CN218488400U - 无源式侧下肢外骨骼座椅 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无源式侧下肢外骨骼座椅，包括两个左右对称设置的下肢骨骼，下肢骨骼包括通过膝关节结构连成一体的大腿本体和小腿本体，两个下肢骨骼上均具有朝内设置肢体固定结构，且两个下肢骨骼顶部具有连成一体的坐垫；大腿本体的顶部固设有支承座，支承座上具有以可转动方式设置的撑杆，下肢骨骼上设有机械式触发机构，初始时撑杆沿下肢骨骼的长度方向布置，当大腿本体相对小腿本体发生反向弯曲时，能够触动机械式触发机构并由其带动撑杆朝坐垫所在一侧转动。有效避免行走干涉，同时在助行和助座上具有更良好的可靠性和稳定性，大大提高用户体验感，有利于产品推广使用，且可降低生产实施成本，撑杆能够无级调整，满足更多使用需求。

Description

无源式侧下肢外骨骼座椅

技术领域

本实用新型属于外骨骼技术领域，具体涉及一种无源式侧下肢外骨骼座椅。

背景技术

随着人体辅助外骨骼技术快速发展，被广泛推向军事领和民用市场等，主要应用于人体负重助力或者医疗康复外骨骼等，具有较好的市场反馈效果。特别是针对老年人或者因病导致行动不便的人，开发的辅助行走兼座椅功效的外骨骼，具有良好的市场前景。

市面上也出现了多种不同结构，如专利号为“201820666143.X”，名称为“一种防止行走干涉的下肢助坐外骨骼”的专利，申请人在研究过程中发现，这类辅行助座结构大多将骨架置于退后侧，在行走过程中容易造成干涉，另一方面现有的外骨骼在助座结构方面，缺乏触发机制或触发结构可靠性较低，也相对降低了用户体验感，不利于产品的推广使用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种无源式侧下肢外骨骼座椅，以解决现有技术中，行走易干涉，助座稳定性和可靠性欠缺导致用户体验感较差等问题。

其技术方案如下：

一种无源式侧下肢外骨骼座椅，包括两个左右对称设置的下肢骨骼，所述下肢骨骼包括通过膝关节结构连成一体的大腿本体和小腿本体，其关键在于：两个所述下肢骨骼上均具有朝内正对设置的肢体固定结构，且两个下肢骨骼顶部具有与其连成一体的坐垫；

所述大腿本体的顶部固设有支承座，支承座上具有以可转动方式设置的撑杆，下肢骨骼上设有机械式触发机构，初始状态下，所述撑杆沿下肢骨骼的长度方向布置，当所述大腿本体相对小腿本体发生反向弯曲时，能够触动机械式触发机构并由其带动所述撑杆朝坐垫所在一侧转动。

采用以上方案，行走过程中下肢骨骼处于使用者下肢的外侧，可减少行走或蹲坐过程的干涉，另一方面，增设独立触发结构，对大腿本体反向弯曲动作进行限定性的感知并对撑杆做出驱转，通过撑杆支撑于行走地面，可大大提高支撑稳定性，而正常形成过程中，撑杆位于侧部，也不会对行走造成任何干涉。

作为优选：所述膝关节包括与大腿本体下端固定连接的膝关节转体，以及与膝关节转体相适应并与小腿本体上端固定连接的偏心杆；

所述机械式触发机构包括触发钢丝和助力钢丝，所述触发钢丝和助力钢丝通过钢丝连杆连成一体，大腿本体上具有沿其长度方向设置的压簧，所述钢丝连杆支撑于该压簧的顶端；

所述触发钢丝的上端作用至撑杆的上端，助力钢丝的下端固定至偏心杆上，且处于膝关节转体与偏心杆的相对转动行程上，当所述膝关节转体反向转动时，能够拉动助力钢丝压缩压簧。

