一种助力装置的制作方法
本发明涉及人体运动辅助技术领域，具体涉及一种助力装置。
背景技术：
搬运工人、工厂操作工等频繁弯腰作业的人员，易患各种腰椎疾病，为以后的健康生活埋下隐患，严重降低了他们的生活质量和工作效率，因此相应的预防与防护装置是非常必要的。
为解决上述技术问题，现有公开一种助力装置，包括一个胸部盖板、腰部组件、左腿盖板、右腿盖板及两个中转部件；其中，两个中转部件分别可转动地设在腰部组件上的前侧不同的两个位置，胸部盖板与两个中转部件之间分别通过一个滑动组件连接，两个中转部件分别通过一个弹性件与左腿盖板和右腿盖板连接，同时，腰部组件分别通过一个腿部连接件与左腿盖板和右腿盖板可转动地连接。在人体的前后方向上，弹性件位于腿部连接件的前方。
其中，滑动组件包括第一滑杆和第二滑杆，及固定在第一滑杆和第二滑杆的顶部上的固定块，胸部盖板上设有导向杆，固定块可滑动地套在导向杆上，第一滑杆和第二滑杆的底部分别固定在一个中转部件上。也即，第一滑杆和第二滑杆随着固定块相对于胸部盖板同步上下滑动。同时，以一个左腿部盖板为例，如图16b所示，弹性件的两端分别在中转部件(也即，弹性件的顶部固定在中转部件上，其通过中转部件可转动地设在腰部组件上)和左腿盖板上的转动支点为a和c，左腿的腿部连接件的两端分别在腰部组件和左腿盖板上的转动支点为b和d，由于bd之间的距离不变，则abc三点围成一个三角形。
此结构的助力装置，待人穿戴好该助力装置后，当人的左腿带动左腿盖板向上抬高走路时，则助力装置以b点为圆心，ac为半径做圆周运动，弹性件被压缩，使ac长度变短，同时弹性件带动左侧的中转部件向后转动，同时通过中转部件给第一滑杆向上的作用力，但由于右侧的弹性件未压缩，第二滑杆未受到向上的作用力，第一滑杆和第二滑杆还必须同步运动，则第二滑杆将阻挡第一滑杆向上滑动，进而使得人在穿戴该助力装置时，左腿无法实现的自由行走；相同地，当人右腿抬高走路时，第一滑杆将限制第二滑杆向上滑动，进而使人体穿戴该助力装置时，右腿无法实现自由行走。
也就说，现有技术中的助力装置，当人体穿戴好后，人体左腿和右腿的行走相互限制，不能够实现人体前后方向的自由行走的功能。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于现有的助力装置在助力过程中，不能实现人体的前后自由行走的功能。
为此，本发明提供一种助力装置，包括
胸部组件，适于绕设在人体的胸部外周；
支撑组件，呈第一闭合环并适于绕设在人体的胯部外周或人体的腰部外周；
至少两套伸缩组件，分别独立地将所述支撑组件前侧的两个不同位置处与所述胸部组件前侧的两个不同位置处连接；
两个腿部盖板，分别适于贴在人体两腿部的前侧，并分别通过一套连接机构与位于同侧的所述支撑组件前侧的两个不同位置处连接；
任一套所述连接机构包括两端分别以转轴轴线沿人体左右方向可转动地安装在支撑组件和腿部盖板上的弹性件，及两端分别以转轴轴线沿人体左右方向可转动地安装在支撑组件和腿部盖板上的腿部连接件；且所述弹性件和腿部连接件的顶部转动支点在竖向上错开。
可选地，上述的助力装置，任一套所述伸缩组件底部以转轴轴线沿人体前后方向可转动地安装在各自对应的所述支撑组件的位置上。
可选地，上述的助力装置，任一套所述伸缩组件的顶部以转轴轴线沿人体左右方向可转动地安装在胸部组件上。
可选地，上述的助力装置，任一套所述伸缩组件包括
壳体，具有竖向延伸的第一内腔；
至少一个伸缩件，其中所述伸缩件的一端可滑动地设在所述壳体的第一内腔中，另一端伸出所述壳体外形成伸出端；所述伸出端和所述壳体中的一个安装在胸部组件上，另一个安装在对应的支撑组件上；
在所述助力装置处于未工作的起始状态时，所述伸缩件伸入所述第一内腔中的伸入端的端部与其正对的所述壳体的端部之间预留竖向延伸的滑动间距。
可选地，上述的助力装置，所述伸缩件为两个，两个所述伸缩件竖向延伸并水平错开布置在所述壳体上；位于上方的伸缩件的顶部安装在所述胸部组件上，底部可滑动且可转动地设在壳体的第一内腔中；位于下方的伸缩件的底部安装在支撑组件上，其顶部可滑动且可转动地设在所述壳体的第一内腔中；
位于上方的所述伸缩件与位于下方的所述伸缩件的轴线平行且不共线布置。
