CN106346448B - 一种辅助支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种辅助支撑装置，包括外骨骼机构和安装在外骨骼机构上的负重平台，负重平台与外骨骼机构通过连接组件可拆卸连接，连接组件包括嵌套配合的公接头和母接头，公接头和母接头分别固定于负重平台和外骨骼机构上，公接头和母接头之间设置有卡榫和卡槽，以及用于驱动卡榫进入或退出卡槽的操作机构和传力机构。其中操作机构可采用拉线式、旋钮式或拨杆式，传力机构为楔块机构、导向槽机构或磁力机构。负重平台与外骨骼通过快速拆卸部件等实现可拆卸连接，实现了负重平台模块化设计，提高了外骨骼装置的适应性和通用性，可拆卸连接还使外骨骼装置的穿戴更加便捷，能够适用于单人操作。

Description

一种辅助支撑装置

技术领域

本发明属于机器人穿戴设备技术领域，具体涉及一种辅助支撑装置。

背景技术

外骨骼装置是一种可穿戴在人体外部，并根据人体运动姿态或人脑意念，采用外部能源或通过人力蓄能，从而辅助穿戴者承重或助力的一种穿戴类机械设备。下肢外骨骼装置是一种穿戴在人体下肢和躯干的外骨骼装置，主要用于增强人体负重能力，辅助人体行走的作用。在军事领域，下肢外骨骼装置能够增强士兵的负重和运动能力，有效提高单兵作战能力；在应急救援领域，可以广泛应用于消防、救灾等需要背负大量物资，而车辆又无法通行的情况；此外，还能用在登山、旅游、助行和康复领域。因此，具有很广阔的应用前景。

现有技术中，下肢外骨骼装置采用不可拆卸式设计将负重平台与外骨骼下肢机构固定连接，这种设计方式虽然能满足承重需求，但存在两方面的不足。首先，负重平台和外骨骼下肢机构固定式的设计造成单人难以穿戴外骨骼装置负重行走。这种固定式设计的外骨骼通常有两种穿戴方式，一种为将需要背负的物品先捆绑于负载平台之上，再将带有负重的外骨骼整体穿戴上人体，笨重的装置造成穿戴不便，而且如果穿戴者需要中途休息，还需将整个装置完全脱下才能放松；另一种方式为先将外骨骼装置穿戴上人体，再由辅助人员为其将需要背负的物品捆绑于负载平台上，也即需要他人辅助完成，同样此种方式在穿戴者中途休息时需要辅助人员帮其先卸下货物。故两种方式既不方便穿戴与脱卸，也不方便行走途中的短暂休息，严重制约了下肢外骨骼的便捷性。

另外，由于负重平台与外骨骼下肢机构固定连接，因此每个装置只能有一种固定模式的负重平台，从而限制了其背负物品的种类。外骨骼装置潜在的应用场景是很广泛的，例如可用于背负背包、物资、水箱、大型货物(冰箱、电视、洗衣机等)、伤员、抬担架、老年助行等等。但一种负重平台即便采用多功能设计，也难以满足各种应用场合，由此严重制约了下肢外骨骼装置的适用范围。故此，现有技术中将负重平台与外骨骼下肢机构固定连接的设计方式，严重制约了下肢外骨骼装置的便捷性和适用性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种辅助支撑装置，便于负重平台与外骨骼下肢机构的连接和拆卸，使穿戴便捷，负重功能多样化。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：

一种辅助支撑装置，包括外骨骼机构和安装在外骨骼机构上的负重平台，所述负重平台与外骨骼机构通过连接组件可拆卸连接，该对接组件还设置有用于锁死和解锁负重平台与外骨骼机构的锁定机构。

将外骨骼装置设计成负重平台与下肢外骨骼可拆卸式结构，并且在两者的联接处采用能够快速拆卸的锁定机构锁死，实现负重平台与下肢外骨骼的快速联接和拆卸，以及连接状态下的锁死与承重。将这种快速拆装与锁死对接装置设计成负重平台与下肢外骨骼之间的标准化通用结构，这样负重平台可以在此基础上实现多样化设计。

所述连接组件包括嵌套配合的公接头和母接头，所述公接头和母接头分别固定于负重平台和外骨骼机构上，并通锁定机构实现拆卸和锁死；所述锁定机构包括卡榫、卡槽以及用于驱动卡榫进入或退出卡槽的操作机构和传力机构，所述卡榫设置在公接头和母接头中的其中一个上，所述卡槽设置在另一个接头上。

进一步，所述对接装置还包括使公接头和母接头在没有解锁或锁死动作的情况下能保持在锁死或松开状态的保持机构。公接头和母接头具有锁死和松开两种常态，需要通过外力在两种状态间切换。

进一步，还包括常态时使公接头和母接头保持在锁死状态的复位机构，所述复位机构为弹性机构或磁性组件。公接头和母接头只有锁死一种常态，靠外力解锁，但不能保持在解锁状态。

进一步，所述公接头与母接头之间设置有用于连接时导向的自对准机构。以便于连接时导向对准，操作方便。可采用倒角或倾斜面的方式。

进一步，所述操作机构被配置为沿公接头和母接头周向旋转或轴向运动，所述传力机构的运动方向为轴向滑动或周向旋转，所述卡榫被配置为正反向自身旋转式、沿公接头和母接头的径向或周向运动。

