CN108042249A - 一种腰部支撑保护装置 - Google Patents

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祁云峰
周定法
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Abstract

本发明涉及动力辅助设备技术领域，具体为一种腰部支撑保护装置，其能够提供腰部助力和支撑，预防腰部疼痛，起到保护作用，其包括支撑架、手套和鞋，支撑架包括可相对转动的腰部支撑部和腿部支撑部，腰部支撑部上安装有腰部绑缚带，腿部支撑部上安装有腿部绑缚带，腰部支撑部和腿部支撑部的连接处安装有辅助动力装置，支撑架上安装有控制器、编码器和陀螺仪，手套上与鞋的鞋底均安装有压力传感器，压力传感器与控制器通讯连接；编码器和陀螺仪用于检测穿戴者的身体姿态信息。

Description

一种腰部支撑保护装置
技术领域
本发明涉及动力辅助设备技术领域，具体为一种腰部支撑保护装置。
背景技术
日常生活中，频繁的搬运重物，腰部扭转，弯腰后再起来需要腰部提供较大的里，长时间如此动作会导致腰部疼痛。腰部疼痛是腰椎区域里，椎骨，椎间盘和神经的过载引起的。特别是经常从事搬运工作的人员，长时间腰部用力过多过大，不仅造成疼痛，而且会对腰部椎骨造成损伤，影响正常生活。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种腰部支撑保护装置，其能够提供腰部助力和支撑，预防腰部疼痛，起到保护作用。
其技术方案是这样的：一种腰部支撑保护装置，其包括支撑架、手套和鞋，所述支撑架包括可相对转动的腰部支撑部和腿部支撑部，所述腰部支撑部上安装有腰部绑缚带，所述腿部支撑部上安装有腿部绑缚带，所述腰部支撑部和所述腿部支撑部的连接处安装有辅助动力装置，所述支撑架上安装有控制器、编码器和陀螺仪，所述手套上与所述鞋的鞋底均安装有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器通讯连接；
所述编码器和所述陀螺仪用于检测穿戴者的身体姿态信息；
所述手套与所述鞋用于检测穿戴者手上的压力和穿戴者的重量并提供给控制器；
所述控制器用于接收穿戴者的身体姿态信息和压力传感器的信息评估穿戴者的肢体状态并发送控制信号给辅助动力装置；
所述辅助动力装置用于接收控制器的控制信号并根据控制信号提供辅助动力给穿戴者实现直腰动作。
其进一步特征在于，所述支撑架上还安装有加速度传感器，所述加速度传感器用于检测穿戴者的运动状态；
所述手套与所述鞋上均安装有无线发送装置，所述压力传感器电控连接所述无线发送装置，所述支撑架上安装有对应的无线接收装置；
所述腰部绑缚带包括上端固定带和下端助力带，所述支撑架两侧均设置有所述编码器；
所述控制器电控连接指示灯和调节按键；
所述控制器电控连接表面肌电传感器。
采用本发明的装置后，通过编码器和陀螺仪确定穿戴者的身体姿态，通过压力传感器检测穿戴者是否处于搬运物体状态，控制器根据上述信息确定是否控制辅助动力装置提供助力以及提供助力的大小，方便的提供了腰部助力和支撑，预防腰部疼痛，起到了保护作用。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明控制原理图。
具体实施方式
见图1和图2所示，一种腰部支撑保护装置，其包括支撑架1、手套14和鞋15，支撑架1包括可相对转动的腰部支撑部2和腿部支撑部3，腰部支撑部2上安装有腰部绑缚带4，腿部支撑部3上安装有腿部绑缚带5，腰部支撑部2和腿部支撑部3的连接处安装有辅助动力装置6，支撑架1上安装有控制器7、编码器8和陀螺仪9，编码器8采用绝对值编码器，两侧均安装，手套14上与鞋15的鞋底均安装有压力传感器10，压力传感器10与控制器7通讯连接；
编码器8和陀螺仪9用于检测穿戴者的身体姿态信息；
手套2与鞋3用于检测穿戴者手上的压力和穿戴者的重量并提供给控制器7；
控制器7用于接收穿戴者的身体姿态信息和压力传感器10的信息评估穿戴者的肢体状态并发送控制信号给辅助动力装置6；
辅助动力装置6用于接收控制器的控制信号并根据控制信号提供辅助动力给穿戴者实现直腰动作，一般都是电机。
支撑架1上还安装有加速度传感器11，加速度传感器11用于检测穿戴者的运动状态，当穿戴者是处于直立行走状态，即使手上和脚底的压力传感器10均检测到在搬运物体，腰部也不提供助力。
手套14与鞋5上均安装有无线发送装置12，压力传感器10电控连接无线发送装置12，支撑架1上安装有对应的无线接收装置13。
腰部绑缚带4包括上端固定带和下端助力带，上端固定带用于将本发明固定于腰部，下端助力带是在电机驱动时，腰部支撑部2整体向后翻转，带动下端助力带向后运动，从而对躯干产生向后运动的助力，降低了腰部用力。腿部绑缚带是将腿部支撑部固定在大腿两侧，在施加助力时，该部件是主要受力部位。编码器在两侧都设置了。
控制器7电控连接指示灯14和调节按键15，可以根据搬运不同重量的物体，通过调节按键15事先调整助力的幅度。
控制器7电控连接表面肌电传感器16，用于采集穿戴者的肌电信号，起到辅助检测作用。
控制过程如下所述：见图所示，穿戴者穿戴完毕后直立不动，装置启动，读取初始陀螺仪角度、编码器角度、手上和脚底的压力等信息。
（1）直立行走状态。根据陀螺仪判断处于直立状态，单侧的编码器角度发生变化，且加速度传感器检测到有加速度值，判断处于行走状态，腰部提供行走方向的助力，克服电机本身的阻力，实行走舒适流畅；
（2）弯腰搬物状态。根据陀螺仪、两侧编码器角度发生变化，判断处于弯腰状态，电机输出一个较小的阻力；
（3）搬物直腰状态。根据陀螺仪、两侧编码器角度发生变化，判断处于直腰状态，根据弯腰的角度，压力传感器的压力大小，电机输出相应的助力。
（4）搬物行走状态。与直立行走状态一样。
（5）弯腰放物状态。与弯腰搬物状态类似，电机根据弯腰的角度和压力传感器的压力大小输出一个相应的阻力。

