CN108366674A - 用于可穿戴坐姿辅助装置的座椅单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于可穿戴坐姿辅助装置(10)的座椅单元(25)，包括设计成形成可调节和/或自调节座椅表面(28)以用于至少一个至少部分坐姿和行走模式中的至少一个坐机构(26)，并包括设计成承受坐在坐机构(26)上的人(11)的重力的框架机构(27)，坐机构(26)安装在框架机构(27)上，本发明还涉及一种具有这种座椅单元(25)的可穿戴坐姿辅助装置(10)。

Description

用于可穿戴坐姿辅助装置的座椅单元

技术领域

本发明涉及一种可穿戴的坐姿辅助装置。

背景技术

根据专利文件WO 2015/028373 A1，已知悉一种姿势辅助装置。

发明内容

特别的，本发明的目的在于提升穿戴舒适性。根据本发明，该目的通过专利权利要求1的特征实现，同时本发明的有利实施方式和进一步改进可从从属权利要求和其他独立权利要求中获得。

本发明的优点

根据本发明，提出了一种用于可穿戴坐姿辅助装置的座椅单元，包括至少一个坐机构，该至少一个坐机构设计成形成可调节和/或自调节坐椅表面以用于至少一个至少部分坐姿和行走模式中，并且包括设计成承受坐在坐机构上的人的重力的框架机构，坐机构安装在框架机构上。这样，提供了一种可调节至人的体形的座椅单元。此外，该座椅单元可自调节至人的姿势，尤其是行走姿势、坐姿或部分坐姿。由于包括框架机构，坐机构可以可变的方式来设计。综上所述，可提供一种允许其组件，特别是至少坐机构的部件个体化的座椅单元。可提升穿戴舒适性。在本文中“设置成”应特别地理解为编程、设计和/或装备。在本文中“坐装置”特别地应理解为一部件或部件组，其中至少一个部件形成设计成与坐在可穿戴坐姿辅助装置上的人形成接触的座椅表面。在本文中“可穿戴坐姿辅助装置”应理解为设计成承受处于坐姿或部分坐姿的人的重力并将重力传递至地面的装置。特别地，该可穿戴坐姿辅助装置仅设计为承受并传递重力。该可穿戴坐姿辅助装置不设计成产生可控制力，其设置成在行走、站立或抬高一些负荷时对人进行辅助。在本文中“框架机构”应特别地理解为设置成传递人的重力但本身不形成座椅表面的一部件或部件组。在本文中“可调节和/或自调节座椅表面”应特别地理解为座椅表面或其至少一部分设置成通过人的重力(从而形成自调节座椅表面)或者通过可调节连接件(从而形成可调节座椅表面)相对于框架机构而进行调节。

提出该座椅单元包括在坐机构与框架机构之间的至少一个可旋转连接件，其设计成调节坐机构的至少一部分相对于框架机构的取向。因此，坐机构可有利地调节和/或有利地调节到处于不同位置的人的各个腿和臀部。在本文中“可旋转连接件”应特别地理解成在坐机构的至少一个部件与框架机构的至少一个部件之间的连接件，其提供了一轴线，坐机构的至少一个部件可围绕该轴线相对于框架机构的至少一个部件旋转。在本文中，坐机构的至少一个可旋转部件优选地形成座椅表面或者至少刚性地连接到坐机构形成座椅表面的部件。该可旋转连接件优选地设置成用于座椅表面的自调节。

还提出该座椅单元包括在坐机构与框架机构之间的可移位连接件，其设计成调节坐机构的至少一部分相对于框架机构的轴向位置。因此，可将座椅单元的相对位置调节到人腿的长度。这允许将座椅单元调节到人的解剖结构。在本文中“可移位连接件”应特别地理解成在坐机构的至少一个部件与框架机构的至少一个部件之间的连接件，该连接件提供了坐机构的至少一个部件可相对于框架机构的至少一个部件移动的距离。在本文中，坐机构的至少一个可移位部件优选地形成座椅表面或者至少刚性地连接到坐机构形成座椅表面的部件。该可移位连接件优选地设置成用于对座椅表面进行调节。

还提出该坐机构包括坐元件，该坐元件形成座椅表面并设计成布置在相对于框架机构的至少两个坐位置。这使得可舒适的坐在座椅单元上，座椅单元可用于不同坐位置，尤其是以坐姿或部分坐姿。在本文中“至少两个坐位置”应理解成两个不连续的坐位置，在这两个坐位置，坐元件可调节以及在这两个坐位置之间可连续移动，从而提供座椅表面的自调节。

还提出在至少一个状态下座椅表面的至少一部分具有设置成用于至少一个坐位置的弯曲形状。因此，座椅表面的形状至少部分地循着人大腿和/或臀部的解剖结构。此外，座椅单元允许在处于坐或部分坐位置时舒适地使用。特别是该弯曲形状可用于形成取决于作用在坐元件上的力的坐姿角，并可用来设计座椅表面为自调节的。在本文中，“座椅表面的形状”应特别地理解成座椅表面沿着沿坐元件的主延伸方向而取向的截面的形状。

还提出在至少一个状态下座椅表面的至少一部分具有设置成用于至少一个坐位置的至少大致平坦形状。因此，能够稳定地坐在座椅单元上。此外，人具有坐在平面上的感觉。特别是，其中座椅表面具有弯曲形状的部分与座椅表面具有平坦形状的部分的组合是有用的以形成取决于作用在坐元件上的力的坐姿角，并可用来设计座椅表面为自调节的。在这种实施方式中，座椅表面具有平坦形状的部分优选地设置成用于坐姿，而座椅表面具有弯曲形状的部分优选地设置成用于部分坐姿。

