CN108969277A - 一种用于人体组织解剖台的外骨骼辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，属于促进人体肢体运动器械技术领域。其技术方案为：一种用于人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，包括底座，设置在底座顶面每一边缘的固定连接件，其中，在每个固定连接件上分别设有动力执行部件，相邻动力执行部件之间设有四连杆机构，每个四连杆机构铰接于移动支撑脚，在支撑板与底座之间设置移动座椅执行机构，移动座椅执行机构后端的支撑板上设有辅助背部运动的柔性靠背执行器。本发明的有益效果为：本发明能够实现对移动座和气囊靠背位置的适度调整，也能起到对解剖人员在解剖过程中的下肢体支撑和助力作用，同时通过传感器控制移动座和气囊靠背自动跟踪调整。

Description

一种用于人体组织解剖台的外骨骼辅助装置

技术领域

本发明涉及促进人体肢体运动器械技术领域，尤其涉及一种用于人体组织解剖台的外骨骼辅助装置。

背景技术

解剖台是手术室、实验室中最常用的实验设备、医疗设备，不论是人体解剖，还是动物解剖一般都是在解剖台上完成的,在进行解剖时，将人的遗体或动物尸体放置在床板上，然后进行解剖即可，为人们切割遗体或尸体提供了载体，带来了方便；但是传统的解剖台一般包括由床腿支撑的床板构成，解剖人员在解剖时，由于每位解剖人员身高的不同，解剖时身体因长时间保持一个姿势容易疲乏。

目前，传统的外骨骼机器人是一种可穿戴在操作者身体外部的一种机械装置,它可给穿戴外骨骼的人提供支撑、保护，及增强运动能力，如果在解剖过程中有一种与解剖台配合使用，且能够对解剖人员下肢体起到支撑和助力，具有随着解剖人员在解剖过程中的下肢体的移动进行自动调整跟踪功能的装置即可解决解剖员在解剖时下肢体因长久站立疲乏的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于人体组织解剖台的外骨骼辅助装置。

本发明是通过如下措施实现的：一种用于人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，包括底座，设置在所述底座顶面每一边缘的固定连接件，其中，在每个所述固定连接件上分别设有动力执行部件，相邻动力执行部件之间设有四连杆机构，每个所述四连杆机构其中两个相互铰接的内连杆的铰接轴上活动连接有旋转件，每个所述旋转件铰接于移动支撑脚的底部，所述移动支撑脚呈三角形分布，且其顶部分别活动连接在支撑板底面，在所述支撑板与所述底座之间设置移动座椅执行机构，所述移动座椅执行机构后端的所述支撑板上设有辅助背部运动的柔性靠背执行器。

所述动力执行部件包括由所述固定连接件锁定的气缸体，分别置于所述气缸体内部两端的活塞杆。

所述四连杆机构包括一端相互铰接的两外连杆，所述两外连杆的另一端分别与相邻所述动力执行部件的活塞杆自由端部相互铰接；

所述四连杆机构还包括一端分别与所述两外连杆中部相互铰接的两个所述内连杆，两个所述内连杆的另一端相互铰接。

所述移动座椅执行机构包括设置在所述底座上的连接臂，一端铰接在所述连接臂上的动力臂，一端铰接在所述动力臂顶部的摆动杆，与所述摆动杆的另一端相互铰接的从动摆臂，底端活动连接在所述从动摆臂中部的牵拉杆，分别活动连接在所述摆动杆顶部和所述牵拉杆顶部的移动座椅执行组件；所述动力臂由设置在所述连接臂上的动力电机驱动。

所述移动座椅执行组件包括移动座，设置在所述移动座底面的两支撑臂，所述两支撑臂底部分别与所述摆动杆的顶部，所述牵拉杆的顶部相互铰接。

在所述移动座和所述支撑板上分别设有用于控制所述移动座相对所述支撑板之间距离的位移传感器；通过位移传感器接收的信息与事先设定的移动座和气囊靠背位置基准值不一致时，通过位移传感器输出信号给控制器的控制端，控制器控制端分别与驱动电机和动力电机的行程开关；传感器的输入端与控制器的控制端连接，所述控制器的控制端分别与控制驱动电机和动力电机的行程开关电连接。

