CN111791216A

CN111791216A - 可穿戴设备的组合结构

Info

Publication number: CN111791216A
Application number: CN201911211587.XA
Authority: CN
Inventors: 金奎正; 林贤燮; 金范洙; 玄东真; 裵基铉
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2019-04-04
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-10-20
Also published as: JP2020168712A; US20200315830A1; US11376148B2; DE102019218606A1; KR102142578B1; JP7328125B2

Abstract

本发明涉及一种可穿戴设备的组合结构，其包括：躯干紧固部件，其固定地紧固至穿戴者的躯干；固定连杆，其从所述躯干紧固部件延伸到穿戴者的肩部上方的位置；第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆分别联接至所述固定连杆以可横向旋转，所述第一连杆和第二连杆在彼此竖直地间隔开的同时彼此交叉；可旋转部件，其布置在穿戴者的肩部上方的位置，所述可旋转部件联接至所述第一连杆和第二连杆以可横向旋转；连接部件，其联接至所述可旋转部件；以及上臂模块，其联接为在其端部在与穿戴者的上臂的上端部对应的位置处联接至所述连接部件的同时能够围绕所述连接部件向上或向下旋转。

Description

可穿戴设备的组合结构

技术领域

本发明总体涉及一种可穿戴设备的组合结构，更具体地，涉及一种构造成与穿戴者结合为通过交叉的四杆连杆机构模拟穿戴者的肩关节旋转的结构。

背景技术

可穿戴机器人是通过将机器人放在身体的特定部位上或者将机器人安装到特定部位来辅助穿戴者身体移动的机器人，并且被设计用于医疗、军事或工业用途。特别地，在用于工作场所的可穿戴机器人的情况下，这种可穿戴机器人设计为通过减少施加给穿戴者的负荷来防止受伤并且支撑肌肉力量。可穿戴机器人是通过模仿穿戴者的外骨骼制成的机器人，因此重要的是将关节设计为具有与身体实际运动相同的运动。

特别地，可穿戴的肌肉力量辅助设备包括配置为支撑承受工具重量的人的手动支撑机构。传统的手动支撑机构配置为通过使用结构元件、弹簧、缆线和滑轮的组合来在一系列位置下补偿重力。这些设备的配置可以在操作的有限的操作范围内提供重力补偿。

但是，传统的可穿戴设备的问题在于无法模拟穿戴者肩关节的横向旋转。特别地，当穿戴者对他或她的肩关节进行内部旋转或外部旋转时，旋转中心移动而不是固定的旋转中心。结果，当上臂辅助装置构造成围绕单一的旋转轴在上下方向上可旋转时，不可能模拟肩关节的旋转运动。

此外，为了解决上述问题，当设置有在上下方向上的多个旋转轴时，会产生额外的自由度，因此需要与穿戴者进行额外的联接，并且在肩关节的外部旋转期间，旋转轴及其组件可能会突出到外部，这会造成很大的事故风险。

以上陈述仅仅旨在帮助理解本发明的背景技术，而不表示本发明落入本领域技术人员公知的现有技术的范围内。

发明内容

因此，本发明提出了一种可穿戴设备的组合结构，其中该可穿戴设备的组合结构可以以单一的自由度稳定地模拟穿戴者的肩关节的内部旋转或外部旋转。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种可穿戴设备的组合结构，所述组合结构包括：躯干紧固部件，其固定地紧固至穿戴者的躯干；固定连杆，其从所述躯干紧固部件延伸到穿戴者的肩部上方的位置；第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆分别联接至所述固定连杆以可横向旋转，所述第一连杆和第二连杆在彼此竖直地间隔开的同时彼此交叉；可旋转部件，其布置在穿戴者的肩部上方的位置，所述可旋转部件联接至所述第一连杆和第二连杆以可横向旋转；连接部件，其联接至所述可旋转部件以从所述可旋转部件向下延伸；以及上臂模块，所述上臂模块联接为在其端部在与穿戴者的上臂的上端部对应的位置处联接至所述连接部件的同时能够围绕所述连接部件向上或向下旋转，所述上臂模块在穿戴者的上臂的纵向方向延伸的同时紧固至穿戴者的上臂。

所述躯干紧固部件可以布置在穿戴者的后侧处，所述躯干紧固部件可以包括：上板，其布置在所述躯干紧固部件的上部，以与穿戴者的后侧接触；下板，其布置在所述躯干紧固部件的下部，以与穿戴者的后侧接触；以及后侧连杆，其在竖直方向上延伸，以将所述上板和所述下板连接在一起。