采用以上方案，正常行走过程中，偏心杆相对膝关节转体轻微偏转，此时拉动助力钢丝，进而压缩压簧，而在复位过程中，压簧提供良好的复位能力，从而起到助力作用，同时利用触发钢丝和助力钢丝将将撑杆触发与行走助力相结合，即完成蹲坐动作时，此时偏心杆保持基本不动，膝关节转体相对反向转动，从压缩压簧到拉动触发钢丝，进而带动撑杆转动，二者结合成一体可简化整体结构，且更能够适应膝关节转动角度的变化，避免意外触发撑杆转动的情况发生。

作为优选：所述偏心杆的侧和顶部具有沿其轮廓走向开设的压槽，所述膝关节转体内靠近前侧的位置成型有弧形按压部。采用以上方案，通过弧形按压部和压槽配合，可确保膝关节转体与偏心杆相对转动过程中，助力钢丝的受力方向能够始终保持在竖直平面上，避免偏斜磨损或传力不可靠等。

作为优选：所述支承座呈中空结构，其内具有以可转动方式安装的卷盘，卷盘具有沿支承座径向贯穿出的连接部，且支承座上具有供连接部穿出并对其转动角度限位的穿出槽，所述连接部与撑杆固定连接。相对而言，撑杆为外部件更容易磨损，采用以上方案则更便于更换，降低更换成本，同时穿出槽能够对撑杆的转动范围进行限定，即对撑杆与大腿本体之间的内夹角进行限定，可进一步提高蹲坐稳定性和可靠性。

作为优选：所述卷盘与支承座之间设有复位扭簧。采用以上方案，当蹲坐压力解除时，撑杆即可在复位扭簧作用下恢复到初始位置，避免人工复位遗漏引发的带来的安全隐患。

作为优选：所述卷盘上具有弧形槽，所述触发钢丝的上端堵头位于该弧形槽内。采用以上方案，弧形槽主要对触发钢丝的反应行程做一个限定，即为上端堵头提供一定的活动范围，只有膝关节弯曲角度使得触发钢丝的上端堵头移动到弧形槽的受力端，且绷紧时，才会带动卷盘转动，进而带到撑杆转动，主要配合膝关节的通常弯曲角度设计，避免小幅度弯曲导致撑杆的转动，进一步提高稳定性。

作为优选：所述弧形槽与卷盘的转动中心轴同轴设置。采用以上方案，可缓解偏心摩擦导致的磨损，延长使用寿命。

作为优选：所述膝关节包括与大腿本体下端固定连接的膝关节转体，以及与膝关节转体相适应并与小腿本体上端固定连接的偏心杆；

作为优选：所述大腿本体和小腿本体的内侧均设有软包和魔术贴绑缚带；

所述坐垫的左右两端通过日字扣松紧带与对应的支承座以可拆卸方式相连，坐垫的顶部设有腰带，底部靠近中心位置具有弹力松紧部。采用以上方案，软包可大大提高穿戴舒适性，同时魔术贴绑缚带和日字扣松紧带可提高穿戴便捷性，坐垫上的弹力松紧部可使其适应更多体型人员使用。

作为优选：所述撑杆与支承座之间，支承座与下肢骨骼之间均采用长度可调式结构相连。采用以上方案，便于调整撑杆长度和下肢骨骼整体长度，使其适应更多体型人群。

作为优选：所述下肢骨骼顶部具有与其固定连接并呈套筒结构的转接杆，所述支承座具有与所述转接杆匹配的转接部，所述转接部与转接杆之间通过按压式弹扣连接固定。采用以上方案，便于调整支承座的高度，即与使用者臀部高度适应，同时具有良好的拆装便捷性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型提供的无源式侧下肢外骨骼座椅，有效避免行走干涉，同时在助行和助座上具有更良好的可靠性和稳定性，大大提高用户体验感，有利于产品推广使用，采用纯机械的触发机构，可大大降低生产实施成本，且撑杆可实现无级调整，满足更多使用需求。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为图1的前视图；

