CN111920649A - 一种整体式软体助力装置及肢体助力训练器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种整体式软体助力装置及肢体助力训练器。所述整体式软体助力装置包括助力设备、至少一进气管、至少一固定装置。所述助力设备的内部为空腔结构，所述进气管安装于所述助力设备的端部，所述固定装置安装于所述助力设备上，且所述固定装置固定于肢体表面。本发明的结构能够整体成型，内部压力分布均匀，应力集中较小，变形协调，而且与肢体关节活动情况更加匹配，从而提升肢体关节之间的助力效率，可以满足不同人不同部位的需求。

Description

一种整体式软体助力装置及肢体助力训练器

技术领域

本发明涉及人体助力设备技术领域，特别是涉及一种整体式软体助力装置及肢体助力训练器。

背景技术

近年来，随着穿戴式关节助力设备研究的逐渐兴起，目的是将人肢体的灵活性、智慧性进行有效的结合，其主要应用于医疗康复、工业生产、单兵作战等领域。

随着城市化进程的发展以及人类居住环境的改变，人们对户外运动及生活休闲的需求日益提高。但是对于中老年人群，由于年轻时的过渡辛劳等造成体质明显下降，并随着年龄的增长肢体关节钙化和劳损，或者肢体关节受伤的年轻人，不能长时间进行户外运动或活动。

人体助力设备通常是出于辅助或增强肢体力量为目的，为人体肢体提供额外的动力、从而协助人体完成难以实现的动作。

现有技术中的肢体助力设备存在做工较复杂，无法整体一次成型，现有的助力设备会在气囊两端设置限位装置，会对人体肢体产生一定的额外应力，从而造成人体肢体的不适，因此迫切需要改进。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种整体式软体助力装置及肢体助力训练器，用于解决现有技术中的做工较复杂，无法整体一次成型，现有的助力设备会在气囊两端设置限位装置，会对人体肢体产生一定的额外应力，从而造成人体肢体的不适等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种整体式软体助力装置，所述整体式软体助力装置包括：

助力设备，其内部为空腔结构；

至少一进气管，其安装于所述助力设备的端部；以及

至少一固定装置，其安装于所述助力设备上，且所述固定装置固定于肢体表面。

在本发明的一实施例中，所述助力设备包括：

波浪状非旋转体结构，其包括至少一波峰结构和至少一波谷结构，所述波峰结构与所述波谷结构依次交替连接；

根基结构，其安装于所述波浪状非旋转体结构的端部，所述根基结构的端部安装有进气管，所述根基结构的底部安装有固定装置。

在本发明的一实施例中，所述波浪状非旋转体结构的顶面与所述底面相连接，且所述顶面与所述底面构成一空腔结构。

在本发明的一实施例中，所述顶面为波纹结构，所述底面为平面或波浪状非旋转体结构。

在本发明的一实施例中，所述波浪状非旋转体结构的顶面与所述底面通过圆弧面或平面相连接。

在本发明的一实施例中，所述助力设备的材质为弹性材料。

在本发明的一实施例中，所述波峰结构在径向方向的剖面结构包括：

多个第一弧线，多个所述第一弧线之间彼此相切；

第一底边线，其设置于底部两侧的所述第一弧线之间。

在本发明的一实施例中，所述波谷结构在径向方向的剖面结构包括：

多个第二弧线，多个所述第二弧线之间彼此相切；

第二底边线，其设置于底部两侧的所述第二弧线之间。

在本发明的一实施例中，所述波浪状非旋转体结构的波纹结构上设置有沟槽，在靠近底面处的顶面的波纹结构，所述波峰结构与波谷结构之间的沟槽深度随着与所述底面之间的距离的减小而变小；

所述波谷结构在径向方向的腔体最小截面积为波峰结构在径向方向的腔体最大截面积的

倍至1倍，且在轴向中间剖面上，所述波谷结构对应的腔体高度为波峰结构对应的腔体高度的

至1倍。

本发明还提供一种肢体助力训练器，所述肢体助力训练器包括：

至少一整体式软体助力装置，所述整体式软体助力装置用于训练肢体，所述整体式软体助力装置包括：

助力设备，其内部为空腔结构；

至少一进气管，其安装于所述助力设备的端部；

至少一固定装置，其安装于所述助力设备上，且所述固定装置固定于肢体表面。

如上所述，本发明的一种整体式软体助力装置及肢体助力训练器，具有以下有益效果：

本发明的整体式软体助力装置包括助力设备、进气管以及固定装置，本发明采用整体式成型结构，结构简单，而且可以根据人体不同的肢体关节进行调节，满足不同人不同部位的需求。本发明结构简单，能够整体成型，降低制作成本，而且内部压力分布均匀，应力集中较小，变形协调，而且与肢体关节活动情况更加匹配，从而提升肢体关节之间的助力效率。

