TWI690307B - 智能腿部保健外骨骼裝置 - Google Patents

Abstract

本發明為有關一種智能腿部保健外骨骼裝置，主要結構包括一第一支架，第一支架上設有一第一固定件及一第一連接部，第一連接部樞接一第二連接部，第二連接部設於一第二支架之端處，即可將第二支架及第一支架相互樞接，第一連接部及第二連接部上設有一單向限位件，第二支架上設有一第二固定件、一控制元件、一供電元件、一無線連接件，第二固定件上設有一低週波元件，且第二支架之端處樞接有一第三支架，第三支架上設有一第三固定件、及一定位元件，第三固定件上設有一生理檢測組件，藉此可讓使用者將第一支架固定於大腿後側、將第二支架固定於小腿前側、將第三支架套接於足部上，當使用者站立過久時，可按下單向限位件，以固定第一支架及第二支架，讓使用者能將體重釋放至第一支架及第二支架上，以達到省力之目的，還可具有多樣化的功能。

Description

智能腿部保健外骨骼裝置

本發明為提供一種讓使用者能休息省力，並具有多樣化功能的智能腿部保健外骨骼裝置。

按，能利用雙腳行走，是人類由原始動物進化為人的一大關鍵，因為能使用雙腳行走，方可空出雙手來做其他事情，進而發展出許多工具。

然而再健壯的人行走久了也是會感到疲勞，或是年長者因為膝蓋骨骼退化，導致無法久站或長距離的走動，但並不是所有地方或場地都有椅子可供人坐下休息，以及有些職業需要長久的站立或半蹲，此種職業場所也不能隨意讓人坐下，因此就有許多的輔助設備出現，如讓老人家使用的拐杖、或可安裝於腿部的外骨骼裝置，而一般的外骨骼裝置都需要使用電源、或是相當複雜的機構，於使用上相當的麻煩，並且功能性上也相當的單一，並不能具有多樣的使用效果。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種讓使用者站立時能直接坐下達到省力的效果，並且具有多樣化之功能的智能腿部保健外骨骼裝置的發明專利者。

本發明之主要目的在於：利用第一支架、第二支架、及單向限位件來達到省力的效果，並且可具有生理檢測、低週波按摩、及定位的功能。

為達成上述目的，本發明之外骨骼裝置主要結構包括：一第一支架、一設於第一支架上之第一固定件、一設於第一支架端處的第一連接部、一樞接於第一支架端處的第二支架、一設於第二支架端處以供第二支架樞接於第一支架上的第二連接部、一設於第一連接部及第二連接部上的單向限位件、至少一設於第二支架上的第二固定件、一樞接於第二支架背離第一支架端處的第三支架、至少一設於第三支架上的第三固定件、一設於外骨骼裝置上的控制元件、至少一設於第二固定件上的低週波元件、一設於外骨骼裝置上的供電元件、一設於第三固定件上的生理檢測組件、一設於外骨骼裝置上的定位元件、及一設於第二支架上的無線連接件。

藉由上述之結構，使用者可將第一支架放置於大腿的後側處，並經由第一固定件將第一支架固定於大腿上，同時將第二支架放置於小腿的前側處，並經由第二固定件將第二支架固定於小腿上，再將第三支架套接於腳掌的位置，並經由第三固定件將第三支架固定於足部上，即可將第一支架、第二支架、及第三支架貼合於人體的下肢上，並穿於人體的褲管內，提升美觀的效果。

而若使用者行走至腳痠或站立太久需要休息時，可直接往下蹲適當位置後，按下單向限位件，使第一連接部與第二連接部及第一支架與第二支架僅能往使用者站起的方向相對轉動，往蹲下的方向轉動時即會受到限位停止，故能讓使用者將身體的重量放置於第一支架上，如同直接坐下般，達到休息的效果，若要再行走時，只要抽出單向限位件，讓第一連接部及第二連接部能正常相互轉動即可繼續行走。

使用者還可將控制元件經由無線連接件資訊連接一電子裝置，並由電子裝置控制開啟低週波元件，針對下肢進行低週波的治療保健，或是開啟生理檢測組件，以檢測人體的生理狀況，亦可開啟定位元件並顯示於電子裝置上，以確 定使用者的位置，藉此達到多功能的效果。

