CN108743249A - 一种外辅助动力功能服饰结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外辅助动力功能服饰结构，该结构包括躯干外动力组件，所述躯干外动力组件包括第一腰部固定装置、第一弹性装置、第一肩部固定装置以及弹力背心；上肢动力组件，所述上肢动力组件包括手腕部固定装置、第二弹性装置以及第二肩部固定装置;下肢动力组件。本申请提供的结构，实用、便利、廉价、低耗能；适合不同人群及穿戴对象的体型：在上肢、躯干、腰部、大腿、小腿等部位，通过关节角度、速度值的改变达到与人体部位的外动力协调、跟随运动并提供助力；可伸缩调整装置，穿戴于人体，并和肢体进行一体化、全自由度协调运动，全范围提高肢体的动力、控制力、耐受力，有效承担肢体运动负荷，以满足使用者的外辅助动力需求。

Description

一种外辅助动力功能服饰结构

技术领域

本发明涉及功能服饰技术领域，特别是涉及一种外辅助动力功能服饰结构。

背景技术

近年来，随着康复产业的蓬勃发展，出现部分企业进行外骨骼机器人的市场化，为截瘫患肢、偏瘫患者制造穿戴式下肢外骨骼机器人，提供行走需求。缺点在于，人群受限、体积大、重量高、灵巧性差、消耗电能，价格高昂。日本研发生产的机械外骨骼动力工作服，为高体力搬运工人研制，为其工作中提供助力，该款式工作服缺点在于，限制职业工种、体积大、部位受限、灵巧性差、价格费用高，不宜于日常人群使用，实用性差。美国斯坦福国际研究所研究柔软型机械外骨骼Superflex。轻量和紧凑，通过采集人体表面肌电，产生收缩，提供动力。缺点在于，十分耗电、消耗电能，部位受限、服饰内含有芯片、导电线路，不易清洗，缺乏实用性。

发明内容

本发明提供了一种外辅助动力功能服饰结构。

本发明提供了如下方案：

一种外辅助动力功能服饰结构，包括：

躯干外动力组件，所述躯干外动力组件包括第一腰部固定装置、第一弹性装置、第一肩部固定装置以及弹力背心；所述第一腰部固定装置、第一肩部固定装置以及弹力背心用于固定所述第一弹性装置，所述第一弹性装置用于放置于用户的背部实现辅助屈曲的躯干恢复中立位置；

上肢动力组件，所述上肢动力组件包括手腕部固定装置、第二弹性装置以及第二肩部固定装置；所述手腕部固定装置以及第二肩部固定装置用于固定所述第二弹性装置；所述第二弹性装置用于放置于用户的手臂部实现为上肢运动时提供辅助动力；

下肢动力组件，所述下肢动力组件包括足踝部固定装置、第三弹性装置以及第二腰部固定装置；所述足踝部固定装置以及第二腰部固定装置用于固定所述第三弹性装置；所述第三弹性装置用于放置于用户的腿部实现为步行时提供辅助动力。

优选的：所述第一弹性装置为网状弹性装置，所述第一肩部固定装置为带有粘扣面的弹性延长带，所述弹力背心为带有粘扣底的弹力背心；所述网状弹性装置一端与所述带有粘扣面的弹性延长带固定相连，另一端与所述第一腰部固定装置相连；所述带有粘扣底的弹力背心与所述带有粘扣面的弹性延长带通过粘扣面以及粘扣底相连，另一端与所述第一腰部固定装置相连。

优选的：所述第一弹性装置为带有粘扣面的交叉式弹性装置，所述第一肩部固定装置为带有弹性的固定装置，所述弹力背心为带有粘扣底的弹力背心；所述带有粘扣面的交叉式弹性装置一端与所述第一腰部固定装置相连；所述带有粘扣底的弹力背心与所述带有粘扣面的交叉式弹性装置通过粘扣面以及粘扣底相连，另一端与所述第一腰部固定装置相连。

优选的：所述上肢动力组件还包括肘部固定装置，所述第二弹性装置包括平行设置于所述手腕部固定装置与所述第二肩部固定装置之间的多条第一弹性带；多条所述第一弹性带均位于所述肘部固定装置内侧，并被所述肘部固定装置压紧与用户手臂紧密贴合。

优选的：所述第二弹性装置包括交叉设置于所述手腕部固定装置与所述第二肩部固定装置之间的多条第二弹性带，多条所述第二弹性带交叉环绕于用户的手臂外侧并与手臂外侧紧密贴合。

