CN212947800U - 外骨骼防坠结构、腿部外骨骼及外骨骼装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外骨骼防坠结构、腿部外骨骼及外骨骼装置，外骨骼防坠结构包括第一支撑架、第二支撑架及第三支撑架，第一支撑架包括相互连接的托板及连接板，连接板远离托板的一端与第二支撑架绕第一轴转动连接，第二支撑架远离连接板的一端与第三支撑架绕第二轴转动连接，第一轴与第二轴不平行；腿部外骨骼还包括与外骨骼防坠结构转动连接的第五支撑架；外骨骼装置包括上述的腿部外骨骼。本实用新型中的托板能够穿戴于穿戴者的脚底，将外骨骼的重量传递至地面，减轻了穿戴者穿戴的负重感，第一支撑架与第二支撑架之间以及第二支撑架与第三支撑架之间均可相对转动，增大了穿戴者小腿的活动范围及运动的灵活性。

Description

外骨骼防坠结构、腿部外骨骼及外骨骼装置

技术领域

本实用新型涉及外骨骼技术领域，尤其是涉及一种外骨骼防坠结构、腿部外骨骼及外骨骼装置。

背景技术

随着科技的不断发展，外骨骼机器人已广泛应用于医疗、工业及军事技术领域，以帮助患者康复，或者降低穿戴者的劳动强度等。通常外骨骼使用时需全部穿戴于穿戴者身上，导致穿戴者的负重较大、穿戴不舒适，降低穿戴者的活动灵活度。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种外骨骼防坠结构，能够降低穿戴者穿戴负载，提高穿戴者活动便利度。

本实用新型还提出一种包含上述外骨骼防坠结构的腿部外骨骼。

本实用新型还提出一种包含上述腿部外骨骼的外骨骼装置。

第一方面，本实用新型的一个实施例提供了一种外骨骼防坠结构，包括：

第一支撑架，包括相互连接的托板与连接板，所述托板与所述连接板不平行；

第二支撑架，和所述连接板用于绕第一轴转动，所述连接板远离所述托板的一端与所述第二支撑架转动连接；

第三支撑架，与所述第二支撑架用于绕第二轴转动，所述第二支撑架远离所述连接板的一端与所述第三支撑架转动连接，所述第一轴与所述第二轴不平行。

本实用新型实施例中的外骨骼防坠结构至少具有如下有益效果：

本实用新型实施例中的外骨骼防坠结构中托板能够穿戴于穿戴者的脚底，从而将外骨骼的重量传递至地面，减轻了穿戴者穿戴的负重感，穿戴者的活动更为便利；另外，第一支撑架与第二支撑架之间以及第二支撑架与第三支撑架之间均可相对转动，增大了穿戴者小腿的活动范围及运动的灵活性。

根据本实用新型的另一些实施例的外骨骼防坠结构，所述托板上固定有绑带。

根据本实用新型的另一些实施例的外骨骼防坠结构，所述第二支撑架基于与所述连接板的连接端向所述第三支撑架弯折。

根据本实用新型的另一些实施例的外骨骼防坠结构，所述第三支撑架上安装有第一穿戴组件。

根据本实用新型的另一些实施例的外骨骼防坠结构，还包括第四支撑架，所述第三支撑架的一端位于所述第四支撑架内，所述第三支撑架位于所述第四支撑架内的一端用于相对所述第四支撑架移动。

