CN116619334B - 一种髋关节助力设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及外骨骼支架技术领域，尤其是涉及一种髋关节助力设备。包括导向机构，导向机构的两侧对称设有两个背部支架，背部支架的两端设有连接组件，连接组件与腰部支架连接，腰部支架一端转动连接有腿部支架；导向机构上设有差动钢丝绳，背部支架中设有弹力机构，差动钢丝绳的两端分别与弹力机构的顶端连接，弹力机构与传动钢丝绳连接，传动钢丝绳远离所述弹力机构的一端贯穿腰部支架与腿部支架连接；还包括肩带和腰带，肩带分别与导向机构、连接组件连接，腰带与两个腿部支架连接。该髋关节助力设备能够为具有弯腰功能障碍或腰部活动困难的人群提供助力，提高生活质量。
Description
技术领域
本发明涉及外骨骼支架技术领域，尤其是涉及一种髋关节助力设备。
背景技术
穿戴式外骨骼是一种可穿戴于人体肢体上，通过模拟人体肢体的运动功能，为人体运动提供助力或康复训练的设备。根据穿戴位置的不同，将外骨骼分为下肢外骨骼和上肢外骨骼。下肢外骨骼包括用于对髋关节、膝关节和脚踝关节进行助力或康复训练的外骨骼装置；上肢外骨骼包括可以对患者肩关节、肘关节及腕关节和手部关节进行助力或康复训练的外骨骼装置。
随着日益加剧的人口老龄化，世界各国每年都需要花费巨大的物力和财力，来解决人口老龄化带来的诸多问题。多数老年人在到达一定年龄后，身体机能大幅度减弱，虽然一些老年人能够正常行走，但是弯腰、爬坡或爬楼梯困难及腰部活动困难，极大地影响了生活质量。髋关节外骨骼支架就可以很好的为具有下肢运动功能障碍的人群提供助力，但是现有的一些髋关节助力设备只具有行走助力，能够为弯腰运动提供助力的髋关节设备几乎没有。
鉴于此，提出本发明，为弯腰困难或腰部活动困难的人群提供帮助。
发明内容
本发明的目的在于提供一种髋关节助力设备，该髋关节助力设备能够为具有弯腰功能障碍或腰部活动困难的人群提供助力，提高生活质量。
本发明提供一种髋关节助力设备，包括导向机构，所述导向机构的两侧对称设有两个背部支架，所述背部支架的两端设有连接组件，所述连接组件与腰部支架连接，所述腰部支架远离所述连接组件的一端转动连接有腿部支架；
所述导向机构上设有差动钢丝绳，所述背部支架中设有弹力机构，所述差动钢丝绳的两端分别与所述弹力机构的顶端连接，所述弹力机构与传动钢丝绳连接，所述传动钢丝绳远离所述弹力机构的一端贯穿所述腰部支架与所述腿部支架连接；
还包括肩带和腰带，所述肩带分别与所述导向机构、所述连接组件连接，所述腰带与两个所述腿部支架连接。
进一步地，所述导向机构包括导向轮外壳，所述导向轮外壳内部转动连接有导向轮，所述差动钢丝绳放置在所述导向轮的绳槽顶部。
进一步地，所述背部支架包括背部支撑管，所述背部支撑管的内部固定连接有所述弹力机构，所述背部支撑管与所述导向轮外壳固定连接。
进一步地，所述弹力机构包括弹簧仓，所述弹簧仓的顶部设有螺纹堵头，所述差动钢丝绳的端部设有第一螺纹接头，所述螺纹堵头与所述第一螺纹接头连接；所述弹簧仓内部设有弹簧，所述弹簧顶部设有第二螺纹接头，所述第二螺纹接头与所述传动钢丝绳连接。
进一步地，所述弹簧仓侧壁由紧密贴合的两层耐磨管组成。
进一步地，所述连接组件包括弧形外壳，所述弧形外壳内部设有轴承固定架，所述轴承固定架上转动连接有若干个U槽轴承，所述传动钢丝绳依次穿过每个所述U槽轴承凹槽的底部，所述弧形外壳的两端分别与所述背部支撑管、所述腰部支架固定连接。
进一步地，所述腿部支架包括绳轮组件和腿杆，所述绳轮组件与所述腰部支架转动连接，所述绳轮组件的底部与所述腿杆的顶部固定连接，所述腿杆的底端设有腿部挡片，所述传动钢丝绳与所述绳轮组件连接。
进一步地，所述绳轮组件包括两个挡板，两个所述挡板之间设有安装板，所述安装板中间设有转轴，所述转轴的两端与所述挡板转动连接，所述转轴外周转动连接有轴承，所述轴承外周设有绕线盘，所述安装板一侧设有固定孔，所述传动钢丝绳经过所述绕线盘的线槽底部与所述固定孔固定。
进一步地，所述绳轮组件的两个所述挡板与所述腰部支架转动连接。
进一步地，所述安装板下部设有安装孔，所述腿杆顶端与所述安装孔通过螺栓固定连接。