可选地，上述的助力装置，所述伸缩件为至少两个，所有所述伸缩件布置在所述壳体的上方；其中所述壳体安装在所述支撑组件上，位于最上方的所述伸缩件的顶部安装在所述胸部组件上；
相邻两个伸缩件中，至少位于下方的伸缩件具有竖向延伸的第二内腔，位于上方的伸缩件的底部可滑动地设在位于下方的伸缩件的第二内腔中，在所述起始状态，位于上方的伸缩件的底部与位于下方的伸缩件的第二内腔的底部之间预留竖向延伸的滑动间距；位于最下方的所述伸缩件的底部可滑动地设在所述壳体的第一内腔中。
可选地，上述的助力装置，还包括两个中转部件，分别以转轴轴线沿人体左右方向可转动地设在所述支撑组件前侧的所述两个不同位置处；
所述伸缩组件的底部通过设在所述中转部件上而设在所述支撑组件上；
所述弹性件的顶部通过可转动地设在所述中转部件上而设有所述支撑组件上。
可选地，上述的助力装置，任一套连接机构中，所述腿部连接件两端的转轴轴线与所述弹性件两端的转轴轴线均平行，并在所述助力装置处于未工作的初始状态时在竖向共面布置，以及所述弹性件对各自对应的腿部盖板施加向上的初始压力。
可选地，上述的助力装置，所述中转部件和支撑组件上分别设有沿人体水平方向平行且竖向错开的第一转轴和第二转轴；
所述弹性件和所述腿部连接件的顶部分别套在所述第一转轴和第二转轴上；
所述中转部件通过套在所述第二转轴上而可转动地设在所述支撑组件上。
可选地，上述的助力装置，所述中转部件设有开口朝下的阶梯槽或阶梯孔，所述阶梯槽或阶梯孔包括位于下方的第一部分及位于上方的第二部分，所述第一部分的孔径大于所述第二部分的孔径；
第一转轴安装在所述第二部分上，所述第一部分的侧壁套在所述第二转轴上；
所述腿部连接件及所述弹性件的顶部均嵌入所述阶梯槽或阶梯孔内，并分别套在所述第二转轴和所述第一转轴上。
可选地，上述的助力装置，同一套所述连接机构中，所述弹性件和所述腿部连接件的底部可转动地安装在所述腿部盖板上的同一连接轴上。
可选地，上述的助力装置，所述支撑组件包括
两块支撑板块，任一所述支撑板块的内壁面适于抵接在人体的腰部或胯部的外侧；
用于将两个所述支撑板块的后侧端固定连接的第一绑带，及将所述支撑板块的前侧端可拆卸连接的第一连接扣；所述第一绑带、两块支撑板块及第一连接扣围成所述第一闭合环；两块所述支撑板块的前侧形成所述述支撑组件的所述两个不同位置处。
可选地，上述的助力装置，所述支撑组件为胯部组件。
可选地，上述的助力装置，还包括呈第二闭合环的腰部组件；所述胯部组件通过至少一个第二连接件与腰部组件连接。
可选地，上述的助力装置，所述胸部组件包括至少一块胸部盖板，内壁面适于抵接在人体的胸部；用于将所述胸部盖板的两端固定连接的第二绑带；所述第二绑带和所述胸部盖板围成第三闭合环。
可选地，上述的助力装置，所述助力装置还包括背带，所述背带的上部两端与胸部盖板连接，其下部两端与所述腰部组件上位于人体背部一侧的两个不同位置处连接。
本发明的技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的助力装置，包括胸部组件、支撑组件、两个中转部件、至少两套伸缩组件、两个腿部盖板及两套连接机构。由于两套伸缩组件独立设置，并分别将支撑组件前侧的两个不同位置处与胸部组件前侧的两个不同位置处连接，当人体穿戴好该助力装置，人体的左腿抬高走路时，左侧的弹性件被压缩，左侧的弹性件带动左侧的伸缩组件向靠近人体腹部的方向转动，同时带动左侧伸缩组件做向上的滑动；由于支撑组件前侧的两个不同位置处的左侧伸缩组件(左侧)与右侧伸缩组件独立，两个伸缩组件的伸缩运动相互独立不影响，从而人体左腿抬高走路，不会受到右侧伸缩组件的限制，实现左腿自由走路；相反，当人体的右腿抬高走路时，右侧的伸缩组件做向上滑动，不受左侧的伸缩组件限制，实现右腿自由走路，则本申请的助力装置能够实现人体前后方向的自由行走功能。
2.本发明提供的助力装置，任一套所述伸缩组件底部以转轴轴线沿人体前后方向可转动地安装在各自对应的支撑组件的位置上，当人体穿戴好该助力装置后，由于两个伸缩组件的底部相互独立地在人体的左右方向转动，实现人体的左右方向的自由弯腰动作。比如，当人体向右侧弯腰时，右侧的伸缩部件被胸部组件向下压缩，右侧的伸缩组件做向下的缩回运动，而左侧的伸缩部件被胸部组件向上拉伸，左侧的伸缩组件做向上的伸出运动，实现人体朝向右侧弯腰的自由度；相反，当人体向左侧弯腰时，左侧的伸缩部件被胸部组件向下压缩，右侧的伸缩组件被胸部组件向上拉伸，两个伸缩组件独立地做各自的伸缩运动，实现人体朝向左侧弯腰的自由度，从而使得该助力装置能够实现自由行走的同时，可以左右弯腰动作，进而在搬运物体时，人体可将物体从人体的左侧搬运到人体的右侧，或将物体从人体的右侧搬运到人体的左侧。