还提出就至少两个不同的坐位置而言，坐元件的至少一部分设计成偏转达至少10度。因此，座椅单元可调节到不同的坐位置，尤其是依赖于坐或部分坐时人的大腿与小腿之间的角度。此外，人具有坐在平坦水平面上的感觉，类似于坐在常规的椅子或凳子上。在本文中“偏转”应特别地理解成座椅表面的至少一部分的正常取向可偏转达至少10度。可旋转连接件可设计成提供坐元件的至少一部分的可偏转性。另外，坐元件可由至少部分柔性的材料制成，优选地由框架元件支撑。尤其是在坐元件可大于框架元件的这种实施方式中，结果，框架元件仅在子区中支撑坐元件。因此，坐元件可设计成提供虚拟的椅边缘。如果坐元件至少部分地由至少部分柔性材料制成并形成座椅边缘，则用于坐位置的虚拟边缘位于接近离地面最远的点(其中框架元件支撑坐元件)。穿戴坐姿辅助装置的人坐在坐姿辅助装置上时，人将有这样的感觉，即更多部分的重力通过与坐位置的虚拟边缘相比距框架接头同样远或更远的坐元件的部件而传递。此外，特别是如果坐元件的至少一部分是柔性的时，则坐元件可设置成特征在于坐椅边缘，特别是在部分坐姿中。此外，坐元件可设计成为防滑表面，设计成基于坐姿角提供突出部。独立于此，坐元件可特征在于合成聚合物或任何合适的防滑材料以防止滑动。

还提出坐元件设计成通过人的重力而偏转。因此，当坐或部分坐时，座椅单元可自动地调节到不同的坐位置，尤其是基于人的大腿与小腿之间的角度。此外，人具有循着不同坐位置下腿的运动而自动地坐在平坦水平面上的感觉，这导致以不同姿势安全就坐的感觉。

还提出座椅单元包括恢复机构，该恢复机构设计成使坐元件移动到基本位置。因此，可实现对座椅单元的简单处理。此外，在从一个位置移动到另一个位置时，不必关注坐元件的适当定位。在本文中“恢复机构”应特别地理解成设计成使坐元件移动返回到基本位置的机构。优选地，该恢复机构形成为机械能储存机构，特别地通过使用可压缩元件，如弹簧，特别是气弹簧，或者由弹性材料制成的元件。或者，该恢复机构也可形成为由控制单元控制的致动器。

还提出在行走模式下座椅表面设计成取向为至少大体垂直于框架机构。因此，在穿戴座椅单元时能够正常地行走。此外，行走时座椅表面至少大体平行于人大腿的后侧，从而导致大腿与座椅表面之间的舒适接触。在本发明的上下文中，“取向”应特别地理解成表面的规范化取向，即垂直于该表面的矢量的取向。

还提出该基本位置设置成用于行走模式。因此，坐元件可自动返回到其中座椅表面至少大部分平行于人大腿后侧的位置。此外，在穿戴座椅单元的任意时间，尤其是紧接在从坐或部分坐位置站立起来之后，能够正常地行走。

还提出坐机构为至少部分坐姿提供虚拟椅边缘。因此，人具有在所有坐姿下特别是在部分坐姿下安全地坐在座椅单元上的感觉。此外，人具有坐在带边缘的大致水平面上的感觉，类似于坐在常规的椅子或凳子上。

此外，提出一种可穿戴坐姿辅助装置，具有两个腿单元，各腿单元包括：设计成承受人的重力的上支撑件，各上支撑件具有根据本发明的座椅单元；设计成将重力传递至地面的下支撑件，可枢转地将上支撑件与下支撑件彼此连接的关节，并具有对关节进行限制的限制机构。这种可穿戴坐姿辅助装置可调节到穿戴可穿戴坐姿辅助装置的人的解剖结构。此外，根据本发明的可穿戴坐姿辅助装置可自调节到人的姿势，尤其是行走姿势、坐姿、或部分坐姿。这种可穿戴坐姿辅助装置是模块化的，允许其部件的个体化。此外，可在无需更换整个装置的情况下将磨损的部件单独地替换。在本文中，坐姿辅助装置的部件的“主延伸方向”在未另外述及的范围内应特别地理解成平行于垂直于连接上支撑件与下支撑件的关节的轴线的平面的方向。在本发明的上下文中，“限制(block)”应特别地理解成至少增加关节运动的阻尼率，特别地理解成关节的刚性连接。

提出座椅单元设计成依赖于上支撑件与下支撑件之间的坐姿角偏转。因此，座椅单元可调节到穿戴可穿戴坐姿辅助装置的人的姿势，尤其是基于人大腿与小腿之间的角度，尤其是在行走或坐或部分坐时。

附图说明

根据以下的附图说明可了解更多的优点。在附图中描绘了本发明的一个示例性实施例。附图、说明书和权利要求包括组合的多个特征。本领域普通技术人员应有目的地单独考虑这些特征，并发现其他有利的组合。在附图中：

图1是穿戴可穿戴坐姿辅助装置的人；

图2是可穿戴坐姿辅助装置的腿单元的立体图；

图3是图1中腿单元的侧视图；

图4是腿单元的坐机构的第一立体图；

图5是坐机构的第二立体图；

图6是穿过坐机构的第一截面；

图7是穿过坐机构的第二截面；

图8是具有两种操作模式、设置成控制腿单元的限制机构的控制方案；

图9是具有三种操作模式、设置成控制腿单元的限制机构的控制方案；

图10是利用坐传感器的传感器信号的控制方案；

图11是利用坐传感器的传感器信号的另一个控制方案。

具体实施方式

图1示出可穿戴的坐姿辅助装置10，其设计成在人11采用坐姿或部分坐姿时对人11进行辅助。该坐姿辅助装置10设计成用于坐姿、部分坐姿和行走模式。该可穿戴的坐姿辅助装置10的特征在于在穿戴坐姿辅助装置10的人11采用坐姿或部分坐姿时坐姿辅助装置10对其进行辅助的限制状态，和人11在穿戴坐姿辅助装置10的同时可行走的未受限制状态。可穿戴的坐姿辅助装置10具有两个腿单元12、12’，各设置成连接至人腿中的相应一个。腿单元12、12’设计成相同的。由此，仅对腿单元12、12’中的一个进行详细描述。

