CN108081249A - 一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼 - Google Patents
一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，包括腰部固定机构以及支撑机构，腰部固定机构包括固定腰带、连接带；支撑机构包括支撑板、支撑杆、踏板；支撑机构还包括支撑装置,支撑装置包括第一套筒、活塞、连杆，第一套筒上设有通孔、第二电控气阀以及气泵，第二电控气阀以及气泵通过双分管与通孔连接，气泵通过进气口与缓冲垫内腔连接。本发明所述的一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其结构合理，具有使用方便、适应性强、智能化程度高等优点，有效解决久站人群工作疲劳的问题。
Description
技术领域
本发明涉及外骨骼支撑装置领域，尤其是涉及一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼。
背景技术
我们知道在工业生产中，装配工人等岗位通常需要长时间的站立，而长时间的站立有机会对从业者的腰部和腿部健康造成影响，虽然工作中有短暂的休息时间，但他们只能到固定的地方休息，如休息室、办公室等，而且频繁的往返于工作地点和休息点显然是十分麻烦、浪费时间且影响工作效率的，因此这些从业者通常没办法好好休息，所以有必要发明一种支撑外骨骼，它能随时随地为想要休息的人提供力量支撑，还能为人们日常站立和行走提供助力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其结构合理，具有使用方便、适应性强、智能化程度高等优点，有效解决久站人群工作疲劳的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，包括腰部固定机构以及支撑机构，所述的腰部固定机构包括固定腰带、连接带；所述的固定腰带两端通过插扣相互连接；所述的固定腰带上设置有锂电池、控制器、控制按钮；
所述的支撑机构包括两块用于大腿部支撑的支撑板、两根用于小腿部支撑的支撑杆、两块分别固定于脚跟的踏板；所述的支撑板的一端设有调节板，调节板通过连接带与固定腰带相互连接，支撑板的另一端是与支撑杆的上端相互铰接，并设有用于固定大腿的第一弹性束带；支撑杆的下端是通过弹性连接件与踏板相互铰接；支撑杆上设有连接小腿的固定机构，踏板上设有用于固定脚掌的第二弹性束带；
所述的弹性连接件包括一个第三套筒、设置于第三套筒内腔中的第一弹簧，支撑杆下端伸入第三套筒并与第一弹簧相互抵接，第三套筒、支撑杆上分别设有长条形结构的第一通孔、若干第二通孔，定位销依次穿过第一通孔、第二通孔连接第三套筒与支撑杆；
所述的固定机构包括与支撑杆相互套设的固定环、设有缓冲垫的弧形撑板、设置在弧形撑板上的第三弹性束带；所述的固定环、弧形撑板上分别设有第一凸块、第二凸块，第一凸块上设有封闭的通槽，第二凸块利用穿过通槽的轴与第一凸块相互连接；
所述的支撑机构还包括支撑装置,支撑装置包括与支撑杆相互铰接的第一套筒、与第一套筒圆形内腔套设并滑动连接的活塞、两端分别与活塞和支撑板相互连接的连杆，第一套筒上设有通孔，并在第一套筒上设有常开式第二电控气阀以及气泵，第二电控气阀以及气泵通过双分管与通孔连接，气泵通过进气口与缓冲垫内腔连接。
进一步地，所述的支撑板上螺纹连接有旋钮，调节板上设有T字形滑槽，T字形滑槽内设有与旋钮螺纹连接的滑块。
进一步地，所述的活塞上设有距离传感器，且距离传感器的检测端朝向第一套筒内腔底部。
进一步地，所述的活塞与第一套筒之间是过渡配合，且连杆直径小于活塞，并在第一套筒开口处设有环形挡板防止活塞从第一套筒内腔滑出。
进一步地，所述的连杆上套设有第二弹簧并螺纹连接有用于设置活塞运动范围的调节环，第二弹簧的两端分别与调节环、环形挡板相互抵接。
进一步地，所述的缓冲垫由软质的橡胶、硅胶或者气囊制成，并通过卡接方式与弧形撑板相互连接，方便更换。
进一步地，所述的控制器上集成有运动传感器，并分别与锂电池以及控制按钮、第二电控气阀、距离传感器、气泵电性连接。
本发明的有益效果是：一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，包括腰部固定机构以及支撑机构，腰部固定机构上设有控制器、锂电池、控制按钮，为支撑机构提供能量的同时可以方便的智能化控制支撑机构的运作，支撑机构与使用者的腰部、大腿、小腿以及脚掌连接连接，可自由调节其长度适应不同的使用者，通过气动等方式为膝关节提供助力，当使用者需要休息时可为其提供支撑；其结构合理，具有使用方便、适应性强、智能化程度高等优点，有效解决久站人群工作疲劳的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所述一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼的侧面整体结构示意图；