3.本发明提供的助力装置，任一套所述伸缩组件的顶部以转轴轴线沿人体左右方向可转动地安装在胸部组件上，伸缩组件的顶部可以相对胸部盖板上下转动，从而当人体穿戴好该助力装置时，进一步地增大人体穿戴好该助力装置的活动自由度。
4.本发明提供的助力装置，.伸缩组件包括壳体和至少一个伸缩件，壳体具有竖向延伸的第一内腔；其中所述伸缩件的一端可滑动地设在所述壳体的第一内腔中，另一端伸出所述壳体外形成伸出端；所述伸出端和所述壳体中的一个安装在对应的所述胸部盖板上，另一个安装在对应的所述支撑组件上；在所述助力装置处于未工作的起始状态时，所述伸缩件伸入所述第一内腔中的伸入端的端部与其正对的所述壳体的端部之间预留竖向延伸的滑动间距。此结构的助力装置，通过设置多个伸缩件，可以增大伸缩组件的最大伸缩量，以增大胸部盖板随着人体向下弯腰的角度范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中提供的助力装置的结构示意图；
图2为图1中助力装置的胸部盖板、伸缩组件及胯部组件连接的局部放大示意图；
图3为图2中伸缩组件的结构示意图；
图4为图3中伸缩组件的纵向剖面示意图；
图5为图1中助力装置的腿部盖板、连接机构及胯部组件的配合后的局部放大示意图；
图6为图5中胯部组件的结构示意图；
图7为图6中胯部组件的中转部件的结构示意图；
图8为图6中的连接机构与胯部组件连接的局部放大示意图；
图9为本发明实施例2中提供的一种助力装置的结构示意图；
图10为图9中助力装置的伸缩组件的纵向剖面示意图；
图11为图10中伸缩件和壳体连接部分的局部放大图；
图12为图9中助力装置的胯部组件与连接机构配合后的局部放大示意图；
图13为本发明实施例2中提供的另一种助力装置的结构示意图；
图14为图13中助力装置的伸缩组件和中转部件配合后的结构示意图；
图15为图14中伸缩组件的壳体去掉前侧壁面后的结构示意图；
图16a为本发明实施例1中助力装置从初始位置到人体腿部弯曲x角度后的示意图；
图16b为背景技术中助力装置从初始位置到人体腿部弯曲x角度后的示意图；
图17a为本发明实施例1中助力装置和现有技术中的助力装置在人体腿部弯曲相同角度x时，弹性件的长度随x的变化示意图，其中虚线表示初始bc与bd之间夹角的角度为0度时对应的弹性件的长度，实线表示初始bc与bd之间夹角的角度a为30度时对应的弹性件的长度；
图17b为本发明实施例1中助力装置和现有技术中的助力装置在人体腿部弯曲相同角度x时，弹性件力臂h随x的变化示意图，其中虚线表示初始bc与bd之间夹角的角度为0度时对应的弹性件力臂，实线表示初始bc与bd之间夹角的角度a为30度时对应的弹性件的力臂；
图17c为本发明实施例1中助力装置和现有技术中的助力装置在人体腿部弯曲相同角度x时，弹性件对b支点的作用力f随x的变化示意图，其中虚线表示初始bc与bd之间夹角的角度为0度时对应的作用力，实线表示初始bc与bd之间夹角的角度a为30度时对应的作用力；
图17d为本发明实施例1中助力装置和现有技术中的助力装置在人体腿部弯曲相同角度x时，弹性件对b支点的产生的力矩随x的变化示意图，其中虚线表示初始bc与bd之间夹角的角度为0度时对应的力矩，实线表示初始bc与bd之间夹角的角度a为30度时对应的力矩；
附图标记说明：
1-胸部盖板；11-第一安装座；12-第三绑带；13-第三连接扣；
2-伸缩组件；21-伸缩件；211-第二内腔；212-外缘；22-壳体；221-第一内腔；23-滑动轴承；24-锁紧螺母；
3-腰部组件；31-第二绑带；
41-支撑板块；411-延伸部；43-第一绑带；
42-中转部件；421-阶梯孔；422-豁口槽；423-第二转轴；424-第一转轴；
51-腿部连接件；52-弹性件；
6-腿部盖板；
71-第二安装座；72-第三安装座；
81-第一连接扣；82-背带；83-第二连接扣；84-连接轴；
