CN117794702A - 外骨骼和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及外骨骼(20)，其包括用于安置到人体的躯干(2)处的基础区段(1)、用于支持人体的臂(4)的能够运动地与所述基础区段(1)耦联的支持区段(3)、用于提供用于所述臂(4)的支持力的作用于所述支持区段(3)的、尤其气动的致动机构(5)，其中，所述基础区段(1)包括背部(8)、腰带(16)以及从背部(8)走向到腰带(16)的力传递组件，所述力传递组件提供从背部(8)到腰带(16)的力传递路径，以便将从支持区段(3)传递到背部(8)上的反作用力进一步传递到腰带(16)。所述力传递组件包括铰接组件，以用于提供在背部(8)与腰带(16)之间的至少一个旋转的和/或平移的自由度。所述力传递组件此外包括从背部(8)朝向腰带(16)延伸的硬的力传递元件(18)，力传递路径走向经过所述力传递元件。

Description

外骨骼和方法

技术领域

本发明涉及一种外骨骼，其包括：用于安置到人体的躯干处的基础区段、用于支持人体的臂的能够运动地与基础区段耦联的支持区段、用于提供用于臂的支持力的作用于支持区段的、尤其气动的致动机构，其中，基础区段包括背部、腰带以及从背部走向到腰带的力传递组件，其提供从背部到腰带的力传递路径，以便将从支持区段传递到背部上的反作用力进一步传递到腰带。

背景技术

反作用力还能够被称为使用者力。反作用力例如涉及如下力，其由使用者的臂作用于支持区段。例如，反作用力是由臂反作用于支持区段的相互作用力。基于作用和反作用原理(还被已知为相互作用原理)，支持区段在将支持力施加到臂上时本身由臂以与支持力相反地起作用的反作用力进行加载。适宜地，反作用力相反于支持力。

从DE102017112436B4、US10864102B2和US10918559B2中已知一种外骨骼。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种外骨骼，借助其能够得到对使用者的可靠的支持。

所述任务通过根据权利要求1所述的外骨骼来解决。力传递组件包括铰接组件，以用于提供在背部与腰带之间的至少一个旋转的和/或平移的自由度。铰接组件优选地包括至少一个铰接件，以用于提供在背部与腰带之间的至少一个旋转的和/或平移的自由度。优选地，力传递路径走向经过至少一个铰接件。力传递组件此外包括从背部朝向腰带延伸的硬的力传递元件，力传递路径走向经过所述力传递元件。优选地，力传递路径连续地(也就是说按顺序地)走向经过力传递元件并且经过至少一个铰接件。

通过力传递路径，反作用力能够被传递到腰带处，由此，通过外骨骼能够得到对使用者的可靠的支持。因为力传递路径通过一个硬的力传递元件进行传递，因此适宜地能够放弃平行于这一个硬的力传递元件的另外的硬的力传递元件。优选地，除了这一个硬的力传递元件之外，不存在其他的从背部朝向腰带延伸的硬的力传递元件。通过在背部与腰带之间不需要其他的硬的力传递元件，并且通过存在至少一个铰接件，能够优选地保证，使用者能够以所佩带的外骨骼良好地运动并且能够避免影响穿戴舒适度。

适宜地，力传递元件沿宽度方向的延伸部小于背部沿宽度方向的延伸部。

有利的改进方案是从属权利要求的主题。

本发明此外涉及一种根据权利要求17所述的方法。

附图说明

另外的示范性的细节以及示例性的实施方式随后参考附图进行阐释。在此，

图1示出外骨骼装置的示意性的侧视图，

图2示出由使用者穿戴的外骨骼的示意性的侧视图，

图3示出外骨骼的支持区段的示意性的细节视图，

图4示出外骨骼的示意性的后视图，

图5示出力传递元件和铰接件的透视的视图，

图6示出铰接件的剖切图示，

图7示出铰接件的另外的剖切图示，

图8示出从前面朝着外骨骼的示范性的设计方案的视图，

图9示出朝着外骨骼的示范性的设计方案的侧视图，

图10示出铰接件的变型方案的示意性的剖切视图，

图11示出铰接件的另外的变型方案的示意性的视图，

图12示出铰接件的另一个变型方案的示意性的侧视图，与腰带和背部一起，

图13示出铰接件的另一个变型方案的示意性的侧视图，与腰带和背部一起，以及

图14示出铰接件的另一个变型方案的示意性的侧视图，与腰带和背部一起。

具体实施方式

在随后的阐释中，参考在图中绘入的、正交于彼此取向的空间方向，即x方向、y方向和z方向。z方向还能够被称为竖直方向，x方向还能够被称为深度方向并且y方向还能够被称为宽度方向。

图1示出外骨骼装置10的示意性的图示，其包括外骨骼20以及可选地包括工具30和/或可移动仪器40。外骨骼20还能够就其本身而言被提供。工具30和/或可移动仪器40示范性地与外骨骼20分离地存在，也就是说，尤其没有机械地与外骨骼20连接。工具30例如涉及电动工具，尤其涉及电池式旋拧器和/或钻孔机器和/或磨削机器。可移动仪器40优选地是智能手机或平板。可选地，外骨骼20构造成，与工具30和/或可移动仪器40进行通讯，尤其进行无线通讯。

示范性地，外骨骼20沿直立的取向以其竖直轴线(其尤其平行于基础区段轴线62进行走向)平行于z方向进行取向。尤其外骨骼20沿直立的取向以其赤道轴线平行于x方向进行取向。外骨骼20的赤道轴线在使用者已经佩带了外骨骼20的状态中平行于使用者的赤道轴线走向，也就是说，尤其平行于从后方(也就是说，尤其从使用者的脊背)向前方(也就是说，尤其向使用者的胸部)的方向。外骨骼20的水平轴线尤其沿外骨骼20的宽度方向进行走向和/或平行于y方向进行走向。外骨骼20的水平轴线在使用者已经佩带了外骨骼20的状态中平行于使用者的水平轴线进行走向，也就是说，尤其平行于从使用者的第一肩膀到使用者的第二肩膀的方向。外骨骼20的竖直轴线、外骨骼20的赤道轴线和外骨骼20的水平轴线正交于彼此进行取向。