Claims (6)

1.一种腰部支撑保护装置，其特征在于，其包括支撑架、手套和鞋，所述支撑架包括可相对转动的腰部支撑部和腿部支撑部，所述腰部支撑部上安装有腰部绑缚带，所述腿部支撑部上安装有腿部绑缚带，所述腰部支撑部和所述腿部支撑部的连接处安装有辅助动力装置，所述支撑架上安装有控制器、编码器和陀螺仪，所述手套上与所述鞋的鞋底均安装有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器通讯连接；
所述编码器和所述陀螺仪用于检测穿戴者的身体姿态信息；
所述手套与所述鞋用于检测穿戴者手上的压力和穿戴者的重量并提供给控制器；
所述控制器用于接收穿戴者的身体姿态信息和压力传感器的信息评估穿戴者的肢体状态并发送控制信号给辅助动力装置；
所述辅助动力装置用于接收控制器的控制信号并根据控制信号提供辅助动力给穿戴者实现直腰动作。
2.根据权利要求1所述的一种腰部支撑保护装置，其特征在于，所述支撑架上还安装有加速度传感器，所述加速度传感器用于检测穿戴者的运动状态。
3.根据权利要求1所述的一种腰部支撑保护装置，其特征在于，所述手套与所述鞋上均安装有无线发送装置，所述压力传感器电控连接所述无线发送装置，所述支撑架上安装有对应的无线接收装置。
4.根据权利要求1所述的一种腰部支撑保护装置，其特征在于，所述腰部绑缚带包括上端固定带和下端助力带，所述支撑架两侧均设置有所述编码器。
5.根据权利要求1所述的一种腰部支撑保护装置，其特征在于，所述控制器电控连接指示灯和调节按键。
6.根据权利要求1所述的一种腰部支撑保护装置，其特征在于，所述控制器电控连接表面肌电传感器。
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