9-限位块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种助力装置，如图1至图8所示，助力装置包括胸部组件、支撑组件、两套伸缩组件2、两个腿部盖板6、两套连接机构、两个中转部件42。
其中，支撑组件为胯部组件4，胯部组件4呈第一闭合环并适于绕设在人体的胯部外周。如图1和图6所示，胯部组件4包括两块支撑板块41、第一绑带43及第一连接扣81。两块支撑板块41分别为左支撑板块41和右支撑板块41，每块支撑板块41包括位于前侧的平直部及与平直部连接的弧形部，平直部的内壁面适于抵接在人体的胯部的前侧，弧形部适于抵接在胯部的侧壁，从而两个支撑板块41的弧形部分别抵接在人体胯部的左侧壁和右侧壁，两个支撑板块41的平直部分别抵接在人体胯部前侧的两个不同位置处(比如左端和右端)。最佳地，两块支撑板块41对称布置。
中转部件42一一对应地以转轴轴线沿人体左右方向可转动地设在支撑板块41的前侧壁上，比如设在支撑板块41的平直部分上，最佳地，两个中转部件42对称设置。
第一绑带43的两端分别与两个支撑板块41的弧形部连接，比如，如图6所示，两个弧形部上分别设有一个第一开孔，第一绑带43的两端呈闭合环并且分别套在一个第一开孔上，以实现第一绑带43与两个弧形部的连接固定。第一连接扣81可以为子母扣，子母扣的插座固定在左侧的支撑板块41的平直部上，插头固定在右侧的支撑板块41的平直部上，当子母扣的插头插接在插座上到位后，第一绑带43、两个支撑板块41、子母扣之间围成第一闭合环，适于穿戴在人体的胯部外周。
如图1所示，胸部组件适于绕设在人体胸部的外周，其包括两块胸部盖板1、第三绑带12及第三连接扣13。两块胸部盖板1均为弧形板块，便于抵接在人体胸部的外侧，两块胸部盖板1最佳地呈对称布置，且分别为左侧胸部盖板1和右侧胸部盖板1，第三绑带12将两块胸部盖板1的后侧端连接，第三连接扣13也为子母扣，子母扣的插座固定在左侧胸部盖板1上，插头固定在右侧胸部盖板1上，当子母扣的插头插接在插座上到位后，第三绑带12、两个胸部盖板1及第三连接扣13之间围成第三闭合环，适于穿戴在人体的胸部外周。
如图1和图5所示，两块腿部盖板6均为弧形板块，便于抵接在人体的腿部的前侧，提高穿戴的舒服度。两块腿部盖板6分别为左腿盖板和右腿盖板，且二者呈对称布置。
左侧胸部盖板1与左侧中转部件42之间通过一套伸缩组件2连接，右侧胸部盖板1与右侧支撑板块41上的中转部件42之间通过另一套伸缩组件2连接，两套伸缩组件2相互独立，各自做伸缩运动。右侧中转部件42与右腿盖板之间通过一套连接机构连接。左侧中转部件42与左腿盖板之间通过另一套连接机构连接。最佳地，两个伸缩组件2对称布置，两套连接机构对称布置，从而使助力装置穿戴在人体上时，人体的受力平衡，增加穿戴的舒适度。
如图1、图5及图8所示，每套连接机构包括两个腿部连接件51和一个弹性件52，两个腿部连接件51对称布置在弹性件52的两侧。腿部连接件51的两端分别以转轴轴线沿人体左右方向可转动地安装在支撑板块41和腿部盖板6上；弹性件52的两端分别以转轴轴线沿人体左右方向可转动地安装在中转部件42和腿部盖板6上，弹性件52和腿部连接件51的顶部转动支点在竖向上错开。比如，如图16a所示，弹性件52顶部和底部的转动支点分别为a和c，腿部连接件51的顶部和底部的转动支点分别为b和d(此实施方式中，图16a中d与c重合)。由于腿部连接件51的长度bd不变，转动支点a和转动支点b之间的距离ab不变，则bc之间的长度为固定值。
以左侧胸部盖板1与左侧中转部件42连接方式为例，来说明任一胸部盖板1与对应的中转部件42的连接方式。如图2所示，胸部盖板1的前侧壁面设有第一安装座11，伸缩组件2的顶部以转轴轴线沿人体的左右方向可转动地设在第一安装座11上。比如，第一安装座11具有豁口凹槽，豁口凹槽的两槽壁上固定有第一轴，伸缩组件2的顶部固定有第一连接块，第一连接块嵌入豁口凹槽内且可转动地套在第一轴上，使胸部盖板1随着人体向下弯腰时的自由度更大。
对于伸缩组件2的结构有多种，比如，如图3和图4所示，每套伸缩组件2包括壳体22、两个伸缩件21。其中，壳体22具有竖向延伸的第一内腔221；第一内腔221具有水平错开且隔开的两个支腔体。