所述后侧连杆可以围绕作为旋转轴线的该后侧连杆的延伸的纵向方向可旋转地联接至所述上板或所述下板。

所述上板可以在高于穿戴者的肩部的位置处紧固到穿戴者的后侧，所述固定连杆可以通过从所述上板横向延伸的位置向前延伸而布置在穿戴者的肩部上方的位置处。

所述下板可以在与穿戴者的骨盆相对应的位置处紧固到穿戴者的后侧，所述下板可以联接到后侧连杆以能够向前或向后旋转。

所述下板可以设置有从彼此竖直地间隔开的位置处突出地延伸的第一联接部和第二联接部，所述后侧连杆可以联接到所述第一联接部和所述第二联接部，其中，所述第一联接部可旋转地联接到所述后侧连杆，所述第二联接部可滑动地联接到所述后侧连杆。

所述固定连杆可以从所述躯干紧固部件向前延伸以布置在穿戴者的肩部上方的位置，所述固定连杆可以分别在彼此间隔开的第一点和第二点处以可旋转的方式联接至所述第一连杆和所述第二连杆。

所述可旋转部件可以是平行于地面延伸的板的形式，所述可旋转部件可以分别在彼此间隔开的第三点和第四点处可旋转地联接到第一连杆和第二连杆，所述可旋转部件可以在与第三点和第四点间隔开的第五点处连接到连接部件。

所述上臂模块可以施加有使所述上臂模块相对于所述连接部件向上旋转的旋转转矩，所述可旋转部件的与所述连接部件联接的第五点可以布置在所述第一连杆与所述第二连杆的交点的后方。

所述第一连杆或第二连杆可以通过推力轴承联接至所述固定连杆或所述可旋转部件，所述第一连杆或第二连杆可以在彼此竖直地隔开的同时在彼此平行的平面上延伸。

所述组合结构进一步可以包括：第一磁性体，其布置在所述可旋转部件的与所述可旋转部件联接到所述第一连杆和所述第二连杆的位置间隔开的端部处；以及第二磁性体，其布置在所述躯干紧固部件的横向端部处，其中，第一磁性体和第二磁性体相互吸引。

所述上臂模块可以布置在穿戴者的上臂的外侧，所述上臂模块可以包括支撑件，所述支撑件通过经由穿戴者的上臂的下部朝向穿戴者的上臂的内侧延伸而从穿戴者的上臂的下部支撑穿戴者的上臂。

根据本发明的可穿戴设备的组合结构，可以精确地模拟根据穿戴者的肩关节的内部旋转或外部旋转而移动的旋转中心，从而允许实现运动而没有任何不适。

此外，无需在穿戴者身上附加紧固机构或通过与穿戴者身体间隔开而突出的构造，就可以实现单一的自由度的运动，因此可以提高稳定性。

附图说明

通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及其它优点，在这些附图中：

图1是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构的后视图；

图2是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构的俯视图；

图3和图4是示出构成人体的肩部的关节以及基于旋转的移动的图；

图5是将根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构的旋转的移动路径与根据单一轴线的旋转的移动路径进行比较的视图；

图6是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构根据肩关节的内部旋转的移动过程的视图；

图7A、图7B和图7C是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构根据肩关节的内部旋转的移动过程的示意图；

图8和图9是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构中包括的第一连杆和第二连杆的移动的视图；

图10是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构中包括的第一连杆和第二连杆的放大图；

图11是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构中包括的第一连杆和第二连杆的分解立体图；

图12是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构的向前和向后旋转结构的视图；以及

图13和图14是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构的横向旋转结构的视图。

具体实施方式

本文所用的术语仅为了描述具体实施方案的目的，并不旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括有”时，表明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地相反描述，术语“包括”和变化形式例如“包含”或“含有”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。此外，说明书中描述的术语“单元”、“-器”、“-件”以及“模块”表示用于进行至少一种功能和操作的单元，并且可以通过硬件或软件及其组合实施。

此外，本发明的控制逻辑可以体现为计算机可读媒介上的永久性计算机可读媒体，包括通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读媒介的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光学数据储存设备。计算机可读媒介也可以分布在网络联接的计算机系统中使得计算机可读媒介以分布方式储存和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)。

