CN209615506U - 一种保持助力指向人体重心的下肢外骨骼座椅装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种保持助力指向人体重心的下肢外骨骼座椅装置，包括一个座椅机构和两个滑块机构；两个滑块机构安装于座椅机构上，座椅机构能够相对于滑块机构滑动；所述座椅机构包括后靠、座椅板、前靠、座椅板连接件、套、堵头、限位挡块、弧形滑轨和销；所述滑块机构包括滑块、滑块轴和滑块机构滚动轴承。弧形滑轨具有绕人体矢状轴运动的自由度以及滑块机构能够沿弧形滑轨自由滚动。在运动过程中，实现滑块机构相对于座椅机构的运动，通过弧形滑轨实现座椅板的调整，保证任何行走状态均能保持座椅装置的支撑力始终指向人体重心，保证在行走过程中的稳定性。

Description

一种保持助力指向人体重心的下肢外骨骼座椅装置

技术领域

本实用新型涉及助力机器人领域，具体是一种保持助力指向人体重心的下肢外骨骼座椅装置。

背景技术

随着科技的进步，外骨骼机器人的作用越来越明显，尤其是在民用医疗和军事领域。其作为一种为人体提供力量的辅助设备，发展前景可观。有一部分人群，其具有一定的行走能力和平衡能力，但是由于下肢无力或者不灵活进而不能长时间行走，而且一般情况下外骨骼的质量较大，且都是捆绑式的，人机的平衡问题还需要使用者来解决，若外骨骼提供的助力能保持指向人体重心，这将非常有利于使用者保持平衡。因此设计一种保持助力指向人体重心方向的外骨骼座椅机构显得尤为重要，既解决了平衡问题，又为使用者提供了助力，减轻了人体下肢各关节和肌肉的负担。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种保持助力指向人体重心的下肢外骨骼座椅装置。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种保持助力指向人体重心的下肢外骨骼座椅装置，其特征在于该座椅装置包括一个座椅机构和两个滑块机构；两个滑块机构安装于座椅机构上，座椅机构能够相对于滑块机构滑动；

所述座椅机构包括后靠、座椅板、前靠、座椅板连接件、套、堵头、限位挡块、弧形滑轨和销；所述座椅板的两端分别固定连接有一个座椅板连接件；两个座椅板连接件分别与前靠和后靠固定连接；所述座椅板的两端均具有立板，立板上具有通孔，通孔与套过盈配合连接，套与销间隙配合连接；两条弧形滑轨的两端均安装有堵头；堵头上开有通孔，与销过盈配合连接，实现弧形滑轨与座椅板之间的相对转动；所述限位挡块固定在座椅板的立板上，位于两条弧形滑轨中间，限制堵头向内侧的转动；

所述滑块机构包括滑块、滑块轴和滑块机构滚动轴承；所述滑块轴的一端与滑块过盈配合连接，另一端和滑块机构滚动轴承的内圈过盈配合连接；滑块机构滚动轴承的外圈安装于弧形滑轨内，与弧形滑轨配合实现运动。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

(1)弧形滑轨具有绕人体矢状轴运动的自由度以及滑块机构能够沿弧形滑轨自由滚动。在运动过程中，实现滑块机构相对于座椅机构的运动，通过弧形滑轨实现座椅板的调整，保证任何行走状态均能保持座椅装置的支撑力始终指向人体重心，保证在行走过程中的稳定性。

(2)本座椅装置使用简便，只需使用者的裆部坐于座椅板上，胯部前后位置分别倚靠在前靠和后靠上，避免了穿戴式外骨骼与人体之间的捆绑对人体造成二次伤害。

(3)本座椅装置的支撑力始终指向人体重心，使用时的平衡问题不需要使用者再费力解决，能有效节省使用者的体力。同时通过对人体部分体重进行支撑来减少下肢各关节和肌肉的负载，有效减轻和预防下肢关节疾病。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的座椅机构示意图；

图3为本实用新型图2的局部放大示意图；

图4为本实用新型一种实施例的堵头示意图；

图5为本实用新型一种实施例的滑块机构示意图；

图6为本实用新型一种实施例的本座椅装置与外部的腿部机构安装示意图。

(图中：1、座椅机构；2、滑块机构；3、腿部机构；11、后靠；12、座椅板；13、前靠；14、座椅板连接件；15、套；16、垫块；17、堵头；18、限位挡块；19、弧形滑轨；110、销；21、滑块；22、滑块轴；23、滑块机构滚动轴承)

具体实施方式

下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。

本实用新型提供了一种保持助力指向人体重心的下肢外骨骼座椅装置(简称座椅装置，参见图1-6)，其特征在于该座椅装置包括一个座椅机构1和两个滑块机构2；两个滑块机构2安装于座椅机构1底部上，座椅机构1能够相对于滑块机构2滑动；

