CN219235287U - 一种穿戴式有源助力外骨骼设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种穿戴式有源助力外骨骼设备,其包括电控模组以及设置于所述电控模组两侧的电机模组、外骨骼结构模组、穿戴绑缚件;外骨骼结构模组包括髋关节外骨骼以及大腿外骨骼;髋关节外骨骼的两端分别连接于所述电控模组以及所述电机模组;大腿外骨骼的第一端部与所述电机模组传动连接,穿戴绑缚件设置于大腿外骨骼的第二端部,所述电机模组驱动所述大腿外骨骼以及所述穿戴绑缚件绕人体的冠状轴转动;所述大腿外骨骼设置有由所述第一端部朝向所述第二端部的方向上逐渐向人体一侧倾斜的偏移段。本实用新型能够为使用者的行走提供助力,以减少长时间行走时使用者的体力消耗或造成的身体疲劳损害,并且与人体腿部的拟合程度更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及外骨骼设备技术领域,特别是涉及一种穿戴式有源助力外骨骼设备。
背景技术
穿戴式外骨骼设备作为人类助行的设备,越来越被各个领域重视,尤其对于需要大量搬运及负重行走的军事、生产领域,以及针对行走不便或具有运动障碍人士的医疗康复领域。
穿戴式外骨骼设备一般分为有源和无源两种。穿戴式有源助力外骨骼设备,一般在腰部位置设置数控模块,并在关节处安装电机模组,数控模块通过有线电源或内设的电池提供能源,驱动电机模组施加力矩或者结构牵引为穿戴者提供额外的主动助力,在实现防护的同时增强人体机能,能够在操作者的控制下完成一定的功能和任务。
对于有源髋部助力外骨骼,一般都是通过穿戴件绑缚于人体大腿部分,且通过电机模组提供力矩,电机模组带动穿戴件转动,进而实现对腿部的助力。由于人体大腿部的形状一般为上部较粗,下部较细,现有的有源髋部助力外骨骼,在设置连接于电机模组和穿戴件之间的腿部连接杆的时候,没有考量该因素,大部分情况下其腿部连接杆都是沿着竖向往下设置的,进而导致穿戴后其穿戴件与人体大腿的外侧部具有较大间隙,与人体大腿部的拟合程度较低,影响使用体验。
实用新型内容
基于此,本实用新型的目的在于,提供一种穿戴式有源助力外骨骼设备,其具有结构布局设计合理并对不同使用者具有适配性的优点。
一种穿戴式有源助力外骨骼设备,其包括电控模组以及设置于所述电控模组两侧的电机模组、外骨骼结构模组、穿戴绑缚件;
所述外骨骼结构模组包括髋关节外骨骼以及大腿外骨骼;所述髋关节外骨骼的一端连接于所述电控模组,所述髋关节外骨骼的另一端连接于所述电机模组;所述大腿外骨骼具有第一端部以及与第一端部相对的第二端部,所述第一端部与所述电机模组传动连接,所述穿戴绑缚件设置于所述第二端部以提供人体腿部的穿戴空间,所述电机模组用于驱动所述大腿外骨骼以及所述穿戴绑缚件绕人体的冠状轴转动;
所述大腿外骨骼设置有偏移段,所述偏移段由所述第一端部朝向所述第二端部的方向上逐渐向人体一侧倾斜。
本实用新型实施例所述穿戴式有源助力外骨骼设备,其配置了电控模组,进一步通过电机模组的驱动为使用者的行走提供助力,以减轻长时间行走时使用者的体力损耗或对使用者造成身体疲劳损害;另外,通过对所述大腿外骨骼的形状进行限定,利用所述偏移段的设置,使其与人体结构的适配度更高,更贴合于人体大腿上部较粗、下部较细的形状特征,在穿戴后能够避免其与人体腿部的外侧部形成较大空隙,有效提高所述大腿外骨骼与人体腿部的拟合程度,从而使所述穿戴式有源助力外骨骼设备能够更好地对使用者的行走产生助力,并提高穿着使用体验。
进一步地,所述电机模组包括电机壳体、驱动电机以及传动连杆,所述传动连杆呈弯折状,其包括依次固定连接的第一分段、第二分段以及第三分段,所述第一分段沿所述驱动电机的径向延伸设置,并与所述驱动电机的输出端固定连接;所述第二分段沿所述驱动电机的轴向朝靠近人体的方向延伸设置,所述第三分段穿出所述电机壳体外与所述大腿外骨骼的第一端部连接。对所述电机模组的结构做进一步限定,弯折状的传动连杆使其与大腿外骨骼的铰接连接处发生偏移,使大腿外骨骼能够更好地与人体腿部的外侧面贴合,同时贴合行程更短,并能增加力矩的时效性与传导性。
