CN207930662U - 一种被动型腰部辅助外骨骼 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及助力器械领域，特指一种被动型腰部辅助外骨骼，包括有依次连接的胸部支撑机构、腰部动力机构和腿部支撑机构，所述胸部支撑机构包括有检测装置，所述腰部动力机构包括有动力装置和置于所述动力装置下方的波纹块，所述动力装置与所述波纹块相接触或相分离，且所述动力装置与所述波纹块相接触时，动力装置的下部可在所述波纹块上滑动。本实用新型不仅结构简单，不需要配备电池、传感器等部件便可为外骨骼提供动力，便于使用者活动，继而增强动力总成的使用效果；还由于胸部支撑机构包括有可收集使用数据信息的检测装置，以增加被动型腰部辅助外骨骼的功能，解决了现有技术中所存在的结构复杂、功能单一和使用效果不好的问题。

Description

一种被动型腰部辅助外骨骼

技术领域

本实用新型涉及助力器械领域，特指一种被动型腰部辅助外骨骼。

背景技术

在工业生产或加工的过程中，工作人员需要进行反复抬举、躯干长时间弯曲或扭曲的工作，腰部肌肉容易疲劳，甚至出现劳损，增加了工作人员获肌肉骨骼疾病的风险，外骨骼按其工作方式是否使用能源，可以分为有动力外骨骼和无动力外骨骼。有动力外骨骼需要提供动力的能源，一般包括电池、传感器等部件，成本较高，不利于广泛推广；现有的无动力外骨骼结构较为复杂，容易出现动力组件使外骨骼的使用效果不好的问题，同时，还由于现有的外骨骼一般都只为助力而设计，并不具有收集使用数据信息的功能，功能比较单一。

专利号为201710465110.9的发明专利申请公开了一种无动力外骨骼，包括外骨骼本体，其具有外骨骼本体的第一侧面，设置于外骨骼本体的第一侧面上的可伸缩部件，其具有可伸缩部件的第一端和可伸缩部件的第二端；以及设置于外骨骼本体的第一侧面上、并且具有通槽的连接杆，其具有连接杆的第一端和连接杆的第二端，其中，可伸缩部件的第一端固定连接在外骨骼本体的第一侧面上，可伸缩部件的第二端与连接杆的第一端固定连接，连接杆通过通槽和第一紧固件配合与外骨骼本体呈可滑动连接。但是该发明专利申请的结构比较复杂，并不能解决现有技术中所存在的结构复杂、功能单一的问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：为了解决现有技术中所存在的结构复杂、功能单一和使用效果不好的问题，本实用新型提供了一种被动型腰部辅助外骨骼。

为了解决现有技术中所存在的问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种被动型腰部辅助外骨骼，包括有依次连接的胸部支撑机构、腰部动力机构和腿部支撑机构，所述胸部支撑机构包括有可收集使用数据信息的检测装置，所述腰部动力机构包括有动力装置和置于所述动力装置下方的波纹块，所述动力装置与所述波纹块相接触或相分离，且所述动力装置与所述波纹块相接触时，动力装置的下部可在所述波纹块上滑动。

作为本实用新型被动型腰部辅助外骨骼的技术方案的一种改进，所述腰部动力机构包括有第一外壳和置于所述第一外壳下部的第二外壳，所属第一外壳套在所述第二外壳的外侧上，且所述第一外壳可相对所述第二外壳摆动，所述第一外壳用于容置所述动力装置，所述第二外壳用于容置所述波纹块。

作为本实用新型被动型腰部辅助外骨骼的技术方案的一种改进，所述第二外壳的上部上设置有旋转部件，所述第一外壳通过所述旋转部件相对第二外壳摆动。

作为本实用新型被动型腰部辅助外骨骼的技术方案的一种改进，所述动力装置为气弹簧，所述气弹簧的一端固定在第一外壳上，且所述气弹簧包括有活塞筒和可在所述活塞筒内作往复运动的活塞杆，所述活塞杆在活塞筒外的一端可在所述波纹块上滑动。

