CN108372498B - 一种穿戴式的坐姿支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种穿戴式的坐姿支撑装置，包括上身绑带、两个大腿支撑部分、两个小腿支撑部分、两个脚部固定装置；上身绑带下端的两个连接端分别与两个大腿支撑部分的一端连接，两个大腿支撑部分的另一端分别与两个小腿支撑部分的一端连接，两个小腿支撑部分的另一端分别安装有一个脚部固定装置。大腿支撑采用可调节气弹簧，人体正常行走时大腿支撑有一定的活动旋转角度从而不影响正常行走，同时采用手动控制可调节气弹簧的工作进而达到随时随地下蹲时的姿势支撑。本发明针对需长期站立或需屈膝才能正常工作，但因场合及工作环境等原因无法使用传统意义的椅子而设计，解决人体因长期站立、屈膝时对脚部以及膝关节的损害问题。
Description
技术领域
本发明涉及外骨骼技术领域，具体涉及一种穿戴式的坐姿支撑装置。
技术背景
不少行业的员工在很多时候都要进行长时间站立或者需要屈膝工作，这往往会给双脚以及膝关节带来不适进而影响工作效率，日积月累甚至会引发职业病。但由于工作空间以及工作场合的原因，不适合摆放传统座椅。
现有的外骨骼装置绝大部分是为人体提供行走的动力或者提高人体的外负重能力，其主要穿戴在人体身体两侧，无法满足对人体自身的重力支持。且现有外骨骼在工作过程当中需要外部动力源，动力源使整体的结构较为复杂，并且比较笨重。例如，专利文献“穿戴式外骨骼座椅(CN201410705631)”涉及的外骨骼座椅通过大腿和小腿的两个支架以及支架间的伸缩杆实现工人休息时的坐姿支持，该装置通过绑带绑定在小腿上，其存在较大的缺陷，如无法与人体进行很好的绑定，膝部仅通过一个铰接进行连接，稳定性较差等。专利文献“一种坐式下肢外骨骼(CN201510384049)”涉及的坐式下肢外骨骼通过两腿间的座椅可以使人体能够随时坐在座椅上，并且通过电机的驱动，可以辅助人体行走；但是人体的坐姿支持是通过膝部的阻尼离合器实现的，因此当人体坐下时并不稳定，此外由于电机的原因使整体的复杂程度以及重量增加，不方便携带。
通过分析，本设计克服以上缺陷，使用者只需要将其穿戴在身上，当屈膝蹲下，它能够提供足够的支撑力，就好像一张无形的板凳一样，同时也不会影响使用者的正常走动，针对制造业、医院等需长时间站立的环境，其具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明针对需长期站立或需屈膝才能正常工作，但因场合及工作环境等原因无法使用传统意义的椅子而设计，解决人体因长期站立、屈膝时对脚部以及膝关节的损害问题。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，设计一种穿戴式的坐姿支撑装置，其特征在于，包括上身绑带、两个大腿支撑部分、两个小腿支撑部分、两个脚部固定装置；其中每个大腿支撑部分包括调节支撑板、大腿主支撑、大腿副支撑；每个小腿支撑部分包括安装有可调节气弹簧的小腿支撑、支撑杆、支撑块；支撑块上装有一个脚部固定装置，脚部固定装置包括两个弧形固定板、一号脚部绑带和二号脚部绑带；上身绑带下端的两个连接端分别与两个大腿支撑部分的一端连接，两个大腿支撑部分的另一端分别与两个小腿支撑部分的一端连接，两个小腿支撑部分的另一端分别安装有一个脚部固定装置；
大腿支撑部分的调节支撑板位于大腿主支撑的上方，调节支撑板底面的两侧有滑轨，底面上设置有多个卡槽；大腿主支撑靠近上身绑带的一端的末端上设置有末端开口的键槽，键槽内部的中间设置有一排与卡槽相匹配的卡块，键槽内部的两侧设置有与滑轨对应的滑槽；卡块内部装有弹簧以使卡块顶起或者下落，当卡块顶起时卡入调节支撑板的卡槽内，从而使大腿主支撑与调节支撑板位置固定；当卡块下落时，调节支撑板可在滑槽内滑动，卡块通过与不同的卡槽卡合以调节大腿支撑部分长度以适应不同的使用者；大腿副支撑设置于大腿主支撑的下方，大腿副支撑在靠近上身绑带的一端设置有向上的带通孔的凸起，大腿主支撑在对应位置设有两个向下的带通孔凸起，大腿副支撑上的带通孔凸起位于大腿主支撑上的两个带通孔凸起之间，两者通过一号销钉铰接在一起；
