CN108356798A - 腰部助力装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种腰部助力装置，包括：肩部支架，用于连接于人体肩部；腰部支架，用于连接于人体腰部；可形变支撑结构，包括设置于肩部支架和腰部支架之间的主体，主体与人体脊柱的长度方向平行设置，主体能够随着人体姿态变化在长度方向上伸缩且弯曲形变，人体姿态变化包括人体进行直立动作和人体进行弯腰动作，其中，在人体进行直立动作时，主体在长度方向上收缩，且能由弯曲状态转换为竖直状态，以在肩部支架和腰部支架之间提供助力；在人体进行弯腰动作时，主体在长度方向上伸直，且能由竖直状态转换为与人体姿态相符的弯曲状态。可形变支撑结构使得人体进行直立动作时，在长度方向上收缩，且能由弯曲状态转换为竖直状态，为人体腰部提供助力。

Description

腰部助力装置

技术领域

本发明涉及机械自动化领域，尤其涉及一种腰部助力装置。

背景技术

从事长时间的搬运劳动的工作人员，由于不断的弯腰用力动作，在大量的体力消耗中，腰部肌肉承受的力尤为大，而且人体在弯腰劳动时，其脊柱相当于一根底部固定在骨盆中的弯曲受力的悬臂梁结构，腰椎位于悬臂梁结构的根部，受力最大。这就使得工作人员易患腰肌劳损等各种腰椎疾病，严重的会完全丧失劳动力，甚至瘫痪。

然而目前还没有在人体弯腰劳动时，有效减轻腰部用力，保护腰部肌肉和腰椎的助力装置，现有的一些助力装置主要采用电机驱动、液压缸或者气压缸驱动的刚性结构，使得助力装置的结构极其复杂、体积庞大、笨重，穿戴麻烦，而且涉及的元件价格昂贵，控制复杂，很难大范围推广，不适用于广大的体力劳动者。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种腰部助力装置，在人体进行直立动作时提供助力，结构简单、成本低。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种腰部助力装置，包括：

肩部支架，用于连接于人体肩部；

腰部支架，用于连接于人体腰部；

可形变支撑结构，包括设置于所述肩部支架和所述腰部支架之间的主体，所述主体与人体脊柱的长度方向平行设置，所述主体能够随着人体姿态变化在长度方向上伸缩且弯曲形变，

所述人体姿态变化包括人体进行直立动作和人体进行弯腰动作，其中，

在人体进行直立动作时，所述主体在长度方向上收缩，且能由弯曲状态转换为竖直状态，以在所述肩部支架和所述腰部支架之间提供助力；

在人体进行弯腰动作时，所述主体在长度方向上伸直，且能由竖直状态转换为与人体姿态相符的弯曲状态。

进一步的，所述主体内设能够容纳介质的中空腔体，所述可形变支撑结构包括：

控制结构，用于控制所述中空腔体内的介质容量以调节所述中空腔体内部压强，使得所述主体发生相应的形变；

其中，在人体进行直立动作时在所述控制结构的控制下，所述中空腔体内充入介质、以增大所述中空腔体内部的压强，使得所述主体在长度方向上收缩；

在人体进行弯腰动作时在所述控制结构的控制下，释放所述中空腔体内的介质、以减小所述中空腔体内的压强，使得所述主体在长度方向上伸直。

进一步的，所述控制结构包括：

检测单元，用于检测人体姿态信息；

处理单元，用于根据所述人体姿态信息生成控制信息；

执行单元，用于根据所述控制信息调节所述中空腔体内的介质容量以调节所述中空腔体内部的压强。

进一步的，所述处理单元包括：

第一子处理单元，用于根据所述人体姿态信息判断人体姿态变化为人体进行直立动作或人体进行弯腰动作；

第二子处理单元，用于根据所述第一子处理单元的判断结果生成所述控制信息，

其中，在所述第一子处理单元的判断结果为人体进行直立动作时，所述控制信息为包括在所述中空腔体内充入介质的第一控制信息；

在所述第一子处理单元的判断结果为人体进行弯腰动作时，所述控制信息为包括释放所述中空腔体内的介质的第二控制信息。

进一步的，所述控制结构包括设置于所述主体上的压强传感器，用于实时检测所述中空腔体内的压强，所述处理单元用于根据所述人体姿态信息和所述中空腔体内的压强实时生成所述控制信息。

