CN207344581U - 一种助力机械骨骼 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种助力机械骨骼，涉及排爆装置技术领域。本实用新型包括依次连接的背部支撑架、腰部减震机构、髋部支撑件、大腿仿生机构、小腿仿生机构、足部仿生机构所组成的骨骼装置本体，还包括用于辅助骨骼装置本体移动的辅助动力***。辅助动力***包括固定在背部支撑架上的伸缩机构，伸缩机构上设置有随伸缩机构上下升降的助推轮机构；助推轮机构包括依次活动连接的第一助推杆、第二助推杆和助推轮，还包括设置在第一助推杆上的驱动电机A和设置在第二助推杆上的驱动电机B，第一助推杆与伸缩机构固定连接。本实用新型具有平衡性好、转向灵活的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及外骨骼技术领域，尤其涉及一种助力机械骨骼。
背景技术
机械外骨骼或称动力外骨骼是一种由钢铁的框架构成并且可让人穿上的机器装置，这个装备可以提供额外能量来供四肢运动。机械外骨骼按照用途可分为康复外骨骼和助力外骨骼。在高山密林地势险峻，机械车辆不能运行，或者是不利于轮式装置的阶梯型地带，重物需要人来背负等场合，外骨骼能够增强和拓展人类的承载能力，使人能携带重物远程行走。
授权公告号为CN205359912U的中国实用新型专利公开了一种履带驱动的助行外骨骼，包括包括支撑组件、动力组件和控制器，支撑组件包括腰部支撑、大腿支撑、小腿支撑和足底支撑，腰部支撑与大腿支撑之间通过髋关节连接，大腿支撑和小腿支撑之间通过膝关节连接，小腿支撑与足底支撑之间通过踝关节连接；动力组件包括减速机和电机，控制器控制减速机和电机。该实用新型提供了一种可供残障人士出行的助行外骨骼，但通过站立的方式用脚部的履带动力装置运行时不易改变运动方向，且转向和携带重物时很难保持平衡。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术转向困难、平衡性差的问题，本实用新型提供一种助力机械骨骼。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种助力机械骨骼，包括骨骼装置本体 1和用于辅助骨骼装置本体1移动的辅助动力***2，所述骨骼装置本体1包括依次连接的背部支撑架11、腰部减震机构12、髋部支撑件13、大腿仿生机构14、小腿仿生机构15、足部仿生机构 16；
所述辅助动力***2包括固定在背部支撑架11上的伸缩机构21，所述伸缩机构21上设置有随伸缩机构21上下升降的助推轮机构22；所述助推轮机构22包括依次活动连接的第一助推杆22.1、第二助推杆22.2和助推轮22.3，还包括设置在第一助推杆22.1上的驱动电机A22.4和设置在第二助推杆22.2上的驱动电机B22.5，所述第一助推杆22.1与伸缩机构21固定连接。
作为优选，所述伸缩机构21包括竖直固定在背部支撑架11上的导向槽21.1、设置在导向槽 21.1内的齿条21.2、与齿条21.2啮合的齿轮21.3、与齿轮21.3固定连接的伸缩驱动电机21.4、以及与导向槽21.1滑动配合的安装座21.5，所述伸缩驱动电机21.4设置在安装座21.5内，所述安装座21.5与第一助推杆22.1固定连接。
作为优选，所述足部仿生机构16包括活动连接在小腿仿生机构15上的踏板16.1、固定在踏板16.1两侧的若干滚轮16.2、以及设置在踏板16.1底部的蜗轮丝杆升降机16.3，所述小腿仿生机构15上设置有用于驱动踏板16.1转动的踝关节电机16.4。
作为优选，其特征在于，所述大腿仿生机构14包括活动连接在髋部支撑件13上的大腿助力杆 14.1和用于驱动大腿助力杆14.1转动的髋关节电机14.2，所述髋关节电机14.2设置在髋部支撑件13上。
作为优选，所述小腿仿生机构15包括连接在大腿仿生机构14上的小腿助力杆15.1和用于驱动小腿助力杆15.1转动的膝关节电机15.2，所述膝关节电机15.2设置在大腿仿生机构14上。