综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明的技术方案通过设置的肩带将背部支架固定在背部，通过设置的腰带将腰部支架固定在腰部，将腿部支架放置在大腿两侧；行走时，当右腿向前迈，左腿向后迈，腿部支架跟随腿部进行摆动，此时弹力机构保持正常不会产生阻力，不影响正常行走；当弯腰时，双腿处于相对静止状态，身体向前弯腰传动钢丝绳带动背部两侧的弹力机构受力压缩，从而使得整个设备产生一个向后的拉力，该向后的拉力拉动人起身，为弯腰提供一个助力，从而提高生活质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明实施例中髋关节助力设备的结构示意图；
图2为本发明实施例中髋关节助力设备的内部结构示意图；
图3为本发明实施例中背部支架的结构示意图；
图4为本发明实施例中连接组件的结构示意图；
图5为本发明实施例中绳轮组件的结构示意图。
附图标记说明：1-导向机构、101-导向轮外壳、102-导向轮、2-背部支架、201-背部支撑管、202-弹簧仓、203-弹簧、204-螺纹堵头、3-连接组件、301-弧形外壳、302-轴承固定架、303-U槽轴承、304-肩带固定孔、4-腰部支架、5-腿部支架、501-绳轮组件、5011-安装板、5012-轴承、5013-绕线盘、5014-钢丝绳固定管、5015-固定孔、5016-安装孔、502-腿杆、503-腿部挡片、6-肩带、7-腰带、8-差动钢丝绳、801-第一螺纹接头、9-传动钢丝绳、901-第二螺纹接头。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
一种髋关节助力设备，包括导向机构1、背部支架2、腰部支架4、腿部支架5、肩带6和腰带7，如图1和图2所示。
导向机构1包括导向轮外壳101，导向轮外壳101内部转动连接有导向轮102，差动钢丝绳8放置在导向轮102的绳槽顶部，如图3所示。导向机构1的两侧对称设置有两个背部支架2，背部支架2包括背部支撑管201，背部支撑管201内部安装有弹力机构，背部支撑管201与导向轮外壳101固定连接。
如图3所示，弹力机构包括弹簧仓202，弹簧仓202的顶端设有螺纹堵头204，差动钢丝绳8的端部固定有第一螺纹接头801，螺纹堵头204与第一螺纹接头801螺纹固定连接；弹簧仓202内部放置有弹簧203，弹簧203顶部固定连接第二螺纹接头901，传动钢丝绳9与第二螺纹接头901固定连接，传动钢丝绳9依次穿过弹簧203、弹簧仓202底部、连接组件3、腰部支架4与腿部支架5连接。
本实施例中弹簧203可以采用拉伸弹簧或者压缩弹簧等作为储能元件，弹簧仓202的侧壁采用两层紧密贴合的耐磨管组成。
如图4所示，连接组件3包括弧形外壳301，弧形外壳301内部固定安装有轴承固定架302，轴承固定架302上转动连接有若干个U槽轴承303，本实施例中安装有3个U槽轴承303，传动钢丝绳9依次穿过每个所述U槽轴承303凹槽的底部，弧形外壳301的两端分别与背部支撑管201和腰部支架4固定连接。弧形外壳301的外壁顶部设有肩带固定孔304，用于肩带6的固定。
如图2所示，腿部支架5包括绳轮组件501和腿杆502，绳轮组件501与腰部支架4转动连接，绳轮组件501的底部与腿杆502的顶部固定连接，腿杆502的底端固定安装有腿部挡片503。如图5所示，绳轮组件501包括两个挡板，两个挡板与腰部支架4转动连接，两个挡板之间设有安装板5011，安装板5011中间安装有转轴，转轴的两端与挡板转动连接，转轴外周转动连接有轴承5012，轴承5012外周设有绕线盘5013，安装板5011一侧设有固定孔5015，固定孔5015一侧固定安装有钢丝绳固定管5014，传动钢丝绳9经过绕线盘5013的线槽底部穿过钢丝绳固定管5014与固定孔5015通过销子固定。安装板5011的下部开有两个安装孔5016，腿杆502的顶端与安装孔5016通过螺栓固定连接。腿杆502外部可以选择安装能够调节长度的伸缩套管，便于根据不同人的身体进行高度调节；还可以在腿部挡片503上固定可调节尼龙弹力带，与腿进行固定。
导向机构1的导向轮外壳101、连接组件3的弧形外壳301上均设有肩带固定孔，肩带6分别与肩带固定孔固定；腰带7与绳轮组件501靠近身体的挡板进行固定；肩带6和腰带7均可以调节长短。本实施例中腰部支架4采用中空的圆管。
