CN108030309B - 一种可调节高度的外骨骼座椅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调节高度的外骨骼座椅，包括外骨骼机构，外骨骼机构包括大腿骨架、压缩支撑机构、小腿骨架以及脚部固定部，大腿骨架和小腿骨架相铰接，压缩支撑机构设置于大腿骨架和小腿骨架后侧且两端分别铰接到大腿骨架和小腿骨架上，脚部固定部连接于小腿骨架底部，大腿骨架上具有大腿绑带，脚部固定部具有脚部绑带，大腿骨架上部设置有臀部坐垫，外骨骼机构为两个，分别为配带于左腿上的左侧外骨骼机构和配带于右腿上的右侧外骨骼机构。本发明还具有便于携性、调节压力方便、结构简单可靠以及制造成本低的优点，同时本发明为全手动操作，无须外接电源。
Description
技术领域
本发明涉及一种穿戴式外骨骼，尤其涉及一种可调节高度的外骨骼座椅。
背景技术
下肢外骨骼座椅是一款特定用途的穿戴式外骨骼装置，它主要服务于长期需要站立的人群。在各行各业中，大多数工人需要长时间保持站立姿势工作，例如汽车修理工每天需要在汽车底盘下站或蹲长达6小时，焊接工每天需要连续站立焊接8个小时等，长时间站立会使工作者产生肌肉疲劳而降低生产效率。瑞士公司Noonez做了一项测试，流水线上的工人长时间站立工作，起初工人能够以很高效率进行工作，然而随着站立时间的推移，站立达4小时时，工人由于肩、腰、膝盖等多处产生疲劳点，工作效率降低到了起初效率的一半，而当站立到达8小时时，由于疲劳点不断扩大和加强，工人的工作效率几乎为零。外骨骼座椅正是一款能够减缓工人疲劳的灵巧装备，其采用简单结构和轻量化材料，具备传统座椅没有的轻便性。且外骨骼座椅依附于下肢，不需要多余的存放空间，不受传统工厂空间紧凑的影响。而当工人穿戴下肢外骨骼座椅时，身上疲劳点的产生时间将会延后，能够高效率的完成一整天的工作。同时，在日常生活中也具有丰富的应用市场，例如在交通拥挤的城市，无论乘坐地铁还是公共汽车，人们都会较长时间站立，而外骨骼座椅能够在不影响正常出行的情况下，提供足够的休息并缓解自身疲劳，因此下肢外骨骼座椅又被称为“隐形的座椅”。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种可调节高度的外骨骼座椅。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种可调节高度的外骨骼座椅，包括外骨骼机构，外骨骼机构包括大腿骨架、压缩支撑机构、小腿骨架以及脚部固定部，大腿骨架和小腿骨架相铰接，压缩支撑机构设置于大腿骨架和小腿骨架后侧且两端分别铰接到大腿骨架和小腿骨架上，脚部固定部连接于小腿骨架底部，大腿骨架上具有大腿绑带，脚部固定部具有脚部绑带，大腿骨架上部设置有臀部坐垫，外骨骼机构为两个，分别为配带于左腿上的左侧外骨骼机构和配带于右腿上的右侧外骨骼机构。
优选的，所述脚部固定部呈“U”形，脚部固定部中部形成脚部放置区间。
优选的，所述小腿骨架底部具有调整槽，调整槽的槽口开设在小腿骨架底部端面上，调整槽沿腿骨架高度方向延伸，脚部固定部上伸出有连接杆，连接杆开设有调整螺孔，连接杆安装到调整槽中，还设置有调整螺栓，调整槽沿高度方向均匀开设有供调整螺栓穿入后连接到调整螺孔中的调整通孔。
优选的，所述大腿骨架和小腿骨架后侧面上均凸出有铰接耳板，压缩支撑机构两端分别铰接到大腿骨架和小腿骨架的铰接耳板上。
优选的，所述压缩支撑机构为气弹簧。
优选的，所述压缩支撑机构包括外筒体、外轴套筒、内转轴、旋转塞片以及活塞，外轴套筒与活塞固定连接，活塞设置于外筒体中，内转轴一端穿过外轴套筒和活塞后与旋转塞片连接，旋转塞片与活塞端面相接触，活塞上轴向开设有通孔，旋转塞片上开设有当内转轴带动旋转塞片转动时可与通孔连通或相错开的控流开口，外筒体中注入有油液。
优选的，还设置有步进电机，步进电机与内转轴连接。
优选的，所述通孔和控流开口均为两个。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明可支撑人体自身重量，在长时间站立的工况下缓解肌肉出力，增加长时间工作效率。本发明还具有便于携性、调节压力方便、结构简单可靠以及制造成本低的优点，同时本发明为全手动操作，无须外接电源。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的小腿骨架的结构示意图；
图3是本发明的脚部固定部的结构示意图；
图4是本发明的实施例一的压缩支撑机构结构示意图；
图5是图4是半剖图。
图6是本发明的实施例一的压缩支撑机构拆除外筒体后的结构示意图。
其中，1、大腿骨架，2、小腿骨架，3、脚部固定部，4、臀部坐垫，5、脚部放置区间，6、调整槽，7、连接杆，8、铰接耳板，9、压缩支撑机构，10、外筒体，11、外轴套筒，12、内转轴，13、旋转塞片，14、活塞，15、通孔，16、控流开口。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一：
