一种防止后倾的外骨骼机器人的制作方法

本实用新型涉及一种外骨骼机器人，属于人体辅助机器人领域，具体涉及一种防止后倾的外骨骼机器人。

背景技术：

康复型外骨骼机器人是辅助腿部残疾、或截瘫患者进行行走的设备，可将截瘫患者用绑带或其他部件固定在设备上，靠外骨骼的力量帮助患者重新站立行走；目前市场上的外骨骼产品背包中需要安放一系列控制器、传感器以及电池等物件，背包的重量占外骨骼整体重量的三分之一左右，十分沉重，将背包设于腰后侧，整体设备的重心靠后，使得患者在使用时，不自觉的身体就会前倾，从而不得不借助拐杖行走；而且截瘫患者一般腰部没有力量，这种重心位于后方的背包安装方式，对患者来说有一定的危险性，特别是直立站立的时候，如果稍有后倾，就可能造成患者向后倾倒，从而对患者造成很严重的伤害，而且靠后的重心会使患者一直有一种向后倾倒的假象，在心理上也对患者也产生一定的压力。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种防止后倾的外骨骼机器人，使患者重心保持在前端，增加行走的安全性，优化患者的行走体验。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种防止后倾的外骨骼机器人，包括上部支持结构和下肢结构，所述上部支持结构包括背包，所述背包设置在所述下肢结构的顶端，所述背包包括与人体上部躯干直接或间接贴合的贴合部，所述贴合部与人体上部躯干的前侧和/或左右两侧相适配。

作为优选的方案，所述下肢结构包括可对胯宽进行调节的髋部调节支架，所述髋部调节支架位于所述下肢结构的最上部，所述背包设于所述髋部调节支架上。

作为优选的方案，在所述背包还包括可使所述背包绕其左右任一侧的边线向人体外侧旋转且与所述髋部调节支架相连的旋转部件。

作为优选的方案，所述贴合部靠近人体上部躯干一面设置有柔性靠垫。

作为优选的方案，所述背包为软质材料时，所述背包通过一硬质材料组成的背包架可拆卸的固定在所述髋部调节支架上。

作为优选的方案，所述背包为硬质材料时，所述背包可拆卸的固定在所述髋部调节支架上。

作为优选的方案，所述背包上还设有可拆卸并可调长度的背包绑带。

作为优选的方案，所述下肢结构还包括与所述髋部调节支架通过可转动的大腿关节相连的大腿部，所述大腿部上安装有大腿绑带，所述大腿部包括大腿板件及设于所述大腿板件内部的大腿活动件，所述大腿板件内还设有供所述大腿活动件上下滑动的轨道，所述大腿活动件与所述大腿板件之间设有调节螺栓。

作为优选的方案，所述下肢结构还包括与所述大腿部的下端通过可转动的小腿关节相连的小腿部，所述小腿关节上固定有膝盖挡板，所述膝盖挡板为硬质材料且可沿其轴向进行开合；所述小腿部安装有小腿绑带，所述小腿部包括小腿板件及设于所述小腿板件内部的小腿活动件，所述小腿板件内还设有供所述小腿活动件上下滑动的轨道，所述小腿活动件与所述小腿板件之间设有调节螺栓。

作为优选的方案，所述下肢结构还包括与所述小腿部通过踝关节相连的脚部，所述踝关节可使所述脚部从水平状态向上旋并防止所述脚部从水平状态向下旋转。

本实用新型相对于现有的外骨骼机器人优势在于：

本实用新型所述的一种防止后倾的外骨骼机器人，将用于放置控制器、传感器以及电池等物件的背包放置在人体上部躯干的前侧和/或左右两侧，避免了外骨骼机器人的重心偏后导致的穿戴和行走不安全的问题，为康复性外骨骼机器人在使用时丢掉拐杖提供可能。同时膝盖挡板部分采用硬质材料结构支撑，可以顶住腿部无力的穿戴者的膝盖部分，使穿戴者在行走的时候不会因为腿部弯曲而瘫倒，踝关节部分采用只可从水平状态向上转动的结构形式，防止偏瘫患者在有足下垂的情况时产生的行走卡绊现象。

附图说明：

图1为一种防止后倾的外骨骼机器人一种实施例的主视图；

图2为一种防止后倾的外骨骼机器人一种实施例的左视图；

图3为一种防止后倾的外骨骼机器人一种实施例的俯视图。

图中各标记为：

1-背包，2-髋部调节支架，3-大腿关节，4-大腿部，5-小腿关节，6-小腿部，7-膝盖挡板，8-踝关节,9-脚部；11-柔性靠垫，12-背包绑带。

具体实施方式

如图1-3所示，为本实用新型一种防止后倾的外骨骼机器人的第一实施例，包括上部支持结构和下肢结构，所述上部支持结构包括背包1，所述背包1设置在所述下肢结构的顶端，所述背包1包括与人体上部躯干直接或间接贴合的贴合部，所述贴合部与人体上部躯干的前侧和/或左右两侧相适配。所述下肢结构包括可对胯宽进行调节的髋部调节支架2，所述髋部调节支架2位于所述下肢结构的最上部，所述背包1设于可对髋宽或胯宽进行调节的髋部调节支架2的上部的前侧。具体的，所述背包1接近于人体的胸前或腹部或腰部的贴合部的下端，可拆卸地固定在所述髋部调节支架2上部的前侧、或直接固定在位于所述髋部调节支架2上部的前侧的且可拆卸的背包架上、或所述背包1直接与所述髋部调节支架2上部的前侧一体成型。当对外骨骼机器人进行穿戴时，整个外骨骼机器人的重心位于穿戴者的胸前或腹部或腰部等位置，方便穿戴者对其进行穿脱，且避免了外骨骼机器人的重心偏后导致的穿戴和行走不安全的问题，为康复性外骨骼机器人在使用时丢掉拐杖提供可能。作为优选的方案，在所述背包1还包括可使背包1绕其左右任一侧的边线向人体外侧旋转且与所述髋部调节支架2相连的旋转部件。所述旋转部件可为铰轴或其他具有旋转开合功能的部件。该种设置使得所述背包在人体的前方或左右两侧时可以开合，方便穿戴者从外骨骼机器人的前方或后方穿戴。