作为本实用新型被动型腰部辅助外骨骼的技术方案的一种改进，所述第二外壳的下部上设置有凸台，所述凸台用于固定所述波纹块。

作为本实用新型被动型腰部辅助外骨骼的技术方案的一种改进，所述外骨骼还包括有背带和腰带，所述背带与所述腰带的前侧相连接。

作为本实用新型被动型腰部辅助外骨骼的技术方案的一种改进，所述腰带的左右两侧上均设置有侧支撑杆，所述侧支撑杆的上端与胸部支撑机构连接，所述侧支撑杆的下端与所述腰部动力机构连接。

作为本实用新型被动型腰部辅助外骨骼的技术方案的一种改进，所述胸部支撑机构包括有置于所述背带前侧上的胸部软垫，所述胸部软垫上设置有胸部支撑块。

作为本实用新型被动型腰部辅助外骨骼的技术方案的一种改进，所述胸部支撑块通过所述侧支撑杆与所述腰部动力机构连接，所述侧支撑杆的下端设置有调节螺钉，所述腰部动力机构上设置有至少一个螺孔，通过调节螺钉与螺孔的相配合可调节所述胸部支撑机构和所述腰部动力机构之间的距离。

作为本实用新型被动型腰部辅助外骨骼的技术方案的一种改进，腿部支撑机构包括有连接关节和腿部支撑件，所述连接关节分别连接所述腰部动力机构和腿部支撑件，所述连接关节可用于调节所述腿部支撑机构和所述腰部动力机构之间的距离。

本实用新型的有益效果：

本实用新型包括依次连接的胸部支撑机构、腰部动力机构和腿部支撑机构，在腰部动力机构中设置动力装置，动力装置的下方设置波纹块，通过动力装置与波纹块的相接触或相分离，实现动力装置通过波纹块调节其助力人体的方向，当动力装置与波纹块相接触时，动力装置的下部可在波纹块上滑动，不仅结构简单，不需要配备电池、传感器等部件便可为外骨骼提供动力，可以减轻动力总成的重量，便于使用者活动，继而增强动力总成的使用效果，同时，由于胸部支撑机构包括有可收集使用数据信息的检测装置，通过检测装置收集使用者使用的数据信息，以增加被动型腰部辅助外骨骼的功能，解决了现有技术中所存在的结构复杂、功能单一和使用效果不好的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的腰部助力机构的结构示意图；

图3为本实用新型的动力装置和波纹块的结构示意图；

图4为本实用新型的局部结构示意图；

图5为本实用新型的波纹块的结构示意图。

附图标记说明：1 - 腰部助力机构；2 - 波纹块；3 - 第一外壳；4 - 第二外壳；5- 旋转部件；6 - 活塞筒；7 - 活塞杆；8 - 凸台；9 - 波纹段；10 - 检测装置；11 - 气弹簧；12 - 背带；13 - 腰带；14 - 侧支撑杆；15 - 胸部；软垫；16 - 胸部支撑块；17 - 连接关节；18 - 腿部支撑件；19 - 开关按钮。

具体实施方式

为使本实用新型的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图5所示，一种被动型腰部辅助外骨骼，包括有依次连接的胸部支撑机构、腰部动力机构1和腿部支撑机构，胸部支撑机构包括有可收集使用数据信息的检测装置10。被动型腰部辅助外骨骼还包括有背带12和腰带13，背带12与腰带13的前侧相连接。检测装置10可用于探测使用者在使用时的弯腰次数、弯腰角度、实时加速度、速度、环境温度等数据，并可将数据传到控制终端，实现对使用者人体当前运动状态的实时监控，通过检测装置10收集使用者使用的数据信息，不仅可以增加被动型腰部辅助外骨骼的功能，还可以使被动型腰部辅助外骨骼实现智能化。

