CN110709212A - 用于支撑使用者的双臂的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于支撑使用者(2)的两个臂(4)的设备，所述设备具有：分别具有用于佩戴在相应臂(4)上的臂壳(10)的两个臂支撑元件(6)；至少一个无源促动器(26)，其设置用于将力施加到臂支撑元件(6)中的至少一个上；和用于要施加的力的至少一个支座(14)，所述支座具有至少一个支座元件(16)和至少两个力传递元件(18)，所述力传递元件设置用于将反作用力从所述臂支撑元件中的相应一个传递到支座元件(16)上，其中，所述力传递元件(18)以能相对于所述支座元件(16)运动的方式、尤其以能围绕至少一个旋转轴线转动的方式布置在所述支座元件(16)上。

Description

用于支撑使用者的双臂的设备

技术领域

本发明涉及一种用于支撑使用者的双臂的设备，其中，设备具有：两个臂支撑元件，所述臂支撑元件分别具有用于佩戴在相应臂上的臂壳；至少一个无源促动器，其设置用于将力施加到臂支撑元件中的至少一个上；和用于要施加的力的至少一个支座，所述支座具有至少一个支座元件和至少两个力传递元件，所述力传递元件设置用于将反作用力从臂支撑元件中的相应一个臂支撑元件传递到支座元件上。

背景技术

例如从US 2016/0081871 A1已知一种这类的设备。该设备具有支座元件，所述支座元件以能围绕使用者的躯干环置的皮带形式构造。两个沿着背部朝向肩部延伸的支柱位于皮带上，所述支柱在上方并且在侧向上在使用者的肩部旁边与相应关节连接，从而能够抬起臂。在相应的关节上布置有弹簧元件，通过所述弹簧元件能够将向上定向的力施加到臂壳上，从而例如在举起重的物品时或者越过头部工作时能够进行臂的支撑。如果要使臂垂下，必须通过臂将一压力施加到臂壳上，该压力超过由弹簧元件施加的力，使得臂下垂。

从WO 2014/093408 A2和US9 427 865 B2已知一种类似的设备，在该设备中，分别将一弹簧、尤其拉力弹簧设置为机械式储能器，所述机械式储能器作为无源促动器起作用，所述弹簧与鲍登线连接。通过导向滚子导向所述鲍登线，从而在臂摆动(这意味着臂支撑元件相对于支座元件的运动)时拉长弹簧，从而以能量加载所述机械式储能器。

尤其对于设备的使用者例如失足或者跌倒或者例如必须翻滚的情况，这类设备对于使用者而言会成为危险并且导致损伤。尽管例如根据现有技术的设备的布置在肩关节外部的关节尽可能准确地布置为使得其关节轴线和摆动轴线穿过肩关节的相应轴线延伸，从而能够主观想象地模仿使用者的自然肩部和因此其臂能够实施的所有运动，上述危险也会发生。

从EP 3 156 193 A1已知一种在头部上方工作时支撑所述臂的主动设备。臂壳通过多个不同的关节和连接框架元件相互连接。由此，肩关节能够执行的运动中的尽可能多的运动也应借助所戴上的设备而是可行的。然而，设备由于多个元件是大的、设计费事的并且因此昂贵的。再加上设备尝试通过两个铰链关节模仿肩关节。由此，自然的肩关节能够实施的所有运动不都是可行的。尤其对于臂向确定的方向抬起而言，首先必须使为此所设置的关节转动到正确的位置中，以便其摆动轴线指向所希望的方向。由此，必须实施可能附加的和不自然的运动，由此降低舒适度并且因此也降低设备在使用者处的可接受度。

从WO 2014/195373 A1和US 2016/339583 A1已知尤其在举起重的物品时或者在头部上方工作时进行支撑的另外的支撑设备。然而，所述设备仅仅针对需要进行支撑的特别的运动。

发明内容

因此，基于本发明的任务是：消除或者至少减少这些缺点。

本发明通过根据权利要求1的前序部分的设备解决所提出的任务，所述设备的特征在于，力传递元件以能相对于支座元件运动的方式、尤其以能围绕至少一个旋转轴线转动的方式布置在支座元件上。为此，力传递元件能够例如通过铰链、球窝关节或者其它的关节固定在支座元件上或者例如以力传递元件的端部插入或者导入到支座元件上的、为此所设置的袋部或者保持部中。

基于本发明的认识是：尽管关节的布置通常复杂并且费事，通过这类矫形装置和设备不能在穿戴者的肩部区域中模仿多种运动。这尤其对于下述运动适用：在所述运动中，至少一个臂支撑元件相对于支座元件的取向和/或位置改变，并且所述运动不由或者不仅通过肩部的运动引起，而是例如通过躯干、脊柱或者肩胛带的运动引起。这些运动尤其在所描述的使用者失足或者摔倒的一些情形中极其重要，用于避免跌倒和避免损伤。

尤其以这样的认识为基础：在从EP 3 156 193 A1已知的设备中，铰链关节需要相对于解剖学的关节固定的参考点并且因此通过框架牢固地固定转动点。

在所述设备的优选的构型中，通过力传递元件相对于支座元件的可运动性实现：臂中的至少一个、优选双臂的运动自由度不被设备限制。

如果臂的运动自由度不被设备限制，在本发明的框架下，这尤其理解为，设备的使用者在没有设备的情况下能够执行的每种运动借助设备也是可行的，从而该使用者在大多数时候最低限度地(即不值一提地)被限制。这些运动尤其包括前倾和后倾(即臂向前和向后抬起)、外展和内收(即臂在侧向方向上抬起和拉近)和在肩关节中的向内旋转和向外旋转。尤其借助根据本发明的设备，环转(Zirkumduktion)能够在与相应的人在没有设备的情况下也能够发生的相同程度发生。环转为臂(尤其在最大限度的运动摆幅的情况下)环绕三个关节轴线的可实施的主运动的绕行，在所述绕行中产生不规则的锥，所述锥的尖端位于肩关节中。