大腿主支撑与大腿副支撑与小腿支撑部分连接的一端的末端的两侧均有延长部，大腿副支撑上的延长部较大腿主支撑上的延长部长，延长部上均设置有通孔；大腿副支撑通过其上的延长部的通孔安装两个三号销钉与小腿支撑的一端铰接；大腿主支撑通过其上的延长部的通孔安装一个一号销钉与可调节气弹簧的一端连接，可调节气弹簧的另一端安装在小腿支撑的下部；小腿支撑的下部设有带凹槽的安装部，凹槽的两侧设置有安装孔，通过在小腿支撑的安装部上设置一号螺钉将可调节气弹簧与小腿支撑铰接在一起；
小腿支撑下部的末端的内部为空心结构，支撑杆的上端插入小腿支撑下部的末端内，支撑杆插入的深浅可以调节小腿支撑部分的长度；支撑杆的下端通过二号销钉与支撑块的顶部铰接；支撑块两侧面上均设置有安装孔，两个弧形固定板相对呈“U”型安装，两者的一端通过三号螺钉分别固定在支撑块两侧面上的安装孔内；一号脚部绑带和二号脚部绑带分别横向安装在两个弧形固定板开口端的不同位置，一号脚部绑带和二号脚部绑带的一端分别固定在一个弧形固定板上，两者的另一端通过可撕粘板粘贴在另一个弧形固定板上，以与脚部固定。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一、本发明大腿支撑采用可调节气弹簧，人体正常行走时大腿支撑有一定的活动旋转角度从而不影响正常行走，同时采用手动控制气弹簧的工作进而达到随时随地下蹲时的姿势支撑。本设计不需要外部的动力源，进而节省能源，同时也很大程度上减小了装备的体积以及重量。
二、本发明穿戴在人体下肢后部，可穿戴在人体衣服内，可以通过调节小腿支撑装置、大腿支撑装置的长度，从而适用不同的人群。是一项人性化的设计。当人体下蹲时能够起到很好的支撑作用，从而有效减轻人体疲劳。
三、本发明结构十分简便，整体重量小，方便穿戴和携带。穿上即可实现下蹲姿势的支持，不需要复杂的操作。
附图说明
图1为本发明一种实施例的整体结构示意图。
图2为本发明一种实施例的一个腿部支撑部分结构示意图。
图3为本发明一种实施例的调节支撑板与大腿主支撑装配示意图。
图4为本发明一种实施例的调节支撑板的结构示意图。
图5为本发明一种实施例的大腿支撑部分与小腿支撑部分连接处的结构示意图。
图6为本发明一种实施例的脚部固定装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作详细说明。
本发明提供一种穿戴式的坐姿支撑装置(简称支撑装置，参见图1-6)，其特征在于，包括上身绑带1、两个大腿支撑部分、两个小腿支撑部分、两个脚部固定装置；其中每个大腿支撑部分包括调节支撑板2、大腿主支撑3、大腿副支撑4；每个小腿支撑部分包括安装有可调节气弹簧5的小腿支撑6、支撑杆7、支撑块8；支撑块8上装有一个脚部固定装置，脚部固定装置包括两个弧形固定板9、一号脚部绑带10和二号脚部绑带11。上身绑带1下端的两个连接端分别与两个大腿支撑部分的一端连接，两个大腿支撑部分的另一端分别与两个小腿支撑部分的一端连接，两个小腿支撑部分的另一端分别安装有一个脚部固定装置。
下面仅对一条腿的支撑装置进行了叙述，两条腿的支撑装置均相同。
大腿支撑部分的调节支撑板2位于大腿主支撑3的上方，调节支撑板2底面的两侧有滑轨106，底面上设置有多个卡槽107；大腿主支撑3靠近上身绑带1的一端的末端上设置有末端开口的键槽，键槽内部的中间设置有一排与卡槽107相匹配的卡块105，键槽内部的两侧设置有与滑轨106对应的滑槽104；卡块105内部装有弹簧以使卡块105顶起或者下落，当卡块105顶起时卡入调节支撑板2的卡槽107内，从而使大腿主支撑3与调节支撑板2位置固定；当卡块105下落时，调节支撑板2可在滑槽104内滑动，卡块105通过与不同的卡槽107卡合以调节大腿支撑部分长度以适应不同的使用者。大腿副支撑4设置于大腿主支撑3的下方，大腿副支撑4在靠近上身绑带1的一端设置有向上的带通孔的凸起，大腿主支撑3在对应位置设有两个向下的带通孔凸起，大腿副支撑4上的带通孔凸起位于大腿主支撑3上的两个带通孔凸起之间，两者通过一号销钉101铰接在一起。
大腿主支撑3与大腿副支撑4与小腿支撑部分连接的一端的末端的两侧均有延长部，大腿副支撑4上的延长部较大腿主支撑3上的延长部长，延长部上均设置有通孔；大腿副支撑4通过其上的延长部的通孔安装两个三号销钉103与小腿支撑6的一端铰接；大腿主支撑3通过其上的延长部的通孔安装一个一号销钉101与可调节气弹簧5的一端连接，可调节气弹簧5的另一端安装在小腿支撑6的下部。小腿支撑6的下部设有带凹槽的安装部，凹槽的两侧设置有安装孔，通过在小腿支撑6的安装部上设置一号螺钉201将可调节气弹簧5与小腿支撑6铰接在一起。
