一种人体助力装置的制作方法

1.本实用新型涉及助力机械技术领域，具体涉及一种人体助力装置。


背景技术：

2.人体在做蹲起动作时，主要是以腰部与关节部分作为支撑，对于经常做特定运动，需要使用腰腿部关节的群体来说，过多得损耗关节会造成关节类的疾病，如风湿等。对于一些患有关节、腰部疾病，导致无法正常完成从蹲下到起立这个动作的患者来说，其身体的重量对于脆弱的关节来说是沉重的负担，强制蹲起可能会造成剧烈的疼痛，甚至再次损伤关节，对患者的生活造成严重的影响，严重者需要专门的看护人员紧随看护。
3.现有一种人体助力装置，是一种能够有效提高人体的运动和负载能力，降低人体氧气消耗的装备。这种可穿戴式人体助力行走装置当前主要通过电机提供助力，但是由于技术局限，导致当前的人体助力行走装置结构复杂，且普遍存在着体积、重量偏大的问题，过重的重量与体积对使用者造成额外的负担，不利于日常的使用与推广。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种人体助力装置，以解决现有技术中助力装置结构复杂的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型具体提供下述技术方案：
6.一种人体助力装置，包括机械骨架，以及安装在所述机械骨架上的助力机构，所述机械骨架包括支撑体，以及通过铰接件安装在所述支撑体两端的第一骨架，所述第一骨架通过定向连接件连接有第二骨架，所述第二骨架上设置有用于调试所述第二骨架半径的调试环；
7.所述助力机构包括安装在所述支撑体与所述第一骨架之间的第一弹动装置，以及安装在所述第一骨架与所述第二骨架之间的第二弹动装置。
8.作为本实用新型的一种优选方案，所述支撑体包括设置在人体腋下部位的第一支撑圈，设置在人体腹部并与所述第一弹动装置相连的第二支撑圈，以及安装在所述第一支撑圈与所述第二支撑圈两侧的支撑杆，所述支撑杆的末端连接在所述铰接件上。
9.作为本实用新型的一种优选方案，所述铰接件包括安装在所述支撑杆上的连接柱，以及设置在所述第一骨架上的圆形滑板，所述连接柱安装在所述圆形滑板上。
10.作为本实用新型的一种优选方案，所述定向连接件包括设置在所述第一骨架上的弧形挡板，以及设置在所述第二骨架上的弧形转板，所述弧形转板上设置有转轴，所述转轴通过弧形槽在所述弧形挡板上转动，所述转轴卡接在所述弧形槽内部，所述弧形挡板与所述弧形转板的底部侧面相贴合。
11.作为本实用新型的一种优选方案，所述第一弹动装置包括安装在所述第二支撑圈上的两个第一支架，所述第一支架通过t型件铰接有滑动套筒，所述t型件的横杆在所述第一支架的两端滑动，竖杆在固定连接在所述滑动套筒上，所述滑动套筒内部设置有伸缩杆，
所述伸缩杆穿过所述滑动套筒的一端铰接在所述第一骨架上。
12.作为本实用新型的一种优选方案，所述第二弹动装置包括安装在所述第一骨架上的第二支架，所述第二支架通过弹簧连接有第二骨架。
13.作为本实用新型的一种优选方案，所述第一支撑圈与所述第二支撑圈内部固定安装有软质前躯和硬质后背，所述硬质后背上安装有载物板，以及用于防止所述载物板掉落的限位角件，所述限位角件安装在所述载物板下端且向上倾斜与所述硬质后背形成锐角。
14.作为本实用新型的一种优选方案，所述助力机构还包括安装在所述第二骨架上的第三弹动装置以及第四弹动装置，所述第二骨架通过球铰接件连接有第三骨架，所述第三弹动装置一端在所述第二骨架上旋转，另一端铰接在所述第三骨架的前端，所述第四弹动装置一端安装在所述第二骨架上，另一端铰接在所述第三骨架的末端。
15.作为本实用新型的一种优选方案，所述球铰接件包括安装在所述第二骨架上的球型槽，以及安装在所述第三骨架上与所述球型槽内壁半径相同的球体，所述球体在所述球型槽内转动。
16.作为本实用新型的一种优选方案，所述第三弹动装置与所述第四弹动装置均包括气压缸体、以及动作杆体，所述气压缸体的端部均与所述第二骨架球铰接，所述动作杆体的端部均与所述第三骨架球铰接。
17.本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：
18.本实施例通过设置在人体上半部分的支撑体与设置在人体小腿部位的调试环，将装置的重量分散在人体的多个部位，减轻人体肢体的承重负担；助力部位与人体受力位置相对应，为人体的特定动作提供帮助的力，减轻人体做相应运动时的负担，整体结构简单，质量较轻，且在人体运动时，小腿部位的装置无法单独向前摆动，防止装置因惯性而击打膝盖与腿部，舒适性增加。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
20.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
