一种缸撑式外骨骼座椅的制作方法

本发明属于身体辅具技术领域，尤其涉及一种缸撑式外骨骼座椅。

背景技术：

现阶段许多工厂车间内的生产，依然离不开人力(工人)。工人在生产过程中，身体经常需要在走动、站立、坐下、半蹲、全蹲等状态之间进行切换，以适应不同的工作需求。尤其是需要频繁切换身体状态的工作过程，工人的劳动强度是非常之大的，这既容易导致工人快速疲劳，又不利于生产效率的维持和提升。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供了一种结构合理，能直接进行穿戴，既不影响行走，又能在需要坐下、蹲下时提供支撑，让工人能处在坐姿状态，有效降低工人劳动强度，且锁止状态和解锁状态切换简单，操作便捷的缸撑式外骨骼座椅。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种缸撑式外骨骼座椅，包括

腰部绑条、两个对称布置的骨骼架及两个与骨骼架一一对应的气弹簧，所述骨骼架包括大腿杆架、小腿杆架及脚架板；

在对应的骨骼架与气弹簧中：大腿杆架上设有下支撑架，小腿杆架上设有上支撑架，上支撑架上设有上过渡架，上过渡架通过上铰轴与上支撑架铰接，气弹簧包括缸体、活塞杆及开关阀，缸体通过下铰轴与下支撑架铰接，活塞杆与上过渡架连接，上铰轴轴线平行于下铰轴轴线；

在一个骨骼架中：大腿杆架下端与小腿杆架上端铰接，小腿杆架下端通过底连杆与脚架板连接，底连杆与小腿杆架铰接，大腿杆架上设有大腿绑条，小腿杆架上设有小腿绑条，大腿杆架上端设有臀部坐板，臀部坐板通过软连接带与腰部绑条连接。

作为优选，所述脚架板底部设有若干防滑凸起。

作为优选，所述大腿杆架包括大腿下架段及与大腿下架段滑动连接的大腿上架段；

在一个骨骼架中：臀部坐板与大腿上架段连接，大腿上架段上设有上外定位孔，上外定位孔上设有穿过上外定位孔的上定位销，大腿下架段上设有若干由上至下依次分布的上内定位孔，上定位销穿过其中一个上内定位孔，上定位销上设有接触上腿上架段的上限位头及与上定位销螺纹配合的上蝶形螺母；

在下定位销轴向上：上限位头与上蝶形螺母分处于大腿上架段的相对两侧，上限位头与上蝶形螺母分处于大腿下架段的相对两侧。

作为优选，所述小腿杆架包括小腿下架段及与小腿下架段滑动连接的小腿上架段；

在一个骨骼架中：大腿杆架下端与小腿上架段铰接，小腿下架段下端通过底连杆与脚架板连接，小腿上架段上设有下外定位孔，下外定位孔上设有穿过下外定位孔的下定位销，小腿下架段上设有若干由上至下依次分布的下内定位孔，下定位销穿过其中一个下内定位孔，下定位销上设有接触小腿上架段的下限位头及与下定位销螺纹配合的下蝶形螺母；

在下定位销轴向上：下限位头与下蝶形螺母分处于小腿上架段的相对两侧，下限位头与下蝶形螺母分处于小腿下架段的相对两侧。

作为优选，所述大腿杆架上设有辅绑条，小腿杆架上设有踝绑条，脚架板上设有脚绑条。

作为优选，所述腰部绑条内设有第一压紧气囊，大腿绑条内设有第二压紧气囊，辅绑条内设有第三压紧气囊，小腿绑条内设有第四压紧气囊，踝绑条内设有第五压紧气囊，脚绑条内设有第六压紧气囊。

作为优选，在一个骨骼架中：臀部坐板上设有坐板通口，大腿杆架上设有缸架，缸架上设有调节缸体，调节缸体内设有与调节缸体滑动密封配合的调节活塞，调节活塞将调节缸体内部分隔成第一气腔及第二气腔，调节缸体上设有与第二气腔连通的外气孔，第一压紧气囊通过第一软气管与第一气腔连通，第二压紧气囊通过第二软气管与第一气腔连通，第三压紧气囊通过第三软气管与第一气腔连通，第四压紧气囊通过第四软气管与第一气腔连通，第五压紧气囊通过第五软气管与第一气腔连通，第六压紧气囊通过第一软气管与第六气腔连通，调节活塞上设有穿过第一气腔的活塞杆，活塞杆穿过坐板通口，活塞杆上设有用于接触臀部的内坐板，活塞杆与调节缸体之间滑动密封配合，第二气腔内设有复位弹簧，复位弹簧一端连接调节活塞，复位弹簧另一端连接调节缸体，内坐板、臀部坐板、第一气腔及第二气腔沿调节活塞滑动方向依次布置。

本发明的有益效果是：结构合理，能直接进行穿戴，既不影响行走，又能在需要坐下、蹲下时提供支撑，让工人能处在坐姿状态，有效降低工人劳动强度，且锁止状态和解锁状态切换简单，操作便捷。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明上定位销处的结构示意图；