进一步的，所述检测单元包括设置于人体背部的弯曲传感器，用于检测人体的姿态信息。

进一步的，所述执行单元包括：

介质源，用于存储介质；

第一管道，一端连接于所述介质源，另一端通过所述主体的一端的通孔与所述中空腔体连通；

第一开关，设置于所述第一管道上，用于控制所述第一管道的导通状态；

第二管道，一端通过所述主体的所述通孔与所述中空腔体连通，另一端与介质回收结构连通；

第二开关，设置于所述第二管道上，用于控制所述第二管道的导通状态。

进一步的，所述第一开关和第二开关均包括手动开关阀和自动控制阀。

进一步的，所述介质源存储的介质为高压介质，所述第一管道上设置有减压阀，用于将高压介质的压力减小至所述中空腔体所能承受的最大压强。

进一步的，所述肩部支架包括能够连接于人体肩部的肩带，以及能够绕过人体腋下活动连接于所述肩带的连接带。

进一步的，所述腰部支架包括能够围绕于人体腰部的U形连接部；

所述腰部助力装置还包括腿部支架，所述腿部支架包括能够合围以形成套设于人体大腿的环形连接部的第一连接部和第二连接部，且所述环形连接部与所述U形连接部固定连接。

进一步的，所述可形变支撑结构包括多个中空管状结构，所述中空管状结构采用橡胶制成，所述中空管状结构的两端设置有用于封堵所述中空管状结构的密封件，所述中空管状结构靠近所述腰部支架的一端的密封件上设置有与中空管状结构内部连通的通孔。

进一步的，所述密封件为柱状结构，所述柱状结构的中部向内凹陷形成凹陷部，所述中空管状结构的外部在对应于所述密封件的凹陷部的位置设置有用于将所述中空管状结构与所述密封件紧密连接的卡箍，所述卡箍与所述中空管状结构之间设有保护层。

本发明的有益效果是：通过可形变支撑结构的设置，使得在人体进行弯腰动作时，在长度方向上伸直，且能由竖直状态转换为与人体姿态相符的弯曲状态，不会为人体造成阻力；人体在进行直立动作时，在长度方向上收缩，且能由弯曲状态转换为竖直状态，为人体腰部提供助力，减轻使用者腰部用力，结构简单，使用方便且成本低。

附图说明

图1表示本发明实施例中腰部助力装置结构示意图；

图2表示本发明实施例中可形变支撑结构示意图；

图3表示本发明实施例中对可形变支撑结构主体内充入介质时的开关状态示意图；

图4表示本发明实施例中可形变支撑结构主体内保持压强不变时的开关状态示意图；

图5表示本发明实施例中可形变支撑结构主体内释放介质时的开关状态示意图；

图6表示本发明实施例中控制结构原理框图；

图7表示本发明实施例中腰部助力装置的第一使用状态示意图；

图8表示本发明实施例中腰部助力装置的第二使用状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例提供一种腰部助力装置，包括：

肩部支架01，用于连接于人体肩部；

腰部支架03，用于连接于人体腰部；

可形变支撑结构02，包括设置于所述肩部支架01和所述腰部支架03之间的主体，所述主体与人体脊柱的长度方向平行设置，所述主体能够随着人体姿态变化在长度方向上伸缩且弯曲形变，

所述人体姿态变化包括人体进行直立动作和人体进行弯腰动作，其中，

在人体进行直立动作时，所述主体在长度方向上收缩，且能由弯曲状态转换为竖直状态，以在所述肩部支架01和所述腰部支架03之间提供助力；

在人体进行弯腰动作时，所述主体在长度方向上伸直，且能由竖直状态转换为与人体姿态相符的弯曲状态。

图7表示本发明实施例中人体穿戴腰部助力装置处于直立状态的第一使用状态示意图；图8表示本发明实施例中人体穿戴腰部助力装置处于弯腰状态时的第二使用状态示意图。

通过可形变支撑结构02的设置，使得在人体进行弯腰动作时，在长度方向上伸直，且能由竖直状态转换为与人体姿态相符的弯曲状态，不会为人体造成阻力；人体在进行直立动作时，在长度方向上收缩，且能由弯曲状态转换为竖直状态，以在所述肩部支架01和所述腰部支架03之间提供助力，减轻使用者腰部用力，提高腰部肌肉抗疲劳能力，减轻人体腰椎的承压负荷，不但有利于减轻长期弯腰劳动人员的腰部的损伤，且能够减轻具有腰部疾病患者的疼痛，具有康复保健功能。且本实施例腰部助力装置结构简单、重量轻、穿戴方便、舒适型强、且成本低。