优选的：所述下肢动力组件还包括膝部固定装置；所述第三弹性装置包括平行设置于所述足踝部固定装置与所述第二腰部固定装置之间的多条第三弹性带；多条所述第三弹性带均位于所述膝部固定装置内侧，并被所述膝部固定装置压紧与用户腿部紧密贴合。

优选的：所述第三弹性装置包括交叉设置于所述足踝部固定装置与所述第二腰部固定装置之间的多条第四弹性带，多条所述第四弹性带交叉环绕于用户的腿部外侧并与腿部外侧紧密贴合。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种外辅助动力功能服饰结构，在一种实现方式下，该结构可以包括躯干外动力组件，所述躯干外动力组件包括第一腰部固定装置、第一弹性装置、第一肩部固定装置以及弹力背心；所述第一腰部固定装置、第一肩部固定装置以及弹力背心用于固定所述第一弹性装置，所述第一弹性装置用于放置于用户的背部实现辅助屈曲的躯干恢复中立位置；上肢动力组件，所述上肢动力组件包括手腕部固定装置、第二弹性装置以及第二肩部固定装置；所述手腕部固定装置以及第二肩部固定装置用于固定所述第二弹性装置；所述第二弹性装置用于放置于用户的手臂部实现为上肢运动时提供辅助动力；下肢动力组件，所述下肢动力组件包括足踝部固定装置、第三弹性装置以及第二腰部固定装置；所述足踝部固定装置以及第二腰部固定装置用于固定所述第三弹性装置；所述第三弹性装置用于放置于用户的腿部实现为步行时提供辅助动力。本申请提供的外辅助动力功能服饰结构，实用、便利、廉价、低耗能；适合不同人群及穿戴对象的体型：在上肢、躯干、腰部、大腿、小腿等部位，通过关节角度、速度值的改变达到与人体部位的外动力协调、跟随运动并提供助力；可伸缩调整装置，穿戴于人体，并和肢体进行一体化、全自由度协调运动，全范围提高肢体的动力、控制力、耐受力，有效承担肢体运动负荷，以满足使用者的外辅助动力需求。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的躯干外动力组件的第一结构示意图；

图2是本发明实施例提供的躯干外动力组件的第二结构示意图;

图3是本发明实施例提供的躯干外动力组件的第三结构示意图；

图4是本发明实施例提供的上肢动力组件的第一结构示意图;

图5是本发明实施例提供的上肢动力组件的第二结构示意图；

图6是本发明实施例提供的下肢动力组件的第一结构示意图;

图7是本发明实施例提供的下肢动力组件的第二结构示意图；

图8是本发明实施例提供的下肢动力组件的第三结构示意图。

图中：第一腰部固定装置101、、第一弹性装置102、第一肩部固定装置103、弹力背心104、手腕部固定装置201、第二弹性装置202以及第二肩部固定装置203、肘部固定装置204、足踝部固定装置301、第三弹性装置302、第二腰部固定装置303、膝部固定装置304。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8，为本发明实施例提供的一种外辅助动力功能服饰结构，该结构包括躯干外动力组件，所述躯干外动力组件包括第一腰部固定装置101、第一弹性装置102、第一肩部固定装置103以及弹力背心104；所述第一腰部固定装置101、第一肩部固定装置103以及弹力背心104用于固定所述第一弹性装置102，所述第一弹性装置102用于放置于用户的背部实现辅助屈曲的躯干恢复中立位置；

上肢动力组件，所述上肢动力组件包括手腕部固定装置201、第二弹性装置202以及第二肩部固定装置203；所述手腕部固定装置201以及第二肩部固定装置103用于固定所述第二弹性装置202；所述第二弹性装置202用于放置于用户的手臂部实现为上肢运动时提供辅助动力；

下肢动力组件，所述下肢动力组件包括足踝部固定装置301、第三弹性装置302以及第二腰部固定装置303；所述足踝部固定装置301以及第二腰部固定装置303用于固定所述第三弹性装置302；所述第三弹性装置302用于放置于用户的腿部实现为步行时提供辅助动力。

在实际应用中，躯干外动力组件包含的各部件在具体选择时，可以有两种方式：所述第一弹性装置102为网状弹性装置，所述第一肩部固定装置101为带有粘扣面的弹性延长带，所述弹力背心104为带有粘扣底的弹力背心；所述网状弹性装置一端与所述带有粘扣面的弹性延长带固定相连，另一端与所述第一腰部固定装置101相连；所述带有粘扣底的弹力背心104与所述带有粘扣面的弹性延长带通过粘扣面以及粘扣底相连，另一端与所述第一腰部固定装置101相连。所述第一弹性装置102为带有粘扣面的交叉式弹性装置，所述第一肩部固定装置101为带有弹性的固定装置，所述弹力背心104为带有粘扣底的弹力背心；所述带有粘扣面的交叉式弹性装置一端与所述第一腰部固定装置相连；所述带有粘扣底的弹力背心与所述带有粘扣面的交叉式弹性装置通过粘扣面以及粘扣底相连，另一端与所述第一腰部固定装置相连。

