智能型肩部及智能型可穿戴式上体支撑辅助系统的制作方法_2

文档序号:9555353阅读:来源:国知局
过控制终端调整支撑组件至需要的状态。且通过控制终端中对驱动构件的预设控制,来调整支撑垫组合对肩部及上体的支撑力,实现主动顶推支撑,从而减轻脊椎承受的压力。此外,控制终端对实际顶推力度的监测及与理想顶推力度的对比分析,保证了实际顶推力度的精确性。
【附图说明】
[0032]图1是本发明智能型肩部支撑辅助系统的部分结构示意图;
[0033]图2是图1去掉保护盖的结构示意图;
[0034]图3是图2去掉推杆套管的结构示意图;
[0035]图4是图1的剖视示意图;
[0036]图5是本发明智能型肩部支撑辅助系统中控制终端的结构示意图;
[0037]图6是图5的另外一个视角方向的结构示意图;
[0038]图7是图5中的结构模块图;
[0039]图8是本发明智能型可穿戴式上体支撑辅助系统的结构示意图;
[0040]图9是图8的使用状态图。
【具体实施方式】
[0041]通过上述描述可知,现有市场上改善人体脊柱受力状况的辅助装置无法提供变化精确的辅助外力,有的甚至会限制使用者的行动。为了解决上述问题,Frank XiaoqingZhang(中文名:弗兰克.小青.张)发明了一种智能型肩部支撑辅助系统,其可以穿在人体上做穿戴式应用,也可以安装在地面、桌椅上、床上、车上等处作为非穿戴式应用。FrankXiaoqing Zhang基于上述智能型肩部支撑辅助系统,还发明了一种智能型可穿戴式上体支撑辅助系统,其可以穿在使用者的衣内,衣上,或夹于衣服之间。上述智能型肩部及智能型可穿戴式上体支撑辅助系统均利用控制终端根据监测的实际情况,控制支撑构件从肩腋下提供精确的朝上的辅助推力,且该辅助推力根据操作可调整大小。为使本发明智能型肩部及智能型可穿戴式上体支撑辅助系统的目的、技术方案和优点解释得更加清楚,下面将结合附图作进一步地描述。
[0042]首先需要说明的是,下文的滚珠丝杠为由丝杠、丝杆螺母(可以是下文中的螺母113,也可泛指带有内螺纹的套筒)、钢球、预压片、反向器及防尘器一起形成的总成。导螺杆结构为由螺纹丝杆及对应的丝杆螺母(丝杆螺母为螺母,也可泛指带有内螺纹的套筒)一起形成的总成。在本发明及其实现例中,滚珠丝杠及导螺杆因外观相似且传动功能相同仅传动效率有别而可互换。齿条齿轮为主动齿轮及与主动齿轮啮合的齿条形成的总成。
[0043]请结合参照图1至图4,本发明实施例提供了一种肩部支撑辅助系统,其包括在使用时位于人体肩部下方的至少一个支撑组件1、驱动支撑组件1运动的对应驱动构件3及控制终端5(见图5)。在本实施例中,本发明的肩部支撑辅助系统包括两个支撑组件1,分置于人体的左右肩下。支撑组件1包括传动轴11及与传动轴11连接的支撑垫组合13。驱动构件3连接于传动轴11。控制终端5与驱动构件3连接,用于控制驱动构件3按照设定的程序驱动支撑组件1。控制终端5用于接收用户输入或选择的命令,且控制终端5根据用户的命令来控制驱动构件3运动。驱动构件3带动传动轴11上下运动,支撑垫组合13随着传动轴11上下运动远离肩部或靠近肩部至与肩下腋窝接触或抵顶于肩下腋窝。通过支撑垫组合13对肩下腋窝的支撑,减轻脊椎所承受的压力。并且,通过控制终端5的控制,可以根据实际需要,调整支撑垫组合13对肩下腋窝的支撑力度,优化了肩下腋窝的支撑力度,提高使用者的舒适度。