优选地，脊柱的运动、尤其脊柱向侧面和/或向前和向后的倾斜和/或脊柱围绕其纵轴线的扭转不被设备阻碍、限制或者变得不可能。优选地，所有这些在这里所说明的运动既不在其最大限度的运动摆幅方面又不在运动顺序方面被设备限制。

在此，臂壳至少在三个平移的自由度和三个旋转的自由度中能够关于至少一个支座元件运动。来自现有技术的设备充其量允许旋转的自由度，而通过根据本发明的设备实现：也能够是臂壳相对于支座元件的运动，例如仅涉及沿着空间方向的平移式移动的运动。由此，臂壳能够相对于支座元件实施并且随同完成上臂的运动，所述上臂的运动不仅来自肩部的运动，而是例如要求脊柱或者其它的身体部分的运动。

在根据在这里所说明的发明的设备的一种优选实施方式中，力传递元件具有压力传递元件、尤其杆或者轨道，臂支撑元件以能围绕摆动轴线摆动的方式布置在所述压力传递元件上。在此，经常足够的是，设置具有摆动轴线的唯一铰链关节。不需要多个关节的复杂化构造，所述多个关节的摆动轴线在一点上、优选虚拟地在自然肩部的球窝关节的摆动点上相交。由此强烈地简化结构。此外能够降低制造成本。

优选地，通过关节使臂支撑元件与力传递元件连接，在设备被戴上的状态下，所述关节位于肩胛骨的区域中、优选位于使用者的肩胛骨上。然而，这尤其不意味着关节在被戴上的状态下与使用者的身体接触，而仅意味着当关节压到使用者的身体上时，这种接触会存在于使用者的肩胛骨上。

在设备运行时，支座元件佩戴在一对象上，起作用的力应被传递到所述对象上。因为无源促动器应将一力施加到臂支撑元件上，必须存在相应的支座，所述无源促动器能够支撑在所述支座上。在本发明的意义下的无源促动器尤其不是马达。所述无源促动器为了施加所述力所需要的能量通过设备的使用者或者穿戴者施加。通常，应被施加到臂支撑元件上的力对抗重力地施加。因此，在臂和与其连接的臂支撑元件抬起时，从无源促动器的储能器中抽走能量。在相反的运动(也就是说，臂的下垂)中，这与所施加的力相反地发生。将能量输入无源促动器的储能器。对于在本发明的意义下的无源促动器，当不考虑无源促动器的储能器的可调节的预紧时，这是唯一的能量源。

有利地，无源促动器具有至少一个储能器，优选至少一个机械式储能器。该储能器能够具有例如弹簧元件、压力存储器、气动的和/或液压的系统和/或液压的储能器。该弹簧元件能够例如直接以旋转弹簧或者恒力弹簧的形式布置在压力传递元件与臂支撑元件之间的关节上。可设想呈弹性的绳、例如橡胶绳形式的弹性元件，所述弹性元件的端部布置在臂支撑元件的一部分上。如果臂支撑元件相对于压力传递元件围绕摆动轴线摆动，则使弹性元件伸展或者压缩，从而将能量输入机械式储能器或者从其中取走所述能量。自然也能够设想其它元件、例如气体压力弹簧或者压力弹簧，对于所述其它元件使用偏转装置，以便从通过压力弹簧所提供的压力产生拉力。

机械式储能器能够布置在设备的极不同的位置上。有利地，选择一位置，在该位置处存在储能器所需要的安装空间，并且储能器甚至在使用者的臂的运动中不妨碍。因此，该储能器能够例如布置在上臂上。

在一种优选的构型中，支座元件是用于佩戴在使用者的身体部分上、尤其躯干上的佩戴元件，尤其是皮带、腰带、绷带或者壳元件。佩戴元件优选地集成在衣物(例如裤子)中。对此替代地或者附加地，支座元件具有用于佩戴在使用者的肩部上的至少一个肩部元件。替代地或者附加地，支座元件具有至少一个地面接触元件，从而能够将反作用力导入到地面中。这类的地面接触元件优选地构造为外骨架并且就本身而言从现有技术已知。所述外骨架能够主动地(例如马达驱动地)或者被动地构造。

如果支座元件构造为用于使用者的躯干、尤其使用者的髋部的佩戴元件，则能够以对于使用者而言特别舒服和舒适的方式将所需要的反作用力导出。所述反作用力在髋部区域中被导入使用者的身体中并且被腿拦住。地面接触元件的使用尤其是在当使用设备以便在举起时支撑大的负荷是有利的。如果在这种情况下支座元件能够构造为用于使用者的躯干、尤其髋部的佩戴元件，则由于重的负荷而出现的强的附加载荷虽然已从使用者的肩部区域中导出，但是必须通过腿继续完成。这能够通过下述方式补救：至少也使用地面接触元件。在此可行的是，将载荷的至少一部分、然而优选将全部附加的载荷导出到地面中，从而也不令使用者的腿和尤其膝盖过载荷。为此，能够使用矫形装置(例如主动的或者被动的外骨架)，如所述矫形装置原则上从现有技术已知，所述矫形装置从使用者的髋部通过膝盖和踝骨延伸至脚部。

例如能够以背包吊带或者裤子吊带形式构造肩部元件，使用肩部元件用于佩戴到肩部上，这实现设备的特别小的构造型式。然而，其具有下述缺点：原本从肩部区域导出的力在另外的位置被导入到肩部区域中，从而相对于使用另外的支座元件降低了效果。自然支座元件在这里也能够是柔性的或者刚性的元件，所述柔性的或者刚性的元件要布置在人的身体的肩膀上或者另外的部分上，尤其使用者的躯干的另外的部分上。