藉由上述技術，可針對習用的外骨骼使用上較為麻煩且功能較為單一的問題點加以突破，達到上述優點之實用進步性。

1‧‧‧外骨骼裝置

11‧‧‧第一支架

111‧‧‧第一連接部

112‧‧‧第一固定件

12、12a‧‧‧第二支架

121‧‧‧第二連接部

122‧‧‧第二固定件

13、13a‧‧‧第三支架

131‧‧‧第三固定件

14‧‧‧單向限位件

141‧‧‧控制部

142‧‧‧連接部

143‧‧‧棘輪部

1431‧‧‧轉動面

1432‧‧‧卡合面

15‧‧‧鬆緊調整件

151‧‧‧鎖合部

152‧‧‧調整部

2、2a‧‧‧控制元件

3‧‧‧供電元件

4‧‧‧低週波元件

5‧‧‧生理檢測組件

51‧‧‧心跳檢測件

52‧‧‧血壓檢測件

53‧‧‧體溫檢測件

6、6a‧‧‧定位元件

7‧‧‧無線連接件

71、71a‧‧‧電子裝置

8a‧‧‧壓力檢測件

9a‧‧‧保暖元件

第一圖 係為本發明較佳實施例之立體透視圖。

第二圖 係為本發明較佳實施例之分解圖。

第三圖 係為本發明較佳實施例之方塊示意圖。

第四圖 係為本發明較佳實施例之移動示意圖。

第五圖 係為本發明較佳實施例之休息示意圖。

第六圖 係為本發明較佳實施例之卡合示意圖(一)。

第七圖 係為本發明較佳實施例之卡合示意圖(二)。

第八圖 係為本發明較佳實施例之開啟示意圖。

第九圖 係為本發明較佳實施例之調整鬆緊示意圖。

第十圖 係為本發明較佳實施例之轉動示意圖。

第十一圖 係為本發明較佳實施例之連接示意圖。

第十二圖 係為本發明較佳實施例之低週波示意圖。

第十三圖 係為本發明較佳實施例之生理檢測示意圖。

第十四圖 係為本發明較佳實施例之定位示意圖。

第十五圖 係為本發明再一較佳實施例之立體透視圖。

第十六圖 係為本發明再一較佳實施例之計步示意圖。

第十七圖 係為本發明再一較佳實施例之保暖示意圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖至第三圖所示，係為本發明較佳實施例之立體透視圖至方塊示意圖，由圖中可清楚看出本發明係包括，外骨骼裝置1包含有：一第一支架11，該第一支架11之端處設有一第一連接部111；一設於第一支架11上的第一固定件112，可讓使用者將第一支架11放置於大腿的後側處，並將通過固定件將第一支架11固定於大腿上；一樞接第一支架11端處的第二支架12，第二支架12之端處設有一第 二連接部121，且第二連接部121會樞接於第一連接部111上，藉此將第二支架12樞接於第一支架11上；一設於第二支架12上的第二固定件122，可讓使用者將第二支架12放置於小腿的前側處，並通過第二固定件122將第二支架12固定於小腿上；一樞接於第二支架12端處的第三支架13；至少一設於第三支架13上的第三固定件131，可讓使用者將第三支架13放於使用者的腳掌上，並通過第三固定件131固定於足部上，且本實施例中的第一支架11、第二支架12、及第三支架13之材質皆為碳纖維，而第一固定件112、第二固定件122、及第三固定件131為束帶，但其並不設限；一設於第一連接部111及第二連接部121上的單向限位件14，於本實施例中單向限位件14具有一控制部141、一連接部142、及一棘輪部143，棘輪部143可卡合於第二連接部121上，而控制部141形成於棘輪部143背離第二連接部121之一端處，連接部142之兩端處則分別連接控制部141及第一連接部111，故當棘輪部143卡合於第二連接部121上時，可使第一支架11及第二支架12僅往單一方向相互轉動；一設於第一連接部111及第二連接部121上的鬆緊調整件15，於本實施例中鬆緊調整件15具有一鎖合部151及一調整部152，鎖合部151會鎖合於第二連接部121上，調整部152則形成於鎖合部151之一端處，而調整部152會壓迫於第一連接部111上，藉此讓使用者經由轉動調整部152調整第一連接部111及第二連接部121之間的鬆緊度；一設於第二支架12上的控制元件2，控制元件2於本實施例中為一控制電路版；一設於第二支架12上並與控制元件2電性連接之供電元件3；至少一設於第二固定件122上之低週波元件4，低週波元件4會與控制元件2資訊連接，低週波元件4為一可發出具有共振效果之低週波的電子元件；一設於第三固定件131上的生理檢測組件5，於本實施例中生理檢測組件5具有一設於第三固定件131上之心跳檢測件51、一設於心跳檢測件5 1側處之體溫檢測件53、及一設於體溫檢測件53側處之血壓檢測件52，且心跳檢測件51、體溫檢測件53、及血壓檢測件52皆與控制元件2資訊連接；一設於第三支架13上的定位元件6，定位元件6會與控制元件2資訊連接；及一設於第二支架13上的無線連接件7，無線連接件7於本實施例中為天線，並且會與控制元件2資訊連接。