腿单元12包括：设计成承受人11的重力的上支撑件13、设计成将重力传递至地面15的下支撑件14、将上支撑件13与下支撑件14可枢转地彼此连接的关节16、和用以限制关节16的限制机构17(参照图2)。上支撑件13和下支撑件14设计成在关节16被限制机构17限制时传递重力。在限制状态下，人11的重力由上支撑件13承受并经由关节16和限制机构17传递至下支撑件14。在限制状态下，上支撑件13和下支撑件14形成穿戴坐姿辅助装置10的人11可坐在其上的座椅。

上支撑件13和下支撑件14各设计成连接至穿戴坐姿辅助装置10的人11相应的腿。在图示的实施方式中，上支撑件13包括用于连接至人11的大腿的大腿连接机构18、和穿戴在人11的身体上的身体穿戴单元19。下支撑件14包括用于连接人11的足或鞋的足连接单元20。附加或替代地，下支撑件可包括用于连接至人的小腿的小腿连接机构。通过将下支撑件14连接至鞋或小腿并将上支撑件13连接至大腿，坐姿辅助装置10能够循着人10的腿在行走模式下的运动。下支撑件14设置成布置到人11的小腿的后面。上支撑件13设置成布置到人11的大腿的后面。关节16设置成布置到人10的膝的后面。

关节16形成膝关节，其放置在与人11的膝至少大致相同的水平。在人11行走时，随着关节16的轴线相对于人11的膝的轴线发生移位，关节16至少大致循着人11的膝的运动。在关节16被限制机构17限制时，上支撑件13与下支撑件14彼此刚性地连接。限制机构17设计成以不同的坐姿角21对关节16进行限制。坐姿角21取决于人11是否采用坐姿或部分坐姿。在坐姿下，上支撑件13与下支撑件14之间的坐姿角21为至少45度。在部分坐姿下，上支撑件13与下支撑件14之间的坐姿角21小于45度。关节16完全伸展的状态对应于0度的坐姿角21。坐姿越低，坐姿角21越大。

限制机构17包括：连接至上支撑件13的第一限制元件22和连接至下支撑件14的第二限制元件23(参照图3)。限制机构17设计成类似于液压阻尼器，包括缸体和活塞，各起到限制元件22、23中一个的作用。在未受限制状态下，两个限制元件22、23可相对于彼此移动。在限制状态下，两个限制元件22、23彼此刚性地连接。特别地，限制机构17构建成液压限制机构。也可考虑其他的实施例，例如机械或机电限制机构。

上支撑件13包括底架24，其经由关节16连接至下支撑件14。底架24形成连接上支撑件13与下支撑件14的关节16的第一关节元件。第一限制元件22连接至底架24。该底架24设置成承受人11的重力。作用于上支撑件13的重力完全由底架24承受。然后，重力从底架24经由限制机构17和关节16传递至下支撑件14。

上支撑件13包括座椅单元25(参照图4)。该座椅单元25包括框架机构27和可移动地安装在框架机构27上的坐机构26。该坐机构26形成座椅表面28。座椅表面28设计成与坐或部分坐在坐姿辅助装置10上的人11的大腿形成接触。为了使坐机构26适应人11的解剖结构，座椅表面28可调节。为了提升采用坐姿或部分坐姿时的坐舒适性，座椅表面28是自调节的。大腿连接机构18包括大腿系带，其设计成保持座椅表面28与穿戴坐姿辅助装置10的人11的大腿形成接触。

座椅单元25设计成用于不同的姿势，开始于站姿，其对应于0度的坐姿角21，向下至坐姿，具有至少80度、优选地至少90度的最大坐姿角21。另外，最大坐姿角21也可大于90度。座椅单元25设计成在行走模式下以及在采用坐姿或部分坐姿时穿戴。对于不同的坐姿或部分坐姿而言，座椅单元25的坐机构26提供了不同的坐位置，其中穿戴坐姿辅助装置10的人11可坐或部分地坐在坐机构26上。

座椅单元25的框架机构27设计成承受坐或部分坐在坐机构26上的人11的重力。在人坐或部分坐在坐姿辅助装置10上时，人11的重力通过坐机构26传递至座椅单元25的框架机构27。重力从座椅单元25的框架机构27传递至上支撑件13的底架24。进而，重力从上支撑件13的底架24传递至连接上支撑件13与下支撑件14的关节16和限制机构17，然后传递至下支撑件14。通过下支撑件14，坐在坐姿辅助装置10上的人11的重力传递至地面15。在图示的实施方式中，下支撑件14至少在坐姿或部分坐姿下与地面15形成接触。作为替代，下支撑件14也可设计成经由人11的鞋传递人11的重力。在穿戴坐姿辅助装置10的人11行走或站立的同时可使用座椅单元25的行走模式下，下支撑件14相对于地面15至少部分地提升。

为了以可在框架机构27上移动的方式安装坐机构26，座椅单元在其坐机构26的至少一部分与框架机构27之间具有至少一个可旋转的连接件29(参照图6)。可旋转的连接件29设计成用于自调节坐机构26的至少一部分相对于框架机构27的取向。在图示的实施方式中，坐机构26与框架机构27之间的可旋转连接件29设计成允许框架机构27与坐机构26之间的角可通过坐机构26相对于框架机构27旋转而改变。该角限定在平行于连接上支撑件13与下支撑件14的关节16的轴线而取向的平面中。坐机构26与框架机构27之间的可旋转连接件29允许坐机构26与穿戴坐姿辅助装置10的人11的腿对齐。特别地，人11是否处于坐或部分坐取决于由上支撑件13与下支撑件14所围成的坐姿角21。在人11处于坐或部分坐时，人11的重力迫使坐机构26进入取决于由上支撑件13与下支撑件14所围成的坐姿角21的位置。

