CN101808604A - 用于步行辅助设备的大腿附接装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于步行辅助设备的大腿附接装置，该大腿附接装置具有通过结合带板状硬框架和软带形成的结构。所述带板状硬框架弯曲成沿大腿外部和大腿前部延伸的形状。所述软带覆盖大腿后部。在辅助使用者步行时，该大腿附接装置向使用者施以较小的压迫感和不适感，适当地装配到使用者，并且良好地向大腿传递辅助力。

Description

用于步行辅助设备的大腿附接装置
技术领域
本发明涉及一种用于步行辅助设备的大腿附接装置，具体涉及配置成固定至配戴人的大腿部的大腿附接装置，该大腿附接装置用于向大腿部传递由动力致动器产生的辅助力。
背景技术
为了向因肌肉力量不足而自身行走困难的人提供帮助并提供行走康复辅助，已提出使用步行辅助设备，该步行辅助设备对努力行走的配戴者提供动力辅助。通常，该类步行辅助设备包括：动力致动器，该动力致动器包括电动马达等，并固定至配戴者的腰部或者髋部；以及大腿附接装置，该大腿附接装置固定至配戴者的大腿部，由动力致动器产生的大腿辅助力通过所述大腿附接装置传递到配戴者的大腿部。例如，参见日本专利特开公报No.2000-166997(专利文献1)。
专利文献1中公开的大腿附接装置包括：臂，该臂的基端与动力致动器驱动地连接；以及半筒状壳体部件，该半筒状壳体部件附接至所述臂的自由端并且覆盖配戴者的大腿部的外半部。日本专利特开公报No.2006-320349(专利文献2)中公开的大腿附接装置包括：臂，该臂的基端与动力致动器驱动连接；以及分叉保持部件，该分叉保持部件以水平布置的方式附接至所述臂的自由端，保持部件的一对分叉的自由端通过由对应的硬支撑板支撑的相应衬垫部件从前后夹住配戴者的大腿部。
发明内容
本发明要实现的任务
然而，该传统的大腿附接装置存在一些问题。由于覆盖配戴者的大腿部的外半部的半筒状壳体由较硬的材料制成，因此其不会顺利地顺应配戴者，从而不会使配戴者完全舒适或者免受压迫。而且，与配戴者的大腿部的后部接合的硬部件的存在可能导致配戴者在坐姿下很不舒适。
当配戴者的大腿部从前后夹在一对衬垫部件之间时，配戴者的大腿部上的接触压力的分布不充分均匀分布，因杠杆作用而传递到大腿部上的辅助力趋于向大腿部施加局部压力，从而难以令人满意地减轻对配戴者的压迫和不适。另外，还是在该情况下，硬支撑板和衬垫部件的存在妨碍配戴者以舒适的方式就坐。
因此，本发明的主要目的在于提供一种用于步行辅助设备的大腿附接装置，该大腿附接装置使得对配戴者的压迫和不适最小，顺利地装配至配戴者，并且能够以高效的方式向大腿部传递辅助力，同时允许配戴者无任何不适地就坐。
实现该任务的手段
本发明提供一种用于步行辅助设备的大腿附接装置，该大腿附接装置配置成配戴在配戴者的大腿部上，以向配戴者的大腿部传递由配戴在配戴者的髋部上的动力致动器产生的大腿辅助力，该大腿附接装置包括硬框架，该硬框架由细长的矩形板部件构成并具有：基端部，该基端部驱动地连接至所述动力致动器的输出部；以及自由端部，该自由端部沿配戴者的大腿部的外侧和前侧以顺应大腿部曲线轮廓的方式从所述基端部延伸，终止在大腿部的位于配戴者的膝盖骨上方的前部处；并且所述大腿附接装置包括柔性带，该柔性带具有：第一端部，该第一端部连接至所述硬框架的所述自由端部；以及第二端部，该第二端部连接至所述硬框架的位于所述基端部与所述自由端部之间的中间部。
在根据本发明的用于步行辅助设备的大腿附接装置中，所述柔性带在其中间部分中优选包括侧向扩展部。
在根据本发明的用于步行辅助设备的大腿附接装置中，所述柔性带优选设置有固定件，该固定件允许调节所述柔性带的位于所述第一端部与所述第二端部之间的长度。