外骨骼装置10尤其构造成用于手工业上的和/或工业上的使用。优选地，外骨骼装置10不构造成用于医学上的使用和/或不构造成用于治疗上的使用。

外骨骼20是主动的外骨骼并且尤其具有内部的能量源，从所述能量源提供用于支持力的能量。尤其外骨骼20是用于主动地支持使用者的肩膀关节的主动的外骨骼。

外骨骼20包括基础区段1，其用于安置到使用者的人体的身体区段处。示范性地，基础区段1用于被安置到人体的躯干2处。

基础区段1包括主要区段和纺织的穿戴系统，其尤其能够脱开地安置在主要区段处。主要区段示范性地用于，借助于纺织的穿戴系统被穿戴在人体的脊背处，尤其以背包的方式被穿戴。主要区段包括背部8，其尤其长形地实施并且其适宜地以其纵向轴线竖直地和/或沿使用者的脊背的纵向方向进行取向。例如，背部8的纵向方向沿着脊背的纵向方向延伸。主要区段此外包括尤其条形的和/或硬的力传递元件18，其从背部8向下朝向腰带16延伸，以便将背部8机械地与腰带16耦联。力传递元件18适宜地用于，将从支持区段3传递到背部8上的反作用力进一步传递到腰带16。示范性地，背部8管形地和/或背包形地实施。背部8尤其硬地实施。尤其背部8包括适宜地硬的背部壳体，其例如由尤其硬的塑料制成和/或制成为硬外壳。背部8适宜地用于，将力从支持区段3传递到力传递元件18处和/或容纳用于控制支持力的部件。

支持区段3能够适宜地被称为臂致动件。

示范性地，力传递元件18剑形地实施并且还能够被称为剑形件。适宜地，力传递元件18相对于背部8能够调节地进行实施，以便尤其使主要区段的竖直的延伸部和/或在力传递元件18与背部8之间的面向使用者的脊背的力传递元件角度46改变。适宜地，力传递元件18相对于背部8能够平移地和/或旋转地进行运动地被支承并且尤其能够被置于相对于背部8的不同的平移的和/或旋转的位置中并且尤其能够被锁止。该平移的运动尤其竖直地进行。该旋转的运动适宜地绕平行于y方向取向的调节轴线进行。

纺织的穿戴系统示范性地包括腰带16和/或至少一个、优选地两个肩带19。腰带16适宜地形成环，从而其在被穿戴的状态中环绕使用者的躯干2、尤其臀部。每个肩带19示范性地从主要区段、尤其从背部8朝向腰带16走向，更确切地说适宜地，在外骨骼20的被穿戴的状态中走向经过使用者的相应的肩膀。

外骨骼20此外示范性地包括力传递元件铰接件17，通过所述力传递元件铰接件将力传递元件18安置在腰带16处。力传递元件铰接件17例如实施为球铰接件并且能够被称为荐骨铰接件。在外骨骼20的被穿戴的状态中，力传递元件铰接件17布置在使用者的下脊背区域中，尤其沿宽度方向居中。

纺织的穿戴系统示范性地此外包括背部网21，其布置在背部8的面向使用者的脊背的侧处。在外骨骼20的被穿戴的状态中，背部网21贴靠在使用者的脊背处，尤其至少部分贴靠和/或贴靠在上方的脊背区域中。

外骨骼20此外包括能够运动地与基础区段1耦联的支持区段3，用于支持使用者的人体的肢体、尤其臂4。支持区段3尤其构造成，固定在使用者的肢体、尤其臂4处。支持区段3示范性地包括尤其硬的臂部分11和布置在臂部分11处的臂固定部12，其示范性地实施为臂外壳。臂部分11示范性地长形地实施并且在被穿戴的状态中以其纵向轴线沿使用者的臂的纵向轴线的方向取向。示范性地，臂部分11从使用者的肩膀延伸至使用者的肘区域。外骨骼20、尤其臂部分11示范性地在使用者的肘区域处结束。臂固定部12尤其用于将支持区段3固定在使用者的臂4、尤其上臂处。臂外壳尤其包围、尤其至少部分地包围使用者的上臂，从而上臂能够借助带子保持在臂外壳中。使用者的下臂适宜地没有固定在外骨骼20处。

支持区段3示范性地绕水平的摆动轴线相对于基础区段1、尤其相对于背部8能够摆动地进行支承。示范性地，支持区段3直接支承在肩膀部分29处。水平的摆动轴线还能够被称为举升轴线36。在外骨骼20的被穿戴的状态中，举升轴线36布置在使用者的肩膀的区域中。外骨骼20尤其构造成，借助支持区段3来支持使用者的肩膀关节。在外骨骼20的被穿戴的状态中，使用者能够通过支持区段3绕举升轴线36的摆动以其由支持区段3支持的臂4来实施举升运动。举升轴线36尤其能够沿y方向取向。适宜地，举升轴线36始终处于水平的平面中，处于例如x-y平面中。水平的平面尤其理解为精确地水平的平面和/或理解为最大以10度、7度或5度相对于水平面倾斜的平面。

支持区段3绕举升轴线36相对于基础区段1的摆动角度47还应该被称为举升角度。摆动角度47在向下取向的支持区段3的情况下(在竖直取向的外骨骼20的情况下)具有参考值，尤其具有最小值，并且在支持区段3向上指向地摆动时持续升高直至最大值。该最小值尤其是在取值方面的最小值，例如为0。