伸缩件21可选为管状结构，两个伸缩件21竖向延伸并水平错开布置在壳体22上，伸缩件21一一对应子腔体设置。位于上方的伸缩件21的底部可滑动且可转动地设在与其对应的子腔体(如图4中的右侧子腔体)内，其顶部伸出该子腔体外形成伸出端，该伸出端可转动地安装在上述的第一安装座11上，在助力装置处于未工作的起始状态时，位于上方的伸缩件21的底部与其对应的子腔体的底部内壁面之间预留竖向延伸的第一滑动间距，也即，位于上方的伸缩件21可伸入壳体内或伸出壳体外，且壳体可绕位于上方的伸缩件转动。
类似地，位于下方的伸缩件21的顶部可滑动且可转动地设在与其对应的另一个子腔体(如图4中的左侧子腔体)内，其底部伸出该子腔体外形成伸出端，该伸出端安装在中转部件42上，在助力装置处于未工作的起始状态时，位于下方的伸缩件21的顶部与其对应的子腔体的顶部内壁面之间预留竖向延伸的第二滑动间距，也即，位于下方的伸缩件21可伸入壳体内或伸出壳体外，且壳体可绕位于下方的伸缩件转动，第一滑动间距与第二滑动间距之和，即为该伸缩组件2的最大伸缩量。
当人体穿戴好该助力装置后，若人体不走路仅需实现弯腰动作时，左侧胸部盖板1对与其连接并位于上方的伸缩件21施加向下的作用力，右侧胸部盖板1对与其连接并位于上方的伸缩件21施加向下的作用力，使位于上方伸缩件和位于下方伸缩件中的任一个，或者两个可做伸入壳体内的伸入运动，实现向下弯腰过程；相反，当人体的上身向上复位时，左侧胸部盖板1对与其连接并位于上方的伸缩件21施加向上的作用力，右侧胸部盖板1对与其连接并位于上方的伸缩件21施加向上的作用力，使位于上方伸缩件和位于下方伸缩件中的任一个，或者两个可做伸出壳体内的伸出运动，实现人体弯腰后复位的过程。同时，两个伸缩件21水平错开布置，任一壳体可相对与其对应的位于上方的伸缩件21转动，同时可相对于与其对应的位于下方的伸缩件21转动，从而当人体穿戴好该助力装置时，实现人体左右方向的扭身动作。
另外，两个伸缩件21水平错开布置且轴线平行但不共线布置，使得整个伸缩件21在未工作之前，结构紧凑所占用的空间小，可以根据人的不同高度来自动调整其高度。
如图4所示，为防止伸缩件21的伸入端从各自对应的子腔体内滑落出来，对位于上方的伸缩件21而言，其底部设有水平向外凸出的外缘212，与其对应的子腔体的顶部开口内固定有滑动轴承23，伸缩件21的顶部穿过滑动轴承23的内孔向外伸出，当伸缩件21向上伸出到极限位置，此时外缘212直接抵接在滑动轴承23的底部端面上，以阻挡伸缩件21整体从子腔体内抽出；类似地，位于下方的伸缩件21的顶部设有水平向外凸出的外缘212，与其对应的子腔体的底部开口处也设有滑动轴承23。最佳地，子腔体的横截面形状与外缘212的横截面形状匹配，外缘212的周向外壁面适于可转动地抵靠在子腔体的内壁面上，则子腔体对伸缩件21的伸缩滑动起到导向作用。
弹性件52可选为气弹簧，作为储能结构，在人体走路抬高腿时，气弹簧被压缩储能，在腿部着落地面时释放能量。或者其他的弹性结构，比如其他弹簧或者弹片。
如图7和图8所示，中转部件42设有竖向延伸的阶梯孔421，且阶梯孔421的前侧壁面呈敞开口，该阶梯孔421包括位于下方的第一部分4211和位于上方的第二部分4212，第一部分4211的孔径大于第二部分4212的孔径。平直部上设有两个第二安装座71，如图6、图7及图8所示，每个第二安装座71包括相对设置的两个支座，及固定在两个支座之间的第二转轴423；第一部分的两侧孔壁分别伸入一个第二安装座71的两个支座之间并套在一个第二转轴423上；两个腿部连接件51的顶部和弹性件52的顶部均伸入阶梯孔421内，弹性件52位于两个第二安装座71之间，且其顶部可转动地套在第二部分4212的孔壁上固定的第一转轴424上；腿部连接件51的顶部套在第二转轴423上，从而实现将中转部件42可转动地安装在支撑板块41上，腿部连接件51和弹性件52的顶部分别安装在中转部件42和支撑板块41上。
类似地，如图5所示，腿部盖板6的前侧壁上设有第三安装座72，两个腿部连接件51的底部和弹性件52的底部均套设在第三安装座72上的同一个连接轴84上，并在该连接轴84上设有多个隔离套，将腿部连接件51、弹性件52隔离开。