进一步，所述操作机构为拉线结构、旋钮结构或沿轴向的拨动结构；所述传力机构为楔块机构、导向槽机构、通过弹性或磁力驱动的机构；所述卡榫机构为滑动伸缩机构、旋转卡盘机构、棘爪机构或与传动机构和操作机构一体成型的弹性变形机构。其中导向槽机构是通过倾斜导向槽的两侧壁使卡榫能够伸出或退回，能够沿相反的两个方向运动。

进一步，所述负重平台包括背板、支撑平台和肩带，支撑平台安装在背板上，所述背板上设置有连接孔，所述外骨骼机构上设置有带孔的固定座。

具体的，所述母接头上沿周向设置有多个滑槽，所述卡榫安装在滑槽内并能沿径向滑动，所述卡槽开设在公接头上，公接头伸入母接头内通过防转结构限制其相对转动，并通过卡榫和卡槽轴向锁紧；所述卡榫上开设有安装槽，安装槽内设置有第一磁铁，所述母接头上套设有旋转套，旋转套上安装有交替设置的多个第二磁铁和第三磁铁，所述第二磁铁与第一磁铁相吸，第三磁铁与第一磁铁相斥，该母接头之间设置有一个或多个弹簧和顶珠机构，相应的旋转套上沿周向设计有多个与第二磁铁和第三磁铁对应的，并能与顶珠配合的凹槽，从而形成多个卡止位，使旋转套能在第二磁铁或第三磁铁正好与第一磁铁对应时卡止。当旋转套的第二磁铁旋转至与卡榫的第一磁铁相对应时，卡榫在第一磁铁和第二磁铁的相吸作用下，滑移出卡槽，从而实现对接头的解锁；当旋转套中的第三磁铁旋转至于卡榫的第一磁铁相对应时，卡榫在第一磁铁和第三磁铁的相斥作用下，滑移入对接公头的卡槽内，从而实现对接头的锁死。

进一步地，所述母接头上沿周向设置有多个滑槽，所述卡榫安装在滑槽内并能沿径向滑动，所述卡槽开设在公接头上，公接头伸入母接头内通过防转结构限制其相对转动，并通过卡榫和卡槽轴向锁紧，所述母接头上的滑槽内设有限制卡榫滑动位置的限位槽，相应的卡榫外端设有限位滑块，进而防止卡榫过度滑出或脱离滑槽。同时在限位槽的母接头端面和卡榫限位滑块端面间设有压簧，用于将卡榫向母接头外侧顶出，由此在没有外力的作用下母接头内的卡榫会在该压簧的作用力下滑出公接头上的滑槽并保持解锁状态。所述母接头外套有旋转套，该旋转套内壁交替设置有曲面连续的凹部和凸部，所述凹部和凸部的顶弧处均设置有卡止凸块。相应的，卡榫的外端面采用与旋转套凹部匹配的凸面，并且在凸面的顶弧处设有与旋转套上卡止凸块相匹配的卡止槽。当旋转套旋转至其凹部与卡榫外端面相接触时，卡榫在压簧的作用下滑出公接头的卡槽，从而公接头和母接头解锁并松开，当旋转套转动至凸部与卡榫端面对应时，在旋转套凸部的挤压作用下，卡榫挤压压簧向内运动进入卡槽，从而实现公接头和母接头的卡死和锁紧。而卡止凸块和卡止槽的作用是，在无外力作用的情况下，使其保持在锁紧位置或松开位置。

进一步地，所述卡槽开设在母接头容纳腔内壁上，母接头与负重平台安装固定，公接头上沿径向方向贯通地设有滑槽，滑槽沿周向分布，卡榫安装在滑槽内并能沿滑槽内外滑动，还包括底板、压板、复位弹簧和螺栓，螺栓依次穿过公接头、压板和底板，将底板与公接头之间固定，复位弹簧外套在螺栓上，一端抵在底板上，另一端抵在压板上，将压板压向公接头，其中，压板朝向公接头的一侧设置有压头，压头上沿中心线方向倾斜设置有导向槽，且导向槽的位置由远离公接头端面的方向至靠近公接头端面的方向逐渐向中心线靠拢，所述导向槽截面为T型槽，卡榫内端设置有T型的卡销，卡销伸入导向槽内；常态时，复位弹簧通过抵压压板驱动压头向公接头端面运动，使卡榫向外运动而进入卡槽内实现锁定；当穿戴者按压压板时，压板挤压复位弹簧，并通过滑轨带动卡榫向公接头内部收缩，从而使卡榫滑出滑槽，实现解锁。

进一步地，所述母接头内壁上设置有卡槽，母接头底部安装有磁铁，并与负重平台连接，公接头上沿径向开设有滑槽，滑槽沿周向分布，卡榫安装在滑槽内，卡榫内端设置有限位块，公接头内形成容纳腔，并安装有多边形结构的顶块，该顶块具有小径段和大径段，小径段伸入各个卡榫内端围成的空间内，并与母接头底部磁铁正对，小径段和大径段之间通过导向锥面过渡，卡榫的限位块上具有与该导向锥面对应的导向斜面，且小径段端部沿周向交替安装有两种磁极的驱动磁铁，公接头外部延伸形成旋转盘，并连接有外骨骼安装座。