本发明的整体式软体助力装置可以通过结构的变化，具有整体的多自由度的弯曲变形，本发明不需要设置不同的应变材料或设置其他的限位装置，也可以实现弯曲。

本发明的整体式软体助力装置的沟槽深度随着周向方向位置变化而变化，可以保证上下方向弯曲变形容易，且弯曲变形协调，应力分布均匀，同时左右方向刚度较大，支撑能力提高，限制软体助力装置左右两个方向的变形，从而使整体式软体助力装置的变形更加贴合人的肢体运动。

本发明的整体式软体助力装置结构合理，在加载时整个整体式软体助力装置的内腔应力分布均匀，可以在很小的压强下产生较大的变形，在实际使用时，在关节处拱起时也可以更好的贴合肢体，并能够提高贴合的舒适性。

本发明的整体式软体助力装置采用弹性材料制成，作为助力康复器械使用时，不会对肢体关节、肌肉等产生刚性约束和压迫，长时间使用不会产生不适感。

本发明的整体式软体助力装置结构简单紧凑，容易制作，具有广阔的市场前景。

本发明的肢体助力训练器能够对人体肢体进行训练，有效训练人体关节，促使人体肢体变得更加灵活。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种整体式软体助力装置的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种整体式软体助力装置的轴向剖面示意图。

图3为本申请实施例提供的一种整体式软体助力装置的波峰结构的截面示意图。

图4为本申请实施例提供的一种整体式软体助力装置的波谷结构的截面示意图。

元件标号说明

1 进气管

2 波峰结构

3 波谷结构

4 底面

5 内凹弧面

6 固定装置

7 波浪状非旋转体结构

8 空腔结构

9 根基结构

21 上部弧线

22 第一底边线

31 弧线

32 第二底边线

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1、图2，图1为本申请实施例提供的一种整体式软体助力装置的结构示意图。图2为本申请实施例提供的一种整体式软体助力装置的轴向剖面示意图。本发明提供一种整体式软体助力装置，本发明整体式软体助力装置可以应用于人体助力设备技术领域中，所述整体式软体助力装置可以为整体式软体整体式软体助力装置，所述整体式软体助力装置包括但不限于助力设备、至少一进气管1以及至少一固定装置6。所述助力设备与肢体表面相接触，所述助力设备的内部为空腔结构。具体的，所述助力设备可以为一体成型结构，所述肢体可以但不限于为手指、腕关节、肘关节、踝关节、腰部等可以支撑弯曲的肢体。

如图1所示，所述进气管1安装于所述助力设备的端部，所述进气管1可以设置为一个，一个所述进气管1安装于所述助力设备的一端，所述助力设备的另一端可以为封闭状态。所述进气管1也可以设置为两个，其中一个所述进气管1安装于所述助力设备的一端，另一个所述进气管1可以与另一个助力设备的进气管相连接，另一个所述进气管1也可以封闭使用。所述进气管1可以与气泵、注射器、隔膜泵相连接，从而向所述进气管1中打入流体。

如图1所示，所述固定装置6安装于所述助力设备上，且所述固定装置6套设于肢体表面。具体的，所述固定装置6可以采用弹性绷带，并通过所述弹性绷带束缚方式、套装方式、粘贴方式固定在肢体皮肤表面或者衣物表面。

如图1、图2所示，所述助力设备包括但不限于波浪状非旋转体结构7、根基结构9。所述助力设备的材质为弹性材料。所述波浪状非旋转体结构7包括至少一波峰结构2和至少一波谷结构3，所述波峰结构2与所述波谷结构3依次连接。所述根基结构9安装于所述波浪状非旋转体结构7的两端，所述根基结构9的端部安装有进气管1，所述根基结构9的底部安装有固定装置6。具体的，所述助力设备对应于肢体的一个关节设置。所述固定装置6不仅可以设置于所述根基结构9的底部，也可以设置于所述进气管1的底部，例如，所述固定装置6可以设置两个，两个所述固定装置6可以分别固定于所述根基结构9的底部；或其中一个所述固定装置6固定于所述根基结构9的底部，另一个所述固定装置6固定于所述进气管1的底部；或两个所述固定装置6可以分别固定于所述进气管1的底部。