所述可形变支撑结构02的具体结构形式可以有多种，本实施例中，所述主体内设能够容纳介质的中空腔体，所述可形变支撑结构02包括：

控制结构，用于控制所述中空腔体内的介质容量以调节所述中空腔体内部压强，使得所述主体发生相应的形变；

其中，在人体进行直立动作时在所述控制结构的控制下，所述中空腔体内充入介质、以增大所述中空腔体内部的压强，使得所述主体在长度方向上收缩；

在人体进行弯腰动作时在所述控制结构的控制下，释放所述中空腔体内的介质、以减小所述中空腔体内的压强，使得所述主体在长度方向上伸直。

首先，对所述主体充入介质，使所述中空腔体内部压强达到预设的最大值，所述主体处于最短状态时，人体处于直立状态，如图7所示；在人体进行弯腰动作时，在所述控制结构的控制下，释放所述主体内的介质，在所述主体的所述中空腔体内释放介质的过程中，随着所述中空腔体内压强的不断减小，所述主体的刚度减小，所述主体径向收缩、轴向伸长，所述主体具有一定的柔韧性，从而使得所述主体可随人体腰部脊椎姿态而随意弯曲，不会为人体弯腰动作带来阻力，所述中空腔体内的压强最小，或者所述中空腔体内的介质完全释放时，人体弯曲度最大，如图8所示；人体进行直立动作时，在所述控制结构的控制下，对所述主体充入介质，当所述中空腔体内充入介质的过程中，随着所述中空腔体内的压强增大，所述主体的径向刚度增大，所述主体会径向膨胀、轴向收缩，可带动人体腰部完成直立动作，为腰部提供助力功能，当人体腰部完全直立时，所述主体轴向收缩到最短状态，所述中空腔体内压力达到设定的最高压力值，在人体腰部直立的过程中，所述控制结构根据人体腰部角度的变化进行控制对所述中空腔体内部充入介质的快慢，保证时刻为助力的状态，为腰部肌肉承受负荷，避免腰部肌肉损伤。

所述控制结构的具体结构形式可以有多种，只要实现通过控制所述中空腔体内的介质容量以调节所述中空腔体内部压强，使得所述主体发生相应的形变的目的即可，本实施例中，所述控制结构包括：

检测单元，用于检测人体姿态信息；

处理单元，用于根据所述人体姿态信息生成控制信息；

执行单元，用于根据所述控制信息调节所述中空腔体内的介质容量以调节所述中空腔体内部的压强。

所述处理单元接收所述检测单元检测的人体姿态信息，生成控制信息，所述执行单元根据所述控制信息在所述中空腔体内充入介质或释放所述中空腔体内的介质、以调节所述中空腔体内的压强的控制信息，从而实现所述中空腔体内的介质充入或释放的自动控制。

所述处理单元根据所述人体姿态信息生成的控制信息包括在人体进行直立动作时，对所述中空腔体内充入介质的第一控制信息，此时，所述可形变支撑结构02形变以提供助力，和在人体进行弯腰动作时，释放所述中空腔体内的介质的第二控制信息，此时可形变支撑结构02随着人体的姿态而形变，避免对人体弯腰动作产生阻力。由于人体处于某一个弯曲姿态时，可以是人体进行直立过程中的一个状态，也可以是人体进行弯腰动作过程中的一个状态，为了避免所述处理单元误判而使得所述第一控制信息和所述第二控制信息相反，从而在人体进行直立动作的过程中释放所述中空腔体内的介质，以致于无法提供助力；在人体进行弯腰动作时，对所述中空腔体内充入介质，以致于阻碍人体进行弯腰动作。为了避免上述问题的发生，本实施例中，所述处理单元包括：