此外，座椅单元25在坐机构26与框架机构27之间具有可移位的连接件30，其设计成调节坐机构26相对于框架机构27的轴向位置(参照图5)。坐机构26与框架机构27之间的可移位连接件30允许调节座椅单元25至穿戴坐姿辅助装置10的人11腿的长度。可移位连接件30提供了坐机构26沿框架机构27的主延伸方向31的可移动性。坐机构26与框架机构27之间的可移位连接件30包括：支架元件32，其是坐机构26的一部分；导轨元件33，其是框架机构27的一部分；和设置成将支架元件32相对于导轨元件33刚性固定的固定机构34。固定机构34连接至支架元件32，因此是坐机构26的一部分，但也可以是框架机构27的一部分。固定机构34包括至少一个棘爪35，其允许将支架元件32相对于导轨元件33锁在至少两个不同的位置处。在已相对于框架机构27调节了坐机构26的位置之后，通过固定可移位的连接件30，坐机构26可相对于可移位的连接件30刚性连接至框架机构27。在图示的实施方式中，可移位连接件30设计成以形状配合的方式固定在三个位置处。或者，固定机构34可设计成在规定的范围内连续地调节坐机构26相对于框架机构27的轴向位置，于是坐机构26可在此范围内相对于框架机构27锁定在任何期望的位置处，尤其是在可移位的连接件30设置成以压入配合方式固定时。有利地，坐机构26与框架机构27之间的可移位连接件30的特征在于至少一个止动元件，其界定了坐机构26至少大致沿主延伸方向31的最大可调节性的两个止动点。

坐机构26包括形成座椅表面28的坐元件36。取决于组成坐元件36的材料，坐机构26可具有用于部分支撑或加强坐元件36的支撑结构。在图示的实施方式中，由坐元件36实施支撑结构。由此，坐元件36与支撑结构体现为单件式实施。附加或替代地，坐机构26可包括提供支撑结构的附加框架元件以支撑或加强坐元件36。特别地，在这种实施方式中，坐元件36设置成经由坐机构26的框架元件连接至框架机构27。

坐元件36设计成相对于框架机构27在第一坐姿位置(尤其用于坐姿)与第二坐姿位置(尤其用于部分坐姿)之间移动。当人11采用坐姿或部分坐姿时，形成座椅表面28的坐元件36相对于人11的大腿和/或臀部的后侧是自调节的。坐元件36设置成在第一坐姿位置和第二坐姿位置之间连续移动。在图示的实施方式中，坐元件36由硬质材料，例如塑料、碳复合材料或轻金属制成以形成具有尺寸稳定形状的座椅表面28。如前所述，坐元件36也可设计成具有柔性形状。

关于垂直于关节16轴线的平面中的截面，坐元件36具有其中座椅表面28具有大致平坦形状的第一部分37和其中座椅表面28具有弯曲形状的第二部分38(参照图6)。座椅表面28的形状沿上支撑件13的主延伸方向31界定。关于这两个部分37、38之间的过渡，其中座椅表面28具有至少大致平坦形状的部分37朝向连接上支撑件13与下支撑件14的关节16延伸。其中座椅表面28具有至少大致平坦形状的坐元件的部分37设计成与人11的大腿后侧形成接触。此部分37尤其用于坐姿。其中座椅表面28具有弯曲形状的坐元件36的部分38设计成与人11的臀部形成接触。此部分38尤其用于部分坐姿。

框架机构27具有平行于坐机构26通过可移位的连接件30可沿其相对于框架机构27移动的方向取向的主延伸方向31。可旋转的连接件29限定了坐机构26的主旋转轴线39，坐元件36可围绕该轴线39相对于框架机构27旋转。为了界定主旋转轴线39，可旋转的连接件29包括轴承，特别地是滚子轴承、优选地是滑动轴承。该轴承布置在座椅表面28具有弯曲形状的部分38与座椅表面28具有至少大致平坦形状的部分37之间的过渡区中或其附近。相对于座椅表面28的形状固定坐机构26的主旋转轴线39。为了界定主旋转轴线39，可旋转的连接件29包括由坐元件36提供的轴承和可移位连接件30的支架元件32。该轴承包括插在坐元件29中的插座、相对于坐元件36至少线性固定的轴40、和插在支架元件32中的插座。在坐机构26包括用于坐元件36的框架元件的实施方式中，插座也可插入到框架元件中而不是插入到坐元件36中。

就不同的坐位置而言，坐元件36设计成偏转达至少5度。在图示的实施方式中，坐元件36可偏转达至少30度，同时也可提供更高的可偏转性。设计成用于坐姿的第一坐姿位置对应于0度的坐元件36的角度，第一坐姿位置尤其设计成用于超过50度的坐姿角21。特别地，设计成用于部分坐姿的第二坐姿位置对应于小于30度的坐姿角21。

可旋转的连接件29提供了具有平行于第一轴承的主旋转轴线39的两个其他轴线41、42的三枢轴安装件。该三枢轴安装件的旋转轴41、42至少大致垂直于框架机构的主延伸方向31。插在支架元件32中的插座提供了导向结构，其设计成沿直线方向引导轴承的轴40。导向结构提供的直线方向取向为平行于框架机构27的主延伸方向31。通过该导向结构，坐元件36的主旋转轴线39可直线移动。由于其安装，坐元件36可执行滑动-滚动运动。该导向结构形成为插入到支架元件32中的导向通道。

