TWI556809B - 助行裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種助行裝置，且特別是有關於一種具有較佳穩定性的助行裝置。
根據歐美醫學統計，脊髓損傷患者佔人口千分之一，全球約700萬人，每年增加人數為35萬人。此外，台灣脊髓損傷潛能發展中心統計，台灣地區患者約2萬3千人，每年以1,200人之速度增加。由上述可知，脊髓損傷患者已非少數族群，為了協助患者能夠恢復正常生活，各國均投入開發相關的助行裝置。
以目前的助行裝置而言，使用者穿戴之後搭配拐杖等輔具能夠完成日常生活中的起身、坐下、行走、上下坡、上下樓梯等功能。然而，為了降低使用者在移動的過程中發生失衡傾倒的機率，助行裝置仍需朝向高穩定性的方向發展。
本發明提供一種助行裝置，其具有較佳穩定性。
本發明的一種助行裝置，包括一腰部總成及至少一腿部
總成。各腿部總成連接於腰部總成。腿部總成包括一大腿支架、一小腿支架、一足底板、一髖關節、一膝關節及一踝關節。髖關節樞接於大腿支架。膝關節樞接於大腿支架且連接於小腿支架。踝關節包括一可撓板體及一彈性件。可撓板體包括相對的一第一端及一第二端，第一端直接或間接地樞接於小腿支架，第二端連接至足底板，且彈性件施壓於可撓板體的第一端。
基於上述，本發明的助行裝置的踝關節藉由可撓板體的第一端直接或間接地樞接於小腿支架，可撓板體的第二端連接至足底板，可撓板體可因使用者行走時重心左右偏移而產生左右彎曲變形，讓使用者在行走時足底板仍可與地面完全接觸，不會因使用者的身體側傾而使足底板部分離開地面，有效地提升行走過程中之穩定性與安全性。此外，踝關節上的彈性件施壓於可撓板體的第一端，以在小腿支架與踝關節之間提供較大的摩擦力，當使用者抬起腳時，可避免足底板受重力垂下而使腳尖與地面接觸的危險狀況，進而提高行走時之穩定性。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧助行裝置
100‧‧‧腰部總成
110‧‧‧臀部反力板
120‧‧‧胸部側板
130‧‧‧左右調整件
140‧‧‧第一活動件
142‧‧‧第一限位部
150‧‧‧電池
200‧‧‧腿部總成
210‧‧‧大腿支架
212‧‧‧上支架
214‧‧‧下支架
220‧‧‧小腿支架
230‧‧‧足底板
240‧‧‧髖關節
250‧‧‧膝關節
260‧‧‧踝關節
261‧‧‧固定板
262‧‧‧可撓板體
262a‧‧‧第一端
262b‧‧‧第二端
263‧‧‧彈性件
264‧‧‧墊片
265‧‧‧調整環
266‧‧‧外殼
267‧‧‧鎖固件
270‧‧‧第二活動件
272‧‧‧第二限位部
280‧‧‧前後調整件
290‧‧‧髖關節動力組合
295‧‧‧膝關節動力組合
300‧‧‧樞軸
圖1是依照本發明的一實施例的一種助行裝置的立體示意圖。
圖2是圖1的助行裝置的前視示意圖。
圖3是圖1的助行裝置的側視示意圖。
圖4是圖1的助行裝置的上視示意圖。
圖5是圖1的助行裝置的環關節與足底板的立體示意圖。
圖6是圖5的環關節與足底板的爆炸示意圖。
圖7是圖1的助行裝置的腰部總成與其中一隻腿部總成的爆炸示意圖。
圖8是圖1的助行裝置的兩腿部總成的張開示意圖。
圖9是圖1的助行裝置的兩腿部總成的靠合示意圖。
圖10是圖1的助行裝置的第一活動件與第二活動件的放大示意圖。
圖1是依照本發明的一實施例的一種助行裝置的立體示
意圖。圖2是圖1的助行裝置的前視示意圖。圖3是圖1的助行裝置的側視示意圖。圖4是圖1的助行裝置的上視示意圖。請參閱圖1至圖4，助行裝置10包括一腰部總成100及至少一腿部總成200。腰部總成100用以支撐一使用者的腰部，在本實施例中，腿部總成200的數量為兩個，各腿部總成200連接於腰部總成100且用以裝設至使用者的腿部，更詳細地說，兩腿部總成200會貼合於使用者左右大腿外側。當然，在其他實施例中，腿部總成200的數量也可為單一個，以供單腳失去功能的使用者使用。