作为本实用新型的第二实施例，与上述实施例的区别在于，所述背包1接近于人体的胸前或腹部或腰部左右两侧的贴合部的下端，可拆卸地固定在所述髋部调节支架2上部的前侧和左右两侧、或直接固定在位于所述髋部调节支架2 上部的前侧和左右两侧的且可拆卸的背包架上、或所述背包1直接与所述髋部调节支架2上部的前侧和/或左右两侧一体成型。当对外骨骼机器人进行穿戴时，整个外骨骼机器人的重心仍旧位于穿戴者的身体的前部或身体内靠前的某个位置。作为优选，所述背包1可以分为位于所述髋部调节支架2上部的前侧的前置背包和分别位于所述所述髋部调节支架2上部的左右侧的左置背包和右置背包，当所述左置背包和右置背包可拆卸的固定在所述髋部调节支架2的左右两侧时，可将位于其前置背包做的稍大一些，以便留有一部分的容置空间，可以将其左置背包和右置背包卸下放置于所述前置背包内。

作为本实用新型的第三实施例，与上述实施例的区别在于，所述背包1接近于人体的腰部左右两侧的贴合部的下端，可拆卸地固定在所述髋部调节支架2 上部的左右两侧、或直接固定在位于所述髋部调节支架2上部的左右两侧的且可拆卸的背包架上、或所述背包1直接与所述髋部调节支架2上部的左右两侧一体成型，以方便所述髋部调节支架调整其胯部的宽度。

作为本实用新型的第四实施例，与上述实施例的区别在于，当所述背包1 为软质材料时，所述上部支持结构包括位于所述下肢结构的顶端、用于固定所述背包1的且由硬质材料组成的背包架，所述背包架位于所述髋部调节支架2 上部的前侧和/或左右两侧，且所述背包架可拆卸的固定在所述髋部调节支架上。所述主体架可拆卸的固定在所述髋部调节支架上，不仅对外骨骼方便进行穿脱，还可以方便的置换背包的更新换代产品。

作为优选的方案，所述背包1接近人体的一侧，也就是所述贴合部靠近人体上部躯干的一面设置有柔性靠垫11。柔性靠垫11可以设置为可拆卸式或固定式，而且还可包括夏季清凉款以及春秋冬舒适款。

作为优选的方案，所述背包1上还设有可拆卸并可调长度的背包绑带12。进一步将背包牢靠的固定到人体的上部躯干，如腰部或肩部。

作为优选的方案，所述下肢结构还包括与所述髋部调节支架2通过可转动的大腿关节3相连的大腿部4，所述可转动的大腿关节3可为与所述髋部调节支架2的下部和所述大腿部4的上部相连的铰链机构(如球铰)或轴承或其他转动机构。所述大腿部4上安装有大腿绑带，所述大腿部4包括大腿板件及设于所述大腿板件内部的大腿活动件，所述大腿板件内还设有供所述大腿活动件上下滑动的轨道，所述大腿活动件与所述大腿板件之间设有调节螺栓，可以通过调节螺栓调节所述大腿活动件伸出所述大腿板件的长度，以适应不同身高的人体的大腿长度。

作为优选的方案，所述下肢结构还包括与所述大腿部4的下端通过可转动的小腿关节5相连的小腿部6，所述小腿关节5可为与大腿部4的下端和所述小腿部6的上部相连的铰链机构(如球铰)或轴承或其他转动机构。所述小腿部的上部固定有膝盖挡板7，所述膝盖挡板7为硬质材料且可沿其轴线方向在一定范围内进行开合，所述轴线方向为人体的站立时的上下方向，从而使所述膝盖挡板7向远离人体的方向转动，以方便穿戴者穿戴所述下肢结构；当穿戴好后，将所述膝盖挡板7向接近于人体的方向转动，并将所述膝盖挡板7固定在人体膝盖的前侧，所述膝盖挡板7选用硬质材料，可以顶住腿部无力的穿戴者的腿部或膝盖处，使穿戴者在行走的时候不会因为腿部弯曲而瘫倒，所述小腿部6 安装有小腿绑带，所述小腿部6包括小腿板件及设于所述小腿板件内部的小腿活动件，所述小腿板件内还设有供所述小腿活动件上下滑动的轨道，所述小腿活动件与所述小腿板件之间设有调节螺栓，可以通过调节螺栓调节所述小腿活动件伸出所述小腿板件的长度，以适应不同身高的人体的小腿长度。

作为优选的方案，所述下肢结构还包括与所述小腿部6通过踝关节8相连的脚部，所述踝关节8可使脚部9从水平状态向上旋转，不可使脚部9从水平状态向下旋转，该种设置可以使穿戴者适应斜坡走动，而不至于在行走过程中由于其足部下垂而导致绊倒。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改变，其均应涵盖在本实用新型专利的保护范围当中。