坐元件36设计成通过坐在可穿戴坐姿辅助装置10上的人11的重力而偏转。人11的重力，尤其是在部分坐姿下，起到使坐元件36绕坐机构26的主旋转轴线39旋转的转矩的作用。在部分坐姿下，作用于座椅表面具有弯曲形状的部分38的重力大于作用于座椅表面具有平坦形状的部分37的重力。在坐姿下，重力作用恰好相反。由人11的重力提供的转矩迫使坐元件36进入不同的坐位置。由于转矩取决于坐姿角21，坐元件36所采用的坐位置取决于坐姿角21。坐元件36的偏转由至少一个止动元件限制。坐元件36的坐位置从第一坐姿位置变为第二坐姿位置的坐姿角21的范围可发生变化。由于该范围可能非常小，坐在坐姿辅助装置10上的人11可具有坐元件36的坐位置以某个坐姿角21发生倾斜的感觉。在优选实施方式中，坐位置发生变化的范围设定在40度的坐姿角21与50度的坐姿角21之间。

坐机构26包括恢复机构43，其设计成使坐元件36移动到基本位置(参照图7)。该基本位置对应于设计成用于坐姿的第一坐姿位置。恢复机构43包括设置成使轴承的轴40移动的弹簧44，该轴40界定了坐机构26的主旋转轴线39。支承坐元件36的轴40安装在弹簧44的一端。在弹簧44压缩或解压缩期间，连接至弹簧44的轴40可在导向结构中移动。导向结构的直线方向至少大致平行于框架机构的主延伸方向31。弹簧44安装在轴40与导轨元件33之间。弹簧44优选地设计成气弹簧。作为弹簧44的替代和/或附加，可使用传感器与致动器的组合来移动坐元件36。基于可旋转的连接件29，恢复机构43也可设置成直接产生作用于坐元件36上的转矩。就这种实施方式而言，恢复机构43可包括扭转弹簧。

为了提供三枢轴安装件，可旋转的连接件29包括用于提供两个其他轴线41、42的杆45。杆45具有可枢转地安装至支架元件32的第一端和可枢转地安装至坐元件36的第二端。杆45的长度小于主旋转轴线39与由杆45的第一端所给定的轴线41之间的距离。杆45设置成旋转至少45度的角度。在坐元件36的第一坐姿位置，杆45大致平行于框架机构27的主延伸方向31取向。在第二坐姿位置，杆45相对于第一坐姿位置旋转。

坐元件36设计成布置在相对于框架机构27的不同坐位置。在穿戴坐姿辅助装置10的人11坐或部分坐在坐姿辅助装置10上时，坐元件36与人11的大腿和/或臀部形成紧密接触。在穿戴坐姿辅助装置10的人11坐着时，座椅表面28具有平坦形状的部分37大致平行于人11的大腿。在上支撑件13与下支撑件14之间的坐姿角21大于50度且小于90度时，尤其如此。特别地，人11的大腿然后与座椅表面28由坐元件36形成、具有平坦形状的部分37形成接触。在坐姿角21较小，尤其是小于40度时，人11的臀部则与座椅表面28具有弯曲形状的部分38形成接触。由此，人11的重力作用与弹簧44相对抗，使轴40移向杆45，于是坐元件36偏转。因此，弹簧44提供了非常紧凑的恢复机构。

在穿戴坐姿辅助装置10的人11行走时，坐元件36最多与人11的大腿和/或臀部形成松散地接触。恢复机构43使坐元件36移至对应于第一坐姿位置的基本位置。在基本位置，座椅表面28具有平坦形状的部分37大致平行于框架机构27的主延伸方向31取向。由于限制机构17在行走模式下是未受限制的，腿单元12循着人11的腿在行走时的运动。大腿连接机构18和足连接单元20保持腿单元12与人11接触。

下支撑件14包括底架46和连接至该底架46的足连接单元20(参照图2)。底架46形成用于连接上支撑件13与下支撑件14的关节16的第二关节元件。限制机构17的第二限制元件23连接至下支撑件14的底架46。

足连接单元20的至少一部分可相对于底架46旋转。足连接单元20包括可相对于底架46旋转的鞋连接器47。足连接单元20包括安装在底架46上的地面接触元件48和以使鞋连接器47可相对于底架46旋转的方式来布置鞋连接器47的可旋转连接件49。可旋转连接件49具有彼此垂直的至少两条轴线50、51。第一轴线50相对于关节16的轴线径向取向。第二轴线51相对于关节16的轴线平行取向。

用于固定穿戴坐姿辅助装置10的人11的鞋的鞋连接器47包括可移动地彼此连接的鞋捆绑元件52和固定支架53(参照图1)。鞋捆绑元件52和固定支架53组合用于固定人11的鞋。鞋捆绑元件52可相对于固定支架53绕平行于足连接单元20的可旋转连接件49的第二轴线51的轴线54旋转。由于足连接单元20的至少一部分可相对于底架46旋转，鞋连接器47可循着穿戴坐姿辅助装置10的人11的足和/或鞋的运动。地面接触元件48设计成在人坐或部分坐时与地面15形成接触。因此，人的重力传递至地面15。由于上支撑件13连接至人11的大腿，所以地面接触元件48在穿戴坐姿辅助装置10的人11站立或行走时失去与地面15的接触。由于鞋连接器47的可旋转连接件49，下支撑件13旨在相对于固定支架53提升。

鞋捆绑元件52可选择地可调节地连接至固定支架53，利用该固定支架53鞋捆绑元件52可调节到穿戴坐姿辅助装置10的人11的鞋。固定支架53可特征在于夹紧区，其中鞋捆绑元件52可在至少两个不同位置处夹紧至固定支架53。因此，鞋连接器47可调节至穿戴坐姿辅助装置10的人11的足和/或鞋的长度。

鞋捆绑元件52的特征在于中心部件，在鞋捆绑元件52连接至固定支架53时该中心部件至少部分地与固定支架53形成接触。该中心部件由撑臂构成，该撑臂在其每个端部终止于一个系带支架。鞋捆绑元件52经由系带支架连接到固定支架53。以这种方式，鞋捆绑元件52可旋转地连接到固定支架53。在另一个实施方式中，鞋连接器47的固定支架53可以是单侧的。

