CN110840700A - 一种预制气囊执行器结构 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种预制气囊执行器结构，包括：气囊，所述气囊外侧具有一个或多个褶皱部；限制层，所述限制层位于气囊的内侧；充气时，所述气囊内侧和外侧同时伸展，所述限制层用于限制气囊内侧的伸展和/或收缩，所述气囊外侧的一个或多个褶皱部形成弯折的关节。

Description

一种预制气囊执行器结构
技术领域
本发明涉及柔性气囊领域，具体而言，涉及一种预制气囊执行器结构。
背景技术
外骨骼是一种可根据使用者意图提供驱动助力的、形如骨骼的人机协同智能装置。广泛应用于多种场合，具体在军事、工业等领域增强使用者负重等能力，在医疗上辅助行动不便者活动以及残疾人康复训练等。
传统刚性外骨骼体积、质量大，主体使用刚性框架与使用者连接，为使用者提供驱动助力等功用，为了更好的使用效果设备会紧贴使用者身体。但是，刚性体连接在身体上会引起使用者的不适，具体表现为使用时异物感重，会限制多自由度关节的运动，舒适性差。且当与外界发生冲击时可能会造成刚性冲击，即使使用身体能承压的部位作为承压面也会对使用者造成伤害。此外，由于使用刚性关节，使得整体柔顺性差，影响灵活性，在提供冲击缓冲功能方面也会造成阻碍。
气囊通过预制可以形成各种不同的形状。但现有的气囊通常为整体成型结构，在充气时，气囊整体在各个方向上均进行膨胀，以使得气囊充气后的形状实现特定的功用。
尽管气囊的形状可以预制，但由于充气后气囊向各个方向均膨胀，其具体形状无法实现精确控制。
预制形状的气囊可以作为柔性骨骼，而且，预制形状的气囊用作柔性骨骼时，现有的柔性骨骼中，气囊的整体膨胀使得柔性骨骼的精确度低。
另一方面，气囊可用作患者复健工具。但是，现有的预制形状的气囊整体膨胀，患者穿戴使用时，会使患者在气囊长度方向上受到拉伸的力，舒适度下降严重。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例提供一种预制气囊执行器结构。
本发明实施例提供一种预制气囊执行器结构，包括：
气囊，所述气囊外侧具有一个或多个褶皱部；
限制层，所述限制层位于气囊的内侧；
充气时，所述气囊内侧和外侧同时伸展，所述限制层用于限制气囊内侧的伸展和/或收缩，所述气囊外侧的一个或多个褶皱部形成弯折的关节。
进一步地，所述限制层的两端与所述气囊内侧连接。
进一步地，所述限制层整体与所述气囊内侧粘接。
进一步地，所述气囊内侧具有一个或多个内凹部，所述一个或多个内凹部与所述气囊外侧的一个或多个褶皱部对应，所述一个或多个内凹部促进充气时气囊的弯折。
进一步地，所述限制层被分为多个粘接段和一个或多个悬空段，所述粘接段与所述气囊内侧粘接，所述悬空段位于两个粘接段之间。
进一步地，所述限制层被分为多个粘接段和一个或多个悬空段，所述粘接段与所述气囊内侧粘接，所述悬空段位于两个粘接段之间且与所述内凹部对应。
进一步地，充气时，所述限制层的材料的伸缩性小于所述气囊材料的伸缩性。
进一步地，所述气囊的材料为TPU、PVC或硅胶中的一种。
与现有技术相比，本发明实施例提供的预制气囊执行器结构，通过限制层、褶皱部等特定的结构，使得气囊充气后形成特定的关节结构。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为现有技术中的预制气囊结构示意图；
图2为根据本申请的一些实施例所示的一种预制气囊执行器结构示意图；
图3为根据本申请的一些实施例所示的一种未充气时的预制气囊实物示意图；
图4为根据本申请的一些实施例所示的一种充气时的预制气囊实物示意图；
图5为一种预制气囊的应用实例；
图6为另一种预制气囊的应用实例；
图7是又一种预制气囊的应用实例。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1为现有技术提供的一种现有的气囊结构示意图。如图1所示，当未充气时，所述气囊呈干瘪状态，可以被弯折成任意形状。当所述气囊充气后，所述气囊呈直线的棒状或特定的形状。
通常，所述气囊不同位置的材质是相同的。因此，当充气时，所述气囊整体膨胀。例如，图1上图充气时，所述气囊也会沿着水平方向伸长；图1下图的气囊充气时，也会沿着长度方向伸长。当图1下图中的气囊作为辅助病人康复时，气囊除了会给病人的手以握力外，还会沿着手指方向给病人拉扯力，给病人造成不适。
图2为根据本申请的一些实施例所示的一种预制气囊执行器结构示意图。如图2所示，所述预制形状的气囊执行器结构包括：气囊，所述气囊外侧具有一个或多个褶皱部；限制层，所述限制层设置于气囊的内侧；充气时，所述气囊内侧和外侧同时伸展，所述限制层用于限制气囊内侧的伸展和/或收缩，所述气囊外侧的一个或多个褶皱部形成弯折的关节。
如图2所示，所述褶皱部为气囊外侧预制的部分，所述褶皱部充气后具有一定的立体结构，能够存储一定量的气体。
如图2所示，所述限制层为条带形，所述限制层的两端连接在所述气囊的内侧。当充气到达一定量时，所述限制层限制所述气囊内侧的延伸；而气囊外侧继续拉伸，进而实现了气囊的弯折，进一步地，褶皱部(图中所示的折叠部分)处形成关节。
值得说明的是，图2中所示的仅为气囊的一种实施例，并不用于限定本申请的保护范围，本申请的保护范围以权利要求为准，且实际的预制气囊执行器结构可以有多种变形。例如，所述限制层可以是整体粘接在所述气囊的内侧。又例如，所述限制层可以分段式连接在所述气囊的内侧，具体地，所述限制层分为多个粘接段和一个或多个悬空段，所述粘接段与所述气囊内侧粘接，所述悬空段与所述气囊内侧悬空(未粘接)，悬空段位于两个粘接段之间。
在一些实施例中，所述气囊内侧可以设置一个或多个内凹部，所述一个或多个内凹部与所述气囊外侧的一个或多个褶皱部对应，所述一个或多个内凹部促进充气时气囊的弯折。当所述限制层为分段式粘接时，所述悬空段对应所述内凹部。
为了实现所述预制气囊执行器结构的充气，所述限制层的伸缩性小于所述气囊材料的伸缩性。更进一步地，所述限制层采用伸缩性很小的材质。另外，为了实现气囊的充气，所述气囊的材质可以是TPU、PVC或硅胶中的一种。
图3为根据本申请的一些实施例所示的一种未充气时的预制气囊实物示意图。如图3所示，包括前述的褶皱部、内凹部、限制层。所述限制层采用分段式连接。未充气时，所述预制气囊整体较柔软，限制层松弛，不会给病人以弯折的力。
图4为根据本申请的一些实施例所示的一种充气时的预制气囊实物示意图。如图4所示，充气时，所述限制层绷紧，褶皱部、内凹部形成了手指关节的形状。正是由于限制层的作用，限制了气囊内侧的进一步伸展，使得气囊精确保持在预制形状状态。
图5为一种预制气囊的应用实例。如图5所示，所述预制气囊处于未充气状态。所述预制气囊包括两个褶皱部和一个内凹部。当充气时，所述内凹部可以辅助预制气囊弯折，进而辅助手指弯曲。
图6为另一种预制气囊的应用实例。如图6所示，所述预制气囊处于充气状态。图6中的预制气囊与图2中所示相对应。进一步地，图6中所示的预制气囊在内凹部外侧配置了限制层，当充气时，所述限制层呈松弛状态；当放气到一定程度时，所述限制层呈拉伸状态；也即是说，该结构的预制气囊结构的气囊内部的气体存量始终大于一个阈值，少于该阈值时，所述限制层拉伸，以中断气体的进一步释放。这在实际结构中是有意义的，因为在某些情况下，预制气囊进一步释放气体可能会造成手指的反向弯折，而这在实际应用中是需要禁止的。
图7是又一种预制气囊的应用实例。如图7所示，左腿上的预制气囊结构与图6中类似，只是在尺寸上需要基于场景进行适配。右腿上为另一种预制气囊结构。如图所示，预制气囊位于膝盖内侧，限制层位于膝盖侧。该结构的作用是为了限制膝盖的过度弯折，进而保护膝盖。值得说明的是，该结构中，限制层侧的内凹部对应性地成为外凹部，它们的功能均是促进弯曲，不应基于名词的不同对它们作不同的解读。
本申请设计了一种预制气囊执行器结构，相比于现有技术，存在以下有益效果：
一、通过限制层、褶皱部实现充气后的预制形状，限制了气囊内侧的进一步伸展，当病人采用此结构进行复健时，避免了因气囊内侧拉伸使得手指受到横向拉扯力，提高了病人的舒适度；
二、通过褶皱部、内凹部的配合，使得预制的形状更精确，进一步提高了舒适度，当采用本申请中的预制气囊作为柔性骨骼时，可以通过控制通气量实现更精确地姿态控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (8)