在下面的描述中，根据本发明的构思的示例性实施方案特定的结构或功能描述旨在描述示例性实施方案，因此应理解，本发明可以以各种方式实施，而不限于示例性实施方案。

根据本发明的构思的示例性实施方案可以被各种修改并且可以具有各种形状，因此其示例在附图中示出并且将参考附图进行详细描述。然而，应该理解，根据本发明的构思的示例性实施方案不限于下面将参考附图描述的实施方案，而是在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改，等效，添加和替换。

将理解的是，尽管本文可以使用术语第一、第二等描述各个元件，这些元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。类似地，第二元件也可以被称为第一元件。

将理解的是，当一个元件被称为“联接”或“连接”到另一个元件时，它可以直接联接或连接到另一个元件，或者在它们之间可以存在中间元件。相反，应当理解，当一个元件被称为“直接联接”或“直接连接”至另一个元件时，不存在中间元件。此外，本文中用于描述元件之间的关系的术语，例如，“在...之间”、“直接在...之间”、“相邻”或“直接相邻”应当以与上述相同的方式解释。除非另有其他定义，否则本文所使用的包括技术和科学术语在内的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。还应理解常用词典中定义的术语应被解释为具有与相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，除非本文清楚定义，不应被解释为理想的意义或过于正式的意义。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。在这些附图中，相同的附图标记将指代相同或相似的部件。

图1是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构的后视图；图2是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构的俯视图。

参考图1和图2，根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构包括：躯干紧固部件100、固定连杆200、第一连杆300和第二连杆400、可旋转部件500、连接部件600、以及上臂模块700，所述躯干紧固部件100固定地紧固到穿戴者的躯干；所述固定连杆200从躯干紧固部件100延伸到穿戴者肩部上方的位置；所述第一连杆300和第二连杆400分别联接到固定连杆200以可横向旋转，并且在彼此竖直地间隔开的同时彼此交叉；所述可旋转部件500布置在穿戴者的肩部上方的位置处，并且联接至第一连杆300和第二连杆400以可横向旋转；所述连接部件600联接至可旋转部件500，以从可旋转部件500向下延伸；所述上臂模块700联接成可围绕连接部件600向上或向下旋转，同时其端部在与穿戴者的上臂的上端部相对应的位置处联接至连接部件600，并且在穿戴者的上臂的纵向方向上延伸的同时紧固至穿戴者的上臂。

紧固至穿戴者的躯干的躯干紧固部件100可以通过单独的束带等固定到穿戴者的躯干。

固定连杆200可以固定地联接到躯干紧固部件100，并且朝着穿戴者的肩部上方的位置延伸。特别地，固定连杆可以从躯干紧固部件100延伸到穿戴者的肩部的各自的相对侧。

可旋转部件500可以通过第一连杆300和第二连杆400可旋转地联接到固定连杆200。特别地，第一连杆300和第二连杆400分别联接到可旋转部件500和固定连杆200从而可横向旋转，因此，固定连杆200和可旋转部件500可以在平行于地面的方向上可旋转地联接到彼此。

第一连杆300和第二连杆400可以分别联接到可旋转部件500和固定连杆200以形成四杆连杆结构。特别地，第一连杆300和第二连杆400可以布置成在竖直方向上彼此间隔开并且在彼此平行的平面上延伸的同时彼此交叉。

第一连杆300和第二连杆400可以围绕固定至穿戴者的躯干的固定连杆200可横向旋转，并且联接至第一连杆300和第二连杆400以可横向旋转的可旋转部件500围绕在第一连杆300和第二连杆400的相交处形成的瞬时旋转中心(ICR)540旋转。

换而言之，可旋转部件500围绕根据第一连杆300和第二连杆400的旋转而移动的ICR 540旋转，使得可旋转部件500的端部可以旋转以模拟穿戴者的肩关节末端的移动。

上臂模块700可以联接到连接部件600，以可围绕上臂模块的端部向上或向下旋转。特别地，连接部件600可以包括：第一连接部件610，其从可旋转部件500的一个点向下延伸；以及第二连接部件620，第二连接部件620从第一连接部件610沿与地面平行的方向延伸至与穿戴者的上臂的上端部对应的位置。