整个鞋连接器47与地面接触元件48可拆开。可旋转连接件49在鞋连接器47与地面接触元件48之间、用于提供第二轴线51的部分设计为快速释放紧固件。当使鞋连接器47连接到人11的鞋时，整个鞋连接器47可与下支撑件14的底架46拆开。当鞋捆绑元件42和/或固定支架53已调节到人11的鞋并且鞋连接器47与人11的鞋连接时，鞋连接器47可连接到地面接触元件48。另外，如果鞋连接器47发生磨损则可加以更换。

在图示的实施方式中，地面接触元件48包括设计成置于地面15上、用以传递人11的重力至地面15的地面接触表面。在另一个实施方式中，在地面接触元件48与鞋连接器47之间的可旋转连接件49可设计成传递人11的重力。在人11坐或部分坐在坐姿辅助装置10上时，重力经由地面接触元件48传递至鞋连接器47。然后，重力从鞋连接器47直接地或经由人的鞋传递至地面15。

腿单元12包括设计成控制限制机构17的致动器55。该限制机构17包括允许穿戴坐姿辅助装置10的人11在限制机构17被限制时站起的安全机构。在图示的实施方式中，限制机构17包括设计成由致动器55闭合的阀。该阀设计成类似于背压阀，当人站起时打开。致动器55设计成电动机，其能够打开和闭合阀。

腿单元12包括设计成提供代表上支撑件13与下支撑件14之间坐姿角21的传感器信号的坐姿角传感器56。在图示的实施方式中，坐姿角传感器56设计为线性传感器，其检测限制机构17的两个限制元件22、23之间的距离。或者，也可使用旋转传感器或角度传感器。下面，100％的传感器信号代表腿单元12完全伸展，因此坐姿角21为0度，而0％的传感器信号代表腿单元12完全弯曲，因此是最大坐姿角21，其优选地至少90度。

可穿戴的坐姿辅助装置10包括设计成控制两个腿单元12、12’的两个限制机构17的控制单元57。控制单元57设计成组合控制两个限制机构17。两个腿单元12、12’的致动器55和两个腿单元12、12’的坐姿角传感器56连接到控制单元57。因此，在控制限制机构17时，控制单元57设计成区分两个腿单元12、12’的坐姿角传感器56的传感器信号。控制单元57还设计成分别地对各腿单元12、12’进行控制。

通过组合地或单独地对腿单元12、12’进行控制，控制单元57设计成依据相应的坐姿角传感器56的传感器信号对限制机构17进行控制。一方面，控制单元57能够通过分析相应的坐姿角传感器56的传感器信号检测相应的腿单元12、12’的运动。另一方面，控制单元能够确定相应的腿单元12、12’的实际坐姿角21。控制单元57具有设计成利用两种可能性来控制限制机构18的限制功能。

为了单独地或组合地对腿单元12、12’中的一个进行控制，限制功能设计成通过分析传感器信号来区分相应的腿单元12、12’的运动与静止状态。限制功能设计成对相应的腿单元12、12’的限制机构17进行限制以及解除限制。控制单元57具有手动限制模式，其中控制单元57依据人11的输入信号对相应的腿单元12、12’的限制机构17进行限制或解除限制。在腿单元12、12’两者都连接到控制单元时，腿单元12、12’两者的限制机构17则同时受到限制。

控制单元57包括设计成由穿戴坐姿辅助装置10的人11使用的至少一个输入元件58。输入元件58设置成生成具有状态“是”和“否”的输入信号。输入元件58可设计成在由人11按下时生成输入信号的按钮。也可考虑其他的实施例。在至少一个输入元件58设计为按钮的图示实施例中，状态“是”对应于按钮按下的状态，而状态“否”则对应于按钮释放的状态。特别地，限制功能设置成每次在人11按下输入元件58时对限制机构17进行限制或解除限制。控制单元57通过使用限制功能将限制机构17的状态从限制状态改变为解除限制状态，反之亦然。

在相应的腿单元12、12’的限制机构17被限制且控制单元57检测到腿单元12、12’中一个的运动时，控制单元57设置成对限制机构17解除限制。在人11处于坐或部分坐姿然后利用安全机构站起时则尤其如此，该安全机构在限制机构17受到限制时允许站起。设计成通过分析传感器信号而区分相应的腿单元12、12’的运动与静止状态的限制功能，也可用来自动地对限制机构17进行限制，例如通过确定传感器信号保持恒定的时段。

为了组合控制腿单元12、12’，控制单元包括设计成比较两个腿单元12、12’的坐姿角21的比较功能。特别地，该比较功能设计成判定两个腿单元12、12’的坐姿角21在规定范围内是否相等。如果它们相差不超过5度，则两个坐姿角21规定为是相等的。该比较功能可用来自动地对两个腿单元12、12’的限制机构17进行限制。控制单元的操作程序可具有设计成将两个腿单元12、12’限制在相同的坐姿角21的限制模式。如果两个坐姿角21相等达规定的时段，则对限制机构17进行限制。在限制模式下，操作程序设计成由比较功能比较两个坐姿角21。

控制单元57具有设计成保存坐姿角21并恢复所保存的坐姿角21的记忆功能。该记忆功能设计成保存实际的坐姿角21。控制单元包括设计成提供输入信号的输入元件59，提供该输入信号以唤醒记忆功能。在人按下输入元件59时，控制单元57保存实际的坐姿角21，优选地与限制机构是否被限制或解除限制无关，或者恢复所保存的坐姿角21。

操作程序具有设计成将腿单元12、12’限制在由限制功能和记忆功能所保存的坐姿角21的记忆模式。为了激活记忆模式，控制单元包括另一个输入元件60。控制单元57设计成每次按下输入元件60时在限制模式与记忆模式之间进行切换，特别地限制模式可分成手动限制的限制模式和自动限制的限制模式。在图示的实施方式中，控制单元57包括三个输入元件58、59、60。在输入元件58、59、60中的一个以上使用了两次时，可减少输入元件58、59、60的数量。