示范性地，摆动角度47被界定为在支持区段轴线61与基础区段轴线62之间的角度。支持区段轴线61沿支持区段3的纵向方向进行走向。示范性地，支持区段轴线61从举升轴线36沿朝向臂固定部12的方向进行走向。在使用者已经佩带上外骨骼20的状态中，支持区段轴线61适宜地平行于由支持区段3支持的臂4的上臂轴线进行走向。基础区段轴线62适宜地呈现基础区段1的竖直的轴线并且竖直地向下方走向，尤其在基础区段1的竖直的取向的情况下，例如在使用者已经佩带上外骨骼20并且站立的状态中。摆动角度47示范性地处于z-x平面中，例如当使用者站立并且臂向前举升时。

外骨骼20示范性地包括肩膀铰接组件9，通过所述肩膀铰接组件将支持区段3安置在基础区段1处，尤其安置在背部8处。肩膀铰接组件9适宜地包括铰接链，其具有一个或多个转动支承件用于界定一个或多个竖直的转动轴线。借助于铰接链，适宜地，支持区段3相对于基础区段1、尤其相对于背部8能够在优选地水平的摆动平面中进行摆动，例如绕尤其虚拟的竖直的转动轴线进行摆动。铰接链对于使用者来说尤其实现，其由支持区段3支持的臂4绕走向通过使用者的肩膀的竖直的转动轴线进行摆动，其中，支持区段3与臂4一同运动。示范性地，铰接链被动地实施，从而外骨骼20当臂在优选地水平的摆动平面中摆动时不提供沿水平的摆动运动的方向的主动的支持力。

肩膀铰接组件9适宜地如下地布置和/或构造，使得其界定自由的空间，所述自由的空间在外骨骼20的被穿戴的状态中处于穿戴上外骨骼20的使用者的肩膀之上，从而使用者通过该自由的空间能够经过肩膀铰接组件9使其由支持区段3支持的臂竖直向上进行取向。

肩膀铰接组件9示范性地包括内部的肩膀铰接区段27，其借助于肩膀铰接组件9的第一转动支承件绕第一竖直的转动轴线能够摆动地相对于基础区段1、尤其相对于背部8进行支承。肩膀铰接组件9示范性地此外包括外部的肩膀铰接区段28，其借助于肩膀铰接组件9的第二转动支承件绕第二竖直的转动轴线能够摆动地相对于内部的肩膀铰接区段27进行支承。肩膀铰接组件9示范性地此外包括肩膀部分29，其借助于肩膀铰接组件9的第三转动支承件绕第三竖直的转动轴线能够摆动地相对于外部的肩膀铰接区段28进行支承。优选地，内部的肩膀铰接区段27、外部的肩膀铰接区段28和肩膀部分29在肩膀铰接组件9中如下地与彼此运动学地耦联为铰接链，使得通过内部的肩膀铰接区段27相对于基础区段1的摆动角度来确定外部的肩膀铰接区段28相对于内部的肩膀铰接区段27的摆动角度和/或确定肩膀部分29相对于外部的肩膀铰接区段28的摆动角度。

图3示出支持区段3的示意性的细节视图，其中，布置在臂部分之内的部件被可视地绘入。臂部分11适宜地包括臂部分壳体，其尤其硬地实施并且例如由塑料制成。

外骨骼20包括作用于支持区段3的致动机构5，以用于提供用于使用者的肢体、示范性地用于臂的支持力。示范性地，致动机构5至少部分地布置在臂部分11中。

致动机构5是主动的致动机构。适宜地，外骨骼20借助于致动机构5提供支持力，所述支持力具有沿绕举升轴线36的摆动运动的方向向上起作用的力分量，所述力分量将使用者的臂4沿摆动运动的方向向上挤压。

优选地，致动机构5包括具有致动环节32的致动单元。致动单元能够以致动力来加载致动环节32，以便提供支持力。致动环节32与偏心于举升轴线36布置的偏心区段35耦联。偏心区段35例如是肩膀部分29的一部分。通过致动环节32与偏心区段35的耦联，通过致动力来提供支持区段3绕举升轴线36相对于基础区段1和/或相对于肩膀部分29的转矩。通过所述转矩，支持区段3压抵、尤其向上压抵使用者的肢体、尤其臂4，并且由此提供作用于使用者的肢体、尤其臂4的支持力。

示范性地，致动机构5具有尤其实施为连杆的耦联元件33，通过所述耦联元件将致动环节32与偏心区段35耦联。

优选地，致动机构5是气动的致动机构，并且致动单元适宜地实施为气动的驱动缸体31。致动环节32是驱动缸体31的活塞杆。

备选地，致动机构还能够不实施为气动的致动机构。例如，致动机构能够实施为液压的和/或电的致动机构并且适宜地作为致动单元包括液压的驱动单元和/或电的驱动单元。

驱动缸体31、致动环节32和/或耦联元件33优选地布置在臂部分壳体中。

外骨骼20适宜地包括举升转动支承件34，其提供举升轴线36。示范性地，支持区段3通过举升转动支承件34安置在肩膀铰接组件9处。

图4示出外骨骼20的后视图，其中，纺织的穿戴系统和力传递元件18未示出。

外骨骼20示范性地包括一个或多个电池22、压缩机23、阀单元24和/或压缩空气罐25，这些适宜地是基础区段1的部分并且尤其布置在背部壳体中。

示范性地，电池22在下方布置在背部8处并且尤其从下方推入到背部8的电池容纳部中。适宜地，压缩空气罐25在背部8中布置在上方的区域中，示范性地(尤其沿背部8的纵向方向和/或沿竖直方向)布置在阀单元24、控制机构7、压缩机23和/或电池22上方。阀单元24和/或控制机构7(尤其沿背部8的纵向方向和/或沿竖直方向)适宜地布置在压缩机和/或电池22上方。压缩机23(尤其沿背部8的纵向方向和/或沿竖直方向)布置在电池22上方。