被证明有利的是，力传递元件相对于支座元件的取向能够通过使用者的躯干运动和/或臂的运动改变。通过力传递元件相对于支座元件的取向、例如纵向延伸方向或者角度位置的这种改变能够实现多种、优选甚至所有的运动和自由度，所述运动和自由度不能够通过臂支撑元件在压力传递元件上的可摆动的布置产生。因为取向的改变简单地通过使用者的躯干和/或臂的运动产生，确保了直觉的操作。有利地，压力传递元件借助于关节、尤其球窝关节或者铰链与佩戴元件连接。该关节的准确的构型取决于使用目的和给定条件，尤其也取决于使用者的个性化的优先选择和偏爱。能够使用球窝关节，所述球窝关节允许例如构造为杆或者棒的压力传递元件相对于例如构造为腰带或者皮带的佩戴元件的摆动。扭转(即力传递元件围绕其自身的纵轴线的旋转)也能够通过这类关节实现。然而，可能足够的是，设置简单的铰链关节，借助所述铰链关节将压力传递元件布置在佩戴元件上。尤其在当佩戴元件的灵活性这样大使得压力传递元件能够相对于佩戴元件运动(由所述运动产生佩戴元件的变形)，这就是足够的。因为佩戴元件自身构造为柔性的元件，使在使用者的臂和/或躯干的相应运动中这种变形得到逆转。以此方式也在这个位置实现在压力传递元件与佩戴元件之间的尽可能简单的连接。

借助关节将压力传递元件布置在臂支撑元件上，所述关节能够以不同的方式构造。该关节能够构造为滑动接头或链接头或者构造为折叠式机构。弹性元件、例如弯曲弹簧能够作为关节并且同时至少也能够用作机械式储能器。自然也能够使用鲍登线原理，例如以拉压叉的形式。

臂支撑元件具有臂壳，所述臂壳优选布置在间距元件上。该间距元件作为臂支撑元件的一部分有利地与压力传递元件或者力传递元件连接。在此，例如构造为轨道或者棒的压力传递元件和必要时也构造为棒或者轨道的间距元件的长度优选选择为使得覆盖穿戴者的上臂的可能运动的全部角度区域。臂壳优选地铰接地布置在间距元件上，以便实现最大可能的穿戴舒适度。

在一种优选的构型中，无源促动器设置用于根据至少一个臂支撑元件相对于支座元件的位置和/或取向、尤其根据臂支撑元件围绕摆动轴线的摆动角来施加力，其中，无源促动器将所述力优选偏心地施加到臂支撑元件上。优选地，将力施加到臂支撑元件的间距元件上。替代例如恒力弹簧(通过所述恒力弹簧，与上臂和因此还有臂支撑元件的位置和角度位态无关地总是施加相同的力)作为无源促动器，能够使用下述无源促动器：通过所述无源促动器能够根据臂和因此臂支撑元件的位置和/或取向施加不同的力。因此，例如有利的是，只要臂相对于法线(即沿着重力的方向)不超过确定的角度，就不施加力。这个角度能够是例如45°、60°或者90°。当臂被抬起超过该角度时，才由无源促动器有利地施加一力，该力与重力相反地定向。该力能够随着上臂和因此臂支撑元件相对于压力传递元件的进一步的抬起(即摆动)改变。为此能够使用凸轮盘、传动装置或者其它的力-行程功能、例如滑槽。优选在70°至120°的角度区域内、特别优选在90°处施加最大的力。

优选地，由无源促动器能够施加的力能够通过无源促动器的可改变的预紧和/或施加到臂支撑元件上的力的可调节的偏心率来改变。

在一种优选的构型中，力传递元件支承在导向部中，通过该导向部防止力传递元件的一部分(臂支撑元件布置在该部分上)在设备被戴上的状态下远离使用者的躯干。在结构上特别简单的一种构型中，所述导向部涉及环或套筒，所述环或套筒优选由纺织品制造。所述导向部优选用作定位辅助装置。力传递元件相对于导向部的运动是有利的但不是必要的。

特别有利地，设备具有用于支撑两个臂的两个臂支撑元件，其中，所述两个臂支撑元件分别具有臂壳并且优选分别在力传递元件上以能摆动的方式布置，并且在力传递元件之间有利地布置有至少一个连接元件、尤其拉力元件，通过所述连接元件优选能够将拉力施加到两个力传递元件上。由此也防止力传递元件以背离支座元件的端部远离使用者的身体、尤其躯干。此外，优选通过这类拉力元件将臂壳保持在穿戴者的臂上并且在很大程度上或者完全地防止滑落。

尤其对于两个臂支撑元件和两个力传递元件的情况，它们能够例如也面式地、例如以交叉的形式布置。也能够使用多个支撑或者弹簧、弹性的或者机械式储能器或者其它的力传递元件或者力施加元件。一方面，通过面式布置实现设备在被戴上的状态下不太隆起，从而其在日常工作中不太发生故障。另一方面实现力传递元件更可能跟随使用者的躯干的运动。

优选地，设备能够与使用者的不同身体尺寸相匹配。以此方式，设备能够多方面地和灵活地使用，而不必对不同大小的使用者准备不同的设备。在此，例如能够调整(尤其呈压力传递元件形式的)力传递元件的长度，其方式是，使用例如伸缩杆。所述伸缩杆能够例如具有快速卡头或者转动锁定装置，从而其能够容易地脱开、在长度上调整并且又锁紧。这优选无级地实现。但是，阶梯式调节也是可行的。能够存在例如卡锁孔，当调到所希望的长度时，从内部弹簧加载的销卡入到所述卡锁孔中。为了调整长度，将所述销压入到伸缩杆中并且使伸缩杆的多个元件彼此相对移动。