进一步地，所述公接头包括用于连接下肢外骨骼的固定座、旋转滑动卡套和卡套安装座，旋转滑动卡套套在卡套安装座外，卡套安装座与固定座连接，所述旋转滑动卡套前端外侧设置有卡榫，所述母接头上开设有卡槽和避让槽，卡榫通过避让槽从轴向装入卡槽后，转动至与避让槽错开的位置实现轴向锁紧；所述操作机构为拉线，拉线与旋转滑动卡套外壁设置的拉环连接，所述旋转滑动卡套与卡套安装座之间固定有扭簧；常态时，在扭簧作用下，卡榫处于与避让槽错开的位置，保持锁紧状态，需要对接或拆卸时，通过拉线拉动旋转滑动卡套转动，当转动至卡榫与避让槽对应时，能够将公接头和母接头分离。对接公头和对接母头的轴心位置，还设置有多边形倾斜面，该倾斜面既能用于两对接头快速对准，并且能防止两对接头轴向相互旋转，进而避免非人为的旋转对接头，造成卡榫从避让槽中脱离。

进一步地，所述公接头上设置有固定台，固定台朝向母接头的一端具有倾斜导向面，固定台外壁沿周向设置有卡槽，所述母接头上安装有卡盘，卡盘上设置有多个顶块，卡盘与母接头之间设置有旋转盘，旋转盘内圈沿周向设置有多个悬臂式卡榫，卡榫朝向固定台的一面具有与导向面对应的倾斜面，对接时，固定台的导向面挤压卡榫，使其向外运动，待卡槽与卡榫对应时，卡榫落入卡槽内实现锁紧；所述顶块位于相邻两个卡榫之间，并与卡榫端部之间通过楔面配合，转动旋转盘时，顶块通过楔面挤压卡榫，使卡榫向外运动退出卡槽。

如上所述，本发明的有益效果是：负重平台与外骨骼分别制作成模块化结构，并通过快速拆卸部件等实现可拆卸连接，使用便捷。便于根据需求选择不同的负重平台，提高了外骨骼装置的适应性和通用性。使其功能多样化、穿戴便捷，能够适用于单人操作或两人协作。

附图说明

图1为本发明实施例1中外骨骼装置的爆炸视图；

图2和图3为本发明实施例1中连接组件和锁紧装置的爆炸视图；

图4为本发明实施例1中连接组件和锁紧装置安装示意图；

图5和图6为本发明实施例2中采用旋转式操作机构时，连接组件和锁紧装置的爆炸视图；

图7为本发明实施例2中公接头与母接头锁紧状态的结构示意图；

图8为本发明实施例2中公接头与母接头松开状态的结构示意图；

图9和图10为本发明实施例3中采用伸缩式操作机构时，连接组件和锁紧装置的爆炸视图；

图11为本发明实施例3中公接头与母接头松开状态的结构示意图；

图12为本发明实施例3中公接头与母接头锁紧状态的结构示意图；

图13为本发明实施例4中连接组件和锁紧装置的爆炸视图；

图14为本发明实施例4中公接头与母接头松开状态的结构示意图；

图15为本发明实施例4中公接头与母接头锁紧状态的结构示意图；

图16和图17为本发明实施例5中采用拉线操作机构时，连接组件和锁紧装置的爆炸视图；

图18为本发明实施例5中公接头与母接头连接结构的示意图；

图19和20为本发明实施例6中连接组件和锁紧装置的爆炸视图；

图21为本发明实施例6中公接头与母接头锁紧状态的结构示意图；

图22为本发明实施例6中公接头与母接头松开状态的结构示意图；

图23和24为本发明实施例6中卡榫的安装示意图；

图25和图26为本发明实施例7中公接头与母接头的爆炸视图；

图27为本发明实施例7的剖视示意图；

图28为本发明实施例7中卡榫与顶头的装配示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

实施例1

如图1所示，一种外骨骼装置，包括外骨骼机构1和安装在外骨骼机构1上的负重平台2，所述负重平台2与外骨骼机构1通过连接组件3可拆卸连接，负重平台2与外骨骼机构1之间还设置有锁死和解锁连接组件3的锁定机构，本例中外骨骼机构1优选为下肢外骨骼。

将外骨骼装置设计成负重平台2与下肢外骨骼可拆卸式结构，并且在两者的联接处采用能够快速拆卸的锁定机构锁死，实现负重平台2与下肢外骨骼的快速连接和拆卸，以及连接状态下的锁死与承重。将这种快速拆装和锁定机构设计成负重平台2与下肢外骨骼之间的标准化通用接头，这样负重平台2可以在此基础上实现多样化设计。

更具体的如图2至图4所示，所述连接组件3有两个端头，分别固定连接在负重平台2和下肢外骨骼1上，由于两者之间承受各方向的剪力与扭矩，为了满足锁定机构的各向受力，该连接组件3的两个端头分别设计为外形相匹配的公接头300和母接头301形式。公接头300和母接头301的外形可为三角形、四边形、五边形、任意多边形，以及圆形、椭圆形等形式，只要公接头和母接头外形相互嵌套匹配即可。连接时公接头插入母头匹配的槽中，实现嵌套式连接。

本例中锁定机构包括卡榫303和卡槽304以及用于驱动卡榫303进入或退出卡槽304的操作机构和传力机构，其中操作机构是用于外力直接操作的机构，传力机构是连接在操作机构与卡榫303之间，将外力的动作传递至卡榫303，实现锁死或者打开动作，所述公接头300和母接头301分别固定于负重平台2和外骨骼机构1上，并通过卡榫303和卡槽304实现拆卸和锁死。所述卡榫303既可设置在公接头300上，相应的卡槽304设置在母接头301上；也可将卡榫303设置在母接头301上，相应的卡槽304设置在公接头300上。