第一子处理单元，用于根据所述人体姿态信息判断人体姿态变化为人体进行直立动作或人体进行弯腰动作；

第二子处理单元，用于根据所述第一子处理单元的判断结果生成所述控制信息，

其中，在所述第一子处理单元的判断结果为人体进行直立动作时，所述控制信息为包括在所述中空腔体内充入介质的第一控制信息；

在所述第一子处理单元的判断结果为人体进行弯腰动作时，所述控制信息为包括释放所述中空腔体内的介质的第二控制信息。

本实施例中，所述控制结构包括设置于所述主体上的压强传感器，用于实时检测所述中空腔体内的压强，所述处理单元用于根据所述人体姿态信息和所述中空腔体内的压强实时生成所述控制信息。

所述压强传感器实时检测所述中空腔体内的压强，从而有效并精确的实现所述中空腔体内的压强的调节，以使得所述可形变支撑结构02在人体进行直立动作时提供助力，并在人体进行弯腰动作时可以随着人体姿态变化而任意形变。

本实施例中，所述检测单元包括设置于人体背部的弯曲传感器，用于检测人体的姿态信息。

本实施例中，在穿戴者的腰椎轴向位置的衣服外表面粘贴有所述弯曲传感器，弯曲传感器为长条形，和人体脊椎保持一致状态，随着人体腰部的弯曲和直立，弯曲传感器能够实时检测腰部弯曲角度，并且将检测到的人体腰部弯曲角度数据反馈到所述处理单元，人体处于直立状态，弯曲传感器的输出数据为零，当人体进行弯腰动作时，弯曲传感器输出的角度值不断变大，当人体进行直立动作时，弯曲传感器输出的角度值不断变小，所述处理单元根据弯曲传感器反馈的数据识别人体弯曲的角度，同时通过前后时刻角度值的对比，识别出人体是进行弯腰动作，还是进行直立动作。

在本实施例一优选实施方式中，所述弯曲传感器实时检测人体姿态信息，所述处理单元根据所述压强传感器实时传输的所述中空腔体内的压强信息和所述弯曲传感器实时传输的人体姿态信息，生成控制信息，以实时调节所述中空腔体内的压强，可以更精确的自动调节所述中空腔体内的压强，从而有效的在人体进行直立动作时、随着人体动作快慢逐渐形变提供助力，避免提供的助力过大而造成人体不适，在人体进行弯腰动作时，使得所述可形变支撑结构02随着人体姿态变化而逐渐产生形变，避免所述可形变支撑结构02的形变量与人体姿态不符，而阻碍人体的弯腰动作，增加本实施例腰部助力装置的实用性与便利性。

本实施例中，所述执行单元包括：

介质源，用于存储介质；

第一管道，一端连接于所述介质源，另一端通过所述主体的一端的通孔与所述中空腔体连通；

第一开关，设置于所述第一管道上，用于控制所述第一管道的导通状态；

第二管道，一端通过所述主体的所述通孔与所述中空腔体连通，另一端与介质回收结构连通；

第二开关，设置于所述第二管道上，用于控制所述第二管道的导通状态。

需要说明的是，在所述介质为气体(优选为空气)时，所述第二管道的另一端可为通向外部环境的自由端，所述中空腔体内释放的气体可以直接释放与周围环境中。

在对所述中空腔体内充入介质时，所述第一开关控制所述第一管道处于导通状态，所述第二开关控制所述第二管道处于关闭状态；在释放所述中空腔体内介质时，所述第一开关控制所述第一管道处于关闭状态，所述第二开关控制所述第二管道处于导通状态。

所述第一开关和第二开关均包括手动开关阀和自动控制阀，本实施例优选的，所述第一开关和所述第二开关均为自动控制阀，且所述自动控制阀为电磁阀，但并不以此为限。

所述第一开关(第一电磁阀100)和所述第二开关(第二电磁阀200)具有三种工作状态，当第一电磁阀100通电动作，第二电磁阀200断电不动作时，所述第一电磁阀100和所述第二电磁阀200的内部气路通断状态如图3所示，所述第一电磁阀100处于通路状态，使得所述介质源与所述中空腔体之间的第一管道导通，所述第二电磁阀200处于断路状态，使得所述第二管道处封闭状态；当所述中空腔体内的压力值达到预设的压力信号值时，所述第一电磁阀100断电动作，恢复断电时原状态，即所述第一电磁阀100处于断路状态，使得所述第一管道处于封闭状态，无法对所述中空腔体内充入气体，所述第二电磁阀200仍然为断电的原状态，此时所述中空腔体内部与所述第二电磁阀200连通的，但是所述第二电磁阀200是处于断路状态，使得所述第二管道处于封闭状态，所述中空腔体内气体无法流出，所以中空腔体处于保持状态，如图4所示；当对所述中空腔体执行释放气体的动作时，所述第二电磁阀200通电动作，即所述第二电磁阀200处于通路状态，使得所述第二管道导通，所述第一电磁阀100仍然是断电状态，使得所述第一管道处于封闭状态，如图5所示，此时所述中空腔体内部的气体通过所述第二电磁阀200流向外界中，实现放气动作。