如图1、图2所示，所述波浪状非旋转体结构7的底面4与肢体表面相接触，所述波浪状非旋转体结构7的顶面与所述底面4相连接，且所述顶面与所述底面4构成一空腔结构8。所述顶面为波纹结构，所述底面4为平面或波浪状非旋转体结构。具体的，所述底面4也可以为微波浪状非旋转体结构。所述波浪状非旋转体结构的波纹结构上设置有沟槽，所述沟槽为波峰结构2和波谷结构3之间的区域，在靠近底面处的顶面的波纹结构，所述波峰结构2与波谷结构3之间的沟槽深度随着与所述底面之间的距离的减小而变小。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种整体式软体助力装置的波峰结构的截面示意图。所述波峰结构2在径向方向的剖面结构包括但不限于第一弧线21和第一底边线22。多个所述第一弧线21之间彼此相切，所述第一底边线22设置于底部两侧的所述第一弧线21之间。所述第一弧线21包括抛物线、二次曲线、拟合线等。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种整体式软体助力装置的波谷结构的截面示意图。所述波谷结构3在径向方向的剖面结构包括但不限于多个第二弧线31和第二底边线32。多个所述第二弧线31之间彼此相切，所述第二底边线32设置于底部两侧的所述第二弧线31之间。所述第二弧线31包括抛物线、二次曲线、拟合线等。

如图1、图2所示，所述波峰结构2在周向方向的宽度沿着波峰的轴向方向依次增大或沿着波峰的周向方向保持一致。所述波谷结构3在径向方向的腔体最小截面积为波峰结构2在径向方向的腔体最大截面积的

倍至1倍，且在轴向中间剖面上，所述波谷结构3对应的腔体高度为波峰结构2对应的腔体高度的

至1倍，例如，所述波谷结构3对应的腔体高度为波峰结构2对应的腔体高度的

倍或

倍。

如图1、图2所示，所述助力设备的轴向方向的波峰结构2的宽度可以沿着波峰的轴向方向依次增大，有助于使整个整体式软体助力装置的整体变形增大，应力降低，也可以保持波峰结构2的宽度沿着波峰的轴向方向保持一致。

如图1所示，整个所述整体式软体助力装置为一体成型结构，整个所述整体式软体助力装置可以为一体式的轴向上下非对称结构、左右对称结构。整个所述整体式软体助力装置的材质可以但不限于为弹性材料，也可以为其他材料制成，可以根据具体的需求和应用场景来进行设置。所述整体式软体助力装置可以根据肢体关节的长短需求来进行调节，增大了设备的通用性。

如图2所示，为了使整个所述整体式软体助力装置的空腔结构8的表面应力分布更加均匀，所述波峰结构2的轴向截面的顶部可以为圆弧，所述波谷结构3的轴向截面的顶部可以为凹槽形圆弧，且波峰结构2顶部的圆弧半径可以与波谷结构3顶部的凹槽形圆弧尺寸相同，也可以不相同。所述整体式软体助力装置的一端进气管1封闭，另一端进气管1接通，也可以两端都接通，因此可以根据需求以此连接不同长度的所述整体式软体助力装置。

如图3、图4所示，所述波峰结构2、波谷结构3的内侧为空腔，外侧为波纹面。为了提供更大的弯曲和较均匀的应力分布，采用的具体设计为：所述波峰结构2的剖面整体轮廓为由上部弧线21以及第一底边线22组成，所述波谷结构3的剖面整体轮廓为由多段的第二弧线31组成，波谷轮廓的下部弧线与第二底边线32相切。

如图1所示，本发明还提供一种肢体助力训练器，所述肢体助力训练器包括上述的整体式软体助力装置，所述整体式软体助力装置用于训练肢体，且整个整体式软体助力装置套设于肢体表面，能够对人体肢体进行训练，有效训练人体关节，促使人体肢体变得更加灵活。