本例中卡榫303安装在母接头301上，母接头301外轮廓成圆柱形，其内侧设置有容纳公接头300的容纳腔，容纳腔与公接头300的对接部均为多边形结构，母接头301上沿周向间隔设置有多个滑槽302，滑槽302沿径向贯穿母接头301，卡榫303安装在滑槽302内并能沿母接头301径向滑动，卡榫303侧面设置有限位挡块310，卡榫303内端(靠近对接口的那侧)设置有导向斜面，采用了大面积的45度导角以便于公接头300伸入，当公接头300进入时，不再需要通过操作机构(转动旋转套400)收起卡榫303。而是直接利用公接头300的端面导角和卡榫303导角的斜面，将卡榫303顶入母接头301的滑槽中，因为卡榫303是通过同极磁铁的斥力顶入滑槽302的，所以当对接头滑入时，是可以被压缩的。所述卡槽304开设在公接头300上，公接头300伸入母接头301内通过防转结构限制公接头300和母接头301相对转动，并通过卡榫303和卡槽304轴向锁紧，公接头300一端与母接头301配合，另一端为用于固定负重平台2的安装座。其中的防转结构即设计为多边形配合结构，可以为三角形、矩形形、五边形、六边形等。

其中操作机构采用旋钮式结构，即旋转套400，传力机构采用磁力机构，即异性磁铁相吸同性磁铁相斥，具体地：卡榫303上靠近外端的位置开设有安装槽305，安装槽305内设置有第一磁铁306，母接头301外套有旋转套400，旋转套400上沿周向安装有多个第二磁铁401和第三磁铁402，第三磁铁402和第二磁铁401设置于旋转套400上开设的固定槽406内，所述第二磁铁401与第一磁铁306相吸，第三磁铁402与第一磁铁306相斥，第二磁铁401与第三磁铁402交替设置，并且第二磁铁401与第一磁铁306数量相同，第三磁铁402与第一磁铁306数量相同。采用上述结构，通过磁铁同性相吸异性相斥的原理，当操作旋转套400至第二磁铁401与第一磁铁306相对时，在吸力作用下卡榫303沿径向向外滑动，并脱离卡槽304，实现解锁，此时公接头300和母接头301松开，实现负重平台2与下肢外骨骼的拆卸。当操作旋转套400至第三磁铁402与第一磁铁306相对时，在斥力作用下使得卡榫303压紧并保持在卡槽304内，实现公接头300和母接头301的锁死。旋转套400和母接头301后方还设置有连接座319，连接座319与母接头301上对应开设有连接孔315，公接头300的底座上也设置有连接孔315，分别用于与负重平台2或外骨骼机构1安装连接，其中连接座319还用于防止旋转套400朝后方滑出。

为了保证公接头300和母接头301在人为作用下能够迅速对接或拆卸，又保证在连接时非人为的外力不会导致两接头连接脱离或者自动改变连接状态，在公接头和母接头设置有保持锁死或松开状态的保持机构，本例中具体为：在母接头301与旋转套400之间沿圆周方向设置有多个卡止位，每个卡止位与固定槽406对应，本例中，每个卡止位由弹簧405、顶珠404和定位孔403组成，弹簧405和顶珠404安装在母接头301和旋转套400对应开设的定位孔307和定位孔403上，只有在人为操作旋转套400克服扭力力距的作用下，才能实现卡止位的变化，起到挡位保持的作用。

进一步地，为了便于公接头300和母接头301连接时位置对准，在公接头300和母接头301对接的位置设置有导向面309，在连接时具有较强的对准容错性，即便公接头300和母接头301没有完全对准，也可以在导向面309的帮助下滑入正确位置。其作用是，将负重平台2和下肢外骨骼分开设计后，穿戴者可以先单人穿戴上下肢外骨骼，然后将负重绑缚于负重平台2，再将负重平台2的肩带背上，最后将连接组件3对准并锁死。此时，由于穿戴者需要完成自身背部的连接组件3对准和锁死，因此，该连接组件3的自找准特性尤为重要。

进一步地，负重平台2可以为任意常用背包结构，如将任意款双肩背包的腰背部固定在连接组件3的一端接头，即可实现一种模块化负重平台。如果双肩包为登山包，需要将腰背部的腰带和背垫先行拆下，然后再固定公接头300或母接头301。穿戴者在穿戴下肢外骨骼背负该背包时，背包内物品的重量通过背包腰背部固定的连接组件3传至下肢外骨骼上从而实现高效承重，而背包的肩带背负在人体的肩部主要起到控制背包重心的作用。

本例中为了实现负重平台2的通用功能，优选地将负重平台2设计成一种多功能的模块化负重平台，其主要包括背板21、支撑平台22、肩带24等，支撑平台22固定在背板21下部，背板21支撑在连接组件3的其中一个接头上，背板21上开设有用于与连接组件3固定的连接孔23，外骨骼机构1上设置有带孔的固定座24，用于与连接组件3安装固定。

所述通用多功能负重平台2在绑带、担架吊具、大型货物背带等配件的辅助下可以完成各种负重背负任务。例如，登山包、行李箱、水桶、油箱、米袋等行李物资可以放置于折叠平台22上，并采用弹性绑带与背板21固定，从而实现稳定背负。单人背负伤员时，让伤员坐在支撑平台22上即可实现伤员背负。