本实施例中，所述介质源存储的介质为高压介质(所述介质为气体时，所述介质源内存储高压气体)，所述第一管道上设置有减压阀，用于将高压介质的压力减小至所述中空腔体所能承受的最大压强(人体处于直立状态时所述中空腔体内的压强)。

本实施例中，所述控制结构的控制原理如图6所示。控制结构800通过移动电源900(可以是电池)统一供电，由于控制结构800中的各元器件需要不同的电压值，故采用降压电路和稳压电路分支出多条供电电路。当腰部助力装置开始工作时，启动电源开关，对腰部助力装置上电，打开介质源700上的、用于控制介质源700的开闭的开关阀600，使得介质流至减压阀500处进行减压处理，以调节介质压力为所述中空腔体内的预设的最高压力值，(此处最高压力值的设定可以根据搬运物体的重量进行调节，或者根据其他设定条件进行设定)。介质经过减压阀500后，流通到两个相互配合使用的两位两通高速开关阀(所述第一电磁阀100和所述第二电磁阀200)处，对所述中空管状结构2统一进行充入介质或释放介质的控制，通过所述压强传感器400实时采集所述中空腔体内部气体压力值，并实时反馈给所述控制结构800的所述处理单元，以便进一步调节所述中空腔体内部气压，由所述弯曲传感器300实时检测人体腰部的弯曲角度等人体姿态信息，并实时反馈给所述控制结构800的所述处理单元，通过所述处理单元内部预先建立的所述中空腔体内部压力和人体弯曲角度的关系，根据所述压强传感器400和所述弯曲传感器300传输的信息，进一步实时调节所述中空腔体内部气体压力状态，实现对所述中空管状结构2的形变量的控制。

本实施例中，所述肩部支架01包括能够连接于人体肩部的肩带1，以及能够绕过人体腋下活动连接于所述肩带1的连接带2。

优选的，所述肩带1远离所述可形变支撑结构02的一端设置有连接孔，所述连接带2的一端设置有能够卡接于所述连接孔内的卡环。

本实施例中，所述肩带1采用非金属硬性材质制成，以保证所述肩带1的连接强度，以免影响腰部助力装置提供助力的效果，且起到人体肩部的作用。

为了缓解人体肩部不适，所述肩带1内侧设置有保护垫。

本实施例中，所述腰部支架03包括能够围绕于人体腰部的U形连接部3；

所述腰部助力装置还包括腿部支架，所述腿部支架包括第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部能够合围以形成套设于人体大腿的环形连接部5，且所述环形连接部5与所述U形连接部3固定连接。

所述第一连接部上设有尼龙粘扣，所述第二连接部上设置有与所述第一连接部上的尼龙粘扣相配合的尼龙粘扣，使得所述第一连接部和所述第二连接部合围形成的空间可调，以适用于腿部粗细不一的人员穿戴。

所述第一连接部和所述第二连接部之间也可以采用其他活动连接的方式连接，以实现所述第一连接部和所述第二连接部合围形成的空间可调的目的，例如，所述第一连接部上设置有沿着所述第一连接部的长度方向、间隔设置的多个通孔，所述第二连接部上设置有能够卡接入多个通孔中的任一通孔的连接扣。

本实施例中，所述可形变支撑结构02包括多个中空管状结构2，所述中空管状结构2采用橡胶制成，所述中空管状结构2的两端设置有用于封堵所述中空管状结构2的密封件，所述中空管状结构2靠近所述腰部支架03的一端的密封件上设置有与中空管状结构2内部连通的通孔。

本实施例中，所述中空管状结构2采用橡胶制成，但并不以此为限，只要满足具有一定的韧性和弹性，并能够在充气和放气的状态下膨胀和收缩，而且具有很好的抗疲劳特性的要求即可。