本发明提供的髋关节助力设备的工作原理为：使用时，利用肩带6将背部支架2固定的背上，利用腰带7将腰部支架4固定，将腿部挡片503放置在大腿前侧；行走时，右腿向前迈，左腿向后迈，腿部支架5跟随腿部进行摆动，此时背部支架2中的弹簧203处于正常状态，不压缩，不会产生阻力，不影响正常走路；当需要弯腰或者搬东西时，双腿处于相对静止状态，身体向前弯腰，传动钢丝绳9向前移动绕在绕线盘5013上，从而带动背部支架2中的弹簧203收缩，使设备产生一个向后的拉力，起身时，向后的拉力带动身体回正，从而在弯腰时提供一个助力。
本发明提供的髋关节助力设备制造时可以省略弹簧仓结构，直接将差动钢丝绳的两端分别与背部支架中的弹簧顶端固定连接，将弹簧的底端或者中部与传动钢丝绳固定连接。
本发明提供的髋关节助力设备使用时不会影响正常走路，当弯腰或搬东西时能够提供助力，为有弯腰困难、腰部活动困难的人提供帮助，提高生活质量。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种髋关节助力设备，其特征在于，包括导向机构(1)，所述导向机构(1)的两侧对称设有两个背部支架(2)，两个所述背部支架(2)的一端各设有一个连接组件(3)，所述连接组件(3)与腰部支架(4)连接，所述腰部支架(4)远离所述连接组件(3)的一端转动连接有腿部支架(5)；
所述导向机构(1)上设有差动钢丝绳(8)，所述背部支架(2)中设有弹力机构，所述差动钢丝绳(8)的两端分别与所述弹力机构的顶端连接，所述弹力机构与传动钢丝绳(9)连接，所述传动钢丝绳(9)远离所述弹力机构的一端贯穿所述腰部支架(4)与所述腿部支架(5)连接；
还包括肩带(6)和腰带(7)，所述肩带(6)分别与所述导向机构(1)、所述连接组件(3)连接，所述腰带(7)与两个所述腿部支架(5)连接；
所述导向机构(1)包括导向轮外壳(101)，所述导向轮外壳(101)内部转动连接有导向轮(102)，所述差动钢丝绳(8)放置在所述导向轮(102)的绳槽顶部；
所述背部支架(2)包括背部支撑管(201)，所述背部支撑管(201)的内部固定连接有所述弹力机构，所述背部支撑管(201)与所述导向轮外壳(101)固定连接；
所述弹力机构包括弹簧仓(202)，所述弹簧仓(202)的顶部设有螺纹堵头(204)，所述差动钢丝绳(8)的端部设有第一螺纹接头(801)，所述螺纹堵头(204)与所述第一螺纹接头(801)连接；所述弹簧仓(202)内部设有弹簧(203)，所述弹簧(203)顶部设有第二螺纹接头(901)，所述第二螺纹接头(901)与所述传动钢丝绳(9)连接；
所述腿部支架(5)包括绳轮组件(501)和腿杆(502)，所述绳轮组件(501)与所述腰部支架(4)转动连接，所述绳轮组件(501)的底部与所述腿杆(502)的顶部固定连接，所述腿杆(502)的底端设有腿部挡片(503)，所述传动钢丝绳(9)与所述绳轮组件(501)连接；
所述绳轮组件(501)包括两个挡板，两个所述挡板之间设有安装板(5011)，所述安装板(5011)中间设有转轴，所述转轴的两端与所述挡板转动连接，所述转轴外周转动连接有轴承(5012)，所述轴承(5012)外周设有绕线盘(5013)，所述安装板(5011)一侧设有固定孔(5015)，所述传动钢丝绳(9)经过所述绕线盘(5013)的线槽底部与所述固定孔(5015)固定。
2.根据权利要求1所述的髋关节助力设备，其特征在于，所述弹簧仓(202)侧壁由紧密贴合的两层耐磨管组成。
3.根据权利要求1所述的髋关节助力设备，其特征在于，所述连接组件(3)包括弧形外壳(301)，所述弧形外壳(301)内部设有轴承固定架(302)，所述轴承固定架(302)上转动连接有若干个U槽轴承(303)，所述传动钢丝绳(9)依次穿过每个所述U槽轴承(303)凹槽的底部，所述弧形外壳(301)的两端分别与所述背部支撑管(201)、所述腰部支架(4)固定连接。
4.根据权利要求1所述的髋关节助力设备，其特征在于，所述绳轮组件(501)的两个所述挡板与所述腰部支架(4)转动连接。
5.根据权利要求1所述的髋关节助力设备，其特征在于，所述安装板(5011)下部设有安装孔(5016)，所述腿杆(502)顶端与所述安装孔(5016)通过螺栓固定连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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