实施例2

本例中与实施例1的不同之处在于锁定机构及连接组件3的结构，具体地如图5至图8所示：

母接头301上沿周向设置有多个滑槽302，滑槽302沿径向贯穿所述母接头301，卡榫303安装在滑槽302内并能沿径向滑动，卡槽304开设在公接头300上，公接头300伸入母接头301内，并与母接头301的容纳腔呈矩形结构，限制两者相对转动，并通过卡榫303和卡槽304轴向锁紧。所述卡榫303侧面设置有限位挡块310，在母接头301滑槽302侧面对应的拥有限位槽，从而防止卡榫过度滑动脱离母接头301。母接头301内安装有用于将卡榫303朝外顶的弹簧410，弹簧410一端顶在母接头301的限位槽的端面上，另一端顶在卡榫303的限位挡块310上，从而确保卡榫303在没有其它外力作用时，能够自动滑出卡槽304，并使公母接头处于解锁状态。卡榫303的外端为弧形，并开设有卡止槽311，母接头301外套有旋转套400，该旋转套400内壁交替设置有凹部408和凸部407，形成起伏的连续曲面结构，凹部408和凸部407上均设置有与卡止槽311配合的卡止块409，当旋转套400转动至凹部408与卡榫303对应时，卡榫303在弹簧作用下向外运动至与凹部408贴合，此时卡榫303内端与卡槽304脱离，公接头300和母接头301松开，当旋转套400转动至凸部407与卡榫303对应时，在凸部407的挤压作用下，卡榫303向内运动进入卡槽304，公接头300和母接头301锁紧。其中卡止块409和卡止槽311作为保持机构，在无外力作用的情况下，使其保持在锁紧位置或松开位置。

本例中在公接头300和母接头301上也用于连接时自找准的倒角面309。

母接头301固定在下肢外骨骼上，公接头300与负重平台2连接，其余实施方案均与实施例1相同。

实施例3

本例中采用压板式操作机构轴向运动来驱动卡榫303沿径向内外运动，具体如图9至图12所示，卡槽304开设在母接头301容纳腔内壁上，母接头301与负重平台安装固定，公接头300和母接头301均为三角形结构，当然也可以为其他多边形。公接头300上沿径向方向贯通地设有滑槽302，滑槽302沿周向分布，卡榫303安装在滑槽302内并能沿滑槽302内外滑动。公接头300和母接头301对应设置有用于对位找准的倒角面309。

本例中与实施例1较大的区别在于，锁定机构还包括使卡榫303和卡槽304在穿戴者没有解锁动作的情况下能自动回复并保持锁死状态的复位机构，本例中采用复位弹簧411。

其中操作机构和传力机构包括：底板413、压板414、复位弹簧411和螺栓412，螺栓412依次穿过公接头300、压板414和底板413，将底板413与公接头300之间固定，复位弹簧411外套在螺栓412上，一端抵在底板413上，另一端抵在压板414上，将压板414压向公接头300，其中，压板414朝向公接头300的一侧设置有压头415和压板支撑脚416，公接头300上设置有压板连接槽417，压板支撑脚416顶在公接头300上，压头415位于压板414中部，压头415上沿中心线方向倾斜设置有导向槽418，形成导向槽机构，每个导向槽418对应一个卡榫303，导向槽418与中心线有夹角，且导向槽418前端离中心线的距离小于后端离中心线的距离，前端是指靠近公接头300的一端，后端是指远离公接头300的一端。其中导向槽418截面为T型槽，卡榫303内端设置有T型的卡销312，卡销312伸入导向槽418内，并能与压头415产生相对滑动。

压板414向外延伸形成拨动盘419，常态时由于底板413与公接头300位置是固定的，在复位弹簧411压力作用下将压板414压向公接头300，而此时导向槽418相对于卡销312向前运动，驱动卡榫303沿径向向外运动而进入卡槽304内，当运动至导向槽418后端位置与卡销312对应时停止，此时卡榫303在弹力作用下保持在卡槽304内，使公接头300和母接头301锁紧，只有经外力拨动压板414才能改变锁死状态。当需要松开母接头301和公接头300时，需要拨动压板414向后运动，使导向槽418相对于卡销312向后滑动，直到导向槽418前端与卡销312对应时，卡榫303完全脱离卡槽304，进而可实现拆卸。

本例中导向槽418和卡销312起到传力作用，和复位弹簧411配合又起到复位机构的作用，使得公接头300和母接头301保持在锁死状态，既保证公接头300和母接头301在人为作用下能够迅速对接或拆卸，又保证在连接时非人为的外力不会导致两者脱离。

实施例4

如图13至15所示，母接头301为圆形结构，母接头301内壁上设置有卡槽304，母接头301中部设置有固定槽313和连接孔315，固定槽313内安装有磁铁314，磁铁314是由两种磁极交替布置，连接孔315用于与负重平台连接时紧固件的装入，公接头300上沿径向开设有滑槽302，滑槽302沿周向分布，卡榫303安装在滑槽302内，卡榫303内端设置有限位块316，避免其滑出滑槽302，公接头300连接有旋转盘424结构，旋转盘424后部外套有外骨骼安装座427，外骨骼安装座427与旋转盘424之间设置有轴套428，外骨骼安装座427上连接有固定底盘425，固定底盘425与外骨骼安装座427之间设置有垫片426，所述旋转盘424内形成容纳腔，并设置有六边形结构的顶块420，该顶块420具有小径段和大径段，小径段伸入各个卡榫303内端围成的六边形空间内，小径段和大径段之间通过导向锥面422过渡，卡榫303的限位块316上具有与该导向锥面422对应的导向斜面，且小径段端面安装有磁铁421并由安装在公接头300上的端盖423盖住，不同磁极的磁铁421沿周向间隔布置。具体地，小径端的端面内侧安装有磁铁421，其个数与对接母头上的磁铁314相同，并且同样采用正反两极交替布置。盖板423盖住对接公头300的顶端，这样便于卡榫303以及顶块420的安装与维护。