作为优选，所述腰部减震机构12包括腰部支撑板12.1和若干弹簧减震器12.2，所述腰部支撑板12.1分别连接背部支撑架11和髋部支撑件13，所述弹簧减震器12.2一端与腰部支撑板12.1 连接，另一端与髋骨支撑件13连接。
作为优选，所述背部支撑架11、大腿仿生机构14、小腿仿生机构15和足部仿生机构16上均设置有束缚配件17。
本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型为骨骼装置本体提供额外的辅助动力***，使得骨骼装置本体呈站姿时具有助力行走的功能，呈坐姿时具有自动辅助行驶的功能，行驶过程中可以轻松搬运重物，减少体力消耗。
该辅助动力***拥有独立驱动的两个助推轮，当骨骼装置本体带动人体呈坐姿时，本实用新型呈现由两个足部仿生机构与两个助推轮支撑的稳定结构，平衡性能良好，且仅需调整两个助推轮的相对转速即可完成转向，结构简单实用。
2、本实用新型辅助动力***的伸缩机构能够有效调整助推轮机构的伸缩长度。在不需要使用辅助行驶功能时，伸缩机构可以将助推轮机构收缩隐藏在骨骼装置本体的背部，在需要使用辅助行驶功能时，可以根据使用的需要调整助推轮机构的伸缩长度，比如上坡行驶时伸长助推轮机构长度。
3、本实用新型足部仿生机构底部设置有涡轮丝杆升降机，该涡轮丝杆升降机在骨骼装置本体呈站立姿势时抬升，将足部仿生机构的滚轮抬升至离开地面，避免滚轮打滑并影响骨骼装置本体正常的助力行走功能，降低使用者在使用时摔伤的可能性。
4、本实用新型腰部减震机构设置有若干弹簧减震器，可以有效降低行走、奔跑过程中双足对腰部支撑板以上结构的冲击，减少颠簸和震动，提高助力机械骨骼的使用舒适度。
5、本实用新型背部支撑架、大腿仿生机构、小腿仿生机构和足部仿生机构上均设置有束缚配件，束缚配件将人体固定在助力机械骨骼中，站立时能够提高行走和奔跑的效率，坐姿时能够为人体提供有效支撑。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型辅助行驶时的结构示意图；
图3是本实用新型站姿行走时的结构示意图；
图4是本实用新型伸缩机构的结构示意图；
附图标记：1-骨骼装置本体；2-辅助动力***；11-背部支撑架；12-腰部减震机构；13-髋部支撑件；14-大腿仿生机构；15-小腿仿生机构；16-足部仿生机构；17-束缚配件；21-伸缩机构(86)；22-助推轮机构；12.1-腰部支撑板；12.2-弹簧减震器；14.1-大腿助力杆；14.2-髋关节电机；15.1- 小腿助力杆；15.2-膝关节电机；16.1-踏板；16.2-滚轮；16.3-蜗轮丝杆升降机；16.4-踝关节电机；21.1-导向槽；21.2-齿条；21.3-齿轮；21.4-伸缩驱动电机；21.5-安装座；22.1-第一助推杆； 22.2-第二助推杆；22.3-助推轮；22.4-驱动电机A；22.5-驱动电机B。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
一种助力机械骨骼，包括骨骼装置本体1和用于辅助骨骼装置本体1移动的辅助动力***2；
骨骼装置本体1包括依次连接的背部支撑架11、腰部减震机构12、髋部支撑件13、大腿仿生机构14、小腿仿生机构15、足部仿生机构16；
辅助动力***2包括固定在背部支撑架11上的伸缩机构21，伸缩机构21上设置有随伸缩机构21上下升降的助推轮机构22；助推轮机构22包括依次活动连接的第一助推杆22.1、第二助推杆22.2和助推轮22.3，还包括设置在第一助推杆22.1上的驱动电机A22.4和设置在第二助推杆 22.2上的驱动电机B22.5，第一助推杆22.1与伸缩机构21固定连接。
本实施例的工作原理为：使用自动辅助行驶功能时，伸缩机构21带动第一助推杆22.1向下伸长，驱动电机A22.4启动并转动第二助推杆22.2由收缩状态变为伸展状态，并根据需要调节第一助推杆22.1与第二助推杆22.2之间的角度；使用者引导骨骼装置本体1下蹲并保持坐姿，驱动电机B22.5开启并推动骨骼装置本体1向前移动。