所述柔性靠背执行器包括铰接在所述支撑板上的气囊靠背，活动连接于所述气囊靠背凸弧曲面上铰接座的伸缩臂执行元件，设置在所述支撑板与所述伸缩臂执行元件之间的弹性牵拉组件。

所述伸缩臂执行元件包括一端铰接在所述气囊靠背凸弧曲面上铰接座的气压导向筒，沿所述气压导向筒内部往复滑动的移动导向件，位于所述气囊靠背后方的所述支撑板上的异型固定座，跨接在所述异型固定座与所述移动导向件底部之间的刚性牵拉元件、刚性辅助牵拉元件和刚性牵拉件。

所述弹性牵拉组件包括设置在所述异型固定座与所述刚性辅助牵拉元件之间的刚性导向座，底部固定嵌合在所述刚性导向座上的拉簧，所述拉簧的顶部连接在所述刚性牵拉件上；所述刚性牵拉件是由驱动电机的输出轴上的联动臂带动。

本发明的有益效果：本发明的人体组织解剖台外骨骼辅助装置是通过解剖人员的身高和解剖时下肢体的姿势进行跟踪调整，能够对解剖人员下肢体起到支撑和助力，进而与解剖人员背部和下肢相互配合；具体跟踪调整过程是在待准备人体组织解剖前，解剖人员坐在移动座椅执行机构的移动座上，开启动力电机驱动动力臂带动摆动杆往复摆动的同时带动从动摆臂和牵拉杆驱动移动座前后移动，进而实现对解剖人员相对解剖台之间距离的调整；之后启动驱动电机，通过驱动电机带动刚性牵拉件驱动柔性靠背执行器的伸缩臂执行元件，由于伸缩臂执行元件的气压导向筒与气囊靠背凸弧曲面上铰接座活动连接，通过驱动电机带动刚性牵拉件，刚性牵拉元件，刚性辅助牵拉元件和弹性牵拉组件的刚性导向座沿与伸缩臂执行元件的气压导向筒在同一倾斜直线上往复移动，动力执行部件的塞杆移动带动两外连杆和两内连杆开口大小的调整，从而实现对支撑脚位置的改变，支撑板的高度和倾斜度同步做出变化，直至气囊靠背调整到与解剖人员的背部相吻合位置，由于在移动座和支撑板上分别设有用于控制移动座相对支撑板之间距离的位移传感器，通过位移传感器接收的信息与事先设定的移动座和气囊靠背位置基准值不一致时，通过位移传感器输出信号给控制器的控制端，控制器控制端分别与驱动电机和动力电机的行程开关，进而实现对移动座和气囊靠背位置的适度调整，也能起到对解剖人员在解剖过程中的下肢体支撑和助力作用，同时通过传感器控制移动座和气囊靠背自动跟踪调整。