图2是本发明所述一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼的正面整体结构示意图；
图3是本发明所述一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼的支撑板与调节板连接结构示意图；
图4是本发明所述一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼的支撑装置结构示意图；
图5是本发明所述一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼的固定机构侧视结构示意图；
图6是本发明所述一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼的固定机构俯视结构示意图；
图7是本发明所述一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼的弹性连接件结构示意图。
附图中标记分述如下：1、腰部固定机构，10、固定腰带，101、插扣，11、锂电池，12、控制器，13、控制按钮，14、连接带，142、定位销，2、支撑机构，21、支撑板，211、第一弹性束带，212、调节板，2121、T字形滑槽，2122、滑块，213、旋钮，22、支撑杆，221、固定机构，2211、固定环，2212、第一凸块，2213、轴，2214、缓冲垫，2215、第二凸块，2216、通槽，2217、第三弹性束带，2218、弧形撑板，2219、进气口，222、第二通孔，23、踏板，231、第二弹性束带，24、弹性连接件，240、第三套筒，241、第一弹簧，242、第一通孔，25、支撑装置，251、第一套筒，252、活塞，253、环形挡板，254、连杆，2541、第二弹簧，2542、调节环，256、第二电控气阀，257、气泵，258、通孔，259、距离传感器。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1、图2所示的一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，包括腰部固定机构1以及支撑机构2；
所述的腰部固定机构1包括固定腰带10、连接带14；所述的固定腰带10缠绕在使用者腰部且两端通过插扣101相互连接；所述的固定腰带10上设置有锂电池11、控制器12、控制按钮13；在一种可能的实施例中，固定腰带10两端通过但不仅限于魔术贴、子母扣、拉链相互连接，只要能将固定腰带10两端连接起来并固定在使用者身上即可；
所述的支撑机构2包括两块大腿后侧用于大腿部支撑的支撑板21、两根用于小腿部支撑的支撑杆22、两块分别固定于脚跟的踏板23；所述的支撑板21的一端(上端)设有调节板212，调节板212通过连接带14与固定腰带10相互连接，支撑板21的另一端(下端)是与支撑杆22的上端相互铰接，并设有用于与大腿固定连接的第一弹性束带211；所述支撑杆22是设置在小腿的左右两侧或者后侧，支撑杆22的下端是通过弹性连接件24与踏板23相互铰接；所述的支撑杆22上还设有连接小腿的固定机构221，踏板23设置于使用者的鞋底，且踏板23上设有用于固定脚掌的第二弹性束带231。
如图7所示，所述的弹性连接件24包括一个第三套筒240、设置于第三套筒240内腔中的第一弹簧241，支撑杆22下端伸入第三套筒240并与第一弹簧241相互抵接，第三套筒240沿着第三套筒240轴线方向设有长条形结构的若干第一通孔242，支撑杆22沿着支撑杆22的轴线方向设有长条形结构的若干第二通孔222，定位销142依次穿过第一通孔242、第二通孔222连接第三套筒240与支撑杆22，通过调节定位销142与第一通孔242、第二通孔222的连接位置调节支撑杆22的总长度，由于第一通孔242、第二通孔222是长条形结构，支撑杆22实际上可以在第三套筒240内沿着第三套筒240的轴线短距离滑动以适应人体关节的自然伸缩。
如图5、图6所示，所述的固定机构221包括与支撑杆22相互套设的固定环2211、设有缓冲垫2214的弧形撑板2218、设置在弧形撑板2218上的第三弹性束带2217；所述的固定环2211、弧形撑板2218上分别设有第一凸块2212、第二凸块2215，第一凸块2212上设有封闭的通槽2216，第二凸块2215利用穿过通槽2216的轴2213与第一凸块2212相互连接；