电池22用作用于外骨骼20的、尤其用于压缩机23、阀单元24、传感机构6和/或控制机构7的电能供给部。

压缩机23构造成用于对空气进行压缩，以便产生压缩空气。压缩空气罐25构造成用于存储压缩空气，尤其储存由压缩机23产生的压缩空气。

阀单元24适宜地包括一个或多个能够电操纵的阀并且尤其构造成，影响(尤其可选地建立和/或中断)从压缩空气罐25到气动的驱动缸体的31的压力腔室的气动连接。适宜地，阀单元24此外构造成，影响(尤其可选地建立和/或中断)压缩空气罐25到外骨骼20的周围环境的气动连接和/或从驱动缸体31的压力腔室到外骨骼20的周围环境的气动连接。阀单元24适宜地是致动机构5的部分。

外骨骼20此外包括传感机构6。示范性地，传感机构6包括角度传感器37，以用于探测支持区段3相对于基础区段1的角度，尤其探测臂部分11相对于肩膀部分29的角度。所述角度还应该被称为摆动角度47或举升角度。角度传感器37尤其用于探测支持区段3绕举升轴线36的角度。角度传感器37例如实施为增量传感器并且尤其布置在举升转动支承件34处，尤其布置在臂部分11中和/或布置在肩膀部分29中。

优选地，传感机构6此外包括至少一个压力传感器，以用于探测在驱动缸体31的压力腔室中和/或在压缩空气罐25中存在着的压力。至少一个压力传感器适宜地布置在背部8中和/或布置在臂部分11中。

外骨骼装置10、尤其外骨骼20适宜地包括控制机构7，其例如包括微控制器或实施为微控制器。控制机构7尤其用于，对致动机构5、尤其阀单元24进行操控，以便控制支持力的提供。此外，控制机构7用于读取传感机构6，尤其用于读取由传感机构6探测的数据和/或用于与工具30和/或可移动仪器40进行通讯。优选地，控制机构7构造成通过操控阀单元24来调整、尤其调节在驱动缸体31的压力腔室中存在着的压力，例如在考虑到借助于压力传感器所探测的压力值的情况下。控制机构7尤其构造成，为了提高支持力使在压力腔室中存在着的压力通过操控阀单元24而被提高，和/或为了减少支持力使在压力腔室中存在着的压力通过操控阀单元24而被减小。

根据优选的设计方案，控制机构7构造成，基于支持区段3的尤其借助于角度传感器37所探测的摆动角度47来调整支持力。适宜地，使用者通过其肌肉力量能够使支持区段3的摆动角度47通过其臂4的摆动进行改变，并且由此，尤其影响支持力的提供。支持力尤其足够低，从而使用者通过其肌肉力量能够使支持区段3的摆动角度47通过其臂4的摆动进行改变。支持力例如通过气动的系统、尤其压缩机的设计和/或通过控制机构7进行限制。

控制机构7优选地是外骨骼20的部分并且示范性地布置在基础区段1中，尤其在背部8中。可选地，控制机构7能够至少部分地在可移动仪器40中实行。

外骨骼20示范性地包括操作元件14，其适宜地通过操作元件线缆15固定在基础区段1处。通过操作元件14，使用者能够控制外骨骼20并且尤其能够将支持力激活、解除激活和/或调整到多个可行的大于0的力值中的一个力值上。

示范性地，外骨骼20此外具有连接元件26，通过所述连接元件将肩膀铰接组件9固定在基础区段1处，尤其固定在背部8处。连接元件26示范性地实施为拉出元件。连接元件26适宜地相对于基础区段1、尤其相对于背部8在其位置方面是能够调节的，以便使肩膀铰接组件9和支持区段3的位置能够与使用者的肩膀宽度相匹配。连接元件26的位置尤其能够通过将连接元件26推入到背部8中或从背部8中拉出来进行调节。

示范性地，外骨骼20具有第一支持区段3A、第一肩膀铰接组件9A和第一连接元件26A，以及具有第二支持区段3B、第二肩膀铰接组件9B并且具有第二连接元件26B。适宜地，其附图标记设有附加标记“A”或“B”的部件分别相应于具有相同的附图标记数字但是未设有附加标记“A”或“B”的部件进行实施，例如相同地或镜像对称地实施，从而于关于此的阐释是相应适用的。

第一支持区段3A、第一肩膀铰接组件9A和第一连接元件26A布置在基础区段1的第一、示范性地右侧上(沿宽度方向)并且用于支持使用者的第一、尤其右臂。

第二支持区段3B、第二肩膀铰接组件9B和第二连接元件26B布置在基础区段1的第二、示范性地左侧上(沿宽度方向)，并且用于支持使用者的第二、尤其左臂。

第一支持区段3A包括第一臂部分11A、第一臂固定部12A和/或第一致动单元(尤其第一驱动缸体)。

第二支持区段3A包括第二臂部分11B、第二臂固定部12B和/或第二致动单元(尤其第二驱动缸体)。

优选地，控制机构7构造成，对于第一支持区段3A调整借助于第一致动单元所促使的第一支持力，并且对于第二支持区段3B调整借助于第二致动单元所促使的第二支持力，其适宜地与第一支持力不同。

第一肩膀铰接组件9A包括第一内部的肩膀铰接区段27A、第一外部的肩膀铰接区段28A和第一肩膀部分29A。第二肩膀铰接组件9B包括第二内部的肩膀铰接区段27B、第二外部的肩膀铰接区段28B和第二肩膀部分29B。

第一支持区段3A能够绕第一水平的举升轴线36A相对于基础区段1摆动，并且第二支持区段3B能够绕第二水平的举升轴线36B相对于基础区段1摆动。

在图2中，示出在由使用者穿戴、尤其根据规定地穿戴的状态中的外骨骼20。“使用者穿戴、尤其根据规定地穿戴外骨骼20”这一表述指的是，使用者已经穿上、也就是说佩带上了外骨骼，更确切地说，示范性地通过如下方式，即，使用者已经将背部8以背包的方式穿戴在其脊背上，已经将腰带16绕其臀部进行佩带，其使肩带19走向经过使用者的一个或两个肩膀和/或使用者的一个或两个臂借助相应的臂固定部12固定在相应的支持区段3处。