进一步地,所述大腿外骨骼与所述第三分段活动铰接,使得所述大腿外骨骼能够绕人体的矢状轴转动,进一步增加设备的转动自由度,与人体契合度高,并且便于所述大腿外骨骼通过所述穿戴绑缚件穿戴于人体腿部。
进一步地,所述偏移段设置于所述大腿外骨骼的第一端部,所述大腿外骨骼通过所述偏移段与所述第三分段活动铰接。
进一步地,还包括第二活动组件,所述第二活动组件包括第二销轴以及第二销套,所述第二销轴的两个端部分别固定安装于所述第三分段;所述第二销套轴向限位、周向活动地套设于所述第二销轴;所述大腿外骨骼的第一端部与所述第二销套的外周面固定连接。利用所述第二销轴与所述第二销套的配合,实现所述传动连杆与所述大腿外骨骼的转动连接。
进一步地,所述第二销套与所述第二销轴之间还设置有卡簧,所述卡簧处于复位状态时,所述大腿外骨骼与人体腿部形成一夹角;或者所述第二销套与所述第二销轴之间设置有阻尼结构。以上设置能够便于对传动连杆与大腿外骨骼之间的转动角度进行限制或控制,便于进行所述大腿外骨骼的穿戴及拆卸。
进一步地,所述髋关节外骨骼与所述电控模组铰接,使得所述髋关节外骨骼能够绕人体的垂直轴转动,进而对髋关节外骨骼的延伸方向进行调整,进一步增加设备的转动自由度,进而能够适配于不同体型的使用者。
进一步地,所述大腿外骨骼包括有第一伸缩段、第二伸缩段以及锁紧组件,所述第一伸缩段与所述电机模组连接,所述第二伸缩段沿所述大腿外骨骼的延伸方向滑动设置于所述第一伸缩段,且所述第一伸缩段、所述第二伸缩段通过所述锁紧组件相互锁紧或分离。
利用所述第二伸缩段相对于所述第一伸缩段滑动的设置,能够调节所述大腿外骨骼的整体长度,并配合所述锁紧组件的设置以对调节后的第一伸缩段与第二伸缩段进行锁紧,使所述穿戴式有源助力外骨骼设备能够适配于不同体型、不同身高的使用者,从而无需配置不同规格长度的大腿外骨骼即能够适配更多的使用者,提高适配性,使便携性更高,并且能设备装配节约成本。
进一步地,所述第一伸缩段开设有伸缩孔以及沿径向与所述伸缩孔相连通的锁紧孔;
所述第二伸缩段沿所述大腿外骨骼的延伸方向滑动穿设于所述伸缩孔,所述第二伸缩段的外周面设置有若干伸缩卡合槽,若干所述伸缩卡合槽沿所述第二伸缩段的滑动方向间隔设置;
所述锁紧组件包括锁紧套以及锁紧珠,所述锁紧套滑动套设于所述第一伸缩段与所述第二伸缩段外,所述锁紧珠限位于所述锁紧套与所述第二伸缩段之间,且所述锁紧珠在所述锁紧套的驱动下自所述锁紧孔部分穿入至所述伸缩孔内,并活动卡合于所述伸缩卡合槽。利用所述锁紧珠的设置,当其穿过所述锁紧孔并部分穿入至所述伸缩卡合槽时,能够限制所述第二伸缩段相对于所述第一伸缩段的滑动,从而实现锁紧,当其自所述伸缩卡合槽中脱出时,所述第二伸缩段能够相对于所述第一伸缩段自由滑动,从而能够调节所述大腿外骨骼的长度,以适配于不同使用者。
进一步地,所述第一伸缩段的外周面凸设有第一弹簧抵接部;所述锁紧套的内孔壁面凸设有第二弹簧抵接部,且所述第二弹簧抵接部的凸起高度沿远离所述第一弹簧抵接部的方向逐渐减小;所述锁紧组件还包括复位弹簧,所述复位弹簧沿所述第二伸缩段的滑动方向延伸设置,其两端分别抵接于所述第一弹簧抵接部以及所述第二弹簧抵接部;所述锁紧珠抵接于所述第二弹簧抵接部。外部施加的作用力与弹簧作用力相互拮抗,使所述第二弹簧抵接部作靠近或远离所述第一弹簧抵接部的运动,结合对所述第一弹簧抵接部凸起高度的限定,当所述锁紧套沿其滑动方向运动时,利用所述第一弹簧抵接部与所述锁紧珠的抵接,能够驱动锁紧珠运动,实现其与所述伸缩卡合槽的卡入或脱出,进而使所述第一伸缩段与所述第二伸缩段相互锁紧或分离。