第一连接部件610可以布置在穿戴者的后侧，第二连接部件620可以从穿戴者的后侧延伸到穿戴者的外侧。上臂模块700的端部可以在穿戴者的外侧处联接至第二连接部件620，从而可围绕与穿戴者的上臂的旋转中心匹配的位置旋转。

作为另一个实施方案，第一连接部件610和第二连接部件620可以一体地形成为一个构造，并且将可旋转部件500和上臂模块700直接连接在一起。

因此，由于可旋转部件连接至交叉的第一连杆300和第二连杆400，因此可以自然地模拟穿戴者的肩关节的端部的移动。

特别地，上臂模块700可以在穿戴者的上臂的延伸方向上延伸，并且可以产生使穿戴者的上臂向上或向下旋转的旋转转矩。躯干支撑件可以支撑抵抗躯干中的该旋转转矩的反作用力。

上臂模块700可以在其中设置有弹性体，例如产生弹性力的弹簧，其中弹性体根据上臂模块700围绕其一个端部向上或向下旋转的角度连接到缠绕或未缠绕的线材，从而可以根据上臂模块700的旋转角度来改变弹性体的弹性力。

此外，旋转转矩根据弹性力的大小和施加弹性力的方向而变化，并且基于上臂模块700的旋转角度的旋转转矩的轮廓可以通过在上臂模块700中设置凸轮来设计，这导致基于上臂模块700的旋转角度线材会缠绕或弹性体会变形。

上臂模块700可以布置在穿戴者的上臂的外侧，并且上臂模块700可以包括支撑件710，该支撑件710通过经由穿戴者的上臂的下部延伸到穿戴者的上臂的内侧而从穿戴者的上臂的下部支撑穿戴者的上臂。支撑件710可以具有围绕穿戴者的上臂的下部的形状。

图3和图4是示出构成人体的肩部的关节以及基于旋转的移动的图。

参考图3和图4，人体的肩部由复杂的关节组成，并且其旋转组合起来实现肩胛骨的向上和向下移动，并且肩部的向上和向下旋转包括内部旋转和外部旋转。

特别地，肩关节由在水平面上彼此连接的胸锁关节(sterno-clavicular joint)、肩锁关节(acromio-clavicular joint)以及肩胛胸关节(scapulo-thoracic joint)组成。当肩关节在水平面上内部旋转或外部旋转时，胸锁关节和肩锁关节同时旋转，因此，发生了肩胛骨和锁骨旋转的复合旋转。因此，穿戴者的上臂在其旋转中心改变的同时移动。如下所述，无法用单一的旋转轴线模拟此旋转运动。

图5是将根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构的旋转的移动路径与基于单一轴线的旋转的移动路径进行比较的视图。

进一步参考图5，根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构具有四连杆机构结构，其中第一连杆300和第二连杆400彼此交叉，因此ICR 540在第一连杆300和第二连杆400横向旋转时旋转，由此，能够使可旋转部件500的端部(第五点530，其在下面描述)移动，以模拟作为穿戴者的肩部的端部的上臂的旋转中心的移动。

特别地，与沿着基于单一的旋转轴线的圆周移动的路径相比，可旋转部件的可旋转部件的端部可以被移动，以精确模拟作为穿戴者的肩部的端部的上臂的旋转中心的移动。结果，可以精确地模拟穿戴者的运动，从而可以进行没有任何不适的运动。

图6是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构根据肩关节的内部旋转的移动过程的视图；图7A、图7B和图7C是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构根据肩关节的内部旋转的移动过程的示意图；图8和图9是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构中包括的第一连杆和第二连杆的移动的视图；图10是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构中包括的第一连杆和第二连杆的放大图。

进一步参考图6至图10，固定连杆200可以从躯干紧固部件100向前延伸以布置在穿戴者的肩部上方的位置，并且可以分别在彼此间隔开的第一点210和第二点220处以可旋转的方式联接至第一连杆300和第二连杆400。

固定连杆200可以通过从紧固到穿戴者的后侧的躯干紧固部件100向前延伸而布置在穿戴者的肩部上方的位置。特别地，固定连杆200的第一点210和第二点220可以在向前和向后的方向上彼此间隔开，并且可以在第一点210处联接到第一连杆300并且在第二点220处与第二连杆400联接。

第一连杆300和第二连杆400可以从固定连杆200向外延伸，并且可旋转部件500可以在定位在固定连杆200外部的同时联接到第一连杆300和第二连杆400。

此外，可旋转部件500可以是平行于地面延伸的板的形式，分别在彼此间隔开的第三点510和第四点520处可旋转地联接到第一连杆300和第二连杆400，并且在与第三点510和第四点520间隔开的第五点530处连接到连接部件600。