图3为图1的俯视图；

图4为下肢骨骼结构示意图；

图5为大腿本体和小腿本体安装结构示意图；

图6为触发机构结构示意图；

图7为图6的轴测图；

图8为7中卷盘及触发钢丝安装结构示意图；

图9为膝关节转体结构示意图；

图10为图9所示膝关节转体内部结构示意图；

图11为支承座结构及安装示意图；

图12为本申请的使用状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

参考图1至图12所示的无源式侧下肢外骨骼座椅，主要包括两个左右对称设置的下肢骨骼，下肢骨骼包括通过膝关节3结构连成一体的大腿本体1和小腿本体2，下肢骨骼整体结构与现有技术基本相似，主要不同之处在于两个下肢骨骼上均具有朝内正对设置的肢体固定结构，通过固定结构可将下肢骨骼固定于肢体的侧面，且两个下肢骨骼顶部具有与其连成一体的坐垫5，坐垫5主要用于提供臀部支撑力。

此外，在大腿本体1的顶部固设有支承座4，支承座4上具有以可转动方式设置的撑杆40，下肢骨骼上设有机械式触发机构6，初始状态下，撑杆40沿下肢骨骼的长度方向布置，当大腿本体1相对小腿本体2发生反向弯曲时，能够触发机械式触发机构6并由其带动所述撑杆40朝坐垫5所在一侧转动，使其达到撑地效果。

参考图4、图9和图10，本申请中膝关节3与的大多数下肢骨骼中的结构一样，与人体膝关节构造类似，主要包括与大腿本体1下端固定连接的膝关节转体30，以及与膝关节转体30相适应并与小腿本体2上端固定连接的偏心杆31，膝关节转体30和偏心杆31以可转动方式配合，且二者之间具有一定偏心角，膝关节转体30与大腿本体1之间，偏心杆31与小腿本体2之间均采用螺钉紧固方式，以便安装和后期更换。

结合图5至图8和图11，本申请中提供的机械式触发机构6实施例一为机械式触发结构，主要包括触发钢丝60和助力钢丝61，触发钢丝60和助力钢丝61通过钢丝连杆62连成一体，大腿本体1上具有沿其长度方向设置的压簧63，钢丝连杆62支撑于该压簧63的顶端。

触发钢丝60的上端作用至撑杆40的上端，助力钢丝61的下端固定至偏心杆31上，且处于膝关节转体30与偏心杆31的相对转动行程上，当膝关节转体30反向转动时，能够拉动助力钢丝61压缩压簧63，当压簧63压缩到一定量之后，触发钢丝60绷紧开始将转动力作用到撑杆40，本实施例中触发钢丝60外部配合设置有线管，其结构类似拉索，在此不做赘述。

具体如图所示，大腿本体1呈中空结构，内侧设置可以打开的盖子，大腿本体1内设有套筒10，压簧63位于套筒10内，上下均设有限位结构，偏心杆31的前侧和顶部具有沿其轮廓走向开设的压槽310，助力钢丝61下端穿过压簧63后伸入膝关节转体30中，并从其中部向下延伸卡入压槽310内，助力钢丝61的下端堵头610卡固于偏心杆31上，当膝关节转体30相对偏心杆31发生反向弯曲时，则将助力钢丝61慢慢压入压槽310中，从而带动压缩压簧63，为提高其可靠性，同时降低对助力钢丝61的磨损，故在膝关节转体30内靠近前侧的位置成型有弧形按压部300，弧形按压部300呈弧状，并与偏心杆31的轮廓相适应，这样当膝关节转体30转动时，可以更好的将助力钢丝61压入压槽310中。

钢丝连杆62包括下卡槽和通过安装顶盖围合形成的上卡槽，助力钢丝61的上端卡入下卡槽内，触发钢丝60的下端卡入上卡槽中，且钢丝连杆62具有压紧突出部620，该压紧突出部620的直径大于压簧63外径，压于压簧63的顶端。