进一步地,还包括移动电池,所述移动电池活动限位于所述电控模组。所述移动电池用以为所述电控模组提供能源,使其能够摆脱电源线材的限制,使使用场景更为广泛,同时移动电池活动限位的设置便于对其进行更换,从而提供更长续航。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述穿戴式有源助力外骨骼设备的结构示意图;
图2为本实用新型实施例所述穿戴式有源助力外骨骼设备的结构爆炸示意图一;
图3为本实用新型实施例所述穿戴式有源助力外骨骼设备的结构爆炸示意图二;
图4为本实用新型实施例所述大腿外骨骼结构示意图;
图5为本实用新型实施例所述髋关节外骨骼与所述第一活动组件结构示意图;
图6为本实用新型实施例所述承压框、所述髋关节外骨骼与所述第一活动组件结构示意图;
图7为本实用新型实施例所述驱动电机与所述传动连杆角度一示意图;
图8为本实用新型实施例所述驱动电机与所述传动连杆角度二示意图;
图9为本实用新型实施例所述传动连杆与所述第二活动组件结构爆炸示意图;
图10为本实用新型实施例所述第二销轴、所述第二销套与所述固定螺钉结构示意图;
图11为本实用新型实施例所述第一伸缩段、所述第二伸缩段与所述锁紧组件结构示意图;
图12为本实用新型实施例所述第一伸缩段、所述第二伸缩段与所述锁紧组件结构纵剖示意图;
图13为本实用新型实施例所述大腿外骨骼贴合人体腿部时的结构示意图;
图14为本实用新型实施例所述大腿外骨骼与人体腿部形成夹角时的结构示意图。
具体实施方式
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
请参照图1-3,图1为本实用新型实施例所述穿戴式有源助力外骨骼设备的结构示意图,图2为本实用新型实施例所述穿戴式有源助力外骨骼设备的结构爆炸示意图一,图3为本实用新型实施例所述穿戴式有源助力外骨骼设备的结构爆炸示意图二,本实用新型实施例提供一种穿戴式有源助力外骨骼设备,其包括电控模组以及镜像设置于所述电控模组两侧的电机模组、外骨骼结构模组、若干穿戴绑缚件;
所述外骨骼结构模组包括髋关节外骨骼21以及大腿外骨骼22;髋关节外骨骼21的一端连接于电控模组,髋关节外骨骼21的另一端连接于所述电机模组;
请参照图4,图4为本实用新型实施例所述大腿外骨骼结构示意图,如图所示,大腿外骨骼22具有第一端部228以及与第一端部228相对的第二端部229,第一端部228与所述电机模组传动连接,所述穿戴绑缚件设置于第二端部229以提供人体腿部的穿戴空间,所述电机模组用于驱动大腿外骨骼22以及所述穿戴绑缚件绕人体的冠状轴转动;
大腿外骨骼22上设置有偏移段220,偏移段220由第一端部228朝向第二端部229的方向上逐渐向人体一侧倾斜。
本实用新型实施例所述穿戴式有源助力外骨骼设备,其配置了电控模组,进一步通过电机模组的驱动为使用者的行走提供助力,以减轻长时间行走时使用者的体力损耗或对使用者造成身体疲劳损害;另外,通过对所述大腿外骨骼的形状进行限定,利用所述偏移段的设置,使其与人体结构的适配度更高,更贴合于人体大腿上部较粗、下部较细的形状特征,在穿戴后能够避免其与人体腿部的外侧部形成较大空隙,有效提高所述大腿外骨骼与人体腿部的拟合程度,从而使所述穿戴式有源助力外骨骼设备能够更好地对使用者的行走产生助力,并提高穿着使用体验。
具体地,请参照图1-3,所述电控模组包括电控盒11、电路板12以及移动电池13,电控盒11包括盒体111以及承压框112,盒体111为具有开口的中空结构,承压框112安装于盒体111内,并与电控盒11限定出电池容置槽,电路板12安装于承压框112上,移动电池13活动限位于所述电池容置槽,移动电池13用以为所述电控模组提供能源,使其能够摆脱电源线材的限制,使使用场景更为广泛,同时移动电池13活动限位的设置便于对其进行更换,从而提供更长续航。