可旋转部件500可以在与地面平行的方向上延伸，以在向前和向后方向上在彼此间隔开的第三点510和第四点520处联接到第一连杆300和第二连杆400。因此，第一连杆300和第二连杆400可以彼此联接，同时在平行于地面的方向上延伸以在其端部之间彼此交叉。

特别地，第一连杆300和第二连杆400彼此竖直地间隔开，其中第一连杆300可以联接至固定连杆200和可旋转部件500下方的位置，并且第二连杆400可以联接到固定连杆200和可旋转部件500上方的位置，并且相反的情况也是可能的。因此，第一连杆300和第二连杆400可以彼此交叉而没有干扰。

第五点530可以与可旋转部件500的第三点510和第四点520间隔开，并且可以是可旋转部件500的外端部。换言之，第五点530可以在横向外侧布置以与第三点510和第四点520一起形成三角形，并且可旋转部件500可以是将第三点510、第四点520和第五点530作为角的三角形。

可旋转地联接到第一连杆300和第二连杆400的可旋转部件500通过作为交叉的四杆连杆机构而旋转的第一连杆300和第二连杆400横向移动，并且因此，可旋转部件500的第五点530能够进行旋转移动，其中旋转中心移动而不是固定的旋转中心。

连接部件600可以在第五点530处联接至可旋转部件500。特别地，连接部件可以联接至从第五点530向下延伸的第一连接部件610。特别地，第五点530和第一连接部件610可以布置在穿戴者的肩部后面的位置。

通过与第一连接部件610结合，第二连接部件620可以沿着平行于地面的方向延伸至与穿戴者的上臂的上端部相对应的位置。特别地，可旋转部件500和第一连接部件610，以及第一连接部件610和第二连接部件620可以联接，使得限制了横向旋转。因此，与可旋转部件500和第一连接部件610以及第一连接部件610和第二连接部件620可旋转地连接以形成过多的自由度的常规情况相比，为了模拟穿戴者的肩膀的外部旋转或内部旋转，根据本发明，可以使用交叉的四杆连杆机构精确地模拟穿戴者的肩部的端部的移动。

特别地，如图6所示，可穿戴设备的组合结构进一步可以包括：第一磁性体550，其布置在可旋转部件500的与可旋转部件分别联接到第一连杆300和第二连杆400的位置间隔开的端部；第二磁性体140，其布置在躯干紧固部件100的横向端部处，其中第一磁性体550和第二磁性体140可以彼此吸引。

第一磁性体550可以布置在与可旋转部件500的第五点530重合或邻近的位置处。第二磁性体140可以设置在从躯干紧固部件100横向延伸的外侧端，并且可以布置在从躯干紧固部件100延伸至固定连杆200的位置处。

第一磁性体550和第二磁性体140可以由于磁性而彼此吸引。当没有施加外力时，可旋转部件500可以通过第一磁性体550和第二磁性体140之间的磁性力固定地联接到躯干紧固部件100，如图6中的点划线所示。

因此，当穿戴者未穿戴时，可穿戴设备的组合结构保持在折叠状态，从而便于存储和运输。

上臂模块700可以施加有使上臂模块700相对于连接部件600向上旋转的旋转转矩，并且可旋转部件500的与连接部件600联接的第五点530可以布置在第一连杆300和第二连杆400的交点后面的位置处。

如上所述，可以在上臂模块700中产生使上臂模块700相对于连接部件600向上旋转的旋转转矩，并且对此的反作用力可以通过连接部件600支撑在躯干支撑件上。

特别地，在与连接部件600联接的可旋转部件500的第五点530与作为可旋转部件500的ICR 540的第一连杆300和第二连杆400的交点之间，可能发生在向前和向后方向上间隔开的偏移。特别地，由于第五点530布置在可旋转部件500的ICR 540后面的位置处，所以当在上臂模块700中产生旋转转矩时，可以产生可旋转部件500围绕ICR 540向前旋转的力。

因此，在没有单独的束带或带子的情况下，可旋转部件500或连接部件600与穿戴者的身体和穿戴者的肩部紧密接触，以跟随肩部的内部旋转和外部旋转。

图8和图9示出了第一连杆300和第二连杆400基于第一连杆300和第二连杆400在第一点210至第四点520处的旋转的移动。特别地，第一连杆300和第二连杆400形成轨迹，例如以下等式。