臂支撑元件的间距元件自然也能够以此方式在长度上调整。在这里，也能够使用伸缩装置或者伸缩杆。对此替代地或者附加地，臂壳能够在间距元件上或者间距元件中滑动地构造，用于产生一致性补偿(Kongruenzausgleich)。在这种情况下，在上臂相对于肩部的确定运动中，发生臂壳相对于间距元件的运动，使得臂壳总是在相同区域内与使用者的臂接触。

替代伸缩杆地，也能够使用在上臂上相互扭转的螺旋或者转动支承部用于长度和方向的调节。

借助关节将力传递元件布置在佩戴元件上，该关节能够有利地牢固地布置在相应的佩戴元件上。如果所述佩戴元件构造为皮带或者腰带，则能够简单地调节其长度，由此也能够调节关节的位置。对此替代地或者附加地，例如构造为夹子(Clip)的关节也可松脱地与佩戴元件可连接或者已连接。对此替代地或者附加地，所述关节能够沿着轨道、滑槽或者其它移动轮廓可移动地构型。另外的可行性在于在腰带袋部中的布置、关节通过所谓的棘轮锁紧部(如其例如由滑雪靴已知)作为销锁紧部或者通过尼龙搭扣锁紧部的耦合。

特别简单地，当设备集成在衣物中、尤其夹克或者衬衫中时，能够求取设备的合适的尺寸。尤其佩戴元件优选集成在裤子中，在此，仅求取对于使用者来说合适的衣物尺寸，从而能够选择合适的尺寸的衣物。

因为对于不同大小的和不同强壮的使用者，通过无源促动器施加不同大小的力，被证明有利的是，能够调节要施加的力的强度。这能够例如通过下述方式实现：例如通过转动轮或者活动机构调节弹簧元件(例如螺旋弹簧)的预紧。也能够调节松弛的弹簧长度(即弹簧在没有负荷时的长度)。对此替代地或者附加地，能够存在多个弹簧束或者弹簧元件，所述弹簧束或者弹簧元件能够单个地或者共同地激活并且必要时但不必然具有不同的弹簧常数和硬度。也能够调节并且例如通过调节螺栓改变杠杆臂的长度，由无源促动器所施加的力在所述杠杆臂上作用在臂支撑元件上、尤其作用在臂支撑元件的间距元件上。同样适用于鲍登线的止挡。所述调节能够机械式地或者机电式地(例如马达驱动地)进行。例如当应能够适配地调整可施加的力时，例如当由于物品、例如工具的保持而需要或者希望较大的支撑力时，机电式的可调节性是有利的。

被证明特别舒适的是，弹簧元件和其它机械式的、液压的或者气动的储能器在穿上设备时才张紧。附加地，它们能够在脱下时松弛。这能够例如通过杠杆、环或者可松脱的张紧连接实现，所述杠杆、环或者可松脱的张紧连接与相应的弹簧元件连接并且允许弹簧必要时张紧直至所想要的程度。对此替代地或者附加地，能够存在滑块，在所述滑块上例如布置弹簧元件的端部。通过滑块沿着导向元件的移动能够张紧弹簧或者弹簧元件或者使其松弛。在确定的位置中的锁定或者固定有利地通过所述滑块在导向元件上的歪斜(Verkanten)实现。

特别有利地，臂壳为自主闭合的壳，只要没有臂位于该壳中，该壳就打开。如果将臂导入到壳中，则触发操纵机构，所述壳通过所述操纵机构闭合。同时能够通过这种机构张紧弹簧元件。

优选地，设备具有闭锁装置，通过所述闭锁装置能够在至少一个方向上、优选完全地闭锁臂支撑元件相对于力传递元件的运动。

有利地，至少一个拉力元件、尤其至少一个拉力弹簧位于支撑元件之间。由此，在两个臂支撑元件上，分别将一拉力朝向相应另一臂支撑元件施加。由此，令人意外地实现在设备穿戴者的复杂或者异常的运动情况下，力传递元件也不从穿戴者的躯干上移开。由此实现降低以设备的构件例如碰撞在物品或者门框上的危险(这种危险会减小设备的可接受性)。

优选地，臂壳中的至少一个、然而优选两个臂壳具有锁定元件，所述锁定元件尤其能够构造为皮带。通过该锁定元件能够将臂壳围绕臂闭合。皮带能够例如围绕臂环置并且借助固定元件固定在臂壳的对置的端部上，所述固定元件能够布置在皮带的自由端部上并且例如能够以尼龙搭扣锁紧的形式构造。固定的其它形式(例如带扣)、例如呈按钮形式的形状锁合元件或者其它的锁定元件自然也是可行的。

有利地，锁定元件能够借助于至少一个固定元件固定在设备的与臂壳不同的元件上。在此有利地，这个不同的元件为肩部皮带或者力传递元件或者所述力传递元件中的一个的包套或者支座元件。如果在这种情况下设备的穿戴者要脱下设备，则他首先必须松开锁定元件，以便能够将其臂从臂壳中取出。常规情况下在这个时刻存在着下述危险：通过将臂从臂壳中移开降低由臂施加到臂支撑元件上的力，而由无源促动器所施加的力继续存在。在这种情况下，会发生臂支撑元件的快速(例如猛地)运动，这会导致在周围的器具或者对象的损伤或者损坏。然而，如果臂壳借助锁定元件锁紧，则必须首先松开锁定元件，以能将臂从臂壳中取出。因此，设备的穿戴者将锁定元件的端部保持在手中并且能够以此方式继续将向下作用的力施加到臂壳上和因此施加到臂支撑元件上。在这种情况下，锁定元件优选布置在设备的另外的元件上、例如肩部皮带上。以此方式控制设备并且必要时缓慢地将其置于“停靠位”的类型中，而不发生猛的运动。