小腿支撑6下部的末端的内部为空心结构，支撑杆7的上端插入小腿支撑6下部的末端内，支撑杆7插入的深浅可以调节小腿支撑部分的长度。支撑杆7的下端通过二号销钉202与支撑块8的顶部铰接。支撑块8两侧面上均设置有安装孔，两个弧形固定板9相对呈“U”型安装，两者的一端通过三号螺钉203分别固定在支撑块8两侧面上的安装孔内。一号脚部绑带10和二号脚部绑带11分别横向安装在两个弧形固定板9开口端的不同位置，一号脚部绑带10和二号脚部绑带11的一端分别固定在一个弧形固定板9上，两者的另一端通过可撕粘板204粘贴在另一个弧形固定板9上，以与脚部固定。
本发明支撑装置的工作原理：本发明穿戴于人体后侧，当屈膝下蹲时，膝关节处的可调气弹簧长度调节在一个适用的长度并锁定，从而可坐在该坐姿辅助外骨骼上，人体重力主要由与地面接触的支撑杆和支撑块承担，达到对人体坐姿支撑的作用；此外由于大腿支撑是两个相互连接的分离结构，可调气弹簧与大腿主支撑相连接，大腿主支撑可绕大腿副支撑一定角度的旋转，当人体正常行走，可调气弹簧被锁定后，膝关节仍然可以有一定的角度变化，这一设计减小了行走过程中外骨骼对人体正常行走的干涉影响。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (1)
1.一种穿戴式的坐姿支撑装置，其特征在于，包括上身绑带、两个大腿支撑部分、两个小腿支撑部分、两个脚部固定装置；其中每个大腿支撑部分包括调节支撑板、大腿主支撑、大腿副支撑；每个小腿支撑部分包括安装有可调节气弹簧的小腿支撑、支撑杆、支撑块；支撑块上装有一个脚部固定装置，脚部固定装置包括两个弧形固定板、一号脚部绑带和二号脚部绑带；上身绑带下端的两个连接端分别与两个大腿支撑部分的一端连接，两个大腿支撑部分的另一端分别与两个小腿支撑部分的一端连接，两个小腿支撑部分的另一端分别安装有一个脚部固定装置；
大腿支撑部分的调节支撑板位于大腿主支撑的上方，调节支撑板底面的两侧有滑轨，底面上设置有多个卡槽；大腿主支撑靠近上身绑带的一端的末端上设置有末端开口的键槽，键槽内部的中间设置有一排与卡槽相匹配的卡块，键槽内部的两侧设置有与滑轨对应的滑槽；卡块内部装有弹簧以使卡块顶起或者下落，当卡块顶起时卡入调节支撑板的卡槽内，从而使大腿主支撑与调节支撑板位置固定；当卡块下落时，调节支撑板可在滑槽内滑动，卡块通过与不同的卡槽卡合以调节大腿支撑部分长度以适应不同的使用者；大腿副支撑设置于大腿主支撑的下方，大腿副支撑在靠近上身绑带的一端设置有向上的带通孔的凸起，大腿主支撑在对应位置设有两个向下的带通孔凸起，大腿副支撑上的带通孔凸起位于大腿主支撑上的两个带通孔凸起之间，两者通过一号销钉铰接在一起；
大腿主支撑与大腿副支撑与小腿支撑部分连接的一端的末端的两侧均有延长部，大腿副支撑上的延长部较大腿主支撑上的延长部长，延长部上均设置有通孔；大腿副支撑通过其上的延长部的通孔安装两个三号销钉与小腿支撑的一端铰接；大腿主支撑通过其上的延长部的通孔安装一个一号销钉与可调节气弹簧的一端连接，可调节气弹簧的另一端安装在小腿支撑的下部；小腿支撑的下部设有带凹槽的安装部，凹槽的两侧设置有安装孔，通过在小腿支撑的安装部上设置一号螺钉将可调节气弹簧与小腿支撑铰接在一起；
小腿支撑下部的末端的内部为空心结构，支撑杆的上端插入小腿支撑下部的末端内，支撑杆插入的深浅可以调节小腿支撑部分的长度；支撑杆的下端通过二号销钉与支撑块的顶部铰接；支撑块两侧面上均设置有安装孔，两个弧形固定板相对呈“U”型安装，两者的一端通过三号螺钉分别固定在支撑块两侧面上的安装孔内；一号脚部绑带和二号脚部绑带分别横向安装在两个弧形固定板开口端的不同位置，一号脚部绑带和二号脚部绑带的一端分别固定在一个弧形固定板上，两者的另一端通过可撕粘板粘贴在另一个弧形固定板上；
调节支撑板的靠近上身绑带的一端的末端为朝下弯曲的曲面结构。
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