使用助力行走功能时，使用者引导骨骼装置本体1站起，伸缩机构21带动第一助推杆22.1 向上收缩，驱动电机A22.4启动并转动第二助推杆22.2由伸展状态变为收缩状态。
本实施例为骨骼装置本体1提供额外的辅助动力***2，使得骨骼装置本体1呈站姿时具有助力行走的功能，呈坐姿时具有自动辅助行驶的功能，行驶过程中可以轻松搬运重物，减少体力消耗。该辅助动力***2拥有独立驱动的两个助推轮22.3，当骨骼装置本体1带动人体呈坐姿时，本实用新型呈现由两个足部仿生机构16与两个助推轮机构22支撑的稳定结构，平衡性能良好，且仅需调整两个助推轮22.3的相对转速即可完成转向，结构简单实用。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上作了进一步优化,具体是:
伸缩机构21包括竖直固定在背部支撑架11上的导向槽21.1、设置在导向槽21.1内的齿条21.2、与齿条21.2啮合的齿轮21.3、与齿轮21.3固定连接的伸缩驱动电机21.4、以及与导向槽21.1 滑动配合的安装座21.5，伸缩驱动电机21.4设置在安装座21.5内，安装座21.5与第一助推杆22.1 固定连接。
本实施例的工作原理为：伸缩驱动电机21.4开启并且正传，伸缩驱动电机21.4带动齿轮21.3 在导向槽21.1内的齿条21.2向下转动，伸缩驱动电机21.4同步向下移动，第一助推杆22.1跟随伸缩驱动电机21.4外部的安装座21.5向下伸长。
伸缩驱动电机21.4开启并且反传，伸缩驱动电机21.4带动齿轮21.3在导向槽21.1内的齿条 21.2向上转动，伸缩驱动电机21.4同步向上移动，第一助推杆22.1跟随伸缩驱动电机21.4外部的安装座21.5向上收缩。
本实施例的伸缩机构21能够有效调整助推轮机构22的伸缩长度。在不需要使用辅助行驶功能时，伸缩机构21可以将助推轮机构收缩隐藏在骨骼装置本体1的背部，在需要使用辅助行驶功能时，可以根据使用的需要调整助推轮机构22的伸缩长度，比如上坡行驶时伸长助推轮机构22长度。
实施例3
本实施例在实施例1的基础上作了进一步优化,具体是:
足部仿生机构16包括活动连接在小腿仿生机构15上的踏板16.1、固定在踏板16.1两侧的若干滚轮16.2、以及设置在踏板16.1底部的蜗轮丝杆升降机16.3，小腿仿生机构15上设置有用于驱动踏板16.1转动的踝关节电机16.4。
本实施例的工作原理为：使用自动辅助行驶功能时，蜗轮丝杆升降机16.3收缩，使踏板16.1 两侧的滚轮16.2与地面接触；使用助力行走功能时，蜗轮丝杆升降机16.3伸长，抬升踏板16.1，使滚轮16.2来开地面。
本实施例足部仿生机构16底部设置有涡轮丝杆升降机16.3，该涡轮丝杆升降机16.3在骨骼装置本体1呈站立姿势时抬升，将足部仿生机构16的滚轮16.2抬升至离开地面，避免滚轮16.2 打滑并影响骨骼装置本体1正常的助力行走功能，降低使用者在使用时摔伤的可能性。
实施例4
本实施例在实施例1的基础上作了进一步优化,具体是:
大腿仿生机构14包括活动连接在髋部支撑件13上的大腿助力杆14.1和用于驱动大腿助力杆 14.1转动的髋关节电机14.2，髋关节电机14.2设置在髋部支撑件13上。
小腿仿生机构15包括连接在大腿仿生机构14上的小腿助力杆15.1和用于驱动小腿助力杆 15.1转动的膝关节电机15.2，膝关节电机15.2设置在大腿仿生机构14上。
实施例5
本实施例在实施例1的基础上作了进一步优化,具体是:
腰部减震机构12包括腰部支撑板12.1和若干弹簧减震器12.2，腰部支撑板12.1分别连接背部支撑架11和髋部支撑件13，弹簧减震器12.2一端与腰部支撑板12.1连接，另一端与髋骨支撑件13连接。
本实施例腰部减震机构12设置有若干弹簧减震器12.2，可以有效降低行走、奔跑过程中双足对腰部支撑板12.1以上结构的冲击，减少颠簸和震动，提高助力机械骨骼的使用舒适度。