腰部动力机构1包括有动力装置和置于动力装置下方的波纹块2，动力装置的下部可与波纹块2相接触或相分离，且当动力装置和波纹块2相接触时，动力装置的下部可在波纹块2上滑动。波纹块2的上部上设置有至少两段波纹段9，动力装置的下部可以在波纹段9上滑动。优选的，波纹块2的上表面上设置有五段波纹段9，五段波纹段9呈直线凹形排列，左右两端的波纹段9的水平高度高于中部的波纹段9的水平高度。更详细地说，当使用者没有进行反复抬举、躯干长时间弯曲或扭曲的工作时，动力装置没有受到外在压力的时候，动力装置与波纹块2相分离。当使用者在进行反复抬举、躯干长时间弯曲或扭曲的工作时，动力装置会受到使用者的压力，动力装置受压与波纹块2相接触，动力装置继续受到压力时，动力装置的下部在波纹块2上滑动，实现腰部助力机构可以增强使用者的使用效果。由于波纹块2上设置有呈直线凹形排列的五段波纹段9，且左右两端的波纹段9的水平高度高于中部的波纹段9的水平高度，当动力装置继续受到压力时，动力装置的下部会从所在的波纹段9向相邻的波纹段9滑动，从而实现在动力装置中的力传递，避免在使用的时候出现卡顿，增强使用者的使用效果。

腰部动力机构1还包括有第一外壳3和设置在第一外壳3下部的第二外壳4，第一外壳3可套在第二外壳4的外侧上，且第一外壳3可相对所述第二外壳4摆动，第一外壳3可容置动力装置，第二外壳4可容置波纹块2。第二外壳4的上部上设置有旋转部件5，第一外壳3可通过旋转部件5相对第二外壳4摆动。动力装置可以为气弹簧11，气弹簧11的一端固定在第一外壳3上，且气弹簧11包括有活塞筒6和可在活塞筒6内作往复运动的活塞杆7，活塞杆7在活塞筒6外的一端可在波纹块2上滑动。活塞筒6与第一外壳3铰接，实现活塞筒6在第一外壳3内左右摆动的效果。第二外壳4的下部上设置有凸台8，凸台8用于固定波纹块2。在使用的时候，活塞筒6与第一外壳3铰接，使活塞筒6可相对第一外壳3摆动，由于活塞筒6内设置有可在活塞筒6内作往复运动的活塞杆7，故活塞杆7也可相对第一外壳3摆动。第二外壳4的下部上设置有凸台8，凸台8可用于固定波纹块2，由于活塞杆7可在波纹块2上滑动，当气弹簧11在摆动的时候，活塞杆7在波纹块2上滑动，实现在动力装置中的力传递，避免在使用的时候出现卡顿，进一步地增强使用者的使用效果。

第一外壳3的外侧上设置有开关按钮19，使用者可通过对开关按钮19控制分离动力装置和波纹块2之间，当使用者不需要使用被动型腰部辅助外骨骼助力时，可以通过开关按钮19拉开动力装置和波纹块2之间的距离，使动力装置和波纹块2处于相分离的状态，这样使用者可以根据使用者的需要选择是否需要使用被动型腰部辅助外骨骼，还可以在不需要助力时，免除把被动型腰部辅助外骨骼从人体上脱下的麻烦，便于使用者的使用。

腰带13的左右两侧上均设置有侧支撑杆14，侧支撑杆14的上端与胸部支撑机构连接，侧支撑杆14的下端与腰部动力机构1连接。胸部支撑机构包括有置于背带12前侧上的胸部软垫15，胸部软垫15上设置有胸部支撑块16，胸部支撑块16通过侧支撑杆14与腰部动力机构1连接。胸部支撑块16通过侧支撑杆14与腰部动力机构1连接，侧支撑杆14的下端设置有调节螺钉，腰部动力机构1上设置有至少一个螺孔，通过调节螺钉与螺孔的相配合可调节胸部支撑机构和腰部动力机构1之间的距离。胸部软垫15可在胸部支撑机构与使用者人体相接触时，使人体增加舒适感。使用者可以通过调节调节螺钉，实现对调节胸部支撑机构和腰部动力机构1之间的距离。

腿部支撑机构包括有连接关节17和腿部支撑件18，连接关节17分别连接腰部动力机构1和腿部支撑件18，使用者可以通过连接关节17调节腿部支撑机构和腰部动力机构1之间的距离。