弧形撑板2218与第三弹性束带2217配合固定使用者的小腿，在一种可能的实施例中，缓冲垫2214设置在弧形撑板2218的内弧面，并向第三弹性束带2217内侧方向延伸，当然缓冲垫2214还可能想着弧形撑板2218以及第三弹性束带2217的外侧延伸包裹，以求达到更好在与小腿固定的同时减小弧形撑板2218与第三弹性束带2217对小腿的压迫。
如图1、图4所示，所述的支撑机构2还包括支撑装置25,支撑装置25包括与支撑杆22相互铰接的第一套筒251、与第一套筒251圆形内腔套设并滑动连接的活塞252、两端分别与活塞252和支撑板21相互连接的连杆254，第一套筒251上设有通孔258，为了达到好的使用效果，通孔258设置在第一套筒251的底端，并在第一套筒251上设有常开式第二电控气阀256以及气泵257，第二电控气阀256以及气泵257通过双分管与通孔258连接，气泵257通过进气口2219与缓冲垫2214内腔连接为其充气。
在如图3所示的一种实施例中，所述的支撑板21上螺纹连接有旋钮213，调节板212上设有T字形滑槽2121，T字形滑槽2121内设有与旋钮213螺纹连接的滑块2122，调节板212设置在使用者臀部位置上，使用时支撑板21与调节板212相互滑动到适合使用者的位置，旋紧旋钮213即可。
在如图4所示的一种实施例中，所述的活塞252上设有距离传感器259，且距离传感器259的检测端朝向第一套筒251内腔底部用以检测活塞252与第一套筒251底部的距离，控制器12以此换算成支撑杆22与支撑板21之间的倾斜角以及两者所构成支撑的总高度。
在如图4所示的一种实施例中，所述的活塞252与第一套筒251之间是过渡配合，且连杆254直径小于活塞252，使得连杆254能够在第一套筒251内自由活动，在第一套筒251开口处设有环形挡板253防止活塞252从第一套筒251内腔滑出。
在如图4所示的一种实施例中，所述的连杆254上套设有第二弹簧2541并螺纹连接有用于设置活塞252运动范围的调节环2542，第二弹簧2541的两端分别与调节环2542、环形挡板253相互抵接，改变调节环2542的位置改变连杆254下滑长度，即调节支撑杆22与支撑板21所构成支撑的总高度以及相互倾斜角度，第二弹簧2541在连杆254向着第一套筒251底部下滑时的缓冲。
在如图5或图6所示的一种实施例中，所述的缓冲垫2214由软质的橡胶、硅胶或者气囊制成，并通过卡接方式与弧形撑板2218相互连接，方便更换。
以上实施例中所述的控制器12上集成有运动传感器，并分别与锂电池11以及控制按钮13、第二电控气阀256、距离传感器259、气泵257电性连接。
本发明使用时，先根据使用者的实际情况调节好定位销142、支撑板21与调节板212的位置，将固定腰带10固定连接在使用者的腰部，将第一弹性束带211与使用者大腿靠近膝关节一端固定连接，将第三弹性束带2217两端与弧形撑板2218大致连接，气泵257向缓冲垫2214内充气使得固定机构221与使用者小腿连接紧密，将踏板23固定在使用者鞋底并通过第二弹性束带231与脚掌固定，通过调节调节环2542的位置设置连杆254可下滑的长度(即调节支撑的整体高度)，将调节好的高度通过距离传感器259录入到控制器12；
当本发明仅仅当做休息时的支撑使用时，使用者直接下蹲，当下落到设定高度时调节环2542、第二弹簧2541共同作用固定支撑杆22与支撑板21的相对位置形成一个类似椅子的支撑结构，使用者可借由这个结构坐下休息，休息完毕后直接站起即可，当使用助力功能时气泵257向第一套筒251内腔充气且第二电控气阀256关闭向上推动活塞252，第二电控气阀256打开且气泵257关闭则活塞252向下滑落，通过活塞252的上下运动推动支撑杆22与支撑板21相对转动而达到提供助力的目的。
在一种实施例中，活塞252的上推或者下滑通过控制按钮13手动控制。在另一种可能的实施例中，控制器12通过传感器组检测使用者的身体姿态判断其运动意图进而控制活塞252的上推或者下滑。
本发明所述的一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其结构合理，包括腰部固定机构以及支撑机构，腰部固定机构上设有控制器、锂电池、控制按钮，为支撑机构提供能量的同时可以方便的智能化控制支撑机构的运作，支撑机构与使用者的腰部、大腿、小腿以及脚掌连接连接，可自由调节其长度适应不同的使用者，通过气动等方式为膝关节提供助力，当使用者需要休息时可为其提供支撑；其结构合理，具有使用方便、适应性强、智能化程度高等优点，有效解决久站人群工作疲劳的问题。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其特征在于：包括腰部固定机构(1)以及支撑机构(2)，所述的腰部固定机构(1)包括固定腰带(10)、连接带(14)；所述的固定腰带(10)两端通过插扣(101)相互连接；所述的固定腰带(10)上设置有锂电池(11)、控制器(12)、控制按钮(13)；