一种可调节高度的外骨骼座椅，包括外骨骼机构，外骨骼机构包括大腿骨架、压缩支撑机构、小腿骨架以及脚部固定部，大腿骨架和小腿骨架相铰接，压缩支撑机构设置于大腿骨架和小腿骨架后侧且两端分别铰接到大腿骨架和小腿骨架上，脚部固定部连接于小腿骨架底部，大腿骨架上具有大腿绑带，脚部固定部具有脚部绑带，大腿骨架上部设置有臀部坐垫，外骨骼机构为两个，分别为配带于左腿上的左侧外骨骼机构和配带于右腿上的右侧外骨骼机构。
优选的，所述脚部固定部呈“U”形，脚部固定部中部形成脚部放置区间。
优选的，所述小腿骨架底部具有调整槽，调整槽的槽口开设在小腿骨架底部端面上，调整槽沿腿骨架高度方向延伸，脚部固定部上伸出有连接杆，连接杆开设有调整螺孔，连接杆安装到调整槽中，还设置有调整螺栓，调整槽沿高度方向均匀开设有供调整螺栓穿入后连接到调整螺孔中的调整通孔。
优选的，所述大腿骨架和小腿骨架后侧面上均凸出有铰接耳板，压缩支撑机构两端分别铰接到大腿骨架和小腿骨架的铰接耳板上。
优选的，所述压缩支撑机构包括外筒体、外轴套筒、内转轴、旋转塞片以及活塞，外轴套筒与活塞固定连接，活塞设置于外筒体中，内转轴一端穿过外轴套筒和活塞后与旋转塞片连接，旋转塞片与活塞端面相接触，活塞上轴向开设有通孔，旋转塞片上开设有当内转轴带动旋转塞片转动时可与通孔连通或相错开的控流开口，外筒体中注入有油液。
优选的，还设置有步进电机，步进电机与内转轴连接。
优选的，所述通孔和控流开口均为两个。
本发明的工作过程及工作原理：通过调整连接杆插入调整槽的多少，从而调整到合适使用者的高度，将大腿绑带绑紧于大腿上，将脚部绑带绑紧于脚部，行走状态下，转动内转轴，内转轴带动旋转塞片转动使控流孔和通孔完全重叠，此时，油液通过控流孔和通孔可自由在活塞两侧的外筒体腔室中流动，活塞可以在外筒体中往复运动，因此，阻力小，对穿戴本发明后行走的影响小，实现自由行走；当需要坐下时，转动内转轴使控流孔和通孔部分连通，此时，存在阻力，可使使用者缓慢下降，当需要快速下降时，可调整控流孔和通孔重叠部分多一些，相反，需要慢速下降时，可使控流孔和通孔重叠部分少一些，当下降到所需的高度位置时，再次转动内转轴使控流孔和通孔完全错开，此时，阻力最大，油液被阻断，不能在活塞两侧的外筒体腔室中对流，活塞不可以在外筒体中运动，因此，大腿骨架和小腿骨架的相对位置关系被固定下来，同时由于脚部固定部在使用者下降的时与地面相接触，能起到支撑的作用，使用者即可坐立于臀部坐垫上。
本发明的内转轴可通过步进电机带动转动控制控流孔和通孔完全重叠、部分重叠或完全错开，从而实现调整阻力的大小，从而实现不同支撑力的调节。
实施例二：
本实施例与实施例一不同之处在于：所述压缩支撑机构为气弹簧。采用气弹簧时当在坐下后起立时，气弹簧可以释放一定的弹力，从而可以辅助使用者站起来，因此，使用者可以方便轻松地站立起来，不需花费额外的力气克服压缩支撑机构的阻力。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可调节高度的外骨骼座椅，其特征在于：包括外骨骼机构，外骨骼机构包括大腿骨架、压缩支撑机构、小腿骨架以及脚部固定部，大腿骨架和小腿骨架相铰接，压缩支撑机构设置于大腿骨架和小腿骨架后侧且两端分别铰接到大腿骨架和小腿骨架上，脚部固定部连接于小腿骨架底部，大腿骨架上具有大腿绑带，脚部固定部具有脚部绑带，大腿骨架上部设置有臀部坐垫，外骨骼机构为两个，分别为配带于左腿上的左侧外骨骼机构和配带于右腿上的右侧外骨骼机构；
所述压缩支撑机构包括外筒体、外轴套筒、内转轴、旋转塞片以及活塞，外轴套筒与活塞固定连接，活塞设置于外筒体中，内转轴一端穿过外轴套筒和活塞后与旋转塞片连接，旋转塞片与活塞端面相接触，活塞上轴向开设有通孔，旋转塞片上开设有当内转轴带动旋转塞片转动时可与通孔连通或相错开的控流开口，外筒体中注入有油液。
2.根据权利要求1所述的可调节高度的外骨骼座椅，其特征在于：所述脚部固定部呈“U”形，脚部固定部中部形成脚部放置区间。
3.根据权利要求1所述的可调节高度的外骨骼座椅，其特征在于：所述小腿骨架底部具有调整槽，调整槽的槽口开设在小腿骨架底部端面上，调整槽沿腿骨架高度方向延伸，脚部固定部上伸出有连接杆，连接杆开设有调整螺孔，连接杆安装到调整槽中，还设置有调整螺栓，调整槽沿高度方向均匀开设有供调整螺栓穿入后连接到调整螺孔中的调整通孔。
4.根据权利要求1所述的可调节高度的外骨骼座椅，其特征在于：所述大腿骨架和小腿骨架后侧面上均凸出有铰接耳板，压缩支撑机构两端分别铰接到大腿骨架和小腿骨架的铰接耳板上。
5.根据权利要求1所述的可调节高度的外骨骼座椅，其特征在于：所述压缩支撑机构为气弹簧。
6.根据权利要求1所述的可调节高度的外骨骼座椅，其特征在于：还设置有步进电机，步进电机与内转轴连接。
7.根据权利要求1所述的可调节高度的外骨骼座椅，其特征在于：所述通孔和控流开口均为两个。
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