因此，随着第一连杆300和第二连杆400围绕作为固定点的固定至穿戴者的固定连杆200旋转，确定了可旋转部件500的第三点510和第四点520，因此，形成了第五点530的移动轨迹。

图11是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构中包括的第一连杆300和第二连杆400的分解立体图。

进一步参考图11，第一连杆300或第二连杆400可以通过推力轴承800联接至固定连杆200或可旋转部件500，并且可以在彼此竖直地隔开的同时在彼此平行的平面上延伸。

换言之，第一连杆300和第二连杆400分别联接至固定连杆200和可旋转部件500以彼此竖直地间隔开，并且可以包括轴承800以可旋转地联接至第一点210、第二点220、第三点510和第四点520，所述第一点210、第二点220、第三点510和第四点520是接合点。

特别地，轴承800可以是推力轴承800或轴向轴承800。因此，可以支撑在旋转轴线的方向上作用的推力。

再次参照图1和图2，躯干紧固部件100可以布置在穿戴者的后侧，并且可以包括：上板110，其布置在躯干紧固部件100的上部以与穿戴者的后侧接触；下板130，其布置在躯干紧固部件的下部，以与穿戴者的后侧接触；后侧连杆120，其在竖直方向上延伸，以将上板110和下板130连接在一起。

特别地，上板110可以在高于穿戴者的肩部的位置处紧固到穿戴者的后侧，并且固定连杆200可以通过从上板110横向延伸的位置向前延伸而布置在穿戴者的肩部上方的位置处。

上板110可以定位在穿戴者的颈椎骨后方，以布置在穿戴者的肩部上方，从而通过与穿戴者的脖子接触而被支撑。固定连杆200可以通过向前延伸而布置在穿戴者的肩部上方的位置处同时从上板110横向向外延伸。

图12是示出根据本发明的实施方案的可穿戴设备的组合结构的向前和向后旋转结构的视图。

进一步参考图12，下板130可以在与穿戴者的骨盆相对应的位置处紧固到穿戴者的后侧，并且下板130可以联接到后侧连杆120以能够向前或向后旋转。

特别地，下板130可以设置有从彼此竖直地间隔开的位置突出地延伸的第一联接部131和第二联接部132，并且后侧连杆120可以联接至第一联接部131和第二联接部132，其中第一联接部131可以可旋转地联接到后侧连杆120，第二联接部132可以可滑动地联接到后侧连杆120。

第一联接部131可以通过下板130和后侧连杆120之间的铰链联接器123可旋转地联接到后侧连杆。

第二联接部132可以设置在与第一联接部131向下间隔开的位置处。第二联接部132可以在下板130处形成有滑动槽133，并且后侧连杆120可以形成有滑动突出部124，该滑动突出部124在插入滑动槽133中的同时滑动，使得滑动突出部124可以在通过在第一联接部131处的旋转而插入到滑动槽133中的同时滑动。

因此，可以自然地模拟向前弯曲腰部或向后拉直背部的运动。

进一步参考图13和图14，后侧连杆120可以围绕作为旋转轴线的延伸的纵向方向可旋转地联接到上板110或下板130。

因此，可以模拟穿戴者的上身在摇摆方向(Yaw direction)上的旋转运动。

作为一个实施方案，后侧连杆120可以与上板110一起围绕摇摆旋转轴线一体地旋转，该摇摆旋转轴线是平行于后侧连杆120的延伸的纵向方向的旋转轴线。相反，后侧连杆120可以联接至下板130，以围绕平行于下板的旋转轴线的摇摆旋转轴线旋转。

特别地，如图13所示，后侧连杆120可以由上连杆121和下连杆122构成，该上连杆121和下连杆122通过铰链接头125彼此联接，以能够绕着摇摆旋转轴线相互旋转，其中，上连杆121可以布置在上部以联接至上板110，并且下连杆122可以在上连杆121下方的位置处联接至下板130，以能够与上连杆121一起围绕摇摆旋转轴线旋转。因此，穿戴者可以基于腰椎使躯干旋转。

尽管出于说明的目的已公开了本发明的优选实施方案，但是本领域技术人员应当理解，各种修改、增加和删减是可能的，并不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