图3是本发明下定位销处的结构示意图；

图4是本发明实施例2中调节缸体处的结构示意图。

图中：腰部绑条11、大腿绑条12、小腿绑条13、辅绑条14、踝绑条15、脚绑条16、气弹簧2、缸体21、活塞杆22、大腿杆架3、下支撑架31、上定位销32、上限位头33、上蝶形螺母34、小腿杆架4、上支撑架41、上过渡架42、下定位销43、下限位头44、下蝶形螺母45、脚架板5、底连杆51、臀部坐板6、坐板通口6a、软连接带7、调节缸体8、第一气腔8a、第二气腔8b、调节活塞81、活塞杆82、内坐板83、复位弹簧84。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：如图1至图3所示的实施例中，一种缸撑式外骨骼座椅，包括

腰部绑条11、两个对称布置的骨骼架及两个与骨骼架一一对应的气弹簧2，所述骨骼架包括大腿杆架3、小腿杆架4及脚架板5；

在对应的骨骼架与气弹簧中：大腿杆架上设有下支撑架31，小腿杆架上设有上支撑架41，上支撑架上设有上过渡架42，上过渡架通过上铰轴与上支撑架铰接，气弹簧包括缸体21、活塞杆22及开关阀，缸体通过下铰轴与下支撑架铰接，活塞杆与上过渡架连接，上铰轴轴线平行于下铰轴轴线；

在一个骨骼架中：大腿杆架下端与小腿杆架上端铰接，小腿杆架下端通过底连杆51与脚架板连接，底连杆与小腿杆架铰接，大腿杆架上设有大腿绑条12，小腿杆架上设有小腿绑条13，大腿杆架上端设有臀部坐板6，臀部坐板通过软连接带7与腰部绑条连接。

需要强调的是：气弹簧本身属于现有技术，气弹簧是具有开关阀的，当开关阀处在打开状态时(按下开关阀)，气弹簧在外力驱动下可以收缩(活塞杆收缩)，当没有外力驱动时，气弹簧自动伸长(活塞杆伸长)，当开关阀处在关闭状态时(松开开关阀)，气弹簧不能收缩和伸长(活塞杆不能收缩和伸长)，处在锁定状态。

现有技术中应用举例：平时常用的办公室气动升降座椅，其上应用的就是气弹簧，其开关阀(多为针阀)外接一个开关柄，按下开关柄时，开关阀处在打开状态，此时使用者可以下压座椅，若不下压座椅，则座椅自动升起至上极限位置，放开开关柄后，气弹簧锁死，座椅就不能升降了。

现有技术中气弹簧具体结构的专利文件举例：申请号201620350755.9，发明名称为一种气弹簧；申请号201510403807.4，发明名称为气弹簧；申请号201210599471.x，发明名称为气弹簧；申请号200980149962.0，发明名称为空气弹簧；申请号201020645036.2，发明名称为动静两用办公升降座椅。

使用本发明时，腰部绑条绑在工人腰围上或臀围上，两个骨骼架对应两条腿，脚踩在脚架板上。对于互相对应的骨骼架和大腿绑条而言：大腿绑条绑在大腿上，小腿绑条绑在小腿上。如此一来，工人需要走路时，可按住气弹簧的开关阀，如此，大小腿之间角度变化时，大腿杆架、小腿杆架之间角度也会随之变化(大腿杆架下端通过铰轴与小腿杆架上端铰接)，因此不影响行走。当工人需要维持坐姿或蹲姿时，可以蹲下至需要位置，然后释放开关阀，即可维持在“坐”的状态。需要指出的是，在设计时，可以将开关阀的位置设计在方便操作的位置，例如大腿杆架上部，或者通过外接的操作结构，如操作柄、外接电控开关等来进一步降低操作开关阀的难度。

所述脚架板底部设有若干防滑凸起。防滑凸起可以起到防滑、辅助提高行走和站立稳定性的效果。

所述大腿杆架包括大腿下架段及与大腿下架段滑动连接的大腿上架段；

在一个骨骼架中：臀部坐板与大腿上架段连接，大腿上架段上设有上外定位孔，上外定位孔上设有穿过上外定位孔的上定位销32，大腿下架段上设有若干由上至下依次分布的上内定位孔，上定位销穿过其中一个上内定位孔，上定位销上设有接触上腿上架段的上限位头33及与上定位销螺纹配合的上蝶形螺母34；

在下定位销轴向上：上限位头与上蝶形螺母分处于大腿上架段的相对两侧，上限位头与上蝶形螺母分处于大腿下架段的相对两侧。

需要调节大腿杆架高度时，可以卸下上蝶形螺母、拔出上定位销，移动大腿上架段至需要位置(此时应有一个上内定位孔与上外定位孔对齐)，然后将上定位销插入该对齐的上内定位孔与上外定位孔中，再将上蝶形螺母与上定位销固定即可。