重点参考图8，支承座4呈中空结构，其内具有以可转动方式安装的卷盘41，卷盘41通常通过轴承安装于支承座4内，且其转动平面与下肢骨骼的高度方向平行，卷盘41具有沿支承座4径向贯穿出的连接部410，且支承座4上具有供连接部410穿出并对其转动角度限位的穿出槽42，穿出槽42的弧度范围则限制了连接部410的活动范围，而连接部410与撑杆40固定连接，也就是通过穿出槽42限定撑杆40的转动范围，以象限为参考，穿出槽42通常情况下开设于第三象限和第二范围内，对应圆心角在135°-270°，这样使得，初始状态下，撑杆40可保持完全竖直姿态，全部位于下肢骨骼的正侧面，不会造成行动干涉，而在转动时只能朝后转动，可避免与小腿本体2之间形成平行结构，进而降低座姿稳定性。

卷盘41与支承座4之间设有复位扭簧43，如图所示，复位扭簧43的一端卡在卷盘41上，另一端与支承座4的内侧壁相抵，当触发钢丝60带动卷盘41转动时，复位扭簧43处于蓄力阶段，当触发钢丝60的拉力消除时，卷盘41在复位扭簧43作用下可快速复位，即确保撑杆40能够快速复位，人员可以快速进入行走姿态。

卷盘41上具有弧形槽411，触发钢丝60的上端堵头600位于该弧形槽411内，如图所示，具体实施时，弧形槽411与卷盘41的转动中心同轴设置，上端堵头600卡入该弧形槽411内，其对应圆心角在15°-45°左右，主要是为了防止正常行走状态下，触发卷盘41转动，导致撑杆40摆动对行走造成影响的情况发生，提高可靠性。

为提高穿戴使用舒适性，故本申请肢体固定结构主要为大腿本体1和小腿本体2的内侧设置的软包8和魔术贴绑缚带7，且大腿本体1和小腿本体2均具有大体呈弧形的包覆部，软包则附着于包覆部的内侧表面。

坐垫5的左右两端通过日字扣松紧带50与对应的支承座4以可拆卸方式相连，以便坐垫5的拆洗更换等，坐垫5的顶部设有腰带51，通过腰带绑缚，可提高坐姿稳定性和安全性，而在底部靠近中心位置具有弹力松紧部52，弹力松紧部52具有一定形变量，能够适应更多体型人群的使用需求。

撑杆40与支承座4之间，支承座4与下肢骨骼之间均采用长度可调式结构相连，具体而言，撑杆40顶端呈套筒式结构，与连接部410之间通过按压式弹扣相互配合，而在下肢骨骼顶部设置有呈套筒结构的转接杆11，支承座4上固设有与转接杆11配合的转接部44，转接部44与转接杆11之间也采用按压式弹扣结构相互配合，并具有多个弹扣穿孔，这样可以更好的根据需要调整撑杆40实际伸出长度以及下肢骨骼的整体高度，此外撑杆40的下端呈锥状，使其具有更好的锥地力，对支撑点的平面需求较低。

参考图1至图12所示的无源式侧下肢外骨骼座椅，主要通过机械式触发机构6对膝关节3的弯曲幅度进行反馈，进而通过对应的触发钢丝60对撑杆40进行连带驱动，使撑杆40从适应人员行走的状态转动到满足人员坐下的状态。

正常行走时，撑杆40始终保持竖直朝下姿态，而当人员后蹲计划坐下时，下蹲到一定角度之后，则可通过助力钢丝61拉动触发钢丝60，进而带动卷盘41和撑杆40同步转动至与人员膝关节3偏转角相关的角度，与其坐姿习惯能够更好的匹配，当人员站起之后，撑杆40在复位扭簧43作用下快速恢复到初始位置。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无源式侧下肢外骨骼座椅，包括两个左右对称设置的下肢骨骼，所述下肢骨骼包括通过膝关节(3)结构连成一体的大腿本体(1)和小腿本体(2)，其特征在于：两个所述下肢骨骼上均具有朝内正对设置的肢体固定结构，且两个下肢骨骼顶部具有与其连成一体的坐垫(5)；