实施例5
本实施例在实施例1的基础上作了进一步优化,具体是:
背部支撑架11、大腿仿生机构14、小腿仿生机构15和足部仿生机构16上均设置有束缚配件 17。
本实施例的束缚配件17将人体固定在助力机械骨骼中，站立时能够提高行走和奔跑的效率，坐姿时能够为人体提供有效支撑。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种助力机械骨骼，包括骨骼装置本体(1)，其特征在于，还包括用于辅助骨骼装置本体(1)移动的辅助动力***(2)；
所述骨骼装置本体(1)包括依次连接的背部支撑架(11)、腰部减震机构(12)、髋部支撑件(13)、大腿仿生机构(14)、小腿仿生机构(15)、足部仿生机构(16)；
所述辅助动力***(2)包括固定在背部支撑架(11)上的伸缩机构(21)，所述伸缩机构(21)上设置有随伸缩机构(21)上下升降的助推轮机构(22)；所述助推轮机构(22)包括依次活动连接的第一助推杆(22.1)、第二助推杆(22.2)和助推轮(22.3)，所述第一助推杆(22.1)上设置有用于驱动第二助推杆(22.2)转动的驱动电机A(22.4)，所述第二助推杆(22.2)上设置有用于驱动第二助推杆(22.2)转动的驱动电机A(22.4)，所述第一助推杆(22.1)与伸缩机构(21)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种助力机械骨骼，其特征在于，所述伸缩机构(21)包括竖直固定在背部支撑架(11)上的导向槽(21.1)、设置在导向槽(21.1)内的齿条(21.2)、与齿条(21.2)啮合的齿轮(21.3)、与齿轮(21.3)固定连接的伸缩驱动电机(21.4)、以及与导向槽(21.1)滑动配合的安装座(21.5)，所述伸缩驱动电机(21.4)设置在安装座(21.5)内，所述安装座(21.5)与第一助推杆(22.1)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种助力机械骨骼，其特征在于，所述足部仿生机构(16)包括活动连接在小腿仿生机构(15)上的踏板(16.1)、固定在踏板(16.1)两侧的若干滚轮(16.2)、以及设置在踏板(16.1)底部的蜗轮丝杆升降机(16.3)，所述小腿仿生机构(15)上设置有用于驱动踏板(16.1)转动的踝关节电机(16.4)。
4.根据权利要求1所述的一种助力机械骨骼，其特征在于，所述大腿仿生机构(14)包括活动连接在髋部支撑件(13)上的大腿助力杆(14.1)和用于驱动大腿助力杆(14.1)转动的髋关节电机(14.2)，所述髋关节电机(14.2)设置在髋部支撑件(13)上。
5.根据权利要求1所述的一种助力机械骨骼，其特征在于，所述小腿仿生机构(15)包括连接在大腿仿生机构(14)上的小腿助力杆(15.1)和用于驱动小腿助力杆(15.1)转动的膝关节电机(15.2)，所述膝关节电机(15.2)设置在大腿仿生机构(14)上。
6.根据权利要求1所述的一种助力机械骨骼，其特征在于，所述腰部减震机构(12)包括腰部支撑板(12.1)和若干弹簧减震器(12.2)，所述腰部支撑板(12.1)分别连接背部支撑架(11)和髋部支撑件(13)，所述弹簧减震器(12.2)一端与腰部支撑板(12.1)连接，另一端与髋骨支撑件(13)连接。
7.根据权利要求1所述的一种助力机械骨骼，其特征在于，所述背部支撑架(11)、大腿仿生机构(14)、小腿仿生机构(15)和足部仿生机构(16)上均设置有束缚配件(17)。
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2017
- 2017-10-24 CN CN201721378663.2U patent/CN207344581U/zh active Active
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