Claims

1.一种可穿戴设备的组合结构，所述组合结构包括：

躯干紧固部件，其固定地紧固至穿戴者的躯干；

固定连杆，其从所述躯干紧固部件延伸到穿戴者的肩部上方的位置；

第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆分别联接至所述固定连杆以能够横向旋转，所述第一连杆和第二连杆在彼此竖直地间隔开的同时彼此交叉；

可旋转部件，其布置在穿戴者的肩部上方的位置，所述可旋转部件联接至所述第一连杆和第二连杆以能够横向旋转；

连接部件，其联接至所述可旋转部件以从所述可旋转部件向下延伸；以及

上臂模块，所述上臂模块联接为在其端部在与穿戴者的上臂的上端部对应的位置处联接至所述连接部件的同时能够围绕所述连接部件向上或向下旋转，所述上臂模块在穿戴者的上臂的纵向方向延伸的同时紧固至穿戴者的上臂。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备的组合结构，其中，所述躯干紧固部件布置在穿戴者的后侧处，所述躯干紧固部件包括：

上板，其布置在所述躯干紧固部件的上部，以与穿戴者的后侧接触；

下板，其布置在所述躯干紧固部件的下部，以与穿戴者的后侧接触；以及

后侧连杆，其在竖直方向上延伸，以将所述上板和所述下板连接在一起。

3.根据权利要求2所述的可穿戴设备的组合结构，其中，所述后侧连杆围绕作为旋转轴线的该后侧连杆的延伸的纵向方向能够旋转地联接至所述上板或所述下板。

4.根据权利要求2所述的可穿戴设备的组合结构，其中，所述上板在高于穿戴者的肩部的位置处紧固到穿戴者的后侧，所述固定连杆通过从所述上板横向延伸的位置向前延伸而布置在穿戴者的肩部上方的位置处。

5.根据权利要求2所述的可穿戴设备的组合结构，其中，所述下板在与穿戴者的骨盆相对应的位置处紧固到穿戴者的后侧，所述下板联接到后侧连杆以能够向前或向后旋转。

6.根据权利要求5所述的可穿戴设备的组合结构，其中，所述下板设置有从彼此竖直地间隔开的位置处突出地延伸的第一联接部和第二联接部，

所述后侧连杆联接到所述第一联接部和所述第二联接部，

其中，所述第一联接部能够旋转地联接到所述后侧连杆，所述第二联接部能够滑动地联接到所述后侧连杆。

7.根据权利要求1所述的可穿戴设备的组合结构，其中，所述固定连杆从所述躯干紧固部件向前延伸以布置在穿戴者的肩部上方的位置，所述固定连杆分别在彼此间隔开的第一点和第二点处能够旋转地联接至所述第一连杆和所述第二连杆。

8.根据权利要求1所述的可穿戴设备的组合结构，其中，所述可旋转部件是平行于地面延伸的板的形式，所述可旋转部件分别在彼此间隔开的第三点和第四点处能够旋转地联接到第一连杆和第二连杆，所述可旋转部件在与第三点和第四点间隔开的第五点处连接到连接部件。

9.根据权利要求8所述的可穿戴设备的组合结构，其中，所述上臂模块施加有使所述上臂模块相对于所述连接部件向上旋转的旋转转矩，

所述可旋转部件的与所述连接部件联接的第五点布置在所述第一连杆与所述第二连杆的交点的后方。

10.根据权利要求1所述的可穿戴设备的组合结构，其中，所述第一连杆或第二连杆通过推力轴承联接至所述固定连杆或所述可旋转部件，所述第一连杆或第二连杆在彼此竖直地隔开的同时在彼此平行的平面上延伸。

11.根据权利要求1所述的可穿戴设备的组合结构，进一步包括：

第一磁性体，其布置在所述可旋转部件的与所述可旋转部件联接到所述第一连杆和所述第二连杆的位置间隔开的端部处；以及

第二磁性体，其布置在所述躯干紧固部件的横向端部处，

其中，第一磁性体和第二磁性体相互吸引。

12.根据权利要求1所述的可穿戴设备的组合结构，其中，所述上臂模块布置在穿戴者的上臂的外侧，所述上臂模块包括支撑件，所述支撑件通过经由穿戴者的上臂的下部朝向穿戴者的上臂的内侧延伸而从穿戴者的上臂的下部支撑穿戴者的上臂。