进一步地,髋关节外骨骼21与所述电控模组铰接,使得髋关节外骨骼21能够绕人体的垂直轴转动,进而对髋关节外骨骼21的延伸方向进行调整,进一步增加设备的转动自由度,进而能够适配于不同体型的使用者。
为实现髋关节外骨骼21与所述电控模组的活动铰接,作为一种可选实施方式,在本实施例中,所述穿戴式有源助力外骨骼设备还包括第一活动组件;请参照图5-6,图5为本实用新型实施例所述髋关节外骨骼与所述第一活动组件结构示意图,图6为本实用新型实施例所述承压框、所述髋关节外骨骼与所述第一活动组件结构示意图,如图所示,所述第一活动组件包括第一销轴31以及第一销套32;第一销轴31的两个端部分别固定安装于电控盒11,具体地,盒体111相对的两侧贯穿开设有铰接安装孔,承压框112对应所述铰接安装孔的位置处凸起设置有销轴限位件113,第一销轴31沿竖直方向延伸设置,且其两个端部固定安装于销轴限位件113;第一销套32轴向限位、周向活动地套设于第一销轴31;髋关节外骨骼21包括铰接端,所述铰接端穿设于所述铰接安装孔,并与第一销套32的外周面固定连接。利用第一销轴31与第一销套32的配合,实现髋关节外骨骼21与电控盒11的转动连接。
进一步地,承压框112为金属制件,优选为铝制件,其机械强度高,能够承受所述胯关节外骨骼、所述电机模组以及大腿外骨骼22的重量而不易出现变形或损坏等问题,同时其密度相对较小,有助于降低设备整体的自重。第一销套32的外周面还凸起设置有角度限位件321,角度限位件321活动抵接于销轴限位件113,以对髋关节外骨骼21相对于电控盒11的转动角度进行限制,避免因过度转动而造成结构的损坏。
请参照图7-8,图7为本实用新型实施例所述驱动电机与所述传动连杆角度一示意图,图8为本实用新型实施例所述驱动电机与所述传动连杆角度二示意图,所述电机模组包括电机壳体、驱动电机41以及传动连杆42;
具体地,所述电机壳体由第一壳体43与第二壳体44可拆卸安装组成,其围合形成驱动电机41的安装空间;第一壳体43与第二壳体44沿远离人体的方向依次设置,髋关节外骨骼21的固定端通过螺丝与第一壳体43固定连接;
进一步地,髋关节外骨骼21呈中空结构,所述电机壳体贯穿开设有过线孔,所述电机模组还包括连接线,所述连接线一端与驱动电机41电性连接,另一端自所述过线孔穿出,并依次穿过髋关节外骨骼21、电控盒11,以与电路板12电性连接,此设置避免线材外露,避免对行动造成干扰,并可提高设备外形美观度。
作为一种可选实施方式,如图7-8中所示的,传动连杆42呈弯折状,其包括依次固定连接的第一分段421、第二分段422以及第三分段423,第一分段421沿所述驱动电机的径向延伸设置,并与驱动电机41的输出端固定连接;第二分段422沿驱动电机41的轴向朝靠近人体的方向延伸设置,第三分段423穿出所述电机壳体外与大腿外骨骼22的第一端部228连接,使得大腿外骨骼22能够绕人体的矢状轴转动,进一步增加设备的转动自由度,与人体契合度高,并且便于大腿外骨骼22通过所述穿戴绑缚件穿戴于人体腿部,且对传动连杆22的结构做进一步限定,弯折状的传动连杆42使其与大腿外骨骼22的铰接连接处发生位置偏移,使大腿外骨骼22能够更好地与人体腿部的外侧面贴合,同时贴合行程更短,并能增加力矩的时效性与传导性。
进一步地,偏移段220设置于大腿外骨骼22的第一端部228,大腿外骨骼22通过偏移段220与第三分段423活动铰接。
为实现大腿外骨骼22与第三分段423的活动铰接,作为一种可选实施方式,在本实施例中,所述穿戴式有源助力外骨骼设备还包括第二活动组件;请参照图7-10,图9为本实用新型实施例所述传动连杆与所述第二活动组件结构爆炸示意图,图10为本实用新型实施例所述第二销轴、所述第二销套与所述固定螺钉结构示意图,如图所示,所述第二活动组件包括第二销轴33以及第二销套34,第二销轴33的两个端部分别通过固定螺钉36固定安装于传动连杆42,具体为安装在传动连杆42第二分段422的端部;第二销套34轴向限位、周向活动地套设于第二销轴33;大腿外骨骼22的端部与第二销套34的外周面固定连接。利用第二销轴33与第二销套34的配合,实现传动连杆42与大腿外骨骼22的转动连接,便于大腿外骨骼22与穿戴绑缚件的穿戴固定。