当人体穿戴好该助力装置，人体的左腿抬高走路时，以上述的b为圆心，以bc长度为半径做向上的圆周运动，左侧的弹性件52被压缩，ac的长度变短，左侧的弹性件52带动左侧的中转部件42向靠近人体腹部的方向转动，同时带动左侧中转部件42上连接的伸缩组件2做向上的缩回滑动；由于左侧中转部件42上的伸缩组件2与右侧中转部件42上的伸缩组件2独立设置，右侧伸缩组件2和左侧伸缩组件2的伸缩运动相互独立不影响，从而人体左腿抬高走路，不会受到右侧伸缩组件2的限制，实现左腿自由走路；相反，当人体的右腿抬高走路时，右侧的伸缩组件2做向上的缩回滑动，左侧的伸缩组件2不做伸缩运动，则右侧伸缩组件2的伸缩运动不受左侧伸缩组件2限制，实现右腿自由走路，则本申请的助力装置能够实现人体前后方向的自由行走功能。
如图5、图7和图8所示，每套伸缩组件2的底部以转轴轴线沿人体前后方向可转动地安装在中转部件42上，比如，中转部件42的侧壁端面设有竖向延伸的豁口槽422，沿人体前后方向在豁口槽422内固定有第三转轴425，第三转轴425的轴线沿人体的前后方向，上述的伸缩组件2的下方伸缩件21的底部套在第三转轴425上，从而使得伸缩组件2可以在人体的左右方向转动。
此结构的助力装置，当人体穿戴好该助力装置后，由于两个伸缩组件2的底部相互独立地在人体的左右方向转动，实现人体的左右方向的自由弯腰动作。比如，当人体向右侧弯腰时，右侧的伸缩部件被胸部组件向下压缩，右侧的伸缩组件2做向下的缩回运动，而左侧的伸缩部件被胸部组件向上拉伸，左侧的伸缩组件2做向上的伸出运动，实现人体朝向右侧弯腰的自由度；相反，当人体向左侧弯腰时，左侧的伸缩部件被胸部组件向下压缩，右侧的伸缩组件2被胸部组件向上拉伸，两个伸缩组件2独立地做各自的伸缩运动，实现人体朝向左侧弯腰的自由度，从而使得该助力装置能够实现自由行走的同时，可以左右弯腰动作，进而在搬运物体时，人体可将物体从人体的左侧搬运到人体的右侧，或将物体从人体的右侧搬运到人体的左侧。
任一套连接机构中，腿部连接件51两端的转轴轴线与弹性件52两端的转轴轴线均平行，并在助力装置处于未工作的初始状态时在竖向共面布置，以及弹性件52对各自对应的腿部盖板6施加向上的初始压力。
如图16a所示，以左腿盖板与左侧中转部件42之间的连接机构为例，由于腿部连接件51两端的转轴轴线与弹性件52两端的转轴轴线均平行，并在助力装置处于未工作的初始状态时在竖向共面布置，则弹性件52和腿部连接件51在人体的前后方向上无错位，在人体的左右方向上，弹性件52的转动支点a和c与腿部连接件51的转动支点b和d(图16a中d与c重合)落在同一直线上，bc与bd之间夹角的角度为0度。
当人体穿戴好该助力装置时，需要走路时，该助力装置以b为圆心，以bc长度为半径做向上的圆周运动，弹性件52被压缩ac的长度变短为ac’，弹性件52沿其长度方向对腿部盖板6施加向上的拉力f1’，若人体腿部向上弯曲的角度为x，则对应的助力装置的bc转动的角度也为x，由于bd和bc在初始时夹角的角度为0，则此时助力装置的c点运动到c1’位置，bd与bc1’之间夹角的角度仍然为x，由三角形abc1’的面积公式有：ac1’×h1’＝bc1’×ab×sinx，所以
而背景技术中的助力装置中，由于在助力装置未使用的初始状态下，在人体的前后方向上，弹性件52与腿部连接件51之间错开布置，如图16b所示，在人体的左右方向上，弹性件52的转动支点a和c与腿部连接件51的转动支点b和d未落在同一直线上，初始状态下，a支点、b支点及c支点之间围成一个三角形，bc与bd之间有初始的夹角的角度a。
当人体穿戴好背景技术中的助力装置时，需要走路时，该助力装置以b为圆心，以bc长度为半径做向上的圆周运动，弹性件52被压缩ac的长度变短，弹性件52沿其长度方向对腿部盖板6施加向上的拉力f1，如人体腿部向上弯曲的角度为x，则对应的助力装置的bc转动的角度也为x，由于bc和bd在初始时形成夹角的角度为a，则此时助力装置的c点运动到c1位置，bc1与bd之间夹角的角度为(x+a)，由三角形abc1的面积公式有：ac1×h1＝bc1×absin(a+x)，所以
由上述分析可知：