在戴上这类设备时倒过来处理。打算戴上设备的设备穿戴者首先将锁定元件与设备的另外的元件松开并且能够以此方式已经将力施加到臂支撑元件上，以便将该臂支撑元件置于所想要戴上的位置中。在此有利地，使用者不必释放锁定元件，直至臂位于臂壳中。接着，将锁定元件围绕臂闭合并且设备可靠地戴上。

有利地，设备具有止挡，通过所述止挡限界臂支撑元件相对于压力传递元件围绕摆动轴线的运动。有利地，设备具有两个止挡，以便限界相应臂支撑元件围绕摆动轴线相对于相应的压力传递元件的运动。以此方式防止例如在超过垂直线之后发生不同的构件相对彼此的交叉

优选地，能够将止挡带至主动位置中和被动位置中，在所述主动位置中，所述止挡限界运动，在所述被动位置中，所述止挡不限界位置。

有利地，这通过下述方式实现：止挡件是在压力传递元件上的突出部。在这种情况下，压力传递元件能够简单地围绕其纵轴线旋转，以将突出部置于主动位置或者被动位置中。

有利地，支座元件具有能通过锁紧部锁紧的皮带，所述皮带能够围绕穿戴者的躯干环置。这样的皮带构成独立的发明并且能够单独地或者作为设备的一部分、尤其作为矫形装置或者假肢的一部分使用。因此，这样的皮带也能够围绕设备的穿戴者的其它身体部分或者对象环置。例如，当在闭合的状态下作用为在皮带上张紧，从而无意地打开皮带会导致这种张紧猛地并且不受控制地松开时，这样的皮带总是有利的。这涉及例如髋部皮带或者腹带。在此，锁紧部构造为使得用于打开和闭合锁紧部需要至少两个步骤。如果例如使用仅仅一个卡扣锁紧部(所述卡扣锁紧部例如能够通过操纵一个或者两个操纵元件来松开)作为锁紧部，则存在下述危险：由于通过促动器起作用的力使皮带的端部相互离开地加速，以致于打到周围的对象或者人。为了防止这一点，所述锁紧部两级地构造。

有利地，在建立两个相对应地构造的形状锁合元件的形状锁合以便将锁紧部闭合之前，皮带的一个端部必须引导穿过布置在另一端部上的扣眼。在此有利地，两个形状锁合元件中的一个形状锁合元件位于穿过扣眼引导的端部上。为了打开锁紧部，首先必须松开形状锁合，然后穿过所述扣眼引导皮带的端部中的一个，其中，所述一个形状锁合元件又穿过扣眼。

有利地，无源促动器具有至少一个弹性元件，并且设备具有至少一个佩戴元件，在臂支撑元件和力传递元件之间存在预先确定的角度的情况下，所述佩戴元件贴靠在弹性元件上并且因此改变要施加到臂支撑元件上的力。在臂支撑元件相对于力传递元件运动时，弹性元件施加一力，因为该弹性元件伸展或者压缩。优选支撑元件相对于力传递元件能转动地支承并且由弹性元件所施加的力的作用点相对于相应的关节的转动轴线离心地支承。因此，在臂支撑元件相对于力传递元件摆动时，由弹性元件所施加的力的方向改变。在此，有利地布置在关节上的佩戴元件尤其布置为使得其在预先确定的角度处与弹性元件接触。从这个时刻起，作用到作用点上的力不再由作用点与弹性元件的第二支承点之间的方向确定而是由作用点和下述点之间的方向确定：在所述点上，佩戴元件贴靠在弹性元件上。如果该点尽可能靠近旋转轴线、优选恰好在旋转轴线上，则由弹性元件的一部分所施加的力几乎或者恰好轴向地延伸，从而不再有转矩施加到臂支撑件上。通过佩戴元件的位置的移动或者改变能够调节该力。

因此有利地，能够调节预先确定的角度和/或要施加的力的改变，其方式是，有利地，佩戴元件能够相对于臂支撑元件和/或力传递元件移动。这能够例如可通过下述方式实现：佩戴元件能够在滑槽中移动并且例如能够通过螺钉固定。

附图说明

接下来，借助于附图更详尽地解释本发明的实施例。其示出：

图1-根据本发明的第一实施例的设备在戴上的状态下的示意性示图，图2-6-在侧视图中的所戴上的设备在不同位置中的示图，

图7-9-以从上方的俯视图中的所戴上的设备的示图，

图10-根据本发明的另一实施例的设备的示意性示图，

图11-设备的局部的示意性示图，

图12-15-根据本发明的另一实施例的设备的示意性示图，

图16和17-力变化曲线的示例性示图，

图18-所戴上的设备的示意性示图，

图19和20-设备的单个元件的示意性示图，

图21-用于松开皮带的不同步骤，

图22和23-止挡的不同形式，

图24至26-调节所施加的力的不同方式，和

图27和28-本发明的另外的实施方式。

具体实施方式

图1中示出使用者2，所述使用者穿戴用于支撑臂4的设备。该设备具有臂支撑元件6，所述臂支撑元件具有间距元件8和臂壳10。臂支撑元件6在其远端部处通过套环12布置在臂4上。

此外，该设备具有支座14，所述支座具有支座元件16和力传递元件18。臂支撑元件6的间距元件8通过关节20布置在力传递元件18的在图1中的上端部处。该力传递元件例如以杆的形式构造。在所示出的实施例中，力传递元件18为伸缩杆。在所示出的实施例中，力传递元件18以其下端部通过球窝关节22布置在支座元件16上。支座元件16用于将出现的力传递到稳定的元件中。所述稳定的元件能够贴靠在地面、对象或者身体部分上。在所示出的实施例中，支座元件16为髋部皮带，所述髋部皮带佩戴在使用者2上的髋部区域中。通过调节装置24能够调节支座元件16的长度。这一方面对于使用者2的舒适度是有利的，并且另一方面对于球窝关节22在使用者2的身体上的尽可能准确的定位是有利的。