藉由上述之說明，已可了解本技術之結構，而依據這個結構之對應配合，即可具有讓使用者能方便休息，及具有多樣化功能之優勢，而詳細之解說將於下述說明。

請同時配合參閱第一圖至第十四圖所示，係為本發明較佳實施例之立體透視圖至定位示意圖，藉由上述構件組構時，由圖中可清楚看出，使用者可將第一支架11放置於大腿後側，並利用第一固定件112固定於大腿上，同時將第二支架12放置於小腿的前側，並利用第二固定件122固定於小腿上，再將第三支架13放置於腳掌處，並利用第三固定件131固定於足部上，藉此將外骨骼裝置1安裝於人體的下肢處，由於第一支架11、第二支架12、及第三支架13之材質皆為碳纖維，因此可同時具有輕薄及堅固的優點，故能直接穿戴於褲管內以增加美觀效果。

當使用者需要休息時，則可配合第五圖至第八圖所示，稍微彎曲膝蓋後，按下單向限位件14的控制部141，此時棘輪部143即會卡合於第二連接部121上，並通過控制部141及連接部142的固定效果，棘輪部143的每一棘齒上會具有一可讓第二連接部121翻越的轉動面1431、及一會卡合於第二連接部121上的卡合面1432，因此當第一連接部111與第二連接部121往人體站立的方向轉動時，第二連接部121會越過轉動面1431持續轉動，若往坐下的方向轉動時，棘輪部143上的卡合面1432即會卡合於第二連接部121上，並將卡合效果由棘輪部143、控制部141、及連接部142傳遞至第一連接部111上，使第二連接部121及第一連接部111通過單向限位件14相互卡合，即代表第一支架11與第二支架12亦只能往人體站立的方向轉動，故當往坐下的方向施力時，使用者即能將身體重量放置於第一支架11及第二支架12上，因此能相當方便快速的達到 休息放鬆之效果，若要繼續行走時，能直接站立並穩定身形後，拉出單向限位件14使棘輪部143不再卡合於第二連接部121上，即可繼續正常行走，並且單向限位件14可於任意角度進行限位動作，如於膝蓋彎曲至30度、45度、或90度時，可隨時按下控制部141以達到隨按隨停的效果，因此除了休息支撐之外，也可配合醫生所開的膝蓋支架做為膝蓋復健來使用。

使用者還能經由轉動鬆緊調整件15的調整部152，使鎖合部151更加鎖入於第二連接部121中或轉出第二連接部121中，以調整第一連接部111及第二連接部121之樞接鬆緊度，如將鎖合部151更加鎖合於第二連接部121中時，調整部152即會如第九圖及第十圖所示，並配合另一側的第二連接部121，更加壓迫於第一連接部111上，此時第一連接部111及第二連接部121之間即會更加貼近以加強轉動時的緊度，若要放鬆時，則將鎖合部151轉出第二連接部121，讓調整部152遠離第一連接部111，即可放鬆第一連接部111及第二連接部121樞接之鬆緊度，藉此可調整轉動時的鬆緊度，來達到訓練肌肉的效果。

使用者還可經由一電子裝置71(如手機)通過無線連接件7資訊連接控制元件2，藉此經由電子裝置71控制各種功能，如控制供電元件3將電源導入低週波元件4中，以開啟低週波元件4，並如第十二圖所示針對小腿進行低週波的按摩治療，或是如第十三圖所示，開啟生理檢測組件5中的心跳檢測件51、血壓檢測件52、及體溫檢測件53，藉此檢測人體的生理狀態並顯示於電子裝置71上(如顯示心跳：70/min、血壓：110/70、及體溫36℃)，也可如第十四圖所示，開啟定位元件6，即可得到具有GPS定位的功能，得知使用者目前所在地，如此外骨骼裝置1除了能讓使用者休息放鬆外，還能具有多樣化的功能，以增加整體的實用性。

再請同時配合參閱第十五圖至第十七圖所示，係為本發明再一較佳實施例之立體透視圖至保暖示意圖，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，僅於第三支架13a上設有一壓力檢測件8a，及第二支架12a上設有一保暖元件9a，即可經由控制元件2a開啟壓力檢測件8a，當使用者每走一步時，壓力檢測件8a即會壓力感測，藉此達到記步的效果(如顯示累積步數87步)，故能配合定位元件6a完整的記錄使用者之運動路線或行走距離的資料。