为进一步地说明上述的m1＞m1’，如图17a至图17d所示，给出具体的一种实施方式的助力装置，比如本申请的助力装置和背景技术中的助力装置中，腿部连接件的长度bd均为180mm，ab的长度均为30mm，气弹簧型号均为hfgss_a80_n300，图17a为本实施例中助力装置和现有技术中的助力装置在人体腿部弯曲相同角度x时，弹性件的长度i随x的变化示意图，其中虚线表示初始bc与bd之间夹角的角度为0度时对应的弹性件的长度，实线表示初始bc与bd之间夹角的角度a为30度时对应的弹性件的长度；由图17a可知，在人体腿部弯曲相同角度x时，本实施例的助力装置的弹性件的长度ac1’＞背景技术中助力装置的弹性件的长度ac1。
图17b为本发明实施例1中助力装置和现有技术中的助力装置在人体腿部弯曲相同角度x时，弹性件力臂h随x的变化示意图，其中虚线表示初始bc与bd之间夹角的角度为0度时对应的弹性件力臂h1’，实线表示初始bc与bd之间夹角的角度a为30度时对应的弹性件的力臂h1，由图17b可知，在人体腿部弯曲相同角度x(小于或等于30度)时，本实施例的助力装置的弹性件的力臂h1’＜背景技术中助力装置的弹性件的力臂h1。
图17c为本发明实施例1中助力装置和现有技术中的助力装置在人体腿部弯曲相同角度x时，弹性件对b支点的作用力f随x的变化示意图，其中虚线表示初始bc与bd之间夹角的角度为0度时对应的作用力f1’，实线表示初始bc与bd之间夹角的角度a为30度时对应的作用力f1。由图17c可知，在人体腿部弯曲相同角度x(小于或等于30度)时，本实施例的助力装置的弹性件对b支点的作用力f1’＜背景技术中助力装置的弹性件对b支点的作用力f1。
图17d为本发明实施例1中助力装置和现有技术中的助力装置在人体腿部弯曲相同角度x时，弹性件对b支点的产生的力矩m随x的变化示意图，其中虚线表示初始bc与bd之间夹角的角度为0度时对应的力矩m1’，实线表示初始bc与bd之间夹角的角度a为30度时对应的力矩m1。由图17d可知，在人体腿部弯曲相同角度x(小于或等于30度)时，本实施例中的助力装置的弹性件对b支点产生的力矩m1’＜背景技术中的助力装置的弹性件对b支点产生的力矩m1。
所以，人体穿戴本实施例的助力装置和背景技术中的助力装置时，若人体腿部弯曲相同角度x时，人体需要克服本实施例中的助力装置的力矩m1’＜克服背景技术中的助力装置的力矩m1，人体穿戴本实施例中的助力装置，使人体走路更省力。
另外，本实施例的助力装置，待人体穿戴好该助力装置后，胯部组件穿戴在人体的胯部外周，助力装置随着人体走路及弯腰时，腿部连接件的顶部转动支点在胯部组件上，由于人体在走路及弯腰时，人体的转动支点是胯关节的转动支点，由于腿部连接件51的顶部转动支点b位于人体的胯关节的转动支点的下方，腿部连接件的顶部转动支点与人体的转动支点处于相对静止状态，腿部连接件51与人体的腿部的骨头平行，则当人体的髋部转动时，腿部连接件51与人体的腿部做同步的转动，进而腿部盖板6与人体的腿部处于相对静止状态，不会在人体腿部出现上下滑动的现象，增加该助力装置穿戴的舒适度。
如图5所示，在位于人体外侧的腿部连接件51的前侧壁面上凸出设有限位块9，限位块9的顶部具有由下向上倾斜的坡面，当人体弯腰时，中转部件42转动到抵接在限位块9的坡面上时，限位块9限制人弯腰的最大角度。比如，弯腰幅度可以达到155度，或者160度等。
如图1所示，上述的助力装置还包括呈第二闭合环的腰部组件3和背带82，比如，腰部组件3包括第二绑带31，第二绑带31的前侧两端通过第二连接扣83可拆卸地连接，比如第二连接扣83为子母扣。如图6所示，上述的两个支撑板块41的弧形部上分别成型有向上延伸的延伸部411，该延伸部411作为第二连接件与第二绑带31固定连接，比如延伸部411设有开孔，第二绑带31对应开孔位置设有套环，套环套在该开孔上，实现腰部组件3对胯部部件起到支撑作用。
如图1所示，背带82可选为十字交叉的背带82，背带82的上部两端分别与两个胸部盖板1连接，背带82的下部两端与腰部组件3上位于人体背部一侧的两个不同位置处连接，背带82穿设在人体肩部上，对整个助力装置起到支撑作用。
作为变形实施方式，上述的连接机构还可以只设置一个腿部连接件51和弹性件52。
作为变形，中转部件42上的阶梯孔421还可以被替换呈阶梯凹槽，如图12所示，或者还可以不设置阶梯孔421或阶梯凹槽，在中转部件42上单独设置安装座，来将腿弹性件52的顶部连接。