此外，在图1中所示出的设备具有无源促动器26，在所示出的实施例中，所述无源促动器以拉力弹簧的形式构造。无源促动器26的在图1中的下端部布置在力传递元件18上，而对置的端部作用在臂支撑元件6的间距元件8的杠杆元件28上。通过无源促动器26将力施加到杠杆元件28上并且因此施加到臂支撑元件6的间距元件8上，该力对抗重力并且支撑使用者2的臂4。

在图1中所示出的设备具有两个臂支撑元件6、两个支座14和两个无源促动器26，由于清楚性原因仅说明一个。

图2至6示出在戴上的状态下根据本发明的一个实施例的设备，其中，使用者2实施不同的运动。图2示出使用者2的放松的站立，而在图3中可见具有张开的臂的使用者2。相应的臂壳10通过套环12固定在臂上并且与间距元件8共同地构成臂支撑元件6。该臂支撑元件通过关节20与力传递元件18连接，其中，相应的力传递元件18布置在呈髋部皮带形式的支座元件16上。杠杆元件28位于关节20上，无源促动器26作用在所述杠杆元件上。

在图2中在放松的站立中清楚地可见，使关节20向后离开使用者2的身体。如果使用者2如在图3中所示地张开臂，则相应的关节20靠近使用者2的身体地移动。在所示出的实施例中，关节20位于肩关节的区域中。此外，设备具有两个肩部皮带30，通过所述肩部皮带使设备保持在身体上。所述肩部皮带不用于使关节20到身体保持预先确定的间距。

与图3相比，图4示出臂的进一步抬起。此外，在图4和5中，臂由使用者2进一步向前伸展。可见，使两个关节20相互远离并且尤其不与肩部皮带30连接，以便保持预先确定的间距。更确切地说，关节20以及通过关节20相互连接的力传递元件18和间距元件8向外运动并且几乎能够完全自由地运动。可见，设备在没有复杂化的假关节机械装置(Fehlgelenksmechaniken)或者刚性的轨道系统的情况下能应付。关节20在图3和4中还在使用者2的身体背后位于肩胛骨的区域中，而其在图5中仅由于身体的运动移动到使用者2侧面并且因此能够跟随运动。图6以侧视图示出图5中所示出的位置。使用者2的臂4交叉，并且关节20在图6中所示的示图中位于使用者2的肩部旁边。同时，球窝关节22不改变，通过所述球窝关节将力传递元件18布置在支座元件16上。该球支承部22的位置与使用者2的臂4的运动无关地保持不变。在这类小的结构上花费的情况下，这类运动自由度借助来自现有技术的设备几乎不可能。

图7至9以俯视图示出使用者2和其臂4的不同位置。在图9中，臂大大地张开并且通过在图7和8中的位置向前移动，直至其在图8中交叉。可见，关节20怎样从图9通过图7向图8向外移动并且在此越来越近地紧靠到使用者2的身体上。

图10示出根据一个实施例的设备的示意性示图。可见间距元件8，所述间距元件通过关节20与力传递元件18连接。不同于在图2至9中所示出的实施例地，现在，连接元件32位于两个力传递元件之间，所述连接元件在所示出的实施例中构造为弹性的皮带。通过带扣34能够调节皮带的长度，从而能够调节可施加的拉力。

也示出两个肩部皮带30，借助所述肩部皮带能够将设备1布置在使用者2的身体上。未示出支座元件。该支座元件在图11中示出。其包括另外的皮带36，所述另外的皮带在面向身体的侧上具有衬软垫38，以实现尽可能高的穿戴舒适度。力传递元件18被装入为此所设置的袋部40并且能够在该袋部中摆动，从而实现球关节的功能。以这种在结构上特别简单的方式能够省去复杂化的关节布置。

图12示出示意性示图，在该示意性示图中，设备集成在衣物(在此是T恤)中。现在，支座元件16由两个肩部元件组成，所述肩部元件通过力传递元件18和相应的关节20与间距元件8和臂壳10连接。由于设备集成到T恤中，其能够特别容易地戴上并且脱下，从而不需要复杂的操作。由此提高设备的可接受性。

图13示出外骨架42，所述外骨架具有不同的轨道和关节，通过所述轨道和关节能够将力从髋部元件44导入到为此设置的地面接触元件46中。

图14示出关节20的其它构型的示意性示图。摆动杠杆48使间距元件8和力传递元件18连接，所述力传递元件在图14中的上端部中在未示出的长孔或者滑槽中可移动地布置。现在，在摆动时，力传递元件18在摆动杠杆48上的铰接点沿着双箭头50的方向移动。由此也改变杠杆元件28的长度，从而由无源促动器26所施加的力也改变。

图15示出另一构型，在构型中，现在不同于到目前为止的实施方式地，无源促动器26不布置在杠杆元件28与力传递元件18之间，而布置在杠杆元件28与间距元件8之间。通过对应张紧器52将预紧施加到无源促动器26上，所述对应张紧器在力传递元件18上的位置能够沿着双箭头50移动。

图16和17示出不同的力变化曲线，所述力变化曲线能够通过根据本发明的实施例的设备施加到臂上。在X轴上示出前倾角度。所述前倾是臂在矢状面中(即在当前实施例中向前)抬起。0°相应于松弛地向下垂下的臂。在图16中可见，从预先确定的角度起尤其才施加力。在Y轴上示出转矩关系。由臂的自重和重力引起的转矩通过由设备施加的转矩分担。