根据本实用新型的另一些实施例的外骨骼防坠结构，所述第四支撑架上安装有第二穿戴组件。

第二方面，本实用新型的一个实施例提供了一种腿部外骨骼，包括：

上述的外骨骼防坠结构；

第五支撑架，与所述外骨骼防坠结构转动连接；

驱动组件，与所述第五支撑架连接，所述驱动组件用于驱动所述第五支撑架相对所述外骨骼防坠结构转动。

本实用新型实施例中的腿部外骨骼至少具有如下有益效果：

本实用新型实施例中的驱动组件能够带动第五支撑架相对外骨骼防坠结构转动，为穿戴者膝关节的运动提供助力，并使腿部外骨骼的重量传递至地面，降低穿戴者负重。

根据本实用新型的另一些实施例的腿部外骨骼还包括转接板，所述转接板的一端与所述外骨骼防坠结构固定连接，所述转接板的另一端与所述第五支撑架转动连接。

根据本实用新型的另一些实施例的腿部外骨骼所述第五支撑架上安装有第三穿戴组件。

第三方面，本实用新型的一个实施例提供了一种外骨骼装置，包括上述的腿部外骨骼。

本实用新型实施例中的外骨骼装置至少具有如下有益效果：

本实用新型实施例中的外骨骼装置将外骨骼的整体重量导向地面，减轻穿戴者负重，并形成完整的外骨骼体系，满足穿戴者的不同需求。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例提供的外骨骼防坠结构的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例提供的腿部外骨骼的结构示意图；

图3是图2中腿部外骨骼应用于穿戴者的使用示意图。

附图标记：

第一支撑架100、托板110、连接板120、第一转轴130；

第二支撑架200、第二转轴210；

第三支撑架300、限位块310、第一穿戴组件320、第一固定板321；

第四支撑架400、限位件410、第二穿戴组件420、第二固定板421；

第五支撑架500、转接板510、第三固定板520；

驱动组件600；

第六支撑架700。

具体实施方式

以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

图1示出了外骨骼防坠结构一个实施例的结构示意图，参照图1，本实施例中的外骨骼防坠结构包括第一支撑架100、第二支撑架200及第三支撑架300，本实施例中的外骨骼防坠结构主要应用于人体的小腿和脚部。具体为，第一支撑架100包括相互连接的托板110及连接板120，托板110与连接板120不平行，本实施例中的托板110基于二者的连接处弯折，托板110具有承接面，托板110可穿戴于人体的脚底，供穿戴者踩踏，并可用绑带固定在人体的脚部；第二支撑架200与连接板120能够绕第一轴转动，连接板120远离托板的一端与第二支撑架200转动连接，穿戴者脚部可绕第一轴转动，实现穿戴者的踝部运动；第二支撑架200与第三支撑架300能够绕第二轴转动，第二支撑架200远离第三支撑架300的一端与第三支撑架300转动连接；第一轴与第二轴不平行，增大了穿戴者小腿部的活动范围，使穿戴者活动更为灵活。

本实施例中的外骨骼防坠结构中托板110能够穿戴于穿戴者的脚底，从而将外骨骼的重量传递至地面，减轻了穿戴者穿戴的负重感，穿戴者的活动更为便利；另外，第一支撑架100 与第二支撑架200之间以及第二支撑架200与第三支撑架300之间均可相对转动，增大了穿戴者小腿的活动范围及运动的灵活性。

本实施例中的第一轴沿X轴方向延伸，第二轴沿Z轴方向延伸，第一轴与第二轴垂直，在满足穿戴者踝部转动的前提下，第二支撑架200可绕竖直方向旋转，从而穿戴者的小腿部可在水平面内的转动，增大了穿戴者小腿的活动范围，便于穿戴者的康复训练。

在其他一些实施例中，为保证托板110与穿戴者脚底紧密贴合，提高二者之间动力传递效率，托板110上还固定有绑带(未示出)，绑带可以魔术贴、捆绑的方式贴紧于穿戴者脚部，并根据不同体型的穿戴者调整贴紧程度。

本实施例中还包括第一转轴130，第一转轴130沿X轴方向延伸，第一转轴130穿设于连接板120及第二支撑架200内，本实施例中第一转轴130上还安装有轴承，连接板120、第二支撑架200与轴承连接，实现连接板120相对第二支撑架200的转动；还包括第二转轴210，第二转轴210沿Z轴方向延伸，第二转轴210穿设于第二支撑架200及第三支撑架300 内，本实施例中，第二转轴210固定连接于第三支撑架300的一端，第二支撑架200与第二转轴210转动连接，实现第二支撑架200与第三支撑架300之间的相对转动。