附图说明

图1 为本发明实施例的整体结构示意图。

图2 为本发明实施例的整体结构示意图。

图3 为本发明实施例的整体结构示意图。

图4 为图3中A区局部放大结构示意图。

图5 为本发明实施例中底座，固定连接件，四连杆机构，旋转件以及移动支撑脚之间位置关系的结构示意图。

图6 为本发明实施例中伸缩臂执行元件与弹性牵拉组件之间位置关系的结构示意图。

其中，附图标记为：1、底座；2、固定连接件；3、动力执行部件；4、四连杆机构；5、旋转件；6、移动支撑脚；7、支撑板；

8、移动座椅执行机构；80、连接臂；81、动力臂；82、摆动杆；83、从动摆臂；84、牵拉杆；85、移动座椅执行组件；

9、柔性靠背执行器；90、气囊靠背；91、伸缩臂执行元件；910、气压导向筒；911、移动导向件；912、异型固定座；913、刚性牵拉元件；914、刚性辅助牵拉元件；915、刚性牵拉件；92、弹性牵拉组件。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1至图6，本发明是：一种用于人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，包括底座1，设置在底座1顶面每一边缘的固定连接件2，其中，在每个固定连接件2上分别设有动力执行部件3，相邻动力执行部件3之间设有四连杆机构4，每个四连杆机构4其中两个相互铰接的内连杆的铰接轴上活动连接有旋转件5，每个旋转件5铰接于移动支撑脚6的底部，移动支撑脚6呈三角形分布，且其顶部分别活动连接在支撑板7底面，在支撑板7与底座1之间设置移动座椅执行机构8，移动座椅执行机构8后端的支撑板7上设有辅助背部运动的柔性靠背执行器9。

动力执行部件3包括由固定连接件2锁定的气缸体，分别置于气缸体内部两端的活塞杆。

四连杆机构4包括一端相互铰接的两外连杆，两外连杆的另一端分别与相邻动力执行部件3的活塞杆自由端部相互铰接；

四连杆机构4还包括一端分别与两外连杆中部相互铰接的两个内连杆，两个内连杆的另一端相互铰接。

移动座椅执行机构8包括设置在底座1上的连接臂80，一端铰接在连接臂80上的动力臂81，一端铰接在动力臂81顶部的摆动杆82，与摆动杆82的另一端相互铰接的从动摆臂83，底端活动连接在从动摆臂83中部的牵拉杆84，分别活动连接在摆动杆82顶部和牵拉杆84顶部的移动座椅执行组件85；动力臂81由设置在连接臂80上的动力电机驱动。

移动座椅执行组件85包括移动座，设置在移动座底面的两支撑臂，两支撑臂底部分别与摆动杆82的顶部，牵拉杆84的顶部相互铰接。

在移动座和支撑板7上分别设有用于控制移动座相对支撑板7之间距离的位移传感器。

柔性靠背执行器9包括铰接在支撑板7上的气囊靠背90，活动连接于气囊靠背90凸弧曲面上铰接座的伸缩臂执行元件91，设置在支撑板7与伸缩臂执行元件91之间的弹性牵拉组件92。

伸缩臂执行元件91包括一端铰接在气囊靠背90凸弧曲面上铰接座的气压导向筒910，沿气压导向筒910内部往复滑动的移动导向件911，位于气囊靠背90后方的支撑板7上的异型固定座912，跨接在异型固定座912与移动导向件911底部之间的刚性牵拉元件913、刚性辅助牵拉元件914和刚性牵拉件915。

弹性牵拉组件92包括设置在异型固定座912与刚性辅助牵拉元件914之间的刚性导向座，底部固定嵌合在刚性导向座上的拉簧，拉簧的顶部连接在刚性牵拉件915上；刚性牵拉件915是由驱动电机的输出轴上的联动臂带动。

本发明在实际使用时：在待准备人体组织解剖前，解剖人员坐在移动座椅执行机构8的移动座上，开启动力电机驱动动力臂81带动摆动杆82往复摆动的同时带动从动摆臂83和牵拉杆84驱动移动座前后移动，进而实现对解剖人员相对解剖台之间距离的调整；之后启动驱动电机，通过驱动电机带动刚性牵拉件915驱动柔性靠背执行器9的伸缩臂执行元件91，由于伸缩臂执行元件91的气压导向筒910与气囊靠背90凸弧曲面上铰接座活动连接，通过驱动电机带动刚性牵拉件915，刚性牵拉元件913，刚性辅助牵拉元件914和弹性牵拉组件92的刚性导向座沿与伸缩臂执行元件91的气压导向筒910在同一倾斜直线上往复移动，动力执行部件3的塞杆移动带动两外连杆和两内连杆开口大小的调整，从而实现对支撑脚6位置的改变，支撑板7的高度和倾斜度同步做出变化，直至气囊靠背90调整到与解剖人员的背部相吻合位置，由于在移动座和支撑板7上分别设有用于控制移动座相对支撑板7之间距离的位移传感器，通过位移传感器接收的信息与事先设定的移动座和气囊靠背位置基准值不一致时，通过位移传感器输出信号给控制器的控制端，控制器控制端分别与驱动电机和动力电机的行程开关，进而实现对移动座和气囊靠背90位置的适度调整，也能起到对解剖人员在解剖过程中的下肢体支撑和助力作用，同时通过传感器控制移动座和气囊靠背自动跟踪调整。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，包括底座（1），设置在所述底座（1）顶面每一边缘的固定连接件（2），其特征在于，在每个所述固定连接件（2）上分别设有动力执行部件（3），相邻动力执行部件（3）之间设有四连杆机构（4），每个所述四连杆机构（4）其中两个相互铰接的内连杆的铰接轴上活动连接有旋转件（5），每个所述旋转件（5）铰接于移动支撑脚（6）的底部，所述移动支撑脚（6）呈三角形分布，且其顶部分别活动连接在支撑板（7）底面，在所述支撑板（7）与所述底座（1）之间设置移动座椅执行机构（8），所述移动座椅执行机构（8）后端的所述支撑板（7）上设有辅助背部运动的柔性靠背执行器（9）。