各腿部總成200包括一大腿支架210、一小腿支架220、一足底板230、一髖關節240、一膝關節250及一踝關節260。髖關節240樞接於大腿支架210。膝關節250樞接於大腿支架210且連接於小腿支架220。踝關節260樞接於小腿支架220且連接至足底板230。本實施例的腿部總成200藉由髖關節240、膝關節250及踝關節260以使大腿支架210、小腿支架220及足底板230之間能夠相對轉動，各支架之長度也可調整以配合使用者。
圖5是圖1的助行裝置的踝關節與足底板的立體示意圖。圖6是圖5的踝關節與足底板的爆炸示意圖。請參閱圖5以及圖6，在本實施例中，踝關節260包括一固定板261以及一可撓板體262。固定板261連接於小腿支架220。可撓板體262包括相對的一第一端262a及一第二端262b，第一端262a樞接於固定板261，第二端262b連接至足底板230。在本實施例中，可撓板體262為略具可撓性的金屬片或是彈性塑膠片，但可撓板體262的材料並不以此為限制，只要是在可撓板體262的法線方向可略為撓曲且具有一定支撐性的材料即可。
可撓板體262可因使用者行走時重心左右偏移而產生左右彎曲變形，讓使用者在行走時足底板230的內外側的角度可微調，以使足底板230能夠與地面完全貼合接觸，避免足底板230發生內翻或是外翻現象。如此一來，即便使用者在行走時身體側傾，也不會發生部分的足底板230離開地面，而讓使用者失去重心的狀況，有效地提升行走過程中之穩定性與安全性。在其他實
施例中，踝關節260也可以不具有固定板261，而是可撓板體262直接樞接於小腿支架220，踝關節260的形式並不以上述為限制。
此外，由於足底板230與小腿支架220之間靠踝關節260樞接，若樞接處的磨擦力較小時，足底板230與小腿支架220之間可以相當輕易地相對轉動，當使用者在行走的過程中抬起腳時，足底板230的前端會受到重力而發生自然垂下的狀況。更詳細地說，足底板230離踝關節260較遠的一端會往下而與地面接觸，而發生使用者之腳尖摩擦地面而被絆倒的危險。為了降低上述狀況發生的機率，在本實施例中，踝關節260更包括一彈性件263，配置於可撓板體262的第一端262a的一側，以施壓於可撓板體262的第一端262a。彈性件263便能夠對固定板261與可撓板體262提供較大的摩擦力，而使得小腿支架220與足底板230間之相對轉動的角度受到限制。如此一來，當使用者抬起腳時，可避免足底板230受重力垂下而使腳尖與地面接觸的危險，進而提高行走時之穩定性。在本實施例中，彈性件263為一板形彈簧，但在其他實施例中，彈性件263也可為一彈簧或是由彈性材料構成的可壓縮元件。
另外，如圖6所示，踝關節260更包括兩墊片264、一調整環265、一外殼266與一鎖固件267，兩墊片264夾置可撓板體262的第一端262a，墊片264由耐磨的材料所製成，例如是高分子材料等，用以提高可撓板體262與固定板261之間的耐磨性。調整環265可輔助彈性件263，以讓可撓板體262的第一端262a
保持固定的阻尼效果。在本實施例中，兩墊片264、可撓板體262的第一端262a、調整環265、彈性件263、外殼266共軸，兩墊片264、可撓板體262的第一端262a、調整環265、彈性件263被外殼266包覆，且由鎖固件267固定至固定板261上；但以上各零件除可撓板體262外，皆可適當地增加或刪減，以配合工程需求，本實施例不予限制。
在本實施例中，足底板230為半截式足底板，也就是說，足底板230因只有包覆使用者的足底或是鞋底的後半部。如此，當使用者穿著助行裝置10跨步向前時，可以減少鞋底前端觸地之狀況。當然，在其他實施例中，足底板230也可以是能夠包覆全腳掌或是全鞋底之足底板，足底板230的種類不以此為限制。
圖7是圖1的助行裝置的腰部總成與其中一隻腿部總成的爆炸示意圖。請同時參閱圖1以及圖7，在本實施例中，腰部總成100包括一臀部反力板110、兩胸部側板120、一左右調整件130及兩第一活動件140。臀部反力板110用以抵靠使用者的臀部，以提供行走時的反作用力。
在本實施例中，兩個胸部側板120分別連接至兩腿部總成200且往遠離大腿支架210的方向(也就是上方)延伸，以拘束使用者的胸部，讓使用者於跨步時可利用上半身之重心偏移將腿部總成200抬起跨步前進。
在本實施例中，左右調整件130上具有多個螺孔，兩第一活動件140可調整地以鎖固的方式固定在左右調整件130上，