在其他一些实施例中，第一转轴130与第二转轴210上还可设置弹性件(未示出)，弹性件套设于第一转轴130、第二转轴210上，弹性件为第一转轴130、第二转轴210的转动提供一定的阻尼作用，避免第一转轴130、第二转轴210转动速度太大，对穿戴者造成损伤。

本实施例中第三支撑架300在与第二支撑架200连接的一端设置有限位块310，第二转轴210穿设于该限位块310内，限位块310具有用于对第二支撑架200进行限位的凹部，避免第二支撑架200转动幅度过大，对穿戴者造成损伤。

另外，第二支撑架200基于与连接板120的连接端向第三支撑架300弯折，为托板110 的延伸提供空间，使托板110位于第二转轴210的正下方，使穿戴者的小腿部在水平面内转动时保持平衡。本实施例中，第二支撑架200呈弧形，第二支撑架200从连接板120处圆滑过渡于第三支撑架300处。连接板120的长度可设置为长度可调形式，便于第一转轴130对齐穿戴者的脚踝，从而穿戴者能够跟随第一转轴130的转动而活动脚踝部分，提高第一支撑架100与人体足部、踝部的配合度。

本实施例中，第三支撑架300上还安装有第一穿戴组件320，第一穿戴组件320包括两个相对设置的第一固定板321，两个第一固定板321均呈弧形，两个第一固定板321组合包覆人体的腿部，使外骨骼安装于第一固定板321上。本实施例中两个第一固定板321均呈弧形，以提高第一穿戴组件320与人体腿部的贴合度。两个第一固定板321可通过插扣、绑带或粘带中的一种方式进行连接，使第一穿戴组件320穿戴于穿戴者腿部；第一穿戴组件320 也可只设置一个第一固定板321，第一固定板321的两侧可通过插扣、绑带、粘带进行绑缚，将穿戴者腿部贴紧第一固定板321。

可以理解的是，第一穿戴组件320安装于第三支撑架300背向第二转轴210的一侧，使第二转轴210位于人体腿部的前方，托板110以及第二支撑架200能够在人体脚部的带动下进行转动，提高穿戴者小腿部活动的便利性。

本实施例中，外骨骼防坠结构还包括第四支撑架400，第三支撑架300远离第二转轴210 的一端伸入第四支撑架400内，并可在第四支撑架400内移动；通过调整第三支撑架300与第四支撑架400相对位置，可改变外骨骼防坠结构的整体长度，使外骨骼防坠结构能够适应不同体型的穿戴者。第四支撑架400上还设有限位件410，限位件410插入第三支撑架300 与第四支撑架400内，限位件410可对第三支撑架300与第四支撑架400的位置进行锁定，避免在外骨骼使用过程中，二者发生相对移动，提高外骨骼防坠结构的安装稳定性；限位件 410可以是销钉、螺纹紧固件等。

另外，第四支撑架400远离第三支撑架300的一端安装有第二穿戴组件420，第二穿戴组件420安装于人体的小腿部。第二穿戴组件420包括两个相对设置的第二固定板421，第二固定板421之间可通过插扣、绑带、粘带进行连接，使第二穿戴组件420穿戴于人体腿部；第二穿戴组件420也可只设置一个第二固定板421，第二固定板421的两侧可通过插扣、绑带、粘带进行绑缚，将穿戴者腿部贴紧第二固定板421；第二固定板421可设置为弧形，以提高第二固定板421与人体腿部的贴合度。

本实施例中，第一穿戴组件320与第二穿戴组件420分别安装于第三支撑架300、第四支撑架400的端部，第一穿戴组件320与第二穿戴组件420组合作用，将外骨骼防坠结构稳固安装于人体的小腿部。

结合图2与图3，本实用新型还提供了一种腿部外骨骼，包括上述的外骨骼防坠结构，还包括第五支撑架500，第五支撑架500用于安装于人体的大腿部，第五支撑架500与第四支撑架400转动连接，实现人体小腿部结构与大腿部结构之间的结合；第五支撑架500上还安装有驱动组件600，驱动组件600用于带动第四支撑架400相对第五支撑架500转动，实现人体膝关节的转动，为穿戴者的运动提供助力；驱动组件600可以是常规的弹性驱动器、谐波驱动器等。