示范性地，外骨骼20构造成，在相应的臂的举升运动中，也就是说，在相应的支持区段3绕相应的举升轴线36的向上指向的摆动中以相应的、尤其向上起作用的支持力来支持使用者。此外，外骨骼20适宜地构造成，在下沉运动中，也就是说，在相应的支持区段3绕相应的举升轴线36的向下指向的摆动中以相应的尤其向上起作用的支持力来支持使用者或进行反作用或将相应的支持力在下沉运动中解除激活或减小。

优选地，基础区段1包括从背部8走向到腰带16的力传递组件。力传递组件提供从背部8到腰带16的力传递路径，以便将从支持区段3传递到背部8上的反作用力进一步传递到腰带16。

力传递组件包括铰接组件，以用于提供在背部8与腰带16之间的至少一个旋转的和/或平移的自由度。优选地，铰接组件包括至少一个铰接件，以用于提供在背部8与腰带16之间的至少一个旋转的和/或平移的自由度。该铰接件例如是力传递元件铰接件17。优选地，力传递路径走向经过至少一个铰接件。

力传递组件此外包括从背部8朝向腰带16延伸的尤其硬的力传递元件18，力传递路径走向通过所述力传递元件。

力传递元件18适宜地能够传递水平地和/或竖直地起作用的力。

“硬”这一概念尤其是指形状稳定。硬的力传递元件尤其是如下力传递元件，其在其自重的负载下和/或在外骨骼20的负载下和/或在以反作用力加载的情况下是形状稳定的，也就是说，尤其保持其形状。“硬的力传递元件”这一概念应该尤其呈现与带的区别。硬的力传递元件还能够被称为刚性的力传递元件。力传递元件18优选地由金属制成，尤其由镁制成，例如由镁合金AZ91制成。

优选地，力传递路径是用于将反作用力从背部8传递到腰带16的唯一的路径，从而从背部8传递到腰带16的全部反作用力走向经过硬的力传递元件18。从背部8传递到腰带16的全部反作用力尤其连续地走向经过硬的力传递元件18和铰接件。力传递路径尤其不分开。

优选地，力传递元件18仅仅通过铰接组件、尤其仅仅通过铰接件与腰带16连接。适宜地，除了硬的力传递元件18之外，不存在另外的用于在背部8与腰带16之间进行力传递的硬的元件。尤其不存在与硬的力传递元件18分离的、用于在背部8与腰带16之间进行力传递的硬的元件。尤其除了硬的力传递元件18和肩带19之外，不存在将背部8与腰带16连接的另外的元件。

适宜地，腰带16仅仅在一个位置处与尤其实施为剑形件的力传递元件18连接。力传递元件18示范性地实施为平坦的造型，其优选地能够拉出地固定在背部8中。以这种方式，外骨骼20能够匹配于使用者的脊背长度。在力传递元件18与腰带16之间的连接部、尤其力传递元件铰接件17还能够被称为荐骨连接部或荐骨铰接件。适宜地，所述连接部、尤其力传递元件铰接件17处于使用者的骶骨(荐骨)的高度上。

铰接组件(优选地，铰接件、尤其力传递元件铰接件18)优选地提供三个旋转的自由度。优选地，铰接组件包括球铰接件和/或转动铰接件，尤其能够平移地移位的转动铰接件。优选地，铰接件、尤其力传递元件铰接件17实施为球铰接件。力传递路径适宜地依次经过硬的力传递元件18并且经过力传递元件铰接件17走向至腰带16。

优选地，铰接件、尤其力传递元件铰接件17布置在背部8与腰带16之间。优选地，铰接件、尤其力传递元件铰接件17布置在硬的力传递元件18与腰带16之间，尤其布置在腰带16的高度上。示范性地，铰接件、尤其力传递元件铰接件17布置在腰带16的向后指向的外侧处。适宜地，力传递组件、尤其力传递元件18和/或铰接件、尤其力传递元件铰接件17沿外骨骼20的宽度方向y布置在中间。

优选地，力传递元件18包括硬的条形的条形区段301，其延伸经过力传递元件18的竖直的延伸部(也就是说尤其长度)的至少50％。条形区段301例如能够在图5中看出。适宜地，力传递元件18、尤其条形区段301以其在面积上最大的侧平行于y方向和/或正交于x方向进行取向。适宜地，力传递路径走向经过条形区段301。从背部8传递到腰带16的全部反作用力尤其走向经过条形区段301，尤其经过条形区段301的至少一部分。

示范性地，铰接组件包括具有至少一个平移的自由度的延长铰接件302，通过所述延长铰接件能够调整外骨骼20的竖直的延伸部。尤其借助延长铰接件302，能够使铰接组件的长度匹配于使用者的脊背长度。延长铰接件302的示范性的设计方案在图8中示出。示范性地，力传递元件18通过延长铰接件302支承在背部8处。力传递元件18尤其通过延长铰接件302能够移位地支承在背部8处。力传递元件18能够通过延长铰接件302示范性地可选地推入到背部8中以减小外骨骼20的竖直的延伸部，或从背部8拉出以增大外骨骼20的竖直的延伸部。延长铰接件302适宜地包括操纵元件303，通过所述操纵元件，使用者能够将力传递元件18相对于背部8进行固定，从而力传递元件18不能够相对于背部8进行移位。

示范性地，在力传递元件18处存在有记号、尤其数字，其沿力传递元件18的纵向方向分布地布置并且向使用者适宜地指示出力传递元件18相对于背部8的当前所调整的位置。例如，延长铰接件302具有指示结构、尤其窗口304，在所述指示结构处根据力传递元件18的当前所调整的位置定位有记号、尤其数字。