[0044]本发明的一种肩部支撑辅助系统在使用时需要用到电源4,以为驱动构件3及控制终端5提供电源。本实施例中,上述电源4为两块充电电池。但需要说明的是,在其它实施方式中,上述电源4可以是一块或多块充电电池,也可以是电容器模组或是通过插接头连接的家庭或工作场所供电电源。
[0045]请结合参照图4,传动轴11包括螺纹丝杆111及外套于螺纹丝杆111上的丝杆螺母113。丝杆螺母113的外周面固定于驱动构件3。支撑垫组合13连接于螺纹丝杆111朝向肩部的第一端。螺纹丝杆111与丝杆螺母113 —起形成了导螺杆结构;显然地,导螺杆结构在其它实施方式中,也可以用滚珠丝杠结构替代。当丝杆螺母113与驱动构件3 —起旋转运动时,螺纹丝杆111可以沿着丝杆螺母113的螺纹孔上下移动,从而带动支撑垫组合13远离、靠近或者顶抵于肩下腋窝。需要说明的是,丝杆螺母113也可以是一个内壁设有内螺纹的套筒;这样,螺纹丝杆111套接于所述套筒内,且与所述套筒之间通过螺纹连接而形成导螺杆结构。
[0046]本实施例中,螺纹丝杆111朝向肩部的第一端设有一个固定孔(未标号),丝杆螺母113可转动地套装于螺纹丝杆111的第一端。螺纹丝杆111的第二端为自由端。
[0047]请结合参照图1、图3、图4,支撑垫组合13包括推杆套管131及固定于推杆套管131顶端的支撑垫133。传动轴11容置在推杆套管131内。螺纹丝杆111的第一端固定于支撑垫133。具体地,本实施例中,请结合参照图2、图3和图4,为了避免支撑垫133相对于螺纹丝杆111强力旋转对人体腋下的伤害,支撑垫组合13还包括固定轴杆136及限制器137。固定轴杆136容置在推杆套管131内,且固定轴杆136的第一端可自由旋转地与支撑垫133连接。固定轴杆136的第二端固定于螺纹丝杆111的固定孔。推杆套管131于接近支撑垫133的上部侧面设有一个通孔(未标号)。限制器137穿过通孔后固定于固定轴杆136。限制器137是类似于螺纹紧固限位的插销装置,比如:固定销、插销等。限制器137是限制支撑垫133相对固定轴杆136自由旋转的唯一机构。限制器137由剪切特性已知的材料做成,当施加在支撑垫133上的扭矩超出预设的安全极限时,限制器137会断裂。此时支撑垫133能相对固定轴杆136的第一端自由旋转。
[0048]请结合参照图1、图2和图4,本实施例中,驱动构件3包括电机31、主动轮33及从动轮34。电机31包括输出轴311 ;且电机31与控制终端5连接,并在控制终端5的指令下运转。主动轮33固定于电机31的输出轴311。从动轮34与主动轮33配合传动,且从动轮34同轴固定连接有一个空心输出轴341,且空心输出轴341的轴线与螺纹丝杆111的轴线重合。推杆套管131套在空心输出轴341上,且可沿着空心输出轴341的外周面上下滑动。丝杆螺母113的外周面固定于空心输出轴341远离从动轮34的内壁面;且螺纹丝杆111的第二端伸入、容置在空心输出轴341内。
[0049]具体地,本实施例中,驱动构件3还包括皮带35,皮带35用于传动主动轮33和从动轮34。且皮带35为带齿皮带,且主动轮33为带齿皮带轮,从动轮34也为带齿皮带轮。当控制终端5发出指令,指示电机31工作且正向转动时,电机31带动输出轴311转动。主动轮33随输出轴311联动,从而带动从动轮34转动。空心输出轴341随从动轮34 —起转动。此时,丝杆螺母113也跟着空心输出轴341转动,从而带动螺纹丝杆111和支撑垫133向靠近肩膀的方向上行。当控制终端5发出指令,指示电机31工作且反向转动时,电机31带动输出轴311反向转动。主动轮33随输出轴311联动,从而带动从动轮34反向转动。空心输出轴341随从动轮34 —起反向转动。此时,丝杆螺母113也跟着空心输出轴341反向转动,从而带动螺纹丝杆111和支撑垫133向远离肩膀的方向下行。