本实施例中，还包括转接板510，转接板510的一端安装于第四支撑架400上，转接板 510的另一端与第五支撑架500转动连接，通过设置转接板510，使第二支撑架200、第三支撑架300、第四支撑架400位于穿戴者小腿的前方，第五支撑架500位于穿戴者大腿的侧部，便于穿戴者活动膝关节，避免各支撑架干涉穿戴者的腿部运动。另外，转接板510基于与第四支撑架400的连接处向人体腿部的外侧倾斜，或者通过转动第五支撑架500，为穿戴者大腿部提供较大的穿戴空间，提高腿部外骨骼穿戴的舒适度；转接板510可设置为镂空状，以降低腿部外骨骼的重量。

另外，第五支撑架500上还安装有第三固定板520，第三固定板520用于固定人体的大腿部。第三固定板520两侧可通过插扣、绑带、粘带进行绑缚，将穿戴者腿部贴紧第三固定板；也可包括两个第三固定板520，第三固定板520之间可通过插扣、绑带、粘带进行连接，使第三固定板520穿戴于人体腿部；第三固定板520可设置为弧形，以提高第三固定板520 与人体腿部的贴合度。

本实施例中，还包括第六支撑架700，第六支撑架700安装于第五支撑架500上并可相对第六支撑架700移动，通过调整第六支撑架700与第五支撑架500之间的相对位置，使腿部外骨骼可适应不同身高的穿戴者；第六支撑架700上还标记有刻度线，可定量调整第六支撑架700的位置，便于第六支撑架700的快速定位；第五支撑架500与第六支撑架700可通过设置锁紧件实现固定，该锁紧件可以是销钉、螺纹紧固件等。

本实用新型还提供了一种外骨骼装置，包括上述的腿部外骨骼，以将外骨骼的整体重量导向地面，减轻穿戴者负重。外骨骼装置还可包括腰部外骨骼、髋部外骨骼、背部外骨骼、臂部外骨骼等，与腿部外骨骼结合形成完整的外骨骼装置，以适应不同穿戴者的穿戴需求。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种外骨骼防坠结构，其特征在于，包括：

第一支撑架，包括相互连接的托板与连接板，所述托板与所述连接板不平行；

第二支撑架，和所述连接板用于绕第一轴转动，所述连接板远离所述托板的一端与所述第二支撑架转动连接；

第三支撑架，与所述第二支撑架用于绕第二轴转动，所述第二支撑架远离所述连接板的一端与所述第三支撑架转动连接，所述第一轴与所述第二轴不平行。

2.根据权利要求1所述的外骨骼防坠结构，其特征在于，所述托板上固定有绑带。

3.根据权利要求1所述的外骨骼防坠结构，其特征在于，所述第二支撑架基于与所述连接板的连接端向所述第三支撑架弯折。

4.根据权利要求1所述的外骨骼防坠结构，其特征在于，所述第三支撑架上安装有第一穿戴组件。

5.根据权利要求1至4任一项所述的外骨骼防坠结构，其特征在于，还包括第四支撑架，所述第三支撑架的一端位于所述第四支撑架内，所述第三支撑架位于所述第四支撑架内的一端用于相对所述第四支撑架移动。

6.根据权利要求5所述的外骨骼防坠结构，其特征在于，所述第四支撑架上安装有第二穿戴组件。

7.一种腿部外骨骼，其特征在于，包括：

权利要求1至6任一项所述的外骨骼防坠结构；

第五支撑架，与所述外骨骼防坠结构转动连接；

驱动组件，与所述第五支撑架连接，所述驱动组件用于驱动所述第五支撑架相对所述外骨骼防坠结构转动。

8.根据权利要求7所述的腿部外骨骼，其特征在于，还包括转接板，所述转接板的一端与所述外骨骼防坠结构固定连接，所述转接板的另一端与所述第五支撑架转动连接。

9.根据权利要求7所述的腿部外骨骼，其特征在于，所述第五支撑架上安装有第三穿戴组件。

10.一种外骨骼装置，其特征在于，包括权利要求7至9任一项所述的腿部外骨骼。

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