也可經由電子裝置71a開啟保暖元件9a，本實施例之保暖元件9a為可發出紅外線發熱效果的電子元件，但其並不設限，故能針對小腿的穴道進行加熱動作，讓使用者達到保暖的效果，再次提升使用上的多樣性及實用性。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

是以，本發明之智能腿部保健外骨骼裝置可改善習用之技術關鍵在於：

一、利用第一支架11、第二支架12、及單向限位件14讓使用者能直接坐下休息，達到放鬆省力的效果。

二、通過鬆緊調整件15調整第一連接部111及第二連接部121的鬆緊度，達到訓練腿部肌肉的效果。

三、能利用低週波元件4針對腿部進行低週波的治療按摩。

四、能經由生理檢測組件5針對人體進行生理狀況的檢測。

五、能經由定位元件6a配合壓力檢測件8a完整的紀錄使用者之運動路線或行走距離的資料。

六、能經由保暖元件9a針對腿部進行加溫保暖的動作，提供使用者保暖的效果。

綜上所述，本發明之智能腿部保健外骨骼裝置於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請。

1‧‧‧外骨骼裝置

11‧‧‧第一支架

112‧‧‧第一固定件

12‧‧‧第二支架

122‧‧‧第二固定件

13‧‧‧第三支架

131‧‧‧第三固定件

2‧‧‧控制元件

3‧‧‧供電元件

4‧‧‧低週波元件

5‧‧‧生理檢測組件

51‧‧‧心跳檢測件

52‧‧‧血壓檢測件

53‧‧‧體溫檢測件

6‧‧‧定位元件

7‧‧‧無線連接件

Claims (8)

1. 一種智能腿部保健外骨骼裝置，該外骨骼裝置主要包含：一第一支架；一第一固定件，該第一固定件設於該第一支架上，且該第一支架係經由該第一固定件固定於一大腿上，且該第一支架位於該大腿之後側處；一第一連接部，該第一連接部設於該第一支架之端處；一第二支架，該第二支架之一端處設有一第二連接部，而該第二連接部及該第一連接部相互樞接，以供使該第一支架及該第二支架相互樞接；一單向限位件，該單向限位件設於該第一連接部及該第二連接部上，以限位該第一支架及該第二支架之相對旋轉之方向；至少一第二固定件，該第二固定件設於該第二支架上，且該第二支架係經由該第二固定件固定於一小腿上，且該第二支架位於該小腿之前側處；一第三支架，該第三支架樞接於該第二支架背離該第二連接部之一端處；至少一第三固定件，該第三固定件設於該第三支架上，且該第三支架係經由該第三固定件固定於一足部上，且該第三固定件位於鄰近該足部之腳掌處；一控制元件，該控制元件設於該外骨骼裝置上；至少一低週波元件，該低週波元件設於該第二固定件上並與該控制元件資訊連接；一供電元件，該供電元件設於該外骨骼裝置上，並與該控制元件電性連接；一生理檢測組件，該生理檢測組件設於該第三固定件上，並與該控制元件資訊連接；一定位元件，該定位元件設於該外骨骼裝置上，並與該控制元件資訊連接；及一無線連接件，該無線連接件設於該外骨骼裝置上，並與該控制元件資訊連接，以供使該控制元件經由該無線連接件資訊連接一電子裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之智能腿部保健外骨骼裝置，其中該生理檢測組件具有皆設於該第三固定件上之一心跳檢測件、一體溫檢測件、及一血壓檢測件，該心跳檢測件設於該體溫檢測件之側處，而該血壓檢測件設於該體溫檢測件之側處，且該體溫檢測件、該心跳檢測件、及該血壓檢測件皆與該控制元件資訊連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之智能腿部保健外骨骼裝置，其中該第三支架上設有一壓力檢測件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之智能腿部保健外骨骼裝置，其中該第二支架上設有至少一保暖元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之智能腿部保健外骨骼裝置，其中該第一連接部及該第二連接部上設有一鬆緊調整件，係供調整該第一連接部及該第二連接部樞接之鬆緊度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之智能腿部保健外骨骼裝置，其中該鬆緊調整件具有一鎖合部及一調整部，該鎖合部鎖合於該第二連接部上，而該調整部形成於該鎖合部之一側處，並壓迫於該第一連接部上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之智能腿部保健外骨骼裝置，其中該單向限位件具有一控制部、一連接部、及一棘輪部，該棘輪部係供卡合於該第二連接部上，而該控制部形成於該棘輪部背離該第二連接部之一端處，該連接部之兩端處分別連接該控制部及該第一連接部。
8. 如申請專利範圍第1項所述之智能腿部保健外骨骼裝置，其中該第一支架、該第二支架、及該第三支架之材質係為碳纖維。

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