在根据本发明的用于步行辅助设备的大腿附接装置中，所述硬框架在与配戴者的大腿部接合的表面上优选设置有衬垫部件。
在根据本发明的用于步行辅助设备的大腿附接装置中，所述柔性带和衬垫部件中的至少一个的表皮由具有低摩擦系数的材料制成。
本发明的效果
本发明的用于步行辅助设备的大腿附接装置通过使用硬框架和柔性带以一对交叉环的形式环绕配戴者的大腿部，所述环绕部向大腿部传递由动力致动器产生的大腿辅助力。
在该大腿附接装置中，所述硬框架在配戴者的大腿部的外侧和前侧延伸，但是这些部分被形状保持不变的较硬的肌肉(例如侧大肌和股直肌)覆盖，从而用硬框架限制这些部分不会对配戴者造成任何明显不适或者压迫。而且，硬框架的包括邻近配戴者的髋部(髋关节)一侧的基端部和从所述基端部延伸并且在邻近配戴者的膝盖骨的点处终止的自由端部在内的大部分与配戴者的大腿部的外侧和前侧接合，以向配戴者的大腿部传递辅助力，所施加的压力分布较广，因此可使施加至配戴者的压力和压迫最小。
大腿部的肌肉形状发生较大变化的后侧通过可适应形状较大变化的柔性带来接收大腿辅助力，从而可实现顺利装配，施加至接触表面的力的均匀分布限制了最大压力水平，并使使用者的不适最小。具体而言，在配戴者的大腿部的后侧中仅存在柔性带，而在大腿部的该后侧中不具有硬框架或者板，从而配戴者在配戴所述大腿附接装置时能够就坐，而不会感到任何的过分不适。
附图说明
现在将在下文中参照附图描述本发明，附图中：
图1是示出在使用时装配有实施本发明的一对大腿附接装置的步行辅助设备的整体结构的前部立体图；
图2是示出在使用时装配有实施本发明的一对大腿附接装置的步行辅助设备的后部立体图；
图3是装配有实施本发明的一对大腿附接装置的步行辅助设备的前视图，省略柔性带的图示；
图4是装配有实施本发明的一对大腿附接装置的步行辅助设备的侧视图，省略柔性带的图示；以及
图5是实施本发明的大腿附接装置的立体图。
附图标记
10主体            11中央部
12延伸部          13框架
14电源/控制器单元 15铰链
16电动马达单元    20腹带
30大腿附接装置    31硬框架
32柔性带          33基端部
34自由端部        35衬垫部件
36第一端部        37螺栓
38通孔            39带环
40第二端部        41螺栓
42带环            43、44钩环紧固件
45通孔            46侧向扩展部
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的用于步行辅助设备的大腿附接装置的优选实施方式。
所示实施方式的步行辅助设备包括：主体(髋部支撑部件)10，该主体10配置成通过使用腹带20以可分离的方式配戴在配戴者的髋部或者腰部上；以及一对大腿附接装置30，该对大腿附接装置30安装在主体10的两侧。
主体10包括：框架13，该框架13由硬的塑性材料制成，并且包括位于配戴者的中央背部中的中央部11和从配戴者的髋部的两侧延伸的一对延伸部12；电源/控制器单元14，该电源/控制器单元14附接至框架13的中央部11；以及一对电动马达单元16，该对电动马达单元16通过铰链15均附接至延伸部11的对应一个延伸部的自由端，以提供用于使配戴者的大腿部运动的辅助力。
电源/控制器单元14结合有可再充电电池和包括微型计算机的控制器单元。
各铰链15悬挂对应的电动马达单元16，可绕水平、纵向轴线枢转。因此，电动马达单元16沿髋部(髋关节部)的对应侧悬置，并且能够绕铰链轴线摆动。当配戴在配戴者的髋部一侧时，电动马达单元16不限制或者阻碍配戴者的髋关节的运动。