所述大腿本体(1)的顶部固设有支承座(4)，支承座(4)上具有以可转动方式设置的撑杆(40)，下肢骨骼上设有机械式触发机构(6)，初始状态下，所述撑杆(40)沿下肢骨骼的长度方向布置，当所述大腿本体(1)相对小腿本体(2)发生反向弯曲时，能够触动机械式触发机构(6)并由其带动所述撑杆(40)朝坐垫(5)所在一侧转动。

2.根据权利要求1所述的无源式侧下肢外骨骼座椅，其特征在于：所述膝关节(3)包括与大腿本体(1)下端固定连接的膝关节转体(30)，以及与膝关节转体(30)相适应并与小腿本体(2)上端固定连接的偏心杆(31)；

所述机械式触发机构(6)包括触发钢丝(60)和助力钢丝(61)，所述触发钢丝(60)和助力钢丝(61)通过钢丝连杆(62)连成一体，大腿本体(1)上具有沿其长度方向设置的压簧(63)，所述钢丝连杆(62)支撑于该压簧(63)的顶端；

所述触发钢丝(60)的上端作用至撑杆(40)的上端，助力钢丝(61)的下端固定至偏心杆(31)上，且处于膝关节转体(30)与偏心杆(31)的相对转动行程上，当所述膝关节转体(30)反向转动时，能够拉动助力钢丝(61)压缩压簧(63)。

3.根据权利要求2所述的无源式侧下肢外骨骼座椅，其特征在于：所述偏心杆(31)的侧和顶部具有沿其轮廓走向开设的压槽(310)，所述膝关节转体(30)内靠近前侧的位置成型有弧形按压部(300)。

4.根据权利要求2或3所述的无源式侧下肢外骨骼座椅，其特征在于：所述支承座(4)呈中空结构，其内具有以可转动方式安装的卷盘(41)，卷盘(41)具有沿支承座(4)径向贯穿出的连接部(410)，且支承座(4)上具有供连接部(410)穿出并对其转动角度限位的穿出槽(42)，所述连接部(410)与撑杆(40)固定连接。

5.根据权利要求4所述的无源式侧下肢外骨骼座椅，其特征在于：所述卷盘(41)与支承座(4)之间设有复位扭簧(43)。

6.根据权利要求4项所述的无源式侧下肢外骨骼座椅，其特征在于：所述卷盘(41)上具有弧形槽(411)，所述触发钢丝(60)的上端堵头(600)位于该弧形槽(411)内。

7.根据权利要求6所述的无源式侧下肢外骨骼座椅，其特征在于：所述弧形槽(411)与卷盘(41)的转动中心轴同轴设置。

8.根据权利要求1至3中任一所述的无源式侧下肢外骨骼座椅，其特征在于：所述大腿本体(1)和小腿本体(2)的内侧均设有软包(8)和魔术贴绑缚带(7)；

所述坐垫(5)的左右两端通过日字扣松紧带(50)与对应的支承座(4)以可拆卸方式相连，坐垫(5)的顶部设有腰带(51)，底部靠近中心位置具有弹力松紧部(52)。

9.根据权利要求1所述的无源式侧下肢外骨骼座椅，其特征在于：所述撑杆(40)与支承座(4)之间，支承座(4)与下肢骨骼之间均采用长度可调式结构相连。

10.根据权利要求9所述的无源式侧下肢外骨骼座椅，其特征在于：所述下肢骨骼顶部具有与其固定连接并呈套筒结构的转接杆(11)，所述支承座(4)具有与所述转接杆(11)匹配的转接部(44)，所述转接部(44)与转接杆(11)之间通过按压式弹扣连接固定。

Images