如图1、图2所示，为了进一步的对本发明的整体式软体助力装置的技术方案进行理解，本发明还提供了整体式软体助力装置的工作过程，所述整体式软体助力装置在工作过程中：首先通过进气管1进行充气和吸气，在充气和吸气时，所述整体式软体助力装置的变形主要通过波峰结构2相邻夹角的角度变化进行变形，其中，当所述整体式软体助力装置充气时，所述波峰结构2相邻夹角的角度会变大，向两侧张开，从而使所述波浪状非旋转体结构7的顶面变形较大，整体变形，并向底面4进行弯曲，其可以使肢体呈弯曲状态。当需要对肢体进行拉伸时，可以对整体式软体助力装置进行吸气，通过所述进气管1进行吸气，所述波峰结构2相邻夹角的角度会减小，向所述波峰结构2的中间进行收缩，从而使得所述整体式软体助力装置可以向所述波浪状非旋转体结构7的顶面进行弯曲，其可以产生肢体伸展状态。当患者肢体处于无力舒展状态时，可以继续对所述整体式软体助力装置进行吸气，使空腔结构8进一步形成较大的负压，促使患者肢体完全的展开，并可进行轻微的过拉伸运动。

如图1、图2所示，所述整体式软体助力装置还可以进行自主训练，自主训练是当肢体的力量状态较好，可以自主的进行弯曲和拉伸状态，所述整体式软体助力装置可以在肢体进行弯曲时进行力量的缓冲和保护，避免因为运动过度造成的肢体损伤，非自主训练是当患者肢体完全无力状态时，所述整体式软体助力装置可以通过进行设置气压的大小对患者进行定量的训练量，使其在软体助力设备的帮助下进行适量的运动，其还可以在患者无力拉伸时，通过所述进气管1进行吸气使患者的肢体进行拉伸运动。

综上所述，本发明的整体式软体助力装置包括助力设备、进气管1以及固定装置6，本发明采用整体式成型结构，结构简单，而且可以根据人体不同的肢体关节进行调节，满足不同人不同部位的需求。本发明结构简单，能够整体成型，降低制作成本，而且内部压力分布均匀，而且与肢体关节活动情况更加匹配，从而提升肢体关节之间的助力效率。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种整体式软体助力装置，其特征在于，所述整体式软体助力装置包括：

助力设备，其内部为空腔结构；

至少一进气管，其安装于所述助力设备的端部；以及

至少一固定装置，其安装于所述助力设备上，且所述固定装置固定于肢体表面。

2.根据权利要求1所述的一种整体式软体助力装置，其特征在于，所述助力设备包括：

波浪状非旋转体结构，其包括至少一波峰结构和至少一波谷结构，所述波峰结构与所述波谷结构依次交替连接；

根基结构，其安装于所述波浪状非旋转体结构的端部，所述根基结构的端部安装有进气管，所述根基结构的底部安装有固定装置。

3.根据权利要求2所述的一种整体式软体助力装置，其特征在于：所述波浪状非旋转体结构的顶面与所述底面相连接，且所述顶面与所述底面构成一空腔结构。

4.根据权利要求3所述的一种整体式软体助力装置，其特征在于：所述顶面为波纹结构，所述底面为平面或波浪状非旋转体结构。

5.根据权利要求3所述的一种整体式软体助力装置，其特征在于：所述波浪状非旋转体结构的顶面与所述底面通过圆弧面或平面相连接。

6.根据权利要求1所述的一种整体式软体助力装置，其特征在于：所述助力设备的材质为弹性材料。

7.根据权利要求2所述的一种整体式软体助力装置，其特征在于，所述波峰结构在径向方向的剖面结构包括：

多个第一弧线，多个所述第一弧线之间彼此相切；

第一底边线，其设置于底部两侧的所述第一弧线之间。

8.根据权利要求2所述的一种整体式软体助力装置，其特征在于，所述波谷结构在径向方向的剖面结构包括：

多个第二弧线，多个所述第二弧线之间彼此相切；

第二底边线，其设置于底部两侧的所述第二弧线之间。

9.根据权利要求3所述的一种整体式软体助力装置，其特征在于：所述波浪状非旋转体结构的波纹结构上设置有沟槽，在靠近底面处的顶面的波纹结构，所述波峰结构与波谷结构之间的沟槽深度随着与所述底面之间的距离的减小而变小；

所述波谷结构在径向方向的腔体最小截面积为波峰结构在径向方向的腔体最大截面积的

倍至1倍，且在轴向中间剖面上，所述波谷结构对应的腔体高度为波峰结构对应的腔体高度的

至1倍。

10.一种肢体助力训练器，其特征在于，所述肢体助力训练器包括：

至少一整体式软体助力装置，所述整体式软体助力装置用于训练肢体，所述整体式软体助力装置包括：

助力设备，其内部为空腔结构；

至少一进气管，其安装于所述助力设备的端部；

至少一固定装置，其安装于所述助力设备上，且所述固定装置固定于肢体表面。

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