如图1所示，所述中空管状结构2与所述肩部支架01、腰部支架03的连接方式可以有多种，本实施例中，所述中空管状结构2通过螺栓与所述肩部支架01连接，并通过螺栓与所述腰部支架03连接。

进一步的，所述密封件为中部向内凹陷形成凹陷部的柱状结构，所述中空管状结构2的外部的、对应于所述密封件的凹陷部的位置设置有用于将所述中空管状结构2与所述密封件紧密连接的卡箍，所述卡箍与所述中空管状结构2之间设有保护层。

本实施例的一个实施方式中，所述保护层可以整体覆盖与所述中空管状结构2的外部，以对所述中空管状结构2起到保护作用。

所述密封件的材质可以是致密性很高的硬性非金属材料，也可以是强度高，密度小的金属材料，在此不作限定。

所述卡箍可以是不锈钢卡箍件，也可以是强度较高的铝合金件，或者其他材质制成的强度较高的环形结构。

所述保护层需要具有很高的非延展性，且强度和韧性极好，但是不会产生拉伸变形，本实施例中，所述保护层为采用PET材质制成的编织网，但并不以此为限。

本实施例中，如图2所示，所述可形变支撑结构02的所述主体采用橡胶制成的管状结构，在所述管状结构的外侧套上一层PET材质的编织网，以起到保护所述中空管状结构2的作用，在所述中空管状结构2的两端分别设置有所述密封件，防止所述中空管状结构2漏气，所述中空管状结构2靠近所述腰部支架03的一端的密封件上设置有与中空管状结构2内部连通的通孔，以对所述中空管状结构2进行充气和放气。

为了有效的防止所述中空管状结构2漏气，且防止所述中空管状结构2充气时，所述密封件从所述中空管状结构2中脱离，所述密封件的具体结构形式可以有多种，本实施例中，所述密封件为柱状结构，且中部凹陷使得横截面形状呈工字形，所述卡箍的设置保证了所述密封件与所述中空管状结构2连接稳定性，为了减小所述卡箍对所述中空管状结构2的磨损，所述卡箍和所述中空管状结构2之间设置有所述保护层，为了使得保证所述保护层与所述中空管状结构2紧密连接在一起，所述保护层的外部、对应于所述密封件的凹陷部位还缠绕有多圈胶带。

本实施例中，为了防止所述保护层在高压下脱落，在所述保护层的外部、位于凹陷部位的边缘处还设置有防脱扣结构，优选的，所述防脱扣结构包括缠绕在所述保护层、位于所述凹陷部位的边缘处的一圈紧固线，所述紧固线优选为铜丝(但并不以此为限)，所述保护层包括位于所述铜丝与所述中空管状结构2之间的第一部分，以及由所述第一部分沿所述中空管状结构2的长度方向延伸并反向弯折、以叠置于所述第一部分上的第二部分，且所述的第二部分可延伸至所述中空管状结构2的相应的一端的端部边缘，所述铜丝位于所述第一部分和所述第二部分的弯折连接处。

本实施例中，所述中空管状结构2在对所述中空腔体充气的过程中，会径向膨胀，轴向收缩，可以利用其轴向收缩产生的轴向驱动力，驱动外接负载。而且所述中空管状结构2随着所述中空腔体内压力的增高，刚性不断变大，随着所述中空腔体内压力的降低，刚度不断减小。相对传统的液压缸、气压缸、电机等驱动器，重量非常轻，而且可以根据驱动行程的需要，结合所述中空管状结构2的收缩率设置所述中空管状结构2的长度，这样可以避免超行程造成的危险，而且造价低，最重要的是所述中空管状结构2具有很好的柔顺性，安全性，可以广泛使用在康复医疗领域。

以上所述为本发明较佳实施例，需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围。

Claims (13)