为适配不同身高的使用者的需求,在本实施例中,大腿外骨骼22采用活动伸缩设置;具体地,为实现大腿外骨骼22的活动伸缩设置,请参照图11-12,图11为本实用新型实施例所述第一伸缩段、所述第二伸缩段与所述锁紧组件结构示意图,图12为本实用新型实施例所述第一伸缩段、所述第二伸缩段与所述锁紧组件结构纵剖示意图,如图所示,在本实施例中,大腿外骨骼22包括有第一伸缩段221、第二伸缩段222以及锁紧组件,第一伸缩段221与传动连杆42活动铰接,第二伸缩段222沿大腿外骨骼22的延伸方向滑动设置于第一伸缩段221,且第一伸缩段221、第二伸缩段222通过所述锁紧组件相互锁紧或分离。利用第二伸缩段222相对于第一伸缩段221滑动的设置,配合所述锁紧组件的设置,能够调节大腿外骨骼22的整体长度,从而无需配置不同规格长度的大腿外骨骼22即能够适配更多的使用者。
具体地,第一伸缩段221开设有伸缩孔223以及若干锁紧孔224,若干锁紧孔224沿第一伸缩段221的周向间隔设置,且每一锁紧孔224均沿径向与伸缩孔223相连通;
第二伸缩段222沿大腿外骨骼22的延伸方向滑动穿设于伸缩孔223,第二伸缩段222的外周面设置有若干伸缩卡合槽225,若干伸缩卡合槽225沿第二伸缩段222的滑动方向间隔设置;
所述锁紧组件包括锁紧套51以及锁紧珠52,锁紧套51滑动套设于第一伸缩段221与第二伸缩段222外,锁紧珠52限位于锁紧套51与第二伸缩段222之间,且锁紧珠52在锁紧套51的驱动下自锁紧孔224部分穿入至伸缩孔223内,并活动卡合于伸缩卡合槽225。利用锁紧珠52的设置,当其穿过锁紧孔224并部分穿入至伸缩卡合槽225时,能够限制第二伸缩段222与第一伸缩段221的相对滑动,从而实现锁紧;而当锁紧珠52自伸缩卡合槽225中脱出时,第一伸缩段221与第二伸缩段222相互分离,第二伸缩段222能够相对于第一伸缩段221自由滑动,从而能够调节大腿外骨骼22的长度,以适配不同使用者。
作为一种可选实施方式,在本实施例中,第一伸缩段221为一中空圆筒结构,第二伸缩段222为与第一伸缩段221的内孔相匹配的圆柱结构,锁紧套51为具有一贯通内孔的筒状结构;伸缩卡合槽225为沿第二伸缩段222的周向延伸设置的条形槽,锁紧珠52的数目至少2,在本实施例中,具体为3,其沿锁紧套51的周向间隔设置,使卡紧效果更为牢固,避免出现意外伸缩;
第一伸缩段221的外周面凸设有第一弹簧抵接部226;锁紧套51的内孔壁面凸设有第二弹簧抵接部511,且第二弹簧抵接部511的凸起高度沿远离第一弹簧抵接部226的方向逐渐减小;所述锁紧组件还包括复位弹簧53,复位弹簧53沿第二伸缩段222的滑动方向延伸设置,其两端分别抵接于第一弹簧抵接部226以及第二弹簧抵接部511;锁紧珠52抵接于第二弹簧抵接部511。
通过对第二弹簧抵接部511凸起高度进行限定,其表面形成一抵接斜面,锁紧珠52抵接于所述抵接斜面;在使用时,施加作用力滑动锁紧套51以压缩复位弹簧53,第二弹簧抵接部511朝靠近第一弹簧抵接部226的的方向运动,此时,沿锁紧孔224的轴向,所述抵接斜面与第二伸缩段222外周面之间的距离增加,锁紧珠52能够自伸缩卡合槽225中脱出,第一伸缩段221与第二伸缩段222相互分离,第二伸缩段222能够在第一伸缩段221内自由伸缩,实现对大腿外骨骼22长度的调节;