延长铰接件302适宜地布置在背部8的内侧处，也就是说，尤其布置在背部8的面向使用者的脊背的侧处。

示范性地，力传递组件包括延长铰接件302、力传递元件18和力传递元件铰接件17。铰接组件示范性地包括延长铰接件302和力传递元件铰接件17。力传递路径示范性地(以给出的顺序)连续地从背部8经过延长铰接件302走向到力传递元件18上并且从力传递元件18经过力传递元件铰接件17走向到腰带16。所述力传递路径适宜地是在外骨骼20处用于将反作用力从背部8传递到腰带16的唯一的路径。适宜地，通过外骨骼从背部到腰带的力传递仅仅通过力传递路径和/或通过肩带19是可行的。

铰接组件(尤其铰接件、优选地力传递元件铰接件17)示范性地包括第一铰接区段305和第二铰接区段306，如这例如在图5中示出的那样。至少一个旋转的自由度尤其在第一铰接区段305与第二铰接区段306之间被提供。示范性地，第一铰接区段305配属于力传递元件18和/或第二铰接区段306配属于腰带16。适宜地，力传递路径连续地走向经过第一铰接区段305和第二铰接区段306。例如，第一铰接区段305是力传递元件18的一部分，尤其是其下部。第一铰接区段305尤其在下方联接到条形区段301处。

第二铰接区段306示范性地固定在腰带16处，如这例如在图9中示出的那样。示范性地，第二铰接区段306包括外部的固定区段307，其尤其实施为外部的固定板。适宜地，第二铰接区段306此外包括至少一个内部的固定区段308，其例如包括至少一个内部的固定板。

外部的固定区段307和内部的固定区段308适宜地用于将由力传递元件18传递的力、尤其反作用力引入到腰带16中。适宜地，外部的固定区段307和/或内部的固定区段308沿z方向延伸经过腰带16的z延伸部的至少一半。示范性地，外部的固定区段307的和/或内部的固定区段308的y延伸部位为在15与20cm之间。

在图5中，出于更好的可呈现性的原因，未示出布置在内部的固定区段308与外部的固定区段307之间的腰带16。

优选地，外部的固定区段307在外部(也就是说，尤其在背离使用者的侧上)贴靠在腰带16处，并且内部的固定区段308优选地在内部(也就是说，尤其在面向使用者的侧上)贴靠在腰带16处。外部的固定区段307和内部的固定区段308适宜地固定在彼此处，尤其通过一个或多个螺纹紧固件进行固定，所述螺纹紧固件例如走向通过腰带16。

优选地，力传递元件铰接件17包括球形区段309，其示范性地是第二铰接区段306的部分并且尤其安置在外部的固定区段307处。球形区段309在图6中示出。例如，球形区段309从优选地板形地实施的外部的固定区段307向后突出，示范性地沿(尤其负)x方向突出。球形区段309具有球形头部310。

示范性地，球形头部由塑料制成，例如由玻璃纤维增强的聚酰胺、尤其舒尔曼(Schulamid)6GF30制成。

优选地，球形头部310削平地实施。球形头部310尤其具有削平的球形的形状。尤其球形头部310的背离腰带16的侧被削平。例如，球形头部310具有如下球形的形状，在竖直的平面中已从所述球形中切去一部分。被削平的球形头部优选地提供更紧凑的铰接组件。被削平的球形头部尤其实现由于来自第一铰接区段305的力引入而作用于第二铰接区段306的杠杆臂的减小。

适宜地，力传递元件铰接件17此外包括球形头部容纳部311，其容纳球形头部310，并且尤其是第一铰接区段305的部分。

球形头部容纳部311优选地由金属制成。适宜地，球形头部区段309能够从外骨骼20取下，尤其与外部的固定区段307一起取下，例如通过脱开相应的螺纹紧固件并且通过解锁之后进行阐释的锁止机构312来取下，并且然后能够被更换，例如在球形头部310磨损时进行更换。

根据备选的设计方案，球形区段309是第一铰接区段305的部分并且球形头部容纳部311是第二铰接区段306的部分。

如前面已经提到的那样，铰接件、尤其力传递元件铰接件17具有第一铰接区段305并且具有第二铰接区段306。第二铰接区段306尤其能够无工具地从第一铰接区段305取下，例如为了将腰带16(尤其与第二铰接区段305一起)从背部8和/或从硬的力传递元件18取下。

优选地，外骨骼20包括锁止机构312，以用于将第二铰接区段306锁止在第一铰接区段305处。锁止机构312示范性地具有能够手动地操纵的操纵元件313，通过所述操纵元件的操纵，能够脱开所述锁止。优选地，锁止机构312是纯机械式的锁止机构。

图6和7示出锁止机构312的示范性的设计方案。图6示出通过x-z平面的剖面并且图7示出通过y-z平面的剖面。该剖面分别走向通过球形头部310。

适宜地，锁止机构312用于可选地将球形头部310锁止在球形头部容纳部311中，从而球形头部310不能够从球形头部容纳部311中取出，或将球形头部310相对于球形头部容纳部311释放，从而球形头部310能够从球形头部容纳部311中取出。锁止机构312优选地能够在没有工具辅助的情况下被操纵。

示范性地，锁止机构具有锁止部件314，其适宜地机械地与操纵元件313连接并且尤其能够通过操纵元件313进行运动，以便将锁止部件314可选地置于锁止位置或释放位置中。在锁止位置中，锁止部件314将球形头部310至少部分地保持在锁止加深部315中，由此球形头部310被锁止在球形头部容纳部311中。示范性地，锁止加深部315布置在球形头部310上方，和/或锁止部件314适宜地布置在球形头部310下方。