不同的力变化曲线能够几乎个性化地调节并且在所示出的实施例中通过唯一的无源促动器26产生，所述无源促动器不同程度地预紧。点状线借助几乎不具有预紧的无源促动器26产生，预紧在虚划线和实线上增加。

图17也示出在前倾的角度上的能施加到臂上的力，其中，然而现在促动器的预紧保持不变。取而代之地，使铰接点移动，无源促动器26通过该铰接点将其力传递到支撑元件6上的铰接点上。在此，力铰接点离关节20的转动点的间距从点状线经过虚划线朝向实线增加。可见，也能够以此方式实现力在宽的角度范围上提高，然而，尤其在从大约150°起的大角度的情况下，与在图16中所示出的变化曲线中的情况相比，出现明显不同的变化曲线。

图18示出在接近被戴上的状态下的设备。呈髋部皮带形式的支座元件16还是打开的，而臂壳10已经以锁定元件54围绕使用者2的臂4闭合。间距元件8通过关节20布置在相应的力传递元件18上，所述力传递元件布置在包套56中。无源促动器26以弹性绳索或线材的形式构造。在间距元件8上布置有拉力元件58，所述拉力元件使两个间距元件8相互连接并且因此使两个臂支撑元件6相互连接。此外，设备具有肩部皮带30，拉力元件58通过所述肩部皮带的连接元件导向。

在图19中示出这种构型的元件。相应臂支撑元件6的相应间距元件8以能围绕相应关节20摆动的方式布置在两个力传递元件18上。拉力元件58位于两个间距元件8之间，所述拉力元件穿过未示出的肩部皮带之间的连接元件延伸。

图20在上部区域中示出肩部皮带30中的一个以及臂壳10，该臂壳具有布置在其上的锁定元件54。锁定元件54具有呈带扣形式的固定元件60，所述带扣能够与图20的下部中所示出的扣眼62共同作用，以便围绕未示出的臂将臂壳10闭合。肩部皮带30具有类似地构造的扣眼62。在图20的下部区域中，锁定元件54在打开状态下示出。臂壳10不再完全地围绕臂闭合。现在，固定元件60被装入到肩部皮带30的扣眼62中，并且能够以此方式可靠地支承。把手元件64位于锁定元件54的端部上，能够通过所述把手元件容易地抓紧锁定元件54。

图21示出在支座元件16的锁紧部66打开时的不同阶段，所述支座元件例如构造为髋部皮带。这样的皮带对于其它的对象也是有利的并且独自地或者作为设备(尤其矫形装置或者假肢)的一部分构成独立的发明。最上部的示图示出在闭合状态下的锁紧部66。所述锁紧部具有带扣，所述带扣的卡锁元件68形状锁合地与为此设置的卡锁接收部70共同作用。通过将两个操纵元件72压到一起能够使卡锁元件68和卡锁接收部70相互分离，如这在从上部的第二示图中示出。沿着箭头74施加拉力。在从上部的第三示图中示出，通过该拉力使卡锁元件68倾斜，直至其位于相对于附图平面几乎垂直的位置中，如这在从上部的第四示图中示出。支座元件16的两个端部的相互间不能够进一步远离，因为卡锁元件68在该位置中没有穿过扣眼76。为此，首先必须使卡锁元件68倾斜，如这在从下部的第二示图中示出。该卡锁元件在该位置中才穿过扣眼76，并且当沿着箭头74施加力时，能够使两个元件相互分离，如这在最下方的示图中示出。由此将保险装置引入锁紧部66中，通过该保险装置防止仅仅通过操纵元件72的操纵引起支座元件16的单个端部完全地松开并且由此引起其卡回来或者打回来。

图22在左示图中又示出力传递元件18、间距元件8以及无源促动器26。此外，在关节20的区域中存在佩戴元件78，所述佩戴元件在图22的左示图中还未贴靠在弹性元件上，所述弹性元件作为无源促动器起作用。这在图22的右示图中是不同的。可见，佩戴元件78贴靠在作为无源促动器起作用的弹性元件上。因为佩戴元件78优选准确地位于关节20的转动轴上，通过弹性元件与佩戴元件78之间的接触防止弹性元件将在臂支撑元件6上引起转矩的力施加到臂支撑元件6上。弹性元件通过贴靠着的佩戴元件78分成两部分，所述两部分虽然能够分别施加一力，然而不会产生转矩，因为力在径向上对准关节20的转动轴。优选地能够调节臂支撑元件6与力传递元件18之间的角度，在该角度中，佩戴元件78贴靠在弹性元件上。在不通过弹性元件(即无源促动器)将一力施加到臂支撑元件6上时，进行臂支撑元件6在顺时针方向上的进一步摆动。

图23在左示图中示出一种情形。止挡80会防止间距元件8相对于力传递元件18围绕关节20大的摆动。如果要将设备例如摆放整齐或者将突出部80置于被动位置中，如在左边第二示图中示出地，突出部80沿着箭头74置于不与间距元件8配合。现在，如在右边第二示图中示出地，间距元件8能够相对于力传递元件18完全自由地沿着双箭头50在两个方向上摆动并且因此被置于最右边所示出的位置中。

图24示出一种实现可调节的力的可行性，所述可调节的力通过无源促动器26施加。该无源促动器在相对于关节20偏心地布置的作用点82处作用在臂支撑元件6的间距元件8上。通过合适的工具(在所示出的实施例中是螺丝刀)，能够通过形状锁合元件调整作用点82相对于关节20的摆动轴的位置并且因此调节偏心率，并且修改通过无源促动器26施加的力。对此替代地或者附加地存在的可行性在图25中示出。其在两个示图中分别示出力传递元件18以及布置在其上的间距元件8。该示图相对于在图24中所示出的示图转动90°。分别存在两个无源促动器26，所述无源促动器在对置的作用点82上作用在间距元件8上。现在，如果要调节力，对在图24中所示出的措施替代地或者附加地，也能够去掉无源促动器26中的一个或者两个并且将其由其它的替代。由此也能够调节力。如果要使无源促动器26随动，以便例如在后来的时间点又使用，该无源促动器的上部固定环能够布置在突出部84上。