21.图1为本实用新型实施例提供人体助力装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例提供定向连接件的结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例提供第一弹动装置的局部结构示意图；
24.图4为本实用新型实施例提供球铰接件的结构示意图。
25.图中的标号分别表示如下：
[0026]1‑
机械骨架；2
‑
助力机构；3
‑
支撑体；4
‑
铰接件；5
‑
第一骨架；6
‑
定向连接件；7
‑
第
二骨架；8
‑
调试环；9
‑
第一弹动装置；10
‑
第二弹动装置；11
‑
软质前躯；12
‑
硬质后背；13
‑
载物板；14
‑
限位角件；15
‑
第三弹动装置；16
‑
第四弹动装置；17
‑
球铰接件；18
‑
第三骨架；
[0027]
301
‑
第一支撑圈；302
‑
第二支撑圈；303
‑
支撑杆；401
‑
连接柱；402
‑
圆形滑板；601
‑
弧形挡板；602
‑
弧形转板；603
‑
转轴；604
‑
弧形槽；901
‑
第一支架；902
‑
t型件；903
‑
滑动套筒；904
‑
伸缩杆；1001
‑
第二支架；1002
‑
弹簧；1701
‑
球型槽；1702
‑
球体。
具体实施方式
[0028]
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]
如图1至图3所示，本实用新型提供了一种人体助力装置，包括机械骨架1，以及安装在机械骨架1上的助力机构2。机械骨架1为套穿式结构，主要由硬质大密度轻的高分子材料组成，助力机构2分别安装在机械骨架1的前端与后端。机械骨架1包括支撑体3，以及通过铰接件4安装在支撑体3两端的第一骨架5，第一骨架5通过定向连接件6连接有第二骨架7，第二骨架7上设置有用于调试第二骨架7半径的调试环8。
[0030]
助力机构2包括安装在支撑体3与与第一骨架5之间的第一弹动装置9，以及安装在第一骨架5与第二骨架7之间的第二弹动装置10，弹动装置为弹簧弹动装置，或者是液压装置。
[0031]
支撑体3穿戴在人体的上半身，两端通过安装在人体腰部的铰接件4与设置在人体腿部上的第一骨架5铰接，第一骨架5为可穿戴在人体大腿部分，上宽下窄的筒状结构，可围绕铰接件4 360
°
旋转。两个第一弹动装置9一端设置在支撑体3上，另一端设置在第一骨架5的外壁前端，当人体弯腰时，第一弹动装置9受到压力压缩，积蓄势能，并在压力减小时后弹起，利用该特性在从蹲下到站立的过程中，除了使用者本身出的力外还会有一附加力(弹簧或液压杆复原的力)，减轻人体弯腰时的负担。
[0032]
第二骨架7为可穿戴在人体小腿部分，上窄下窄并中间鼓起的筒状结构，上端通过安装在人体膝盖部位的定向连接件6连接在一起，下端通过多个调试环8固定在人体小腿部位，调试环8与常见的皮带结构类似。特别的是，第二骨架7在定向连接件6的作用下，只可向可第一骨架5后端旋转180
°
，不能向前方倾斜。第二弹动装置10一端设置在第一骨架5上，并穿过定向连接件6安装在第二骨架7上，当人体蹲下时，第二弹动装置10受到压力压缩，积蓄势能，并在压力减小时后弹起，减轻人体在蹲起时的负担。
[0033]
本实施例通过设置在人体上半部分的支撑体与设置在人体小腿部位的调试环，将装置的重量分散在人体的多个部位，减轻人体肢体的承重负担；助力部位与人体受力位置相对应，为人体的特定动作提供帮助的力，减轻人体做相应运动时的负担，整体结构简单，质量较轻，且在人体运动时，小腿部位的装置无法单独向前摆动，防止装置因惯性而击打膝盖与腿部，舒适性增加。
[0034]
在本实施例中，支撑体3包括设置在人体腋下部位的第一支撑圈301，设置在人体腹部并与第一弹动装置9相连的第二支撑圈302，以及安装在第一支撑圈301与第二支撑圈
302两侧的支撑杆303，支撑杆303的末端连接在铰接件4上。
[0035]
当使用者穿戴支撑体3时，将第一支撑圈301穿戴在腋下部位，第二支撑圈302穿戴在人体腹部与腰背部，多点受力可以增大使用者对装置整体重量的承重能力。支撑杆303安装在第一支撑圈301与第二支撑圈302的两侧，且末端通过铰接件4连接在第一骨架5上。
[0036]
铰接件4包括安装在支撑杆303上的连接柱401，以及设置在第一骨架5上的圆形滑板402，连接柱401安装在圆形滑板402上，若连接柱401与圆形滑板402用普通的方式铰接，则会限制人体腰部的左右转动，产生诸多不便，故所述连接柱401的端口为球型且铰接在所述圆形滑板402上的球型槽体内，当使用者弯腰时，带动支撑杆303上转动，并带动连接柱401的球型端扣在圆形滑板402上的球型槽体内上下滑动，当使用者左右转动腰部时，带动带动连接柱401的球型端扣在圆形滑板402上的球型槽体内左右转动，大大增加支撑杆303的动作范围。