[0050]本实施例中设置皮带35、主动轮33和从动轮34的目的在于减小电机31传到空心输出轴341的转速,并增加它的扭矩。因此,如电机输出扭矩足够大,上述驱动构件3也无需设置主动轮33、从动轮34及皮带35,直接将电机31的输出轴311固定连接到传动轴11,也可以达到本发明驱动构件3的作用。
[0051]需要说明的是,在其它实施方式中,上述螺纹丝杆111同轴固连于从动轮34 ;丝杆螺母113同轴固定于推杆套管131靠近支撑垫133的上端内壁。且丝杆螺母113仍与螺纹丝杆111配合形成导螺杆。此时,螺纹丝杆111随从动轮34转动时,丝杆螺母113带动推杆套管131及支撑垫133上下移动。
[0052]需要说明的是,在其它实施方式中,主动轮33和从动轮34之间也可以无需皮带35传动,而是将上述主动轮33和从动轮34设置为齿轮,通过一级或多级齿轮传动达到降低转速、增加扭矩的作用。并且,通过伞齿轮的应用,输出轴311的轴线与螺纹丝杆111的轴线可以是不平行的,使电机31及下述的安装支架17的布置更灵活。
[0053]需要说明的是,在其它实施方式中,无需设置丝杆螺母113及空心输出轴341。电机31的输出轴311也可以是横向设置,即是输出轴311的轴线与螺纹丝杆111的轴线垂直。主动轮33固定于输出轴311,且主动轮33和从动轮34均为齿轮。上述螺纹丝杆111用齿条代替,所述齿条与从动轮34啮合,使从动轮34与螺纹丝杆111之间形成齿轮齿条的传动,从而将齿轮传动及齿轮齿条的传动结构代替了皮带轮及或滚珠丝杠的传动结构。且更进一步地,当无需改变电机31的原始速度和扭矩时,甚至不用设置从动轮34,而是直接将主动轮33设置为与前述齿条啮合的齿轮。
[0054]需要说明的是,在其它实施方式中,驱动构件3包括气缸或液压油缸及对应的活塞,传动轴11为光轴,固定于活塞。这样,通过活塞的运动而带动传动轴11的上下运动,从而带动支撑垫133随着传动轴11远离肩部或靠近肩部至与肩下腋窝接触/抵顶。在其它实施方式中,驱动构件3也可以为电机,从而采用直线电机直接驱动。此时,传动轴11为光轴,固定于直线电机输出轴或作为其延伸。直线电机与控制终端5连接,并在控制终端5的指令下运动。
[0055]需要说明的是,本实施例中采用了滚珠丝杠或导螺杆来实现转动到直线运动的转换。在其它实施方式中,可以采用无螺纹丝杠,滚动环驱动器、艾克姆丝杆(行业简称acme丝杆)、或齿条齿轮机构来代替滚珠丝杠及导螺杆实现类似的功能。
[0056]为了得到支撑垫133对肩下腋窝实际支撑力的大小,本实施例中,驱动构件3还包括负荷传感器36。负荷传感器36安装在空心输出轴341远离支撑垫133的下端面,且负荷传感器36连接于控制终端5。支撑垫133对肩下腋窝实际支撑力的反作用力挤压负荷传感器36,从而负荷传感器36根据挤压力测得支撑垫133对肩下腋窝的实际支撑力大小,并反馈至控制终
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