1.一种腰部助力装置，其特征在于，包括：

肩部支架，用于连接于人体肩部；

腰部支架，用于连接于人体腰部；

可形变支撑结构，包括设置于所述肩部支架和所述腰部支架之间的主体，所述主体与人体脊柱的长度方向平行设置，所述主体能够随着人体姿态变化在长度方向上伸缩且弯曲形变，

所述人体姿态变化包括人体进行直立动作和人体进行弯腰动作，其中，

在人体进行直立动作时，所述主体在长度方向上收缩，且能由弯曲状态转换为竖直状态，以在所述肩部支架和所述腰部支架之间提供助力；

在人体进行弯腰动作时，所述主体在长度方向上伸直，且能由竖直状态转换为与人体姿态相符的弯曲状态。

2.根据权利要求1所述的腰部助力装置，其特征在于，所述主体内设能够容纳介质的中空腔体，所述可形变支撑结构包括：

控制结构，用于控制所述中空腔体内的介质容量以调节所述中空腔体内部压强，使得所述主体发生相应的形变；

其中，在人体进行直立动作时在所述控制结构的控制下，所述中空腔体内充入介质、以增大所述中空腔体内部的压强，使得所述主体在长度方向上收缩；

在人体进行弯腰动作时在所述控制结构的控制下，释放所述中空腔体内的介质、以减小所述中空腔体内的压强，使得所述主体在长度方向上伸直。

3.根据权利要求2所述的腰部助力装置，其特征在于，所述控制结构包括：

检测单元，用于检测人体姿态信息；

处理单元，用于根据所述人体姿态信息生成控制信息；

执行单元，用于根据所述控制信息调节所述中空腔体内的介质容量以调节所述中空腔体内部的压强。

4.根据权利要求3所述的腰部助力装置，其特征在于，所述处理单元包括：

第一子处理单元，用于根据所述人体姿态信息判断人体姿态变化为人体进行直立动作或人体进行弯腰动作；

第二子处理单元，用于根据所述第一子处理单元的判断结果生成所述控制信息，

其中，在所述第一子处理单元的判断结果为人体进行直立动作时，所述控制信息为包括在所述中空腔体内充入介质的第一控制信息；

在所述第一子处理单元的判断结果为人体进行弯腰动作时，所述控制信息为包括释放所述中空腔体内的介质的第二控制信息。

5.根据权利要求3所述的腰部助力装置，其特征在于，所述控制结构包括设置于所述主体上的压强传感器，用于实时检测所述中空腔体内的压强，所述处理单元用于根据所述人体姿态信息和所述中空腔体内的压强实时生成所述控制信息。

6.根据权利要求3所述的腰部助力装置，其特征在于，所述检测单元包括设置于人体背部的弯曲传感器，用于检测人体的姿态信息。

7.根据权利要求3所述的腰部助力装置，其特征在于，所述执行单元包括：

介质源，用于存储介质；

第一管道，一端连接于所述介质源，另一端通过所述主体的一端的通孔与所述中空腔体连通；

第一开关，设置于所述第一管道上，用于控制所述第一管道的导通状态；

第二管道，一端通过所述主体的所述通孔与所述中空腔体连通，另一端与介质回收结构连通；

第二开关，设置于所述第二管道上，用于控制所述第二管道的导通状态。

8.根据权利要求7所述的腰部助力装置，其特征在于，所述第一开关和第二开关均包括手动开关阀和自动控制阀。

9.根据权利要求7所述的腰部助力装置，其特征在于，所述介质源存储的介质为高压介质，所述第一管道上设置有减压阀，用于将高压介质的压力减小至所述中空腔体所能承受的最大压强。

10.根据权利要求3所述的腰部助力装置，其特征在于，

所述肩部支架包括能够连接于人体肩部的肩带，以及能够绕过人体腋下活动连接于所述肩带的连接带。

11.根据权利要求3所述的腰部助力装置，其特征在于，所述腰部支架包括能够围绕于人体腰部的U形连接部；

所述腰部助力装置还包括腿部支架，所述腿部支架包括能够合围以形成套设于人体大腿的环形连接部的第一连接部和第二连接部，且所述环形连接部与所述U形连接部固定连接。

12.根据权利要求1所述的腰部助力装置，其特征在于，所述可形变支撑结构包括多个中空管状结构，所述中空管状结构采用橡胶制成，所述中空管状结构的两端设置有用于封堵所述中空管状结构的密封件，所述中空管状结构靠近所述腰部支架的一端的密封件上设置有与中空管状结构内部连通的通孔。

13.根据权利要求12所述的腰部助力装置，其特征在于，所述密封件为柱状结构，所述柱状结构的中部向内凹陷形成凹陷部，所述中空管状结构的外部在对应于所述凹陷部的位置设置有用于将所述中空管状结构与所述密封件紧密连接的卡箍，所述卡箍与所述中空管状结构之间设有保护层。