所述小腿杆架包括小腿下架段及与小腿下架段滑动连接的小腿上架段；

在一个骨骼架中：大腿杆架下端与小腿上架段铰接，小腿下架段下端通过底连杆与脚架板连接，小腿上架段上设有下外定位孔，下外定位孔上设有穿过下外定位孔的下定位销43，小腿下架段上设有若干由上至下依次分布的下内定位孔，下定位销穿过其中一个下内定位孔，下定位销上设有接触小腿上架段的下限位头44及与下定位销螺纹配合的下蝶形螺母45；

在下定位销轴向上：下限位头与下蝶形螺母分处于小腿上架段的相对两侧，下限位头与下蝶形螺母分处于小腿下架段的相对两侧。

需要调节小腿杆架高度时，可以卸下下蝶形螺母、拔出下定位销，移动小腿上架段至需要位置(此时应有一个下内定位孔与下外定位孔对齐)，然后将下定位销插入该对齐的下内定位孔与下外定位孔中，再将下蝶形螺母与下定位销固定即可。

所述大腿杆架上设有辅绑条14，小腿杆架上设有踝绑条15，脚架板上设有脚绑条16。辅绑条可以绑在大腿上，踝绑条可以绑在脚踝处，脚绑条可以绑在脚上，进一步强化穿戴固定效果。需要指出的时，本发明中所有的绑条，连接形式除了可以是绑接外，还可以通过粘扣连接、通过卡扣连接、通过搭扣连接等等，这都属于现有技术的常规选择，在此不予赘述。而绑条在连接后，形成一个绑环。

实施例2：本实施例的基本结构及实施方式同实施例1，其不同之处在于，如图4中所示，所述腰部绑条内设有第一压紧气囊，大腿绑条内设有第二压紧气囊，辅绑条内设有第三压紧气囊，小腿绑条内设有第四压紧气囊，踝绑条内设有第五压紧气囊，脚绑条内设有第六压紧气囊。光用绑条来固定腿，容易出现以下问题：若绑条较松，本发明易相对工人的腿出现晃动，走路时容易不稳；若绑条绑得过紧，则腿、脚会勒得难受)。有了压紧气囊(各压紧气囊平时是充气状态)后，可以与腿、脚实现弹性压紧，贴合度更好，从而工人在走路时，可顺利带动本发明一起移动、顺利带动大腿杆架与小腿杆架相对转动。压紧气囊优选形式也为条形，并与绑条长度方向匹配起来，即：绑条展开时，压紧气囊长度方向与绑条长度方向一致。

在一个骨骼架中：臀部坐板上设有坐板通口6a，大腿杆架上设有缸架，缸架上设有调节缸体8，调节缸体内设有与调节缸体滑动密封配合的调节活塞81，调节活塞将调节缸体内部分隔成第一气腔8a及第二气腔8b，调节缸体上设有与第二气腔连通的外气孔，第一压紧气囊通过第一软气管与第一气腔连通，第二压紧气囊通过第二软气管与第一气腔连通，第三压紧气囊通过第三软气管与第一气腔连通，第四压紧气囊通过第四软气管与第一气腔连通，第五压紧气囊通过第五软气管与第一气腔连通，第六压紧气囊通过第一软气管与第六气腔连通，调节活塞上设有穿过第一气腔的活塞杆82，活塞杆穿过坐板通口，活塞杆上设有用于接触臀部的内坐板83，活塞杆与调节缸体之间滑动密封配合，第二气腔内设有复位弹簧84，复位弹簧一端连接调节活塞，复位弹簧另一端连接调节缸体，内坐板、臀部坐板、第一气腔及第二气腔沿调节活塞滑动方向依次布置。

如前所述，若绑条较松，则本发明易相对工人的腿出现晃动，走路时容易不稳；若绑条过紧，则腿、脚会勒得难受，虽设置了各压紧气囊进行缓解，但依然不能彻底解决上述问题。本实施例中，当工人走路时，臀部只是轻轻接触内坐板，此时各压紧气囊是充气状态，可以保障与腿、脚之间紧密接触，从而走路时本发明不会晃动，带动性好。当工人达到坐姿(蹲姿)后臀部压动内坐板，带动内坐板进入坐板通口，内坐板带动活塞杆、调节活塞移动，第一气腔容积变大、第二气腔容积变小、复位弹簧压缩，从而各压紧气囊内的一部分气体进入第一气腔，各压紧气囊不再勒紧腿、脚，可保障工人在坐姿状态下不受“束缚”。当工人站起后，在复位弹簧作用下，各结构复位，第一气腔内一部分气体再次回到各压紧气囊，重新实现与腿、脚之间的紧密接触。综上所言，本实施例中可实现坐姿时压紧气囊松、站姿时压紧气囊紧的自动切换，既可在坐姿时减少工人腿、脚束缚感，；又能在站姿时保障本发明与腿、脚的紧贴效果，保障大腿杆架、小腿杆架的随动效果(不会相对腿、脚晃动)。