嵌入式楼梯扶手设计

高禄爽 韩亮

摘 要：针对一些老式居民楼没有电梯，老年人上下楼不便，给居民楼加装电梯成本高、审批难等问题，设计一种新型嵌入式楼梯扶手，可以提高爬楼效率、保障老年人的安全。

关键词：嵌入式;扶手;设计

0 引言

对于老年人，特别那些居住于老式居民楼的老年人而言，室内外各种楼梯、台阶已经成为他们活动的障碍，以至于失去了许多参与社会生活的机会。针对一些老式居民楼没有电梯，老年人上下楼不便，给居民楼加装电梯成本高审批难等问题这一问题，国内外进行了一些研究，也出现了许多上楼梯的机械装置。从日常生活的角度出发，应赋予爬楼梯装置更多的情感要素，通过重新设计构件、外观，赋予其更多等人性化设计，便于老年人士更好的使用这种装置，也极大的为老年人的儿女提供了方便。作为需要特别照顾的群体，关爱老年人士也是一种人文关怀的体现，是社会进步的重要标志。现在，为老年人设计已经成为值得尊敬的行为。

1 研究背景

随着社会进步，新建的建筑楼中都建有自动扶梯或电梯。但是，多数旧城区居民楼仍使用楼梯，而且受到各方面条件的限制，又不能安装自动扶梯或电梯。这对居住在这 些楼里面的居民日常生活十分不方便。特别是老年人或身体有缺陷的人，自身爬楼就不便，如果携带采购的日用品或食品等日常生活必需品爬楼更加艰苦。

2 设计思路

本产品为一款老年人上下楼的辅助工具，当老年人在上下楼梯时，老人可以抓住搭接臂，摁下拉动装置，卡动装置离开卡槽，卡槽中的卡片会被拉出，卡片由搭接臂中细钢丝绳连接，同时顶块会将橡胶垫顶向支撑柱，支撑柱将不会与连接套发生移动，此时伺服电机开始工作，带动整个装置沿着卡槽运动，此时老年人可以扶着手柄上下楼了，到达目的地后，松开按钮，卡槽自动回归原位，便可以进行下一回合的工作任务。嵌入式楼梯扶手是针对于居住在没有电梯的老式居民楼等地点的老年人和下肢行动不便人群，而基于TRIZ理论设计的一种新式楼梯扶手。整个装置主要可以分为包括支撑柱、控制装置和搭接臂，又可细分为：拉动手柄、钢丝绳、扶手、搭接臂、控制装置、压臂、弹簧槽、卡动装置、铁轨等。在其支撑柱的外侧安装有控制装置，支撑柱通过控制装置连接有搭接臂，弹簧安装在安装臂与压臂的内侧，搭接臂的另一端连接控制装置，控制装置包括安装臂、压臂、弹簧、连接套、转向架和顶块，连接套的内壁活动连接支撑柱，转向架通过转轴活动连接压臂，压臂的一端固定连接有顶块。针对如何保障卡动装置在完成工作后顺利回到原位的问题，通过阿奇舒勒矛盾矩阵提供的中介物原理来解决问题，得到的结论为：在卡动装置与卡槽相接触的卡齿的后端设计以个圆形平台，并与后部的轴套结构保持一定的位置。在这个位置中安装一个刚性弹簧，作为二者之间的中介物，通过弹簧的强大的弹性解决卡动装置回归原位的问题。针对如何进行嵌入式楼梯扶手工作路径进行进行规划的问题，运用复制原理提供的思路寻找到了最终的解决方案。在轨道的另一侧设计与卡动装置的前端相配合的凹槽结构，继而运用复制原理，复制增加无数个凹槽结构形成一个卡槽结构，通过卡动装置牵引整个装置沿此轨道运行。

3 产品样式

本产品为一款老年人上下楼的辅助工具，当老年人在上下楼梯时，老人可以抓住搭接臂，摁下拉动装置，卡动装置离开卡槽，卡槽中的卡片会被拉出，卡片由搭接臂中细钢丝绳连接，同时顶块会将橡胶垫顶向支撑柱，支撑柱将不会与连接套发生移动，此时伺服电机开始工作，带动整个装置沿着卡槽运动，此时老年人可以扶着手柄上下楼了，到达目的地后，松开按钮，卡槽自动回歸原位，便可以进行下一回合的工作任务。 对嵌入式楼梯扶手的功能进行分析：与普通的楼梯扶手不大一样，它上面多了一个短短的手柄，当你上楼时，双手握住手柄，向上可推动，而当你用力下拉时，手柄却是固定的，从而帮你上楼。手柄是连接到下面的卡槽里的。一个卡槽刚好可以沿着固定在墙上的轨道移动，并且，内部设有一个类似弹簧的卡片装置。轻轻推动可向前滑动，但如果受到重力就会卡死不动。而且，扶手非常结实，它和下面铁轨相连接，互为一体，可以承受大约200斤的重量。

4 结语

此产品适用于老年人上下楼梯，造型独特，设计感强。充分考虑使用目的，设计人性化，安全舒适，操作简便。同时对上下楼梯辅助装置的功能进行重新定义，使其功能多元化，这种多功能集合于一身的设计更符合消费者的心理，市场前景无限。

参考文献：

[1]李涛，张进生.石材楼梯扶手加工专用设备的设计[J].2013（03）.

[2]李开明.楼梯扶手的接转[J].建筑工人，2004（05）.

通讯作者：韩亮