1.一种预制气囊执行器结构，其特征在于，包括：
气囊，所述气囊外侧具有一个或多个褶皱部；
限制层，所述限制层设置于气囊的内侧；
充气时，所述气囊内侧和外侧同时伸展，所述限制层用于限制气囊内侧的伸展和/或收缩，所述气囊外侧的一个或多个褶皱部形成弯折的关节。
2.根据权利要求1所述的预制气囊执行器结构，其特征在于，所述限制层的两端与所述气囊内侧连接。
3.根据权利要求1所述的预制气囊执行器结构，其特征在于，所述限制层整体与所述气囊内侧粘接。
4.根据权利要求1-3任一所述的预制气囊执行器结构，其特征在于，所述气囊内侧具有一个或多个内凹部，所述一个或多个内凹部与所述气囊外侧的一个或多个褶皱部对应，所述一个或多个内凹部促进充气时气囊的弯折。
5.根据权利要求1所述的预制气囊执行器结构，所述限制层被分为多个粘接段和一个或多个悬空段，所述粘接段与所述气囊内侧粘接，所述悬空段位于两个粘接段之间。
6.根据权利要求4所述的预制气囊执行器结构，所述限制层被分为多个粘接段和一个或多个悬空段，所述粘接段与所述气囊内侧粘接，所述悬空段位于两个粘接段之间且与所述内凹部对应。
7.根据权利要求1-6任一所述的预制气囊执行器结构，其特征在于：充气时，所述限制层的材料的伸缩性小于所述气囊材料的伸缩性。
8.根据权利要求1-6任一所述的预制气囊执行器结构，其特征在于：所述气囊的材料为TPU、PVC或硅胶中的一种。
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