调节完成后,除去压缩复位弹簧53的作用力,复位弹簧53自身的弹性作用力使锁紧套51自动复位,第二弹簧抵接部511朝远离第一弹簧抵接部226的方向运动,此时,所述抵接斜面与第二伸缩段222外周面之间的距离减小,所述抵接斜面推动锁紧珠52,以使锁紧珠52自锁紧孔224部分穿入至伸缩孔223,并进一步对应卡设在伸缩卡合槽225中,进而使第一伸缩段221与所述伸缩段相互锁紧。
以上设置,锁紧后结构稳定性良好,同时调节时仅需滑动锁紧套51即可解除锁紧状态,在放手后锁紧套51能够自动复位,重新恢复锁紧状态,调节操作简便快捷。
进一步优选地,第一伸缩段221的外周面还凸起设置有滑动限位件227,滑动限位件227位于第一抵接部226远离第二抵接部511的一侧;所述锁紧组件还包括安装于锁紧套51端部的限位盖54,限位盖54套设于第一伸缩段221外,且其内孔的内径不大于第一伸缩段221在第一抵接部226处的外径,即限位盖54限位于滑动限位件227与第一抵接部226之间,以对锁紧套51的滑动进行限定,避免其出现脱落,并能够确保第二抵接部511对锁紧珠52的限位。
进一步优选地,第一销轴31与第二销轴33的两个端部外均活动套设有至少一个垫片35,垫片35限位于第一销套32与销轴限位件113之间,或,垫片35限位于第二销套34与传动连杆42之间。垫片35优选为塑料制件,其设置能够减少转动连接的两个部件的摩擦,降低磨损。
所述穿戴绑缚件包括大腿穿戴件61以及若干穿戴带(图未示),大腿穿戴件61活动安装于大腿外骨骼22,髋关节外骨骼21以及所述电机壳体上均凸起设置有活动卡扣62,所述穿戴带的端部设置有与活动卡扣62相配合的卡件,所述卡件对应与活动卡扣62配合卡持。
进一步优选地,请参照图13-14,图13为本实用新型实施例所述大腿外骨骼贴合人体腿部时的结构示意图,图14为本实用新型实施例所述大腿外骨骼与人体腿部形成夹角时的结构示意图,第二销套34与第二销轴33之间还设置有卡簧(图未示),所述卡簧处于松弛状态时,大腿外骨骼22与人体腿部形成一夹角,或者,第二销套34与第二销轴33之间设置有阻尼结构(图未示),进而能够大腿外骨骼22与人体腿部形成的夹角的无极调节,均可对传动连杆42与大腿外骨骼22之间的转动角度进行限制或控制,穿戴使用时先通过所述穿戴件与活动卡扣62的配合,将所述髋部外骨骼穿戴固定,再用力压合所述卡簧,使大腿外骨骼22贴合人体腿部,通过滑动锁紧套51解锁第一伸缩段221与第二伸缩段222的锁紧状态,将大腿外骨骼调整至合适的长度,重新锁紧后,再将大腿穿戴件61固定于大腿外,即可完成穿戴,如图12所示,在脱下时解除大腿穿戴件61,大腿外骨骼22即可在所述卡簧的弹性作用力下恢复至与人体腿部形成夹角的位置,或者利用所述阻尼结构使大腿外骨骼22处于固定的角度,如图13所示,便于进一步完成其他部分的拆除。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (11)
1.一种穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:包括电控模组以及设置于所述电控模组两侧的电机模组、外骨骼结构模组、穿戴绑缚件;
所述外骨骼结构模组包括髋关节外骨骼以及大腿外骨骼;所述髋关节外骨骼的一端连接于所述电控模组,所述髋关节外骨骼的另一端连接于所述电机模组;所述大腿外骨骼具有第一端部以及与第一端部相对的第二端部,所述第一端部与所述电机模组传动连接,所述穿戴绑缚件设置于所述第二端部以提供人体腿部的穿戴空间,所述电机模组用于驱动所述大腿外骨骼以及所述穿戴绑缚件绕人体的冠状轴转动;
所述大腿外骨骼设置有偏移段,所述偏移段由所述第一端部朝向所述第二端部的方向上逐渐向人体一侧倾斜。
2.根据权利要求1所述的穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:
所述电机模组包括电机壳体、驱动电机以及传动连杆,所述传动连杆呈弯折状,其包括依次固定连接的第一分段、第二分段以及第三分段,所述第一分段沿所述驱动电机的径向延伸设置,并与所述驱动电机的输出端固定连接;所述第二分段沿所述驱动电机的轴向朝靠近人体的方向延伸设置,所述第三分段穿出所述电机壳体外与所述大腿外骨骼的第一端部连接。
3.根据权利要求2所述的穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:所述大腿外骨骼与所述第三分段活动铰接,使得所述大腿外骨骼能够绕人体的矢状轴转动。
4.根据权利要求3所述的穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:所述偏移段设置于所述大腿外骨骼的第一端部,所述大腿外骨骼通过所述偏移段与所述第三分段活动铰接。
5.根据权利要求3所述的穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:
还包括第二活动组件,所述第二活动组件包括第二销轴以及第二销套,所述第二销轴的两个端部分别固定安装于所述第三分段;所述第二销套轴向限位、周向活动地套设于所述第二销轴;所述大腿外骨骼的第一端部与所述第二销套的外周面固定连接。
6.根据权利要求5所述的穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:所述第二销套与所述第二销轴之间还设置有卡簧,所述卡簧处于复位状态时,所述大腿外骨骼与人体腿部形成一夹角;或者所述第二销套与所述第二销轴之间设置有阻尼结构。
7.根据权利要求1所述的穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:所述髋关节外骨骼与所述电控模组铰接,使得所述髋关节外骨骼能够绕人体的垂直轴转动。
8.根据权利要求1-7任一项所述的穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:所述大腿外骨骼包括有第一伸缩段、第二伸缩段以及锁紧组件,所述第一伸缩段与所述电机模组连接,所述第二伸缩段沿所述大腿外骨骼的延伸方向滑动设置于所述第一伸缩段,且所述第一伸缩段、所述第二伸缩段通过所述锁紧组件相互锁紧或分离。
9.根据权利要求8所述的穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:
所述第一伸缩段开设有伸缩孔以及沿径向与所述伸缩孔相连通的锁紧孔;
所述第二伸缩段沿所述大腿外骨骼的延伸方向滑动穿设于所述伸缩孔,所述第二伸缩段的外周面设置有若干伸缩卡合槽,若干所述伸缩卡合槽沿所述第二伸缩段的滑动方向间隔设置;
所述锁紧组件包括锁紧套以及锁紧珠,所述锁紧套滑动套设于所述第一伸缩段与所述第二伸缩段外,所述锁紧珠限位于所述锁紧套与所述第二伸缩段之间,且所述锁紧珠在所述锁紧套的驱动下自所述锁紧孔部分穿入至所述伸缩孔内,并活动卡合于所述伸缩卡合槽。
10.根据权利要求9所述的穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:
所述第一伸缩段的外周面凸设有第一弹簧抵接部;所述锁紧套的内孔壁面凸设有第二弹簧抵接部,且所述第二弹簧抵接部的凸起高度沿远离所述第一弹簧抵接部的方向逐渐减小;所述锁紧组件还包括复位弹簧,所述复位弹簧沿所述第二伸缩段的滑动方向延伸设置,其两端分别抵接于所述第一弹簧抵接部以及所述第二弹簧抵接部;所述锁紧珠抵接于所述第二弹簧抵接部。
11.根据权利要求1-7任一项所述的穿戴式有源助力外骨骼设备,其特征在于:
还包括移动电池,所述移动电池活动限位于所述电控模组。
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2022
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