绳缆88又经由绳缆连接器94将拉伸力传递给销86的近端部92。当作用在销86上的拉伸力克服偏压构件时，销86会以大致线性运动的方式纵向平移到壳体84内并脱离与锁定盘76的接合。这时，回转接头34为可操作的，使得回转叉32能够绕非滚动轴线A2旋转。这样，每个轮20A、20B能够相对于叉32绕其各自的中心滚动轴线Al旋转，并且每个叉
32能够相对于前轴28绕其各自的非滚动轴线A2旋转——即，每个轮处于“回转型安装构型”中。
[0030] 在一些实施例中，当前轮20A、20B处于回转型安装构型中时，转向机构50不能操作，例如由于连杆70与轮20A、20B脱开。在可选构型中，膝助行器组件能够包括转向锁定机构，转向锁定机构能够操作以将转向机构50锁定或以其他方式固定在位。一个示例性设计包括转向锁定销，转向锁定销例如通过U形安装支架可操作地安装到框架12上。
致动器绳缆在其一个端部处附接到致动杆98上，并且在其另一端部处附接到转向锁定销的近端部上。当杆98由使用者致动（例如，向后拉动）时，如上述，两个可缩进的锁定销组件80均与锁定盘76脱开。另外，当杆98被致动时，转向锁定销的远端部与连杆70相接合——例如，经由位于连杆70的一部分中的互补腔体或孔接收。例如，转向锁定销能够通过枢转板可移动地安装到U形安装支架上。在这种情况下，锁定销附接在枢转板的第一侧向端部处而致动器绳缆附接在枢转板的相反的第二侧向端部处。枢转板可枢转地安装到U形支架（例如，经由
铰链或销）以绕其中心旋转。枢转板的第一侧向端部能够由偏压构件（例如，压缩弹簧）向上迫压，使得转向锁定销被偏压脱离与连杆70的接合。但是，当杆98被致动时，拉伸力被施加到致动器绳缆上，该拉伸力被传递给枢转板的第二侧向端部上。该拉伸力又将使枢转板绕其中
心轴线旋转，从而抵抗偏压构件将第一侧向端部向下推动，从而将转向锁定销进给到连杆70中的孔内。这时，连杆70刚性地锁定到框架12上。转向柱52由此经由连接器板72刚性地锁定到框架12上，连接器板72将T形连杆70附接到转向柱52的下端部上。这样，转向机构50不能由使用者重置（或转动）。
[0031] 在一些实施例中，当前轮20A、20B由可缩进锁定销组件80释松时，它们能够操作以绕非滚动轴线A2枢转小于大约360度。在一些实施例中，当前轮20A、20B由可缩进锁定销组件80释松时，它们可操作以绕非滚动轴线A2枢转小于大约160度。前轮20A、20B的枢转范围可以通过将止挡部或其他合适的结构集成到膝助行器组件10内而受限制。可选地，当前轮20A、20B由可缩进锁定销组件80释松时，它们可操作以绕非滚动轴线A2自由枢转。
[0032] 根据本公开的另一方面，提供了一种制造膝助行器组件的改进方法。在一些实施例中，该方法包括：将支承平台安装到刚性框架上，所述支承平台配置为支承至少一个人体附属肢体；将手柄安装到框架上；将至少一个后轮安装在框架的后端部附近；将至少两个前轮安装在框架的前端部附近，使得前轮能够在回转型安装构型与刚性型安装构型之间转变；将锁定机构附接到框架上，所述锁定机构配置为将至少两个前轮中的两个基本同时锁定在刚性型安装构型中。
[0033] 在一些实施例中，制造膝助行器组件的方法至少包括在前述段落中确定的那些步骤。省略步骤、包括另外的步骤和/或修改上述顺序也在本发明的范围和精神内。例如，在一些实施例中，所述方法还包括将转向机构安装到框架上，所述转向机构配置为选择性地重置所述至少两个前轮。还应当注意的是，所述方法代表制造膝助行器组件的单个顺序。但是，预期的是所述方法被系统化地实施以制造多个膝助行器组件。尽管该方法在本文中对于在图1-图4中图示的结构进行描述，但是本公开所要求保护的方法不限于这些示例性实施例。
[0034] 尽管已详细描述了用于实施本发明的最佳方式，但是本发明涉及领域的技术人员将认识到，用于实施本发明的各种可选的设计和实施例落在所附权利要求的范围内。