图26示出关节20，其具有臂支撑元件6的间距元件8和力传递元件18。可见，作用点82以能移动的方式构造。为此，设备具有马达86，通过该马达能够驱动图26的左区域中所示出的齿轮，由此使作用点82运动。通过马达能够将系统置于最小的力的状态下并且因此至少几乎、优选完全地将其停用，这尤其在穿上和脱去设备时是有利的或者在由于其它的原因而不需要支持时是有利的。

图27和28相应于图18的示图，差异在于，存在两个另外的拉力元件58，所述拉力元件不布置在臂支撑6之间，而布置在臂支撑6中的相应一个臂支撑和支座元件16之间。通过所述拉力元件也将臂壳10保持在臂上。此外，用于双臂的元件是相互独立的，从而能够防止影响。此外，在图28中去掉了在图18中所示出的拉力元件58。

附图标记列表

2 使用者

4 臂

6 臂支撑元件

8 间距元件

10 臂壳

12 套环

14 支座

16 支座元件

17 佩戴元件

18 力传递元件

20 关节

22 球窝关节

24 调节装置

26 无源促动器

28 杠杆元件

30 肩部皮带

32 连接元件

34 带扣

36 皮带

38 衬软垫

40 袋部

42 外骨架

44 髋部元件

46 地面接触元件

48 摆动杠杆

50 双箭头

52 对应张紧器

54 锁定元件

56 包套

58 拉力元件

60 固定元件

62 扣眼

64 把手元件

66 锁紧部

68 卡锁元件

70 卡锁接收部

72 操纵元件

74 箭头

76 扣眼

78 佩戴元件

80 突出部

82 作用点

84 突出部

86 马达。

Claims (14)

1.一种用于支撑使用者(2)的两个臂(4)的设备，其中，所述设备具有：

-两个臂支撑元件(6)，所述臂支撑元件分别具有用于佩戴在相应臂(4)上的臂壳(10)，

-至少一个无源促动器(26)，

·所述无源促动器设置用于将力施加到所述臂支撑元件(6)中的至少一个上，和

-用于要施加的力的至少一个支座(14)，所述支座具有

·至少一个支座元件(16)，和

·至少两个力传递元件(18)，所述力传递元件设置用于将反作用力从所述臂支撑元件中的相应臂支撑元件传递到所述支座元件(16)上，其特征在于，所述力传递元件(18)以能相对于所述支座元件(16)运动的方式、尤其以能围绕至少一个旋转轴线转动的方式布置在所述支座元件(16)上。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述力传递元件(18)是压力传递元件、尤其杆或者轨道，所述臂支撑元件(6)以能围绕摆动轴线摆动的方式布置在所述压力传递元件上。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，至少一个拉力元件(58)、尤其至少一个拉力弹簧位于所述臂支撑元件(6)之间。

4.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述臂壳(10)中的至少一个具有锁定元件(54)、尤其皮带，通过所述皮带能将所述臂壳(10)围绕所述臂闭合。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述锁定元件(54)能够借助于至少一个固定元件(60)固定在所述设备的与所述臂壳(10)不同的元件上，尤其能够固定在肩部皮带(30)或者固定在所述力传递元件(18)中的一个上或者所述力传递元件(18)中的至少一个的包套(56)上或者固定在所述支座元件(16)上。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有止挡(80)，通过所述止挡限界臂支撑元件(6)相对于所述压力传递元件围绕所述摆动轴线的运动。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述止挡(80)能够置于主动位置中和被动位置中，在所述主动位置中，所述止挡限界所述运动，在所述被动位置中，所述止挡不限界所述运动。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述止挡(80)是在所述压力传递元件上的突出部(80)。

9.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述无源促动器(26)根据至少一个臂支撑元件(6)相对于所述支座元件(16)的位置和/或取向、尤其根据所述臂支撑元件(6)围绕所述摆动轴线的摆动角施加所述力，其中，所述无源促动器(26)将所述力优选偏心地施加到所述臂支撑元件(6)上。

10.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，能由所述无源促动器(26)施加的力能够通过所述无源促动器(26)的能改变的预紧和/或施加到所述臂支撑元件(6)上的力的能调节的偏心率来改变。

11.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述支座元件(16)具有能通过锁紧部(66)锁紧的皮带，所述皮带能围绕所述穿戴者的躯干环置，其中，所述锁紧部(60)构造为使得需要至少两个步骤用于打开和闭合所述锁紧部(60)。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述皮带的一端部必须引导穿过扣眼(76)并且接着必须建立相对应地构造的两个形状锁合元件的形状锁合，用于闭合所述锁紧部(66)，并且必须松开所述形状锁合，并且所述皮带的端部必须引导穿过所述扣眼(76)，用于打开所述锁紧部(66)。

13.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述无源促动器(26)具有至少一个弹性元件，并且所述设备具有至少一个佩戴元件(78)，在所述臂支撑元件(6)和所述力传递元件(18)之间预先确定的角度中，所述佩戴元件贴靠在所述弹性元件上并且因此改变要施加到所述臂支撑元件(6)上的力。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述预先确定的角度和/或要施加的力的改变能够被调节，其方式是，优选地所述佩戴元件(78)能够相对于所述臂支撑元件(6)和/或相对于所述力传递元件(18)移动。

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