在实际应用中，上肢动力组件包含的各部件在具体选择时，可以有两种方式：所述上肢动力组件还包括肘部固定装置204，所述第二弹性装置202包括平行设置于所述手腕部固定装置201与所述第二肩部固定装置203之间的多条第一弹性带；多条所述第一弹性带均位于所述肘部固定装置204内侧，并被所述肘部固定装置204压紧与用户手臂紧密贴合。所述第二弹性装置包括交叉设置于所述手腕部固定装置201与所述第二肩部固定装置203之间的多条第二弹性带，多条所述第二弹性带交叉环绕于用户的手臂外侧并与手臂外侧紧密贴合。

在实际应用中，下肢动力组件包含的各部件在具体选择时，可以有两种方式：所述下肢动力组件还包括膝部固定装置304；所述第三弹性装置302包括平行设置于所述足踝部固定装置301与所述第二腰部固定装置303之间的多条第三弹性带；多条所述第三弹性带均位于所述膝部固定装置内侧，并被所述膝部固定装置压紧与用户腿部紧密贴合。所述第三弹性装置包括交叉设置于所述足踝部固定装置301与所述第二腰部固定装置303之间的多条第四弹性带，多条所述第四弹性带交叉环绕于用户的腿部外侧并与腿部外侧紧密贴合。

下面通过具体附图对本申请提供的结构进行详细说明。

一、躯干外动力组件

如图1、图2所示，第一种结构由四个部分组成：底部（腰部）固定装置；网状弹性装置；带有粘扣面的弹性延长带；带有粘扣底的弹力背心；

三个固定装置从底部和前面两个位置，起到固定弹性装置作用，当人体躯干屈曲（弯腰）过程中，弹性装置会被动拉长，从而产生回缩力，拉动屈曲的身体恢复中立位，保护受挤压的脊柱和被动拉长的肌肉，减少损害的发生，从而起到步行中外动力作用。

躯干外动力大小调节：通过带有粘扣底的弹力背心和带有粘扣面的弹性延长带调节，实现躯干外动力大小调节。带有粘扣底的弹力背心上设置纵向排列多个粘扣底，与之相应带有粘扣面的弹性延长带设置多个纵向排列粘扣面，根据使用者需要，选择带有粘扣面的弹性延长带设置多个纵向排列粘扣面和带有粘扣底的弹力背心上设置纵向排列多个粘扣底的上下位置，当带有粘扣面的弹性延长带越与下面的带有粘扣底的弹力背心上设置纵向排列多个粘扣底粘合固定时，带有粘扣面的弹性延长带被拉长程度越大，从而拉动弹性装置产生越大的弹性回缩力；反之亦然，当带有粘扣面的弹性延长带越与上面的带有粘扣底的弹力背心上设置纵向排列多个粘扣底粘合固定时，带有粘扣面的弹性延长带被拉长程度越小，从而拉动弹性装置产生越小的弹性回缩力。

各步骤次序

当人体躯干屈曲（弯腰）时，底部（腰部）固定装置在底部连接处固定弹性装置，带有粘扣面的弹性延长带和带有粘扣底的弹力背心，在前部连接处固定弹性装置；通过带有粘扣底的弹力背心和带有粘扣面的弹性延长带调节，实现躯干外动力大小调节。

如图2、图3所示，第二种结构由四个部分组成：底部（腰部）固定装置；带有粘扣面的交叉式弹性装置；带有弹性的固定装置；带有粘扣底的弹力背心；

三个固定装置从底部、上面和前面三个位置，起到固定弹性装置作用，当人体躯干屈曲（弯腰）过程中，弹性装置会被动拉长，从而产生回缩力，拉动屈曲的身体恢复中立位，保护受挤压的脊柱和被动拉长的肌肉，减少损害的发生，从而起到步行中外动力作用。