2.根据权利要求1所述的人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，其特征在于，所述动力执行部件（3）包括由所述固定连接件（2）锁定的气缸体，分别置于所述气缸体内部两端的活塞杆。

3.根据权利要求1或2所述的人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，其特征在于，所述四连杆机构（4）包括一端相互铰接的两外连杆，所述两外连杆的另一端分别与相邻所述动力执行部件（3）的活塞杆自由端部相互铰接；

所述四连杆机构（4）还包括一端分别与所述两外连杆中部相互铰接的两个所述内连杆，两个所述内连杆的另一端相互铰接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，其特征在于，所述移动座椅执行机构（8）包括设置在所述底座（1）上的连接臂（80），一端铰接在所述连接臂（80）上的动力臂（81），一端铰接在所述动力臂（81）顶部的摆动杆（82），与所述摆动杆（82）的另一端相互铰接的从动摆臂（83），底端活动连接在所述从动摆臂（83）中部的牵拉杆（84），分别活动连接在所述摆动杆（82）顶部和所述牵拉杆（84）顶部的移动座椅执行组件（85）；所述动力臂（81）由设置在所述连接臂（80）上的动力电机驱动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，其特征在于，所述移动座椅执行组件（85）包括移动座，设置在所述移动座底面的两支撑臂，所述两支撑臂底部分别与所述摆动杆（82）的顶部，所述牵拉杆（84）的顶部相互铰接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，其特征在于，在所述移动座和所述支撑板（7）上分别设有用于控制所述移动座相对所述支撑板（7）之间距离的位移传感器。

7.根据权利要求1-6任一项所述的人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，其特征在于，所述柔性靠背执行器（9）包括铰接在所述支撑板（7）上的气囊靠背（90），活动连接于所述气囊靠背（90）凸弧曲面上铰接座的伸缩臂执行元件（91），设置在所述支撑板（7）与所述伸缩臂执行元件（91）之间的弹性牵拉组件（92）。

8.根据权利要求1-7任一项所述的人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，其特征在于，所述伸缩臂执行元件（91）包括一端铰接在所述气囊靠背（90）凸弧曲面上铰接座的气压导向筒（910），沿所述气压导向筒（910）内部往复滑动的移动导向件（911），位于所述气囊靠背（90）后方的所述支撑板（7）上的异型固定座（912），跨接在所述异型固定座（912）与所述移动导向件（911）底部之间的刚性牵拉元件（913）、刚性辅助牵拉元件（914）和刚性牵拉件（915）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的人体组织解剖台的外骨骼辅助装置，其特征在于，所述弹性牵拉组件（92）包括设置在所述异型固定座（912）与所述刚性辅助牵拉元件（914）之间的刚性导向座，底部固定嵌合在所述刚性导向座上的拉簧，所述拉簧的顶部连接在所述刚性牵拉件（915）上；所述刚性牵拉件（915）是由驱动电机的输出轴上的联动臂带动。