用以供使用者依據體型調整兩第一活動件140之間的距離，以調整腰部寬度。
各腿部總成200更包括一第二活動件270及兩前後調整件280，助行裝置10更包括兩樞軸300，各樞軸300樞接其中一個第一活動件140以及其中一個第二活動件270，以使腿部總成200沿一左右向軸線可調整地連接於左右調整件130。
各前後調整件280上也具有多個螺孔，第二活動件270沿一前後向軸線可調整地以鎖固的方式固定在前後調整件280上，用以供使用者依據體型調整臀部厚度。
大腿支架210固定於前後調整件280上。在本實施例中，大腿支架210包括一上支架212及一下支架214，下支架214可調整地固定於上支架212。更詳細地說，上支架212與下支架214之間尚未固定之前，上支架212可沿著上下方向滑設於下支架214，以根據使用者大腿長度調整上支架212與下支架214之間的相對位置，以改變髖關節240與膝關節250之間的距離。
此外，局部的小腿支架220可調整地伸入膝關節250內，並具有多個螺孔以供鎖固固定，也就是說，可以根據使用者小腿長度調整膝關節250與踝關節260之距離。因此，本實施例的助行裝置10能夠依據使用者的腰部寬度、臀部寬度、大小腿長度來調整各元件之間的相對位置，以符合更多使用者的需求。
當然，在其他實施例中，助行裝置10也可以是客製化的產品，直接依據使用者的身形訂製出符合其臀寬、腰寬、大小腿
長度的裝置，並不一定需要有左右調整件130、前後調整件280、可調整相對位置的上支架212與下支架214、以及可調整位置的小腿支架220的設計。
此外，在本實施例中，助行裝置10所針對的族群為胸椎以下不完全脊髓損傷、低位完全脊髓損傷、中位完全脊髓損傷等症狀造成肢體障礙者，此族群共通特性為下肢完全癱瘓或無力支撐，但上半身強壯足以使用長腿支架(Hip guidance orthosis,HGO)或交替式步態矯具者(reciprocating gait orthosis,RGO)。因此，助行裝置10設計為主動式動力裝置，也就是說，助行裝置10會提供部分或完全動力帶動使用者下肢。
在本實施例中，各腿部總成200更包括一髖關節動力組合290及一膝關節動力組合295，髖關節動力組合290及膝關節動力組合295分別配置於上支架212及下支架214上，但髖關節動力組合290及膝關節動力組合295的位置並不以此為限制。腰部總成100包括一電池150，電性連接至髖關節動力組合290及膝關節動力組合295，髖關節動力組合290及膝關節動力組合295分別包括一馬達與一減速機構，以帶動髖關節240以及膝關節250運動。此外，本實施例的助行裝置10也可搭配拐杖等其他輔助裝置來提升行走時的穩定性。
在本實施例中，由於第一活動件140與第二活動件270之間以樞軸300樞接，第二活動件270可相對於第一活動件140轉動，而使得兩腿部總成200之間的角度可變。圖8是圖1的助
行裝置的兩腿部總成的張開示意圖。圖9是圖1的助行裝置的兩腿部總成的靠合示意圖。請參閱圖8以及圖9，當使用者要穿戴助行裝置10時，可先轉動兩第二活動件270以將兩腿部總成200相對於腰部總成100張開(如圖8所示)，使用者便能夠較方便地穿上助行裝置。待使用者穿戴好助行裝置10之後，再將二腿部總成200靠合(如圖9所示)以啟動準備狀態。
值得一提的是，為了避免兩腿部總成200過於靠合(也就是二膝關節250貼合甚至是交錯)而讓使用者無法直線前進，甚至發生絆倒的情形，在本實施例中，第一活動件140與第二活動件270之間具有角度限制，限制兩腿部總成200之間在閉合時，舉例只能夠如圖9所示地回到平行的狀態，而不能夠使兩膝關節250繼續靠近。
圖10是圖1的助行裝置的第一活動件與第二活動件的放大示意圖。請參閱圖10，在本實施例中，各第一活動件140包括至少一第一限位部142，各第二活動件270包括至少一第二限位部272，第一限位部142與第二限位部272用以限制第一活動件140與第二活動件270之間的轉動角度。詳細而言，如圖10所示，第一限位部142為嵌入於第一活動件140的一柱體，第二限位部272為位於第二活動件270的上方的一溝槽，第一限位部142可滑設於第二限位部272且受限於第二限位部272的範圍，而限制各第一活動件140與各第二活動件270之間的轉動角度。在本實施例中，也有另一柱體嵌入於第二活動件270且可滑設於第一活動件