躯干外动力大小调节：通过带有粘扣底的弹力背心和带有粘扣面的交叉式弹性装置调节，实现躯干外动力大小调节。带有粘扣底的弹力背心上设置纵向排列多个粘扣底，与之相应带有粘扣面的交叉式弹性装置设置多个纵向排列粘扣面，根据使用者需要，选择带有粘扣面的交叉式弹性装置设置多个纵向排列粘扣面和带有粘扣底的弹力背心上设置纵向排列多个粘扣底的上下位置，当带有粘扣面的弹性延长带越与下面的带有粘扣底的弹力背心上设置纵向排列多个粘扣底粘合固定时，带有粘扣面的交叉式弹性装置被拉长程度越大，从而产生越大的弹性回缩力；反之亦然，当带有粘扣面的交叉式弹性装置越与上面的带有粘扣底的弹力背心上设置纵向排列多个粘扣底粘合固定时，带有粘扣面的交叉式弹性装置被拉长程度越小，从而产生越小的弹性回缩力。

各步骤次序

当人体躯干屈曲（弯腰）时，底部（腰部）固定装置在底部连接处固定带有粘扣面的交叉式弹性装置，带有弹性的固定装置从上面固定带有粘扣面的交叉式弹性装置；带有粘扣底的弹力背心和带有粘扣面的交叉式弹性装置，在前部连接处固定带有粘扣面的交叉式弹性装置；通过带有粘扣底的弹力背心和带有粘扣面的交叉式弹性装置调节，实现躯干外动力大小调节。

二、上肢外动力组件

如图4所示。第一种结构由四个部分组成：下部（手腕部）固定装置；弹性装置；中部（肘部）固定装置；上部（肩部）固定装置；

三个固定装置下部固定装置、中部固定装置、上部固定装置。从上、中、下三个位置，起到固定弹性装置作用，当人体上肢运动过程中，肩关节和肘关节处于屈曲、外展姿势时，通过外弹性装置回缩力，拉动上肢，从而起到上肢运动中的外动力作用。

外辅助动力（弹力）的大小，通过弹力装置的数量调节，上臂外辅助动力由弹性装置数量确定，弹性装置数量可通过中部（肘部）固定装置和上部（肩部）固定装自由拆卸和安装，前臂外辅助动力由弹性装置数量确定，弹性装置数量可通过下部（手腕部）固定装置和中部（肘部）固定装置自由拆卸和安装。

各步骤次序

当人体上肢运动时，3个固定装置下部固定装置、中部固定装置、上部固定装置从上、中、下三个位置，起到固定弹性装置作用，弹性装置通过弹性回缩力，产生力量。

如图5所示，第二种结构由三个部分组成：下部（手腕部）固定装置；弹性装置；上部（肩部）固定装置；

两个固定装置从上、下（下部固定装置和上部固定装置）两个位置，起到固定弹性装置作用，当人体上肢运动步行过程中，当人体上肢运动过程中，肩关节和肘关节处于屈曲、外展姿势时，通过外弹性装置回缩力，拉动上肢，从而起到上肢运动中的外动力作用。

外辅助动力（弹力）的大小，通过弹力装置的体积大小调节，弹力装置在上臂、前臂以“十字”交叉的方式，实现弹力。

各步骤次序

两个固定装置（下部固定装置和上部固定装置）从上、下两个位置，起到固定弹性装置作用，当人体上肢运动步行过程中，当人体上肢运动过程中，肩关节和肘关节处于屈曲、外展姿势时，通过外弹性装置回缩力，拉动上肢，从而起到上肢运动中的外动力作用。

三、下肢外动力组件

如图6所示，第一种结构由四个部分组成：底部（足踝部）固定装置；弹性装置；中部（膝部）固定装置；上部（腰部）固定装置；

三个固定装置（底部固定装置、中部固定装置、上部固定装置）从上、中、下三个位置，起到固定弹性装置作用，当人体运动步行过程中，支撑腿（处于后侧下肢）弹性装置会被动拉长，从而产生回缩力，在抬腿向前迈步的瞬间，产生拉力，拉动下肢向前迈步，从而起到步行中外动力作用。

外辅助动力（弹力）的大小，通过弹力装置的数量调节，下肢大腿处的弹性装置数量确定，可通过上部（腰部）和中部（膝关节）部两处固定装置自由拆卸和安装，下肢小腿处的弹性装置数量确定，可通过中部（膝部）和下部（足踝部）部两处固定装置自由拆卸和安装。

各步骤次序

当人体向前行走时，支撑腿（后侧下肢）上固定装置（腰部）在上部连接处固定弹性装置，弹性装置被动拉长，中部固定装置（膝部）在大腿下部链接固定弹性装置、在小腿上部链接固定弹性装置，7-1下固定装置（足踝部），在小腿下部连接处固定弹性装置。