所述座椅机构1包括后靠11、座椅板12、前靠13、座椅板连接件14、套15、垫块16、堵头17、限位挡块18、弧形滑轨19和销110；所述座椅板12水平放置，座椅板12的两端通过螺栓固定连接有一个座椅板连接件14；两个座椅板连接件14通过螺栓分别与前靠13和后靠11固定连接；所述座椅板12的两端均具有立板，垫块16通过螺钉固定于座椅板12的立板外侧和座椅板连接件14上，位于两者之间，为座椅板12的立板和座椅板连接件14之间提供间隙，方便套15和销110的装配；座椅板12的立板具有通孔，通孔与套15过盈配合连接，套15与销110间隙配合连接；两条弧形滑轨19的两端均安装有堵头17；堵头17上开有通孔，与销110过盈配合连接，实现弧形滑轨19与座椅板12之间的相对转动，座椅板12具有相对独立性，使用者坐于座椅板12上，保持弧形滑轨19具有绕人体矢状轴运动的自由度，使得任何的行走状态均能保持座椅装置的支撑力始终指向人体重心，保证在行走过程中的稳定性；所述限位挡块18焊接在座椅板12的立板内侧上，位于两条弧形滑轨19中间，限制堵头17向内侧的转动，避免堵头17在转动时相互干涉；

优选地，每个堵头17具有两个弧形结构；弧形导轨19为弯曲的弧形工字结构，中间的腹板插接于堵头17的两个弧形结构的间隙中，两侧的翼缘分别与堵头17的两个弧形结构配合，堵头17和弧形导轨19通过螺钉固定连接。

所述滑块机构2包括滑块21、滑块轴22和滑块机构滚动轴承23；所述滑块轴22的一端与滑块21过盈配合连接，另一端和滑块机构滚动轴承23的内圈过盈配合连接；滑块机构滚动轴承23的外圈安装于弧形滑轨19内，与弧形滑轨19配合实现运动。

本实用新型的工作原理和工作流程是：

使用时，滑块21固定安装于任意能实现行走助力功能的腿部机构3上，该腿部机构3具有动力源(例如电机)、大腿、小腿和脚部，动力源的作用使得大腿能相对于小腿转动。腿部机构3优选申请号201910155694.9的文献中的腿部机构。使用者的裆部坐于座椅板12上，胯部前后位置分别倚靠在前靠13和后靠11上，双脚固定在腿部机构3的脚部上。当人体向前迈腿时，动力源能为人体的迈腿动作提供助力，实现人体轻松迈腿的动作。当使用者处于直立状态时，由于腿部机构3的脚部和地面接触，动力源的作用不会使大腿与小腿发生相对转动，而是在力的相互作用下大腿会相对于小腿向上转动。由于腿部机构3和滑块机构2是固定连接，扭矩经滑块机构2传递给座椅机构1，从而向上托举座椅机构1，为使用者提供指向人体重心的支撑力，支撑人体部分体重。

在腿部机构3向前迈腿的过程中，由于滑块机构滚动轴承23能够在弧形滑轨19中自由滚动，进而实现滑块机构2相对于座椅机构1的运动，在滑块机构2运动时，由于人体胯部前后位置分别倚靠在前靠13和后靠11，所以座椅机构1不动。弧形滑轨19具有绕人体矢状轴运动的自由度，在运动过程中，通过弧形滑轨19实现座椅板12的调整，保证任何行走状态均能保持座椅装置的支撑力始终指向人体重心，保证在行走过程中的稳定性。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (3)

1.一种保持助力指向人体重心的下肢外骨骼座椅装置，其特征在于该座椅装置包括一个座椅机构和两个滑块机构；两个滑块机构安装于座椅机构上，座椅机构能够相对于滑块机构滑动；

所述座椅机构包括后靠、座椅板、前靠、座椅板连接件、套、堵头、限位挡块、弧形滑轨和销；所述座椅板的两端分别固定连接有一个座椅板连接件；两个座椅板连接件分别与前靠和后靠固定连接；所述座椅板的两端均具有立板，立板上具有通孔，通孔与套过盈配合连接，套与销间隙配合连接；两条弧形滑轨的两端均安装有堵头；堵头上开有通孔，与销过盈配合连接，实现弧形滑轨与座椅板之间的相对转动；所述限位挡块固定在座椅板的立板上，位于两条弧形滑轨中间，限制堵头向内侧的转动；

所述滑块机构包括滑块、滑块轴和滑块机构滚动轴承；所述滑块轴的一端与滑块过盈配合连接，另一端和滑块机构滚动轴承的内圈过盈配合连接；滑块机构滚动轴承的外圈安装于弧形滑轨内，与弧形滑轨配合实现运动。

2.根据权利要求1所述的保持助力指向人体重心的下肢外骨骼座椅装置，其特征在于座椅机构还包括垫块；垫块固定于座椅板的立板和座椅板连接件上，位于两者之间，为座椅板的立板和座椅板连接件之间提供间隙，方便套和销的装配。

3.根据权利要求1所述的保持助力指向人体重心的下肢外骨骼座椅装置，其特征在于每个堵头具有两个弧形结构；弧形导轨为弧形工字结构，中间的腹板插接于堵头的两个弧形结构的间隙中，两侧的翼缘分别与堵头的两个弧形结构配合，堵头和弧形导轨固定连接。