操作程序设计成比较两个腿单元12、12’的坐姿角21以对腿单元12、12’进行限制和解除限制。例如，仅在两个腿单元12、12’的坐姿角21在用于比较坐姿角21相等的给定范围内等于保存的坐姿角21时对腿单元12、12’进行限制。如果人坐下，腿单元12、12’两者以相等的坐姿角21弯曲。坐姿角21一达到保存的坐姿角21，控制单元57就对限制机构17进行限制，于是人采用对应于保存的坐姿角21的坐姿或部分坐姿。如果人站起，控制单元将对限制机构进行解除限制。通过利用记忆模式，人在不使用其中一个输入元件的情况下可多次站起和坐下。

控制单元附接至身体穿戴单元19。身体穿戴单元19包括其中安装有控制单元57的安装架61，该安装架61用于提供朝向腿单元12、12’的电连接件。每个腿单元12、12’包括设计成将相应的腿单元12、12’的致动器55和坐姿角传感器56连接至控制单元57的连接器。由于腿单元12、12’是等同的，所以将腿单元12、12’连接至控制单元57的顺序和布置并不重要。每个腿单元12、12’可穿戴在左腿或右腿上。这样，两个腿单元12、12’是等同的并且控制单元与腿单元12、12’分离，可穿戴的坐姿辅助装置10以模块化方式设计。控制单元57、身体穿戴单元19和每个腿单元12、12’可单独地更换。

可穿戴的坐姿辅助装置包括身体穿戴单元19，特别地，其设置成提升穿戴舒适性。该身体穿戴单元至少包括腰带单元62。在图示的实施方式中，身体穿戴单元19另外还包括肩带单元63。腿单元12、12’附接到腰带单元62。每个腿单元12、12’包括用于提供上支撑件13与腰带单元62的机械连接的系带64，并包括使机械连接可分离的系带连接器65。另外，每个腿单元12、12’包括用于提供致动器55和坐姿角传感器56与控制单元58的可分离电连接的电连接器66。系带连接件65和电连接器66体现为单一部件实施例。以这种方式，机械连接和电连接设置成附接到一起和分离。

下面，将更详细地对操作程序的四个实施例进行示例性描述。这些实施例至少部分利用上述模式和功能。这些实施例具有可以不同方式进行组合的不同功能块。在以下描述中，“决策步骤”特别地应理解成对信号进行分析以满足至少一个条件的步骤。在决策步骤仅具有一个随后的处理路径时，该决策步骤可理解为事件步骤，例如保持决策步骤直到满足条件为止。“处理步骤”特别地应理解成执行处理的步骤，例如对腿单元进行限制或解除限制。

第一实施例的特征在于记忆模式(参照图8)。第一实施例取决于人11的输入信号，其由输入元件58提供并具有状态“是”和“否”。在第一处理步骤67，所有腿单元12、12’都是解除限制的。如果在第一决策步骤68中由输入元件58提供的输入信号具有状态“是”，特别地其对应于按下的按钮，则没有事件发生直到在另一个决策步骤69中输入信号具有状态“否”，特别地其对应于释放的按钮。之后，在处理步骤70，将实际的坐姿角21保存为参考坐姿角21。在随后的处理步骤71中，对腿单元12、12’进行限制。如果在决策步骤72中坐姿角21相对于存储的坐姿角21超出预定范围，操作程序返回到第一处理步骤67，其中腿单元12、12’是解除限制的。如果在决策步骤68中输入信号为“否”，则在随后的决策步骤73中检查坐姿角21是否已被保存。如果坐姿角21已被保存，在随后的决策步骤74中检查实际的坐姿角21是否在保存的坐姿角21的预定范围内。否则，操作程序转至初始的处理步骤67。如果在决策步骤74中证实坐姿角21在预定范围内，则操作程序转到处理步骤71，其中腿单元12、12’是被限制的。否则，操作程序返回到初始的处理步骤67。

第二实施例的特征在于可由人11选择的手动限制模式、自动限制模式和记忆模式(参照图9)。第二实施例取决于由输入元件59提供的输入信号，该输入元件59设计成在手动限制模式、自动限制模式和记忆模式之间进行切换。在腿单元12、12’解除限制时，在第一决策步骤76中对手动限制模式、自动限制模式或记忆模式进行选择。为了对腿单元12、12’解除限制，本实施例具有处理步骤75。如第一实施例中所述实施记忆模式，其中处理步骤75代替处理步骤67。

就自动限制模式而言，该实施例具有检查腿单元12、12’的运动的第一决策步骤77。如果在预定的时间段内坐姿角21在预定的容许区间内是恒定的，则在处理步骤80中对腿单元12、12’进行限制。否则，操作程序返回到处理步骤75并保持腿单元12、12’解除限制或者将解除限制。

就手动限制模式而言，该实施例包括检查输入信号的第一决策步骤78。如果输入信号具有状态“是”，特别地其对应于按下和/或释放的按钮，则在随后的处理步骤79中对所有腿单元12、12’进行限制。在随后的决策步骤81中，检查坐姿角21是否超出围绕坐姿角21的范围，且腿单元12、12’是否被限制。如果坐姿角21超出该范围，操作程序则返回到初始处理步骤75。

第三实施例和第四实施例设置成用于具有至少一个坐姿传感器的可穿戴坐姿辅助装置(参照图10)。在这种可穿戴坐姿辅助装置的优选实施方式中，每个腿单元12、12’包括设计成检测坐姿或部分坐姿的坐姿传感器。该坐姿传感器可体现为设置成确定所传递的重力的负载均衡传感器，或者可体现为设置成捕获地面接触元件48的地面接触的地面接触传感器。也可考虑其他的实施例。