[0037]
在本实施例中，定向连接件6包括设置在第一骨架5上的弧形挡板601，以及设置在第二骨架7上的弧形转板602，弧形转板602上设置有转轴603，转轴603通过弧形槽604在弧形挡板601上转动，转轴603卡接在弧形槽604内部，弧形挡板601与弧形转板602的底部侧面相贴合。
[0038]
在穿戴此装置时，使用者的膝盖安装在弧形挡板601与弧形转板602内部，当使用者的膝部弯曲时，第一骨架5与第二骨架7相互靠近，转轴603在弧形槽604内转动，旋转的范围为180
°
，当使用者的膝部直起时，转轴603在弧形槽604内反向转动，当弧形挡板601与弧形转板602的底部侧面相贴合时，停止转动。弧形挡板601对弧形转板602的转动进行限位，防止弧形转板602在惯性作用下带动第二骨架7向前摆动，给使用者的下肢造成拖拽。
[0039]
在本实施例中，第一弹动装置9包括安装在第二支撑圈302上的两个第一支架901，第一支架901通过t型件902铰接有滑动套筒903，t型件902的横杆在第一支架901的两端滑动，竖杆在固定连接在滑动套筒903上，滑动套筒903内部设置有伸缩杆904，伸缩杆904穿过滑动套筒903的一端铰接在第一骨架5上。第二弹动装置10包括安装在第一骨架5上的第二支架1001，第二支架1001通过弹簧1002连接有第二骨架7。
[0040]
本实施例中第一弹动装置9原理为气缸压缩弹动，第二弹动装置10的原理为弹簧压缩弹动，两者的位置可相互替换，原理也可相同。
[0041]
当人体弯腰或者是蹲下时，各个弹动装置被压缩。由于弹动装置的特性会产生与压缩相反的力，以提供支撑。由于支撑体的连接，弹动装置所施展的与压缩相反的力将会定向施加。此时如果人体姿势丛蹲下改为站立，由于在蹲下时各个助力器被压缩，在进行站立时，他们将会施加定向的力于站立的动作上，与此完成站立时所用的自身的力将会大大减小。
[0042]
为了提高支撑体3的舒适度，第一支撑圈301与第二支撑圈302内部固定安装有软质前躯11和硬质后背12，硬质后背12上安装有用于防止物品的载物板13，以及用于防止载物板13掉落的限位角件14，限位角件14安装在载物板13下端且向上倾斜与硬质后背12形成锐角。
[0043]
助力机构2还包括安装在第二骨架7上的第三弹动装置15以及第四弹动装置16，第二骨架7通过铰接件17连接有第三骨架18，第三弹动装置15一端在第二骨架7上旋转，另一端铰接在第三骨架18的前端，第四弹动装置16一端安装在第二骨架7上，另一端铰接在第三
骨架18的后端。
[0044]
在本实施例中，第三弹动装置15以及第四弹动装置16可以为任何提供回弹力的装置，如上述提及的弹簧、泵体等。第三弹动装置15一端设置在小腿骨架的前端，另一端设置在第三骨架18的脚背上，第四弹动装置16一端设置在小腿骨架的后端，一端设置在第三骨架18的脚跟处。当人体站立负重时，人体的重力与负重的压力会沿着骨架将压力传导至第三弹动装置15以及第四弹动装置16上，压力沿着第三弹动装置15以及第四弹动装置16传导在地面上，由此减轻人体负重时对身体的负担。当人体蹲起时，第三弹动装置15发力将小腿弹起，减轻人体蹲起发力的力度，降低蹲起时对脚部的负担。
[0045]
若第二骨架7与第三骨架18之间的连接为普通的铰接方式，则会限制第三骨架18的运动范围，而人体脚部可以围绕小腿部做上下及左右转动，故第二骨架7与第三骨架18之间使用球铰接。所述球铰接件17包括安装在所述第二骨架7上的球型槽1701，以及安装在所述第三骨架18上与所述球型槽1701内壁半径相同的球体1702，当第三骨架18转动时，所述球体1702在所述球型槽1701内围绕一个端点做小范围的圆弧运动。
[0046]
所述第三弹动装置15与所述第四弹动装置16与第一弹动装置9的动作原理相同，均包括气压缸体、以及动作杆体。为了与第三骨架18的运动相配合，所述气压缸体的端部均与所述第二骨架7球铰接，所述动作杆体的端部均与所述第三骨架18球铰接，此球铰接方式与结构与球铰接件17的铰接原理相同。
[0047]
通过本实施例的人体助力装置，可以实现助力装置在不需要电机等动力装置的基础上，通过气缸与弹簧等装置实现对人体特定动作的助力，减轻装置的重量与人体的负担，且将重力的受力点设置在人体的不同部位，减轻肢体压力，且设置有定向铰接装置，防止腿部的装置在惯性作用下对肢体造成拖拽，提高使用的舒适度。
[0048]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。