示范性地，锁止部件314能够通过操纵元件313绕尤其平行于y方向走向的转动轴线进行旋转，以便将锁止部件314通过旋转可选地置于锁止位置或释放位置中。

锁止部件314适宜地包括释放凹处316，其在释放位置中面向球形头部310，从而球形头部310能够通过运动到通过释放凹处316所释放的空间中而离开锁止加深部315。在锁止位置中，释放凹处316不面向球形头部310。

操纵元件313优选地实施为操作杠杆并且尤其能够绕平行于y方向走向的转动轴线进行旋转，例如通过使用者进行旋转，以便将锁止部件314可选地置于锁止位置或释放位置中。例如，以90度的旋转是必要的，以便将锁止部件314从锁止位置置于释放位置中。

示范性地，操纵元件313是第一铰接区段305的部分，尤其是力传递元件18的部分。操纵元件313尤其布置在力传递元件18的(沿宽度方向)侧向的边缘处。操纵元件313尤其如下地集成到力传递元件18中，使得操纵元件313继续延续力传递元件18的(沿宽度方向)侧向的外轮廓。力传递元件18没有操纵元件313的那部分还应该被称为力传递元件体317。力传递元件18包括力传递元件体317和操纵元件313。在力传递元件体中存在有凹处，尤其在(沿宽度方向)侧向的边缘处，在所述凹处中布置有操纵元件313。该凹处适宜地具有与操纵元件313一样的大小并且完全容纳操纵元件313。沿着力传递元件体317的侧向的外轮廓从上面而来，该凹处通过在侧向的外轮廓中向内沿朝向力传递元件18的中心(沿宽度方向)的方向的台阶部318和力传递元件体317的侧向的外轮廓的跟随其竖直向下走向的区段319形成。

优选地，操纵元件313的两个不同的、彼此跟随的操纵运动是必要的，以便脱开锁止。

示范性地，操纵元件313能够(尤其通过使用者)可选地被置于保护状态或操纵状态中，并且适宜地仅仅在操纵状态中能够被置于释放位置中，并且尤其在保护状态中不能够被置于释放位置中。尤其操纵元件313的第一操纵运动(例如，沿宽度方向侧向向外抽拉操纵元件313)是必要的，以将操纵元件313从保护状态置于操纵状态中，并且跟随其，操纵元件313的第二操纵运动(尤其，绕平行于y方向走向的转动轴线的旋转)是必要的，以将操纵元件313在操纵状态中从锁止位置置于释放位置中。

示范性地，操纵元件313具有第一接合区段321，其在保护状态中与力传递元件体317的第二接合区段322处于接合中并且由此防止操纵元件313能够被置于释放位置中。示范性地，第一接合区段321实施为尤其侧向地突出的突出部并且第二接合区段322实施为尤其侧向的加深部。通过沿宽度方向侧向向外抽拉操纵元件313，将在第一接合区段321与第二接合区段322之间的接合松脱，从而实现操纵元件313绕平行于y方向走向的转动轴线进行旋转。

根据备选的(未示出的)设计方案，球形头部在侧向能够被引入到球形头部容纳部中，并且锁止机构在侧向封闭球形头部容纳部。在所述设计方案中，适宜地，锁止机构没有布置在与主要力方向相同的平面中。优选地，锁止机构包括优选地实施为操作杠杆的操纵元件，其例如如前面所讨论的操纵元件313那样成型。操纵元件、尤其操作杠杆包括锁止区段，所述锁止区段尤其用于将球形头部容纳部侧向地封闭。示范性地，操纵元件能够绕尤其平行于y方向走向的转动轴线进行旋转，以便将锁止区段通过旋转可选地置于锁止位置或释放位置中。在释放位置中，由锁止区段将在第一铰接区段305中的凹处、例如开口例如沿y方向释放。在锁止位置中，该凹处或开口由锁止区段挡住，尤其如下地挡住，使得第二铰接区段306不能够从第一铰接区段306取下。

此外，备选地可行的是，球形头部安置在力传递元件处，并且球形头部容纳部布置在腰带处。

参考图10至14，随后应该探讨铰接件、尤其力传递元件铰接件17的变型方案。

根据在图10中示出的变型方案，第一铰接区段305具有销区段323，其与第一支承元件324处于接合中。适宜地，第二铰接区段306实施为安置在腰带16处的板，并且销区段323接合到所述板的开口中。适宜地，销区段32借助于支承件铰接地支承3在该开口中。支承件是球形支承件或滑动支承件，尤其是钟摆式滑动支承件。支承件通过第一支承元件324和第二铰接区段306的布置在开口中的第二支承元件325形成。

根据在图11中示出的变型方案，尤其实施为板的和/或安置在腰带处的第二铰接区段306具有竖直地定向的长孔326，在其中引导有布置在力传递元件18处的销327(作为第一铰接区段305)。

备选地，该长孔能够是力传递元件的部分，并且该销是第二铰接区段的部分。

优选地，铰接件实施为转动铰接件，尤其实施为能够平移地移位的转动铰接件。

例如，销327能够(绕水平的转动轴线)相对于第二铰接区段306旋转运动，从而根据图11的变型方案提供转动铰接件。转动铰接件适宜地能够通过销327在长孔326中的移位平移地运动。优选地，铰接件界定线性的轨道(示范性地借助于线性地走向的长孔326)，以用于背部8相对于腰带16的运动、尤其平移的运动。

在使用者直立的状态中，在长孔326中引导的销327贴靠在长孔326的下端部处。如果用户向前弯腰，销327能够在长孔326之内向上推移，并且由此在使用者的脊背的区域中在弯腰位置中给使用者更多自由空间。

图13和14示出如下变型方案，其中，铰接件界定用于背部8相对于腰带16的运动、尤其平移的运动的非线性的轨道。非线性的轨道尤其允许旋转的运动，尤其允许使用者的弯曲。