所述的支撑机构(2)包括两块用于大腿部支撑的支撑板(21)、两根用于小腿部支撑的支撑杆(22)、两块分别固定于脚跟的踏板(23)；所述的支撑板(21)的一端设有调节板(212)，调节板(212)通过连接带(14)与固定腰带(10)相互连接，支撑板(21)的另一端是与支撑杆(22)的上端相互铰接，并设有用于固定大腿的第一弹性束带(211)；支撑杆(22)的下端是通过弹性连接件(24)与踏板(23)相互铰接；支撑杆(22)上设有连接小腿的固定机构(221)，踏板(23)上设有用于固定脚掌的第二弹性束带(231)；
所述的固定机构(221)包括与支撑杆(22)相互套设的固定环(2211)、设有缓冲垫(2214)的弧形撑板(2218)、设置在弧形撑板(2218)上的第三弹性束带(2217)；所述的固定环(2211)、弧形撑板(2218)上分别设有第一凸块(2212)、第二凸块(2215)，第一凸块(2212)上设有封闭的通槽(2216)，第二凸块(2215)利用穿过通槽(2216)的轴(2213)与第一凸块(2212)相互连接；
所述的支撑机构(2)还包括支撑装置(25),支撑装置(25)包括与支撑杆(22)相互铰接的第一套筒(251)、与第一套筒(251)圆形内腔套设并滑动连接的活塞(252)、两端分别与活塞(252)和支撑板(21)相互连接的连杆(254)，第一套筒(251)上设有通孔(258)，并在第一套筒(251)上设有常开式第二电控气阀(256)以及气泵(257)，第二电控气阀(256)以及气泵(257)通过双分管与通孔(258)连接，气泵(257)通过进气口(2219)与缓冲垫(2214)内腔连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其特征在于：所述的弹性连接件(24)包括一个第三套筒(240)、设置于第三套筒(240)内腔中的第一弹簧(241)，支撑杆(22)下端伸入第三套筒(240)并与第一弹簧(241)相互抵接，第三套筒(240)、支撑杆(22)上分别设有长条形结构的第一通孔(242)、若干第二通孔(222)，定位销(142)依次穿过第一通孔(242)、第二通孔(222)连接第三套筒(240)与支撑杆(22)。
3.根据权利要求1所述的一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其特征在于：所述的支撑板(21)上螺纹连接有旋钮(213)，调节板(212)上设有T字形滑槽(2121)，T字形滑槽(2121)内设有与旋钮(213)螺纹连接的滑块(2122)。
4.根据权利要求1所述的一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其特征在于：所述的活塞(252)上设有距离传感器(259)，且距离传感器(259)的检测端朝向第一套筒(251)内腔底部。
5.根据权利要求1所述的一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其特征在于：所述的活塞(252)与第一套筒(251)之间是过渡配合，且连杆(254)直径小于活塞(252)，并在第一套筒(251)开口处设有环形挡板(253)防止活塞(252)从第一套筒(251)内腔滑出。
6.根据权利要求1所述的一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其特征在于：所述的连杆(254)上套设有第二弹簧(2541)并螺纹连接有用于设置活塞(252)运动范围的调节环(2542)，第二弹簧(2541)的两端分别与调节环(2542)、环形挡板(253)相互抵接。
7.根据权利要求1所述的一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其特征在于：所述的缓冲垫(2214)由软质的橡胶、硅胶或者气囊制成，并通过卡接方式与弧形撑板(2218)相互连接，方便更换。
8.根据权利要求1或4所述的一种基于气电混合动力系统的随行自控助力机械骨骼，其特征在于：所述的控制器(12)上集成有运动传感器，并分别与锂电池(11)以及控制按钮(13)、第二电控气阀(256)、距离传感器(259)、气泵(257)电性连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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