CN102894642B - 人体负重减载器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人体负重减载器，该人体负重减载器包括重物托架，大腿杆件，小腿杆件，鞋等部件，通过气缸控制人体行走过程中的负重减载。本发明公开的人体负重减载器结构紧凑，重量轻巧，携带方便，便于长时间户外旅行、抢险救灾使用，其克服了现有技术中的负重减载装备结构复杂，操作不便，可靠性不高，不利于长时间使用的缺点，具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，具体涉及一种人体负重减载器。
背景技术
人们在徒步旅行等休闲户外运动以及抢险救灾过程，经常需要携带较多装备，负重行走较长的距离，长时间负重会给人体带来强烈的疲倦感。因此，现有技术中出现了较多的步行助力装备和计算机仿生人体外骨骼等，这些技术往往结构复杂，零、部件众多，重量较重，需要搭配助力系统使用，能耗较大，操作不便，且价格昂贵，不利于维护保养，不能够在野外长时间使用，实用价值不高。
发明内容
本发明旨在提供一种人体负重减载器，该人体负重减载器结构新颖，机构设计巧妙，重量轻巧，携带方便，成本低廉，使用灵活方便。
本发明所述的人体负重减载器，包括重物托架，大腿杆件，小腿杆件，鞋，重物托架与大腿杆件的上端通过铰链连接，大腿杆件的下端与小腿杆件上端通过铰链连接，小腿杆件的下端和鞋通过铰链连接，大腿杆件的上端和小腿杆件上端分别安装有突耳，气缸的两端与突耳通过铰链连接；气缸控制电路安装于重物托架下方，由安装于鞋底面的压力开关控制。
所述的重物托架由支撑板和托板组成。
所述的气缸包括气路、活塞套筒和活塞杆，活塞套筒与大腿杆件上端的突耳通过铰链连接，活塞杆与小腿杆件上端的突耳通过铰链连接。
所述的重物托架的支撑板安装有背带，大腿杆件上安装有绑带。
本发明所述的人体负重减载器的大腿杆件、小腿杆件、鞋、突耳、气缸组成的结构为左右对称，与人体的两条腿相对应。
本发明的使用过程是这样的：重物绑定于重物托架的托板上，重物托架通过支撑板上的背带背在人体腰间，大腿杆件捆绑在人体大腿上，和小腿杆件通过铰链连接，小腿杆件和鞋通过铰链连接，大腿杆件的上端和小腿杆件上端分别安装有突耳，鞋底装有压力开关；左右的气缸两端与突耳通过铰链连接，活塞套筒与大腿杆件上端的突耳通过铰链连接，活塞杆与小腿杆件上端的突耳通过铰链连接，大腿杆件和小腿杆件能随人体的走路而自由摆动。人行走过程中，当人体落地脚接触地面时，鞋底下的压力开关受压力作用断开，气缸控制电路断开，气路中空气停滞，气缸的活塞套筒和活塞杆之间锁定，大腿杆件和小腿杆件之间不能产生相对运动，所负重物的重力通过大腿杆件和小腿杆件，传递到地面，实现对所负重物的部分减载；当人体抬升脚跨步离开地面时，压力开关因为不受力作用而复位，气缸控制电路导通，气路中空气导通，气缸的活塞杆能自由伸缩，大腿杆件和小腿杆件之间能产生相对运动完成人体抬腿、跨步动作。
本发明巧妙地运用了摆动导杆机构的工作原理，工作时通过小腿摆动，驱动活塞杆在气缸筒内移动，使气缸筒绕附着在人体身上的杆件摆动。同时，本发明还运用压力开关作为控制元件，控制气缸的工作状态，反应迅速，确保了减载器和人体的动作协调一致。这两者相结合，使得人们行走自由，不受任何干扰，从而实现人体负重减载的目的。本发明不需要使用驱动电机，完全依靠人体的小腿驱动，气缸的能耗也非常的低，可以长时间持续工作，同时助力结构的精简也使得成本大为降低，不存在因为电子元件因负载过大而烧毁的风险，适于全天候以及恶劣的自然条件下使用。
本发明提供的人体负重减载器结构简单、轻便，成本低廉，稳定可靠，能耗低，可以长时间无故障使用，满足了人体长时间负重行走减负的需求，具有很高的实用价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的人体负重减载器正面示意图。
图2是本发明实施例提供的人体负重减载器侧面示意图
图中的序号和各部分结构及名称如下：
1为重物托架，由支撑板101和托板102组成；2为大腿杆件；3为小腿杆件；4为鞋；5为压力开关；6为气缸，包括气路61、活塞套筒62和活塞杆63；7为气缸控制电路；8、9为突耳。
具体实施方式
以下结合附图描述本发明的一种实施例：
重物绑定于重物托架1的托板102上，重物托架1通过支撑板101上的背带背在人体腰间，大腿杆件2捆绑在人体大腿上，和小腿杆件3通过铰链连接，小腿杆件3和鞋4通过铰链连接，大腿杆件2的上端和小腿杆件3上端分别安装有突耳8、9，鞋4的底面装有压力开关5；左右的气6缸两端与突耳8、9通过铰链连接，活塞套筒62与大腿杆件上端的突耳8通过铰链连接，活塞杆63与小腿杆件上端的突耳9通过铰链连接，大腿杆件2和小腿杆件3能随人体走路自由摆动。人走路过程中，当落地脚接触地面时，鞋4底下的压力开关5受压力作用断开，气缸控制电路7断开，气路61中空气停滞，气缸6的活塞套筒62和活塞杆63之间锁定，大腿杆件2和小腿杆件3之间不能产生相对转动，重物的重力通过大腿杆件2和小腿杆件3传递到地面，实现对重物的减载；当人体抬升脚跨步离地时，压力开关5因为不受力作用而复位，气缸控制电路7导通，气路61中空气导通，气缸6的活塞杆63能自由伸缩，大腿杆件2和小腿杆件3能随人体完成抬腿、跨步动作。
Claims (3)
1.一种人体负重减载器，包括重物托架（1），大腿杆件（2），小腿杆件（3），鞋（4），重物托架（1）与大腿杆件（2）的上端通过铰链连接，大腿杆件（2）的下端与小腿杆件（3）上端通过铰链连接，小腿杆件的下端（3）和鞋（4）通过铰链连接，其特征在于：大腿杆件（2）的上端和小腿杆件（3）上端分别安装有突耳（8、9），气缸（6）的两端与突耳（8、9）通过铰链连接；气缸控制电路（7）安装于重物托架（1）下方，由安装于鞋（4）底面的压力开关（5）控制；气缸（6）包括气路（61）、活塞套筒（62）和活塞杆（63），活塞套筒（62）与大腿杆件（2）上端的突耳（8）通过铰链连接，活塞杆（63）与小腿杆件（3）上端的突耳（9）通过铰链连接。
2.如权利要求1所述的人体负重减载器，其特征在于：重物托架（1）由支撑板（101）和托板（102）组成。
3.如权利要求1或2所述的人体负重减载器，其特征在于：重物托架（1）的支撑板（101）安装有背带，大腿杆件（2）上安装有绑带。
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