该结构，操作旋转盘424转动时，旋转盘424带动顶块420转动，当转动至顶块420上的磁铁421与母接头301的磁铁314异性相吸时，顶块420沿轴向朝母接头301滑动，在导向锥面422和限位块316斜面的作用下，卡榫303向外运动进入卡槽304，将公接头300和母接头301轴向锁紧。需要解锁时，人为转动旋转盘424至顶块420上的磁铁421与母接头301的磁铁314相斥，此时顶块420沿远离母接头301的方向运动，卡榫303内端面安装有磁性吸引材料并与顶块420外壁相吸，从而退回到滑槽302内。

由于磁铁通常会保持相吸的状态，因此该结构能够在无外力作用的情况下，保持锁紧状态。虽然该装置没有轴向限位，但是在对接头锁死的情况下，公接头和母接头内的磁铁是相吸的，因此母接头旋转时，会带动公接头旋转，从而避免因为轴向旋转造成两端磁铁相斥，进而解锁的状态。也就是说这个快拆是允许轴向旋转的，但不会出现非人为解锁情况。其余均与实施例1相同。

实施例5

如图16至图18所示，本例中采用拉线扭簧结构，卡榫303的运动方向为沿周向转动，其中，公接头包括用于连接下肢外骨骼的固定座434、安装座底盘435、旋转滑动卡套440和卡套安装座437，安装座底盘435后端与固定座434通过花键连接，旋转滑动卡套440套在卡套安装座437外，卡套安装座437后端通过卡齿438与安装座底盘435固定，所述旋转滑动卡套440前端外侧形成两个卡榫303，旋转滑动卡套440后端内壁设置有旋转定位槽433，卡套安装座437后端外壁上设置有与旋转定位槽433对应的旋转定位挡块439，在卡套安装座437与旋转滑动卡套440之间还设置有滑动轴套436；本例中操作机构采用拉线431，拉线431与旋转滑动卡套440外壁设置的拉环432连接，复位机构采用扭簧430，扭簧430一端固定在旋转滑动卡套440上，另一端固定在卡套安装座437上，旋转滑动卡套440和卡套安装座437上分别开设有用于固定扭簧430端部的安装孔。通过花键和卡齿438固定旋转定位挡块439的位置，而旋转定位挡块439的位置是确保旋转滑动卡套440在固定角度内转动。通过花键和卡齿438，使旋转定位挡块439和外骨骼固定座434之间的相对位置固定，避免旋转定位挡块439在外力的作用下被带离原位置，造成旋转滑动卡套440的位置出现挪动。

母接头301上开设有卡槽304和避让槽317，卡榫303通过避让槽317从轴向装入卡槽304后，转动至与避让槽317错开的位置实现轴向锁紧；为了便于安装，卡套安装座437内壁为锥形面，母接头301中部形成棱锥形导向台318，由此便于对接头在对接时快速对准，并且其多边形轮廓防止公接头300和母接头301之间出现相对转动，避免卡榫303在非人为作用下从避让槽317中退出。具体的，本实施例中该多边形棱锥导向台318采用的是六边形。常态时在扭簧430作用下，卡榫303处于与避让槽317错开的位置，不能从卡槽304中脱出，可以保持锁紧状态，需要拆卸时通过拉线431和拉环432，拉动旋转滑动卡套440转动，当转动至卡榫303与避让槽317对应时，可将公接头300和母接头301分离，在此过程中卡套安装座437和安装座底盘435都是不转动的，旋转滑动卡套440的转动范围由旋转定位槽433和旋转定位挡块439限制。该结构能够在无外力操作的情况下通过扭簧430使其保持在锁紧状态。

实施例6

如图19至24所示，本例中卡榫303为采用自身转动的方式布置在公接头300内，也就是通常的棘爪结构，公接头300和母接头301的底座上均开设有连接孔，卡槽304开设在母接头301内壁上，卡榫303通过卡销320转动安装在公接头300上开设的通槽322内，向外转动时伸出公接头300外壁，向内转动时退入公接头300通槽322内，其中操作机构采用拨动板325，传力机构采用压簧324和拨动杆321，拨动板325位于公接头底座328与公接头300之间，并能沿轴向滑动，压簧324抵在拨动板325与公接头之间，拨动杆321设置在卡榫303上，并伸入拨动板325上设置的驱动套326，常态时，在压簧324作用下，拨动板325远离公接头300，使卡榫303伸出通槽322，当需要解锁时，朝靠近公接头300的方向拨动拨动板325，驱动套326扳动卡榫303向内旋转退回通槽322内。