作为变形实施方式，上述的胸部组件中，胸部盖板1可以为一块，可以不设置第三连接扣，直接采用第三绑带将胸部盖板的后侧两端固定连接，也能够形成上述的第三闭合环。
实施例2
本实施例提供一种助力装置，其与实施例1中提供的助力装置相比，不同之处仅在于：
伸缩组件2中的伸缩件21的布置方式不同，如图9、图10及图11所示，伸缩件21为两个，两个伸缩件21布置在壳体22的上方；其中壳体22安装在胯部组件4的中转部件42上，位于最上方的伸缩件21的顶部安装在对应的胸部盖板1上；位于下方的伸缩件21具有竖向延伸的第二内腔211，位于上方的伸缩件21的内腔可以为空心，也可以为实心。位于上方的伸缩件21的底部可滑动地设在位于下方的伸缩件21的第二内腔211中，在助力装置处于未工作的起始状态时，位于上方的伸缩件21的底部与位于下方的伸缩件21的第二内腔211的底部之间预留竖向延伸的滑动间距；位于下方的伸缩件21的底部可滑动地设在壳体22的第一内腔221中。
此实施方式的助力装置，两个伸缩件21形成二级的伸缩，通过两个伸缩件的伸缩运动，也能够实现人体大角度范围的弯腰功能。但此实施方式中，位于下方的伸缩件21的底部可滑动地设在壳体22的第一内腔221中，壳体不能相对于伸缩件转动，不能实现实施例1中的扭身动作。
如图11所示，类似地，每个伸缩件21的底部也设有外缘212，壳体22的顶部开口及伸缩件21的顶部开口内设有滑动轴承23，并在壳体的顶部外及伸缩件21的顶部外均通过锁紧螺母24螺纹配合在壳体外及伸缩件21外，同时，锁紧螺母的内缘抵接在滑动轴承的端面上。
作为变形，伸缩件21可以为三个、四个、五个、六个，或者更多个等，所有的伸缩件21都布置在壳体22的上方，相邻两个伸缩件21中，位于上方的伸缩件21的底部可滑动地设在位于下方的伸缩件21的第二内腔211中，位于最上方的伸缩件21的顶部安装在胸部盖板1上即可，多级伸缩件21的设置，进一步地增大伸缩组件2的伸缩量，以实现不同高度的人穿戴该助力装置并且能够实现大角度的弯腰幅度，伸缩件21具体设置数量，可以根据实际需要来选取。
当然，伸缩件21的数量还可以为一个，如图13、图14及图15所示，该伸缩组件2中只设置一个伸缩件21，伸缩件21的底部设有外缘212，伸缩件21的底部可滑动地设在壳体22的第一内腔221中，起始状态时，伸缩件21的底部与第一内腔221的底部之间预留沿竖向延伸的滑动间距。
实施例3
本实施例提供一种助力装置，与实施例1或实施例2中提供的助力装置相比，不同之处仅在：
伸缩组件2的底部固定或成型在中转部件42上，伸缩组件2不能沿人体的左右方向转动，如图14和图15所示，此时人体穿戴好此助力装置时，人体不能实现左右方向的弯腰动作，但可以实现沿人体方向的自由行走功能。
也即是说，作为上述任一一个上述方式的变形，还可以不设置中转部件，直接将弹性件的顶部可转动地设在支撑组件上，两个伸缩组件的底部分别将支撑组件前侧的两个不同位置处与两个胸部盖板连接，也能够使左侧的伸缩组件和右侧的伸缩组件独立地做伸缩运动。
作为可替换的实施方式，伸缩组件2的顶部还可以固定在对应的胸部盖板1上。
作为上述实施例1、实施例2、实施例3中提供的助力装置的可替换实施方式，关于胯部组件4，胯部组件4还可以不设置第一连接扣81和第一绑带43，直接采用两块支撑板块41形成闭合环形，穿戴该助力装置时，可以直接套设在人体的胯部上，还可以是两个支撑板块41和第一连接扣81围成，第一连接扣81便于人穿戴该助力装置。对于胯部组件4而言，还可为其他结构，只需形成一个闭合环形，适于绕设在人体的胯部即可，具体结构形状可以不限定。
实施例4
本实施例提供一种助力装置，其与上述任一个实施方式提供的助力装置相比，不同之处，仅在于：
上述的支撑组件为腰部组件3，呈第一闭合环形并适于绕设在人体的腰部外周，不设置胯部组件4，对应地上述的伸缩组件2的底部、中转部件、腿部连接件的顶部都连接在腰部组件3上。对于腰部组件3而言，其结构可以类似于上述的胯部组件4的任意一种结构，具体结构详见上述实施方式的表述内容。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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