电动马达单元16结合有未在图中示出的电动马达，电源/控制器单元14控制对电动马达的电力供应，以提供用于配戴者的大腿部的辅助力或者帮助配戴者努力行走。
电动马达单元16的面向配戴者的髋部的一侧装配有衬垫部件17，该衬垫部件17填充有塑料泡沫之类的缓冲材料。
腹带20包括左带部分20L和右带部分20R，左带部分20L和右带部分20R中的每个的一端均穿过带环21，通过销附接到框架13的中央部11的对应侧，并且穿过调节带扣22，从而可以调节带部分20L、20R的长度。各带部分20L、20R的另一端穿过对中地位于配戴者的腹部前方的可释放扣23的一端，并折回以离开扣23延伸。之后，带部分20L、20R穿过带环24，通过销附接到框架13的对应延伸部12的自由端，通过调节带扣25从而可调节带部分20L、20R的长度。
因此，腹带20沿配戴者腹部的前部以字母X的形状以可调节的方式经过，并被支撑在四个点处。因此，配戴者能够携带较重物体，而不在配戴者的髋部上造成过分负担。腹带20配置成适应于配戴者的不同体形和配戴者的不同偏好。
各大腿附接装置30配置成配戴在配戴者的大腿部上以向大腿部传递由电动马达单元16产生的辅助力，并且包括硬框架31和柔性带32。
硬框架31由细长的矩形板部件构成，并且包括：基端部33，该基端部33驱动地连接到电动马达单元16的输出部；以及自由端部34，该自由端部34沿大腿部的外侧和前侧的轮廓以弯曲的构形从基端部33延伸，并且终止在配戴者的膝盖骨正上方大腿部的前侧的部分处。硬框架31可由具有合适硬度和刚度的铝之类的轻金属、塑料、碳增强塑料、纤维增强塑料等制成。
更具体而言，当硬框架31从上端或者基端部33延伸至下端或者自由端部34时，硬框架31的主平面扭转大约90度。硬框架31的基端部33形成有通孔38，通孔38用于接收电动马达单元16的输出轴(图中未示出)。
硬框架31的面向使用者的大腿部的一侧(接触面侧)装配有衬垫部件35，衬垫部件35填充有塑料泡沫之类的缓冲材料。
柔性带32包括：第一端部36，该第一端部36连接至硬框架31的自由端部34；以及第二端40，该第二端40连接至硬框架31的位于基端部33和自由端部34之间的中间部。
更具体而言，柔性带32的第一端部36固定地附接至带环39，并通过螺栓37枢转地附接至硬框架31的自由端部34，柔性带32的第二端固定地附接到带环42，并且通过螺栓41枢转地附接至硬框架31的位于基端部33与自由端部34之间的中间部。因此柔性带32沿使用者的大腿部的内侧和后侧经过。
柔性带32由具有高抗张强度的柔性材料(例如机织织物、合成皮以及真皮)制成，并且可自由地顺应配戴者的大腿部的外轮廓。
柔性带32的第一端部36和第二端部39通过使用Velcro(商标)紧固件或者钩环紧固件43和44以可分离的方式分别固定至带环38和42，并且能够通过改变各端部的折返部的长度来调节柔性带32的长度。
柔性带32的另一端40通过带环42附接到硬框架31的点位于硬框架31的与基端部33相邻的部分中。通过沿硬框架31的长度(穿过基端部33和自由端部34的方向)以规定间隔形成用于接收螺栓41的多个通孔45，并且通过借助适宜地选择用于接收螺栓41的孔中的其中之一来改变固定带环42的点，所述附接点可调节成适合配戴者的体形和偏好。
柔性带32在其位于第一端部36与第二端部40之间的中间部中设置有侧向变宽部46，该侧向变宽部46明显比硬框架31的第一端部、第二端部或者侧向宽度宽。
衬垫部件17和35以及柔性带32的表皮可由具有较低摩擦系数的材料(例如尼龙、聚酯、聚丙烯)制成。
