可穿戴随身座椅的制作方法

本实用新型属于机械外骨骼技术领域，具体涉及一种可穿戴随身座椅。

背景技术：

目前，很多劳动密集型企业的工人在装配流水线上或者一些特殊工作环境作业时需要不停地做弯腰、蹲伏的动作，并且很多工作是在蹲伏状态下进行长时间操作的，久而久之，落下腰椎和膝关节的病症。传统的座椅不能适应工人在作业时的不同高度的姿势，现有技术中也有可穿戴座椅供使用，比如公开号为cn104970607a、cn104473486a所公开的可穿戴座椅，但现有这些可穿戴座椅的结构通常较为复杂，并且使用了电磁铁、阻尼器（气压或液压）、压力传感器、控制器等电控装置，并非是纯机械结构，成本较高，这在使用过程中需要工人必须熟练操作才能使用，另外电控需要有电源，控制元件的稳定可靠性较差，经常会出现故障。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种采用纯机械结构、结构简单、便于操作、稳定可靠性强、成本低的可穿戴随身座椅。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：可穿戴随身座椅，包括构造相同且左右对称的左腿部外骨骼支撑架和右腿部外骨骼支撑架；左腿部外骨骼支撑架和右腿部外骨骼支撑架均包括上伸缩调节杆件、下伸缩调节杆件、单向锁止关节铰链和脚部连接支撑组件，上伸缩调节杆件下端通过单向锁止关节铰链与下伸缩调节杆件上端连接，下伸缩调节杆件下端与脚部连接支撑组件上端铰接，下伸缩调节杆件上部设置有第一连板，第一连板上设有小腿绑带，上伸缩调节杆件下部设置有第二连板，第二连板上设有大腿绑带，上伸缩调节杆件上部设置有第三连板，左腿部外骨骼支撑架的第三连板和右腿部外骨骼支撑架第三连板之间设有腰臀绑带。

单向锁止关节铰链包括第一固定板、第二固定板、活动板、凸轮盘、楔形条板、前导向条板和后导向条板，凸轮盘、楔形条板、前导向条板和后导向条板位于第一固定板与第二固定板之间，第一固定板、第二固定板、前导向条板和后导向条板通过若干个第一连接螺栓固定连接为一体，第一固定板上端部通过若干个第二连接螺栓与上伸缩调节杆件下端连接，活动板和凸轮盘为一体制成，活动板上部与凸轮盘下部固定连接，活动板下部通过第三连接螺栓与下伸缩调节杆件上端连接，前导向条板和后导向条板之间形成一条导向槽，前导向条板的长度大于后导向条板的长度，前导向条板和后导向条板上端齐平，第一固定板与第二固定板的下部之间设置有一根短轴，凸轮盘的偏心处转动连接在短轴上，楔形条板的上部滑动设置在导向槽内，楔形条板的下部后侧边设置有与凸轮盘配合的楔形面，楔形条板的前侧边与前导向条板滑动配合，第二固定板中上部开设有长孔，长孔的长度方向平行于导向槽的长度方向，楔形条板侧部连接有穿出长孔的手动调节定位组件。

手动调节定位组件包括t型解锁杆、弹簧、垫片和连接螺杆，t型解锁杆包括外径较粗的头部和较细的杆部，t型解锁杆中心开设有穿孔和位于头部的沉头孔，楔形条板上开设有与长孔对应的螺纹孔，螺纹孔的直径小于长孔的宽度，t型解锁杆的杆部一端伸入到长孔内并与楔形条板表面接触，连接螺杆由沉头孔穿过穿孔并螺纹连接到螺纹孔内，垫片和弹簧均套在t型解锁杆的杆部，垫片与第二固定板接触，弹簧两端分别与垫片和t型解锁杆的头部顶压配合。

第一固定板的外侧上部设置有衬板，衬板的上部与第一固定板一同通过第二连接螺栓与上伸缩调节杆件下端连接，衬板的下部与第一固定板一同通过第一连接螺栓与第二固定板连接。

垫片上侧部连接有快速解锁拉带。

上伸缩调节杆件包括均为空心结构的上连杆和上伸缩杆，上连杆上端沿长度方向设置有一节上涨缩缝，上伸缩杆下部自上而下插设在上连杆内，上连杆上部在上涨缩缝外部设有螺栓抱箍式上锁紧环。

下伸缩调节杆件包括均为空心结构的下连杆和下伸缩杆，下连杆下端沿长度方向设置有一节下涨缩缝，下伸缩杆上部自下而上插设在下连杆内，下连杆上部在下涨缩缝外部设有螺栓抱箍式下锁紧环。