本例中公接头300、母接头301、拨动板325和驱动套326均为六边形结构，公接头底座328、公接头300和母接头301上均设置有避让槽323，使得拨动板325可以沿轴向滑动，卡榫303和卡槽304为扇形结构，卡销320为扁销，设置在卡榫303的两侧，公接头300的通槽322内壁上开设有圆形安装槽330和矩形槽329，矩形槽329宽度小于圆形安装槽330直径，扁销由矩形槽329装入圆形安装槽330内，在圆形安装槽330内转动。拨动杆321的方向与卡销320方向垂直，驱动套326上开设有对拨动杆321对应的拨动槽327。该拨动槽327呈十字型，其中沿公接头轴向的十字槽是为了避免拨动杆321在摆动过程中与驱动套326的外壁发生干涉，而十字型避让槽327沿公接头周向的通槽与拨动杆321顶端的圆头销321a配合，形成滑块滑槽机构，从而带动卡榫303内旋或外翻。

本实施例在常态下，驱动套326在压簧324的作用下被顶向公接头底座328，从而使驱动套326上的拨动槽327带动卡榫303的拨动杆321朝公接头底座328方向摆动，进而使卡榫303外翻出公接头300的外壁，并伸入母接头301上的卡槽304内，从而实现对接头的锁死，该状态如图21所示。需要解锁时，操作者只需将拨动板325推向母接头301侧，则会驱使驱动套326挤压压簧324，并且驱动套上的拨动槽327带动拨动杆321朝母接头侧摆动，进而驱使卡榫303内旋如通槽322内，由此便是卡榫303退出卡槽304，并实现公接头300和母接头301的解锁，该状态如图22所示。另外，若想将两接头对接，只需将母接头301大致对准公接头300，便能在倒角面309的帮助下自行对准并滑入，同时当母接头301的倒角面309碰触到卡榫303的外侧倾斜面时，可以直接挤压卡榫303迫使其压入通槽322内，并且反向驱使拨动杆322朝母接头方向摆动，进而带动驱动套326朝母接头方向运动，并压迫压簧324，实现弹性蓄能。直到公接头300已完全滑入母接头301容纳腔后，卡槽304正好与卡榫匹配，此时压簧324释放弹性蓄能，带动驱动套326和拨动杆321复位，进而驱使卡榫303自行滑入卡槽304中，从而实现对接头的锁死。

实施例7

如图25至图28所示，本例中公接头300和母接头301上均设置有用于外骨骼机构1或负重平台2连接的连接孔，公接头300上设置有固定台345，固定台345外壁沿周向设置有卡槽304，固定台345中部形成内凹的棱锥型，以对应于母接头301上设置的棱锥343，对接后防止两者相对转动，所述母接头301上安装有卡盘340，卡盘340与母接头301之间设置有旋转盘342，旋转盘342成环型，外环为采用花式结构便于操作者旋转，其内圈沿周向设置有多个悬臂式卡榫303，该悬臂347具有一定的弹性和韧性，既能带动卡榫303跟随旋转盘342旋转运动，也能发生一定的弯折从而允许卡榫303朝外环侧退让。卡榫303的两端为倾斜面303b，所述卡盘340上沿周向设置有多个顶块341，顶块341位于相邻两个卡榫303之间，且顶块341两端为与卡榫303对应的倾斜面，卡榫303朝向固定台345的一面为倾斜面303a，固定台345的端部边缘为倾斜导向面346。

接头对接时，通过固定台345导向面与卡榫303的挤压，使得卡榫303朝旋转盘342的外环方向移动，进而退入卡盘340内侧，固定台345伸入旋转盘342后，卡槽304与卡榫303对位，此时卡榫303在其悬臂347的弹性作用下复位，落入卡槽304中，在轴向上定位；解锁时，转动旋转盘342，由于顶块341挤压卡榫303两端的倾斜面，使得卡榫303朝旋转盘342的外环方向移动，并脱离卡槽304，此时公接头可与母接头分离。由于卡榫303两端和顶块341两端均有斜面，无论旋转盘342正转还是反转都能使卡榫303退出卡槽304。

本例中卡榫303与旋转盘342一体成型，依靠卡榫303的弹性挤压实现卡紧和分离，操作方便，整体组件结构简单，制造成本低；其中卡盘340上设置有固定柱344，固定柱344上开设有螺孔，母接头301底座上穿设有螺钉，通过螺钉与固定柱344连接。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种辅助支撑装置，包括外骨骼机构和安装在外骨骼机构上的负重平台，其特征在于：所述负重平台与外骨骼机构通过对接组件可拆卸地连接，该对接组件还设置有用于锁死和解锁负重平台与外骨骼机构的锁定机构；所述对接组件包括嵌套配合的公接头和母接头，所述公接头和母接头分别固定于负重平台和外骨骼机构上，并通过锁定机构实现拆卸或锁死，所述锁定机构包括卡榫和卡槽，以及用于驱动卡榫进入或退出卡槽的操作机构和传力机构，所述卡榫设置在公接头和母接头中的其中一个上，所述卡槽设置在另一个接头上；所述操作机构独立于所述公接头和母接头，所述公接头和母接头沿轴向插入的方式连接，在连接过程中公接头和母接头不相对旋转。