用于步行辅助设备的大腿附接装置的优点和效果概述如下：
(1)因为硬框架31的从邻近髋部(髋关节)一侧的基端部33延伸到邻近膝盖骨略上方的位置的自由端部34的大部分与穿过大腿部的外侧和前侧的大表面区域接触，并且辅助力通过该大区域传递到大腿部，因此，由辅助力造成的压力可分配在大表面区域上，并且可使对配戴者的压力和压迫最小。
当辅助力通过以传统方式附接到框架的自由端的衬垫部件传递到配戴者的大腿部时，辅助力由于杠杆作用而施加至大腿部的局部，并且接触表面不保持固定。然而，通过使用如由本发明提出的硬框架，能够避免该问题。
(2)虽然配戴者的大腿部的外侧和前侧上具有硬框架31，但是这些部分被形状保持不变的坚实肌肉组织(例如侧向大肌和股直肌)覆盖，从而使用硬框架31固定这些部分不会向配戴者施加可感知的压力或者压迫。
(3)辅助力通过柔性带传递到配戴者的大腿部的较软且形状变化较大的后部，柔性带能够容易顺应该形状变化，从而施加到大腿部的压力均匀分布，并且能够使对配戴者的压迫最小。柔性带32的中间部中设置的侧向变宽部46进一步改善压力的均匀分布。
(4)由于配戴者的大腿部的后侧上无硬框架或板，因此，大腿附接装置允许配戴者舒适地就坐。
(5)因为本发明的大腿附接装置结构简单且无突出部，因此，配戴者能够在大腿附接装置上穿戴衣物(例如裤子)，而不妨碍配戴者的外表。
(6)柔性带32可配置成其长度可被调节，从而可容易地实现顺利装配，柔性带32可适合于配戴者的具体体形和偏好。
(7)由于附接到硬框架的表面的衬垫部件与大腿部接合，因此，防止硬框架的硬表面导致配戴者不适，从而可实现顺利装配。
(8)因为衬垫部件17和35以及柔性带32的表皮由具有低摩擦系数的材料制成，因此，即使当在配戴者的身体与步行辅助设备的相对部分之间发生相对移动时，也允许大腿附接装置相对于配戴者的相对部分以很小的摩擦运动，从而这降低了会施加到配戴者的压力。
尽管已针对本发明的优选实施方式描述了本发明，但本领域人员显而易见的是，可以进行各种变型和修改，而不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围。
作为本发明的巴黎公约优先权的原始日本专利申请的内容和本公开中所提及的现有技术参考通过引用结合在本申请中。

Claims (5)

1.一种用于步行辅助设备的大腿附接装置，该大腿附接装置配置成配戴在配戴者的大腿部上，以向配戴者的大腿部传递由配戴在配戴者的髋部上的动力致动器产生的大腿辅助力，
该大腿附接装置包括：
硬框架，该硬框架由细长的矩形板部件构成，并具有：基端部，该基端部驱动地连接至所述动力致动器的输出部；以及自由端部，该自由端部沿配戴者的大腿部的外侧和前侧以顺应大腿部曲线轮廓的方式从所述基端部延伸，并且终止在大腿部的位于配戴者的膝盖骨上方的前部处；以及
柔性带，该柔性带具有：第一端部，该第一端部连接至所述硬框架的所述自由端部；以及第二端部，该第二端部连接至所述硬框架的位于所述基端部与所述自由端部之间的中间部。
2.根据权利要求1所述的大腿附接装置，其中，所述柔性带设置有固定件，该固定件允许调节所述柔性带的位于所述第一端部与所述第二端部之间的长度。
3.根据权利要求1所述的大腿附接装置，其中，所述柔性带在其中间部分中包括侧向扩展部。
4.根据权利要求1所述的大腿附接装置，其中，所述硬框架在与配戴者的大腿部接合的表面上设置有衬垫部件。
5.根据权利要求3所述的大腿附接装置，其中，所述柔性带和衬垫部件中的至少一个的表皮由具有低摩擦系数的材料制成。
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