示范性地，第二铰接区段306具有长孔326，其界定非线性的轨道。非线性的轨道如在图13中示出的那样适宜地是凹的(关于使用者)，或如在图14示出的那样是凸的(关于使用者)。

例如，长孔326在x-z侧视图中具有弧形的走向，其想象的中点处于使用者的身体中(参见图13)或处于使用者后面(参见图14)。

力传递元件18包括销327，其形成第一铰接区段305并且在长孔326中被引导。

可选地，第二铰接区段306旋转地支承在腰带16处，尤其通过能够旋转的固定板328。

参考图12应该讨论另外的变型方案，其中，力传递元件支承件17尤其能够实施为线性引导件，其适宜地实现力传递元件18(作为第一铰接区段305)相对于安置在腰带16处的第二铰接区段306的平移的移位。纯示范性地，第二铰接区段306通过转动支承件329安置在腰带16处并且由此(尤其绕平行于宽度方向走向的转动轴线)旋转地支承在腰带16处。

第二铰接区段306适宜地长形地实施并且以其纵向轴线竖直地取向。优选地，第二铰接区段306具有朝向使用者的脊背走向的区段330，其尤其实施为台阶部、弯折部或以第二铰接区段306的走向的曲线部。以这种方式，能够使线性引导件靠近使用者的脊背处进行定位。

例如，线性引导件在一种理解中实施有轨道，所述轨道已设有平滑的涂层。通过这种构造尤其可行的是，平衡脊背延长部并且在脊背与线性引导件之间获得最小的距离。适宜地，不对弯腰过程产生影响。

根据另一个变型方案，力传递元件支承件17、尤其线性引导件能够实施为缸体铰接件。缸体铰接件提供在平移和旋转方面的自由度。优选地，不仅上身的弯腰而且旋转都能够是不受限的。

根据另一个变型方案，线性引导件能够是以工业的方式被支承的线性引导件。

Claims (16)

1.外骨骼(20)，包括：

-基础区段(1)，用于安置到人体的躯干(2)处，

-能够运动地与所述基础区段(1)耦联的支持区段(3)，用于支持所述人体的臂(4)，

-作用于所述支持区段(3)的、尤其气动的致动机构(5)，用于提供用于所述臂(4)的支持力，其中，

-所述基础区段(1)包括背部(8)、腰带(16)以及从所述背部(8)走向到所述腰带(16)的力传递组件，所述力传递组件提供从所述背部(8)到所述腰带(16)的力传递路径，以便将从所述支持区段(3)传递到所述背部(8)上的反作用力进一步传递到所述腰带(16)，

-所述力传递组件包括铰接组件，用于提供在所述背部(8)与所述腰带(16)之间的至少一个旋转的和/或平移的自由度，并且

-所述力传递组件此外包括从所述背部(8)朝向所述腰带(16)延伸的硬的力传递元件(18)，所述力传递路径走向经过所述力传递元件。

2.根据权利要求1所述的外骨骼(20)，其中，所述力传递路径是用于将所述反作用力从所述背部(8)传递到所述腰带(16)的唯一的路径，从而从所述背部(8)传递到所述腰带(16)的全部反作用力走向经过所述硬的力传递元件(18)。

3.根据权利要求1或2所述的外骨骼(20)，其中，所述力传递元件(18)仅仅通过所述铰接组件与所述腰带(16)连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的外骨骼(20)，其中，所述铰接组件提供三个旋转的自由度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的外骨骼(20)，其中，所述铰接组件包括球铰接件和/或转动铰接件、尤其能够平移地移位的转动铰接件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的外骨骼(20)，其中，所述铰接组件具有铰接件，所述铰接件布置在所述硬的力传递元件(18)与所述腰带(16)之间，尤其布置在所述腰带(16)的高度上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的外骨骼(20)，其中，所述力传递组件、尤其所述力传递元件(18)沿所述外骨骼(20)的宽度方向(y)布置在中间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的外骨骼(20)，其中，所述力传递元件(18)具有硬的条形的条形区段(301)，所述条形区段延伸经过所述力传递元件(18)的竖直的延伸部的至少50％。

9.根据前述权利要求中任一项所述的外骨骼(20)，其中，所述铰接组件包括具有至少一个平移的自由度的延长铰接件(302)，所述外骨骼(20)的竖直的延伸部能够通过所述延长铰接件进行调整。

10.根据权利要求10所述的外骨骼(20)，其中，所述力传递元件(18)通过所述延长铰接件(302)支承在所述背部(8)处。

11.根据前述权利要求中任一项所述的外骨骼(20)，其中，所述腰带(16)尤其无工具地能够脱开地通过所述力传递组件与所述背部(8)进行连接。

12.根据前述权利要求中任一项所述的外骨骼(20)，其中，所述铰接组件具有第一铰接区段(305)和第二铰接区段(306)，并且所述第二铰接区段(306)能够尤其无工具地从所述第一铰接区段(305)取下，以便将所述腰带(16)从所述背部(8)和/或从所述硬的力传递元件(18)取下。

13.根据权利要求12所述的外骨骼(20)，此外包括锁止机构(312)，用于将所述第二铰接区段(306)锁止在所述第一铰接区段(305)处，其中，所述锁止机构(312)具有能够手动操纵的操纵元件(313)，通过操纵所述操纵元件能够脱开所述锁止。

14.根据权利要求13所述的外骨骼(20)，其中，所述操纵元件(313)的两个不同的、彼此跟随的操纵运动是必要的，以便脱开所述锁止。

15.根据前述权利要求中任一项所述的外骨骼(20)，其中，所述铰接组件界定用于所述背部(8)相对于所述腰带(16)的平移的运动的线性的或非线性的轨道。

16.用于运行外骨骼(20)的方法，包括如下步骤：将反作用力从所述支持区段(3)传递到所述背部(8)上并且从所述背部(8)经由所述力传递路径进一步传递到所述腰带(16)。