在使用前，使用者可通过背带12把被动型腰部辅助外骨骼穿戴在人体上，分别通过调节螺钉和连接关节17调节胸部支撑机构和腰部动力机构1之间的距离和腿部支撑机构和腰部动力机构1之间的距离，让使用者在使用的过程中达到最舒适状态。使用的时候，当人体发生弯曲时，动力装置逐渐向波纹块2接近，当动力装置的下部与波纹块2相接触时，动力装置对侧支撑杆14产生反向支撑力，继而使胸部支撑机构受到与使用者人体运动趋势相反的推力，继而减缓腰部的被动受力。当使用者人体继续弯曲，动力装置对侧支撑杆14所产生的反向支撑力逐渐增大，动力装置的下部在波纹块2上滑动，减少动力装置对侧支撑杆14的力矩，防止反向支撑力过大。使用完毕后，使用者人体从弯腰状态恢复成直立状态的过程中，动力装置对侧支撑杆14的运动趋势相同，继而减小使用者人体腰部的动力，从而减小使用者人体腰部的受损风险。本实用新型不仅结构简单，还可以通过动力装置和波纹块2的配合增强动力装置的使用效果，解决了现有技术中所存在的结构复杂，使用效果不好的问题。

Claims (10)

1.一种被动型腰部辅助外骨骼，其特征在于，包括有依次连接的胸部支撑机构、腰部动力机构和腿部支撑机构，所述胸部支撑机构包括有可收集使用数据信息的检测装置，所述腰部动力机构包括有动力装置和置于所述动力装置下方的波纹块，所述动力装置与所述波纹块相接触或相分离，且所述动力装置与所述波纹块相接触时，动力装置的下部可在所述波纹块上滑动。

2.根据权利要求1所述的被动型腰部辅助外骨骼，其特征在于，所述腰部动力机构包括有第一外壳和置于所述第一外壳下部的第二外壳，所属第一外壳套在所述第二外壳的外侧上，且所述第一外壳可相对所述第二外壳摆动，所述第一外壳用于容置所述动力装置，所述第二外壳用于容置所述波纹块。

3.根据权利要求2所述的被动型腰部辅助外骨骼，其特征在于，所述第二外壳的上部上设置有旋转部件，所述第一外壳通过所述旋转部件相对第二外壳摆动。

4.根据权利要求3所述的被动型腰部辅助外骨骼，其特征在于，所述动力装置为气弹簧，所述气弹簧的一端固定在第一外壳上，且所述气弹簧包括有活塞筒和可在所述活塞筒内作往复运动的活塞杆，所述活塞杆在活塞筒外的一端可在所述波纹块上滑动。

5.根据权利要求3所述的被动型腰部辅助外骨骼，其特征在于，所述第二外壳的下部上设置有凸台，所述凸台用于固定所述波纹块。

6.根据权利要求1所述的被动型腰部辅助外骨骼，其特征在于，所述外骨骼还包括有背带和腰带，所述背带与所述腰带的前侧相连接。

7.根据权利要求6所述的被动型腰部辅助外骨骼，其特征在于，所述腰带的左右两侧上均设置有侧支撑杆，所述侧支撑杆的上端与胸部支撑机构连接，所述侧支撑杆的下端与所述腰部动力机构连接。

8.根据权利要求7所述的被动型腰部辅助外骨骼，其特征在于，所述胸部支撑机构包括有置于所述背带前侧上的胸部软垫，所述胸部软垫上设置有胸部支撑块。

9.根据权利要求8所述的被动型腰部辅助外骨骼，其特征在于，所述胸部支撑块通过所述侧支撑杆与所述腰部动力机构连接，所述侧支撑杆的下端设置有调节螺钉，所述腰部动力机构上设置有至少一个螺孔，通过调节螺钉与螺孔的相配合可调节所述胸部支撑机构和所述腰部动力机构之间的距离。

10.根据权利要求1所述的被动型腰部辅助外骨骼，其特征在于，腿部支撑机构包括有连接关节和腿部支撑件，所述连接关节分别连接所述腰部动力机构和腿部支撑件，所述连接关节可用于调节所述腿部支撑机构和所述腰部动力机构之间的距离。