2.根据权利要求1所述的一种辅助支撑装置，其特征在于：所述锁定机构还包括使公接头和母接头在没有解锁或锁死动作的情况下能保持在锁死或松开状态的保持机构。

3.根据权利要求1或2所述的一种辅助支撑装置，其特征在于：所述锁定机构还包括常态时使公接头和母接头保持在锁死状态的复位机构，所述复位机构为弹性机构或磁性组件。

4.根据权利要求1或2所述的一种辅助支撑装置，其特征在于：所述公接头与母接头上还设置有用于连接时便于自行对准的导向机构。

5.根据权利要求1所述的一种辅助支撑装置，其特征在于：所述操作机构为拉线结构、旋钮结构或拨动结构；所述传力机构为楔块机构、导向槽机构、通过弹性或磁力驱动的机构；所述卡榫为滑动伸缩机构、旋转卡盘机构、棘爪机构或与传动机构和操作机构一体成型的弹性变形机构。

6.根据权利要求1所述的一种辅助支撑装置，其特征在于：所述公接头上设置有固定台，固定台朝向母接头的一端具有倾斜导向面，固定台外壁沿周向设置有卡槽，所述母接头上安装有卡盘，卡盘上设置有多个顶块，卡盘与母接头之间设置有旋转盘，旋转盘内圈沿周向设置有多个悬臂式卡榫，卡榫朝向固定台的一面具有与导向面对应的倾斜面，对接时，固定台的导向面挤压卡榫，使其向外运动，待卡槽与卡榫对应时，卡榫落入卡槽内实现锁紧；所述顶块位于相邻两个卡榫之间，并与卡榫端部之间通过楔面配合，转动旋转盘时，顶块通过楔面挤压卡榫，使卡榫向外运动退出卡槽，从而实现解锁。

7.根据权利要求1所述的一种辅助支撑装置，其特征在于：所述母接头上沿周向设置有多个滑槽，所述卡榫安装在滑槽内并能沿径向滑动，所述卡槽开设在公接头上，公接头伸入母接头内通过防转结构限制其相对转动，并通过卡榫和卡槽轴向锁紧，所述卡榫上开设有安装槽，安装槽内设置有第一磁铁，所述母接头上套设有旋转套，旋转套上安装有交替设置的多个第二磁铁和第三磁铁，所述第二磁铁与第一磁铁相吸，第三磁铁与第一磁铁相斥，该旋转套上设置有多个与第二和第三磁铁对应的球形凹槽，与母接头上的弹簧和顶珠配合，沿周向形成多个卡止位。

8.根据权利要求1所述的一种辅助支撑装置，其特征在于：所述母接头上沿周向设置有多个滑槽，所述卡榫安装在滑槽内并能沿径向滑动，所述卡槽开设在公接头上，公接头伸入母接头内通过防转结构限制其相对转动，并通过卡榫和卡槽轴向锁紧，所述母接头内安装有用于将卡榫朝外顶的弹簧，该卡榫外端设有限位槽，所述母接头外套有旋转套，该旋转套内壁交替设置有凹部和凸部，所述凹部和凸部上均设置有与限位槽配合的限位块，当旋转套转动至凹部与卡榫对应时公接头和母接头松开，当旋转套转动至凸部与卡榫对应时公接头和母接头锁紧。

9.根据权利要求1所述的一种辅助支撑装置，其特征在于：所述卡槽开设在母接头容纳腔内壁上，公接头上沿径向方向贯通地设有多个滑槽，滑槽沿周向分布，卡榫安装在滑槽内并能沿滑槽内外滑动，还包括底板、压板、复位弹簧和螺栓，螺栓依次穿过公接头、压板和底板，将底板与公接头之间固定，复位弹簧外套在螺栓上，一端抵在底板上，另一端抵在压板上，将压板压向公接头，其中，压板朝向公接头的一侧设置有压头，压头上沿中心线方向倾斜设置有导向槽，且导向槽的位置由远离公接头端面的方向至靠近公接头端面的方向逐渐向中心线靠拢，所述导向槽截面为T型槽，卡榫内端设置有T型的卡销，卡销伸入导向槽内；常态时，复位弹簧通过抵压压板驱动压头向公接头端面运动，使卡榫向外运动而进入卡槽内实现锁定。

10.根据权利要求1所述的一种辅助支撑装置，其特征在于：所述公接头包括用于连接下肢外骨骼的固定座、旋转滑动卡套和卡套安装座，旋转滑动卡套套在卡套安装座外，卡套安装座与固定座连接，所述旋转滑动卡套前端外侧设置有卡榫，所述母接头上开设有卡槽和避让槽，卡榫通过避让槽从轴向装入卡槽后，转动至与避让槽错开的位置实现轴向锁紧；所述操作机构为拉线，拉线与旋转滑动卡套外壁设置的拉环连接，所述旋转滑动卡套与卡套安装座之间固定有扭簧；常态时，在扭簧作用下，卡榫处于与避让槽错开的位置，保持锁紧状态，需要拆卸时，通过拉线拉动旋转滑动卡套转动，当转动至卡榫与避让槽对应时，能够将公接头和母接头分离，公接头和母接头端面还设置有多边形倾斜面，从而实现自行对准和防止对接头相互旋转；

或所述母接头内壁上设置有卡槽，母接头底部安装有磁铁，公接头上沿径向开设有滑槽，滑槽沿周向分布，卡榫安装在滑槽内，卡榫内端设置有限位块，公接头内形成容纳腔，并安装有多边形结构的顶块，该顶块具有小径段和大径段，小径段伸入各个卡榫内端围成的空间内，并与母接头底部磁铁正对，小径段和大径段之间通过导向锥面过渡，卡榫的限位块上具有与该导向锥面对应的导向斜面，且小径段端部沿周向交替安装有两种磁极的驱动磁铁，公接头外部延伸形成旋转盘。