如图7、图8所示，第二种结构由三个部分组成：底部（足踝部）固定装置；弹性装置；上部（腰部）固定装置；

两个固定装置（底部固定装置和上部固定装置）从上、下两个位置，起到固定弹性装置作用，当人体运动步行过程中，支撑腿（处于后侧下肢）弹性装置会被动拉长，从而产生回缩力，在抬腿向前迈步的瞬间，产生拉力，拉动下肢向前迈步，从而起到步行中外动力作用。

外辅助动力（弹力）的大小，通过弹力装置的材料设计和体积大小调节，弹力装置在小腿、大腿前后以“十字”交叉的方式，实现弹力。

各步骤次序

当人体向前行走时，支撑腿（后侧下肢上固定装置（腰部）在上部连接处固定弹性装置弹性装置被动拉长，下固定装置（足踝部），在小腿下部连接处固定弹性装置。

总之，本申请提供的外辅助动力功能服饰结构，实用、便利、廉价、低耗能；适合不同人群及穿戴对象的体型：在上肢、躯干、腰部、大腿、小腿等部位，通过关节角度、速度值的改变达到与人体部位的外动力协调、跟随运动并提供助力；可伸缩调整装置，穿戴于人体，并和肢体进行一体化、全自由度协调运动，全范围提高肢体的动力、控制力、耐受力，有效承担肢体运动负荷，以满足使用者的外辅助动力需求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种外辅助动力功能服饰结构，其特征在于，包括：躯干外动力组件，所述躯干外动力组件包括第一腰部固定装置、第一弹性装置、第一肩部固定装置以及弹力背心；所述第一腰部固定装置、第一肩部固定装置以及弹力背心用于固定所述第一弹性装置，所述第一弹性装置用于放置于用户的背部实现辅助屈曲的躯干恢复中立位置；上肢动力组件，所述上肢动力组件包括手腕部固定装置、第二弹性装置以及第二肩部固定装置；所述手腕部固定装置以及第二肩部固定装置用于固定所述第二弹性装置；所述第二弹性装置用于放置于用户的手臂部实现为上肢运动时提供辅助动力；下肢动力组件，所述下肢动力组件包括足踝部固定装置、第三弹性装置以及第二腰部固定装置；所述足踝部固定装置以及第二腰部固定装置用于固定所述第三弹性装置；所述第三弹性装置用于放置于用户的腿部实现为步行时提供辅助动力。

2.根据权利要求1所述的外辅助动力功能服饰结构，其特征在于，所述第一弹性装置为网状弹性装置，所述第一肩部固定装置为带有粘扣面的弹性延长带，所述弹力背心为带有粘扣底的弹力背心；所述网状弹性装置一端与所述带有粘扣面的弹性延长带固定相连，另一端与所述第一腰部固定装置相连；所述带有粘扣底的弹力背心与所述带有粘扣面的弹性延长带通过粘扣面以及粘扣底相连，另一端与所述第一腰部固定装置相连。

3.根据权利要求1所述的外辅助动力功能服饰结构，其特征在于，所述第一弹性装置为带有粘扣面的交叉式弹性装置，所述第一肩部固定装置为带有弹性的固定装置，所述弹力背心为带有粘扣底的弹力背心；所述带有粘扣面的交叉式弹性装置一端与所述第一腰部固定装置相连；所述带有粘扣底的弹力背心与所述带有粘扣面的交叉式弹性装置通过粘扣面以及粘扣底相连，另一端与所述第一腰部固定装置相连。

4.根据权利要求1所述的外辅助动力功能服饰结构，其特征在于，所述上肢动力组件还包括肘部固定装置，所述第二弹性装置包括平行设置于所述手腕部固定装置与所述第二肩部固定装置之间的多条第一弹性带；多条所述第一弹性带均位于所述肘部固定装置内侧，并被所述肘部固定装置压紧与用户手臂紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的外辅助动力功能服饰结构，其特征在于，所述第二弹性装置包括交叉设置于所述手腕部固定装置与所述第二肩部固定装置之间的多条第二弹性带，多条所述第二弹性带交叉环绕于用户的手臂外侧并与手臂外侧紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的外辅助动力功能服饰结构，其特征在于，所述下肢动力组件还包括膝部固定装置；所述第三弹性装置包括平行设置于所述足踝部固定装置与所述第二腰部固定装置之间的多条第三弹性带；多条所述第三弹性带均位于所述膝部固定装置内侧，并被所述膝部固定装置压紧与用户腿部紧密贴合。

7.根据权利要求1所述的外辅助动力功能服饰结构，其特征在于，所述第三弹性装置包括交叉设置于所述足踝部固定装置与所述第二腰部固定装置之间的多条第四弹性带，多条所述第四弹性带交叉环绕于用户的腿部外侧并与腿部外侧紧密贴合。