140下方的溝槽(未繪示)，此兩柱體與兩溝槽之間的配合能夠提供第一活動件140與第二活動件270之間穩定且有限制地轉動。
在一未繪示的實施例中，第一活動件140與第二活動件270可以分別包括一限位部，樞軸300可以包括分別對應於第一活動件140之限位部與第二活動件270之限位部的兩個限位結構，以限制各第一活動件140與各第二活動件270之間的轉動角度。同樣地，限位部與限位結構的其中之一可為溝槽，另一可為伸入溝槽的凸柱。當然，限制第一活動件140與第二活動件270的轉動角度的方式並不以上述為限制。
綜上所述，本發明的助行裝置的踝關節藉由可撓板體的第一端直接或間接地樞接於小腿支架，可撓板體的第二端連接至足底板，可撓板體可因使用者行走時重心左右偏移而產生左右彎曲變形，讓使用者在行走時足底板仍可與地面完全接觸，不會因使用者的身體側傾而使足底板部分離開地面，有效地提升行走過程中之穩定性與安全性。此外，踝關節上的彈性件施壓於可撓板體的第一端，以在小腿支架與踝關節之間提供較大的摩擦力，當使用者抬起腳時，可避免足底板受重力垂下而導致使用者之腳尖與地面接觸的危險狀況，進而提高行走時之穩定性。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧助行裝置
100‧‧‧腰部總成
110‧‧‧臀部反力板
120‧‧‧胸部側板
130‧‧‧左右調整件
140‧‧‧第一活動件
150‧‧‧電池
200‧‧‧腿部總成
210‧‧‧大腿支架
212‧‧‧上支架
214‧‧‧下支架
220‧‧‧小腿支架
230‧‧‧足底板
240‧‧‧髖關節
250‧‧‧膝關節
260‧‧‧踝關節
261‧‧‧固定板
262‧‧‧可撓板體
263‧‧‧彈性件
264‧‧‧墊片
265‧‧‧調整環
266‧‧‧外殼
267‧‧‧鎖固件
270‧‧‧第二活動件
280‧‧‧前後調整件
290‧‧‧髖關節動力組合
295‧‧‧膝關節動力組合
300‧‧‧樞軸
Claims (10)
- 一種助行裝置，包括：一腰部總成；以及至少一腿部總成，連接於該腰部總成，該腿部總成包括一大腿支架；一小腿支架；一足底板；一髖關節，樞接於該大腿支架；一膝關節，樞接於該大腿支架且連接於該小腿支架；以及一踝關節，包括一可撓板體及一彈性件，其中該可撓板體包括相對的一第一端及一第二端，該第一端直接或間接地樞接於該小腿支架，該第二端連接至該足底板，且該彈性件施壓於該可撓板體的該第一端，其中該腰部總成包括至少一第一活動件，該腿部總成包括至少一第二活動件，該第一活動件以及該第二活動件是以一樞軸樞接，該第一活動件包括一第一限位部，該第二活動件包括一第二限位部，該第一限位部與該第二限位部用以限制該第一活動件與該第二活動件之間的轉動角度。
- 如申請專利範圍第1項所述的助行裝置，其中該腰部總成包括一左右調整件，該腿部總成沿一左右向軸線可調整地連接於該左右調整件。
- 如申請專利範圍第1項所述的助行裝置，其中該腿部總成包括一前後調整件，該大腿支架沿一前後向軸線可調整地連接於 該前後調整件。
- 如申請專利範圍第1項所述的助行裝置，其中該腰部總成包括一臀部反力板，用以抵靠使用者的臀部。
- 如申請專利範圍第1項所述的助行裝置，其中該大腿支架包括一上支架及一下支架，該下支架可調整地固定於該上支架。
- 如申請專利範圍第5項所述的助行裝置，其中各該腿部總成包括一髖關節動力組合及一膝關節動力組合，該髖關節動力組合及該膝關節動力組合分別配置於該上支架及該下支架上。
- 如申請專利範圍第1項所述的助行裝置，其中該小腿支架可調整地伸入該膝關節內。
- 如申請專利範圍第1項所述的助行裝置，其中該腰部總成包括至少一胸部側板，連接至該腿部總成且往遠離該大腿支架的方向延伸。
- 如申請專利範圍第1項所述的助行裝置，其中該踝關節更包括兩墊片，夾置該可撓板體的該第一端。
- 如申請專利範圍第1項所述的助行裝置，其中該足底板為半截式足底板。
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