第三实施例的特征在于手动限制模式，辅以由坐姿传感器提供的传感器信号的分析。第三实施例取决于由输入元件58所提供、具有状态“是”或”否”的输入信号，和具有对应于坐姿或部分坐姿的状态“是”和对应于站姿或行走模式的状态“否”的坐姿传感器的传感器信号。在初始处理步骤82，所有腿单元12、12’都是解除限制的。在随后的决策步骤83，检查由输入元件58所提供的输入信号是否具有状态“是”。如果在决策步骤83中输入信号具有状态“是”，则在另一个决策步骤84中检查坐姿传感器的传感器信号是否也具有对应于坐姿或部分坐姿的状态“是”。如果传感器信号具有状态“是”，在后继的处理步骤85中对所有的腿单元12、12’进行。如果在决策步骤84或者在处理步骤85之后的决策步骤86中传感器信号具有状态“否”，操作程序则返回到初始处理步骤82。在第三实施例中，在人11相应的输入信号之后，控制单元58仅在坐姿传感器有效时限制腿单元12、12’。如果人11站起，则立即对腿单元12、12’解除限制。

第四实施例的特征在于手动限制模式，辅以由坐姿传感器提供的传感器信号的分析以及用于防止腿单元12、12’未定时解除限制的安全定时器(参照图11)。第四实施例取决于由输入元件58提供、具有状态“是”或“否”的输入信号，以及具有对应于坐姿或部分坐姿的状态“是”和对应于站姿或行走模式的状态“否”的坐姿传感器的传感器信号。在初始处理步骤87中，腿单元12、12’是解除限制的。如果在随后的决策步骤88中输入信号为“是”，则在处理步骤89中启动安全定时器。在另一个随后的处理步骤90中，对腿单元12、12’进行限制。在随后的决策步骤91中，检查坐姿传感器的传感器信号是否具有状态“是”或状态“否”。如果传感器信号具有状态“是”，则腿单元12、12’保持限制直到传感器信号具有对应于站起的状态“否”，并在进一步的决策步骤92中对该状态“否”进行检查。在这种情况下，操作程序返回到初始处理步骤87。如果在决策步骤91中传感器信号为“否”，则在决策步骤93中检查安全定时器是否超过预定的时限。如果未超过该时限，操作程序则返回到决策步骤91。否则，操作程序返回到初始处理步骤87。时限是允许人11在采用坐姿或部分坐姿之后激活坐姿传感器所需的预定时段。作为安全特征，操作程序仅在腿单元12、12’解除限制之前的时间段内限制腿单元12、12’，例如在人11不合时宜地限制腿单元12、12’时。当人11致动相应的输入元件58时，控制单元58总是限制腿单元12、12’。在坐姿传感器具有对应于坐姿或部分坐姿的状态“是”的时段中，腿单元12、12’保持限制。如果人11站起，则立即对腿单元12、12’解除限制。

Claims (14)

1.一种用于可穿戴坐姿辅助装置(10)的座椅单元(25)，包括设计成形成可调节和/或自调节座椅表面(28)以用于至少一种至少部分坐姿和行走模式中的至少一个坐机构(26)，并包括设计成承受坐在所述坐机构(26)上的人(11)的重力的框架机构(27)，所述坐机构(26)安装在所述框架机构(27)上。

2.根据权利要求1所述的座椅单元(25)，其特征在于在所述坐机构(26)与所述框架机构(27)之间的至少一个可旋转连接件(29)，所述可旋转连接件设计成调节所述坐机构(26)的至少一部分相对于所述框架机构(27)的取向。

3.根据权利要求1或2所述的座椅单元(25)，其特征在于在所述坐机构(26)与所述框架机构(27)之间的可移位连接件(30)，所述可移位连接件设计成调节所述坐机构(26)的至少一部分相对于所述框架机构(27)的轴向位置。

4.根据前述权利要求中任一所述的座椅单元(25)，其特征在于，所述坐机构(26)包括坐元件(21)，所述坐元件形成所述座椅表面(28)并设计成相对于所述框架机构(27)布置在至少两个坐位置。

5.根据前述权利要求中任一所述的座椅单元(25)，其特征在于，所述座椅表面(28)的至少一部分(38)在至少一种状态下具有弯曲形状，所述弯曲形状设置成用于所述坐位置中的至少一个。

6.根据前述权利要求中任一所述的座椅单元(25)，其特征在于，所述座椅表面(28)的至少一部分(37)在至少一种状态下具有大致平坦形状，所述大致平坦形状设置成用于所述坐位置中的至少一个。

7.根据至少权利要求4所述的座椅单元(25)，其特征在于，就至少两个不同的坐位置而言，所述坐元件(36)设计成偏转达至少10度。

8.根据权利要求4至6中至少一项所述的座椅单元(25)，其特征在于，所述坐元件(36)的至少一部分(37、38)设计成通过所述人(11)的重力而偏转。

9.根据权利要求4至7中至少一项所述的座椅单元(25)，其特征在于设计成使所述坐元件(36)移动到基本位置的恢复机构(43)。

10.根据前述权利要求中任一所述的座椅单元(25)，其特征在于，在所述行走模式下，所述座椅表面(28)设计成取向为至少大体垂直于所述框架机构(27)。

11.根据权利要求8所述的座椅单元(25)，其特征在于，所述基本位置设置成用于所述行走模式。

12.根据权利要求4至10中至少一项所述的座椅单元(25)，其特征在于，所述坐机构(26)为所述至少部分坐姿提供虚拟椅边缘。

13.一种可穿戴坐姿辅助装置(10)，具有两个腿单元(12、12’)，各腿单元包括设计成承受人的重力的上支撑件(13)、设计成传递所述重力至地面(15)的下支撑件(14)、将所述上支撑件(13)与所述下支撑件(14)彼此枢转地连接的关节(16)，并具有对所述关节(16)进行限制的限制机构(17)，各上支撑件具有根据前述权利要求中任一所述的座椅单元(25)。

14.根据权利要求12所述的可穿戴坐姿辅助装置(10)，其特征在于，所述座椅单元(25)设计成依赖于所述上支撑件(13)与所述下支撑件(14)之间的坐姿角(21)偏转。