脚部连接支撑组件包括脚踏板、外竖向连接板、内竖向连接板和脚面鞋绑带和脚跟鞋绑带，脚踏板的外侧边和内侧边分别与外竖向连接板和内竖向连接板的下侧边固定连接，外竖向连接板上部沿竖直方向间隔开设有若干个调节孔，其中一个调节孔通过螺栓销与下伸缩杆下端铰接，外竖向连接板的前部和后部分别设置有用于穿设脚面鞋绑带和脚跟鞋绑带的连接孔，脚面鞋绑带和脚跟鞋绑带的另一端均连接在内竖向连接板上。

采用上述技术方案，本实用新型在使用时，左腿部外骨骼支撑架和右腿部外骨骼支撑架分别固定连接在操作者的左腿的左侧和右腿的右侧，先调整上伸缩调节杆件和下伸缩调节杆件的长度，以适合据操作者本人的腿部长度，单向锁止关节铰链的位置与膝关节等高，脚部踏在踏板上，使用脚面鞋绑带和脚跟鞋绑带固定牢靠，将小腿绑带绑扎在小腿上部，大腿绑带绑扎在大腿下部，腰臀绑带绑扎在腰部。

然后通过驱动t型解锁杆，带动楔形条板在导向槽内的位置，小腿在弯曲时，带动下伸缩调节杆件向后转动，与下伸缩调节杆件的下连杆上端连接的活动板带动凸轮盘以短轴为中心也向后转动，凸轮盘在转动到一定角度后，凸轮盘上部与楔形条板的楔形面顶压，凸轮盘不能在向后转动，此时上伸缩调节杆件与下伸缩调节杆件之间的夹角被固定，脚部连接支撑组件、下伸缩调节杆件、单向锁止关节铰链和上伸缩调节杆件就被定为到弯曲支撑的结构，腰臀绑带就支撑着操作者以坐姿的方式进行作业，这样减轻了膝关节的受力。

调整上伸缩调节杆件和下伸缩调节杆件的长度的具体方式为，先松开螺栓抱箍式上锁紧环和螺栓抱箍式下锁紧环，上涨缩缝和下涨缩缝尺寸变大，调整上伸缩杆和下伸缩杆露出上连杆和下连杆外部合适尺寸后，再拧紧螺栓抱箍式上锁紧环和螺栓抱箍式下锁紧环，上涨缩缝和下涨缩缝尺寸缩小，上伸缩杆与上连杆紧固为一体，下伸缩杆与下连杆紧固为一体。

当需要正常行走时，向上拉动快速解锁拉带，t型解锁杆被拉到长孔的最上端，楔形条板沿导向槽向上移动，凸轮盘向后转动180°时，也不会与楔形条板接触，这样就确保走路时的灵活性。在需要某个姿态的坐姿时，就手动操作t型解锁杆，调整楔形条板在导向槽内的位置，在凸轮盘向后转动后与楔形条板顶压从而定位。

快速解锁拉带还具有一个安全功能：如果在使用座椅中，膝关节锁定状态下人的重心不稳要向后倾倒，由于膝关节运动受限很难调整状态避免摔倒。此时可以拉动快速解锁拉带，使楔形条板迅速向上移动完成解锁。快速解锁拉带也可以与胳膊或其它肢体连接，例如在快摔倒时胳膊的自然摆动（向上或向前摆动以维持平衡）时联动解锁。

弹簧起到使楔形条板与第二固定板内表面始终保持压接的状态，从而避免楔形条板在自身重力下向下移动而影响正常走路时的灵活性。

脚面鞋绑带、脚跟鞋绑带、小腿绑带、大腿绑带和腰臀绑带将本实用新型固定连接在腿部外侧，确保本实用新型在作为座椅使用时以腿部保持良好的连接，确保座椅的稳定性，绑带的宽度确保腿部受力具有较好的舒适性。

综上所述，本实用新型原理科学、结构简单、使用方便，采用纯机械机构实现座椅的稳定性，从而确保座椅在使用过程中的安全可靠性，为长时间蹲姿状态工作的人们提供一种成本低、结构强度高的随身座椅，具有较高的实用性，易于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的立体的结构示意图；

图2是本实用新型的中单向锁止关节铰链的平面示意图；

图3是图2中沿长孔长度方向的a-a剖视图；

图4是单向锁止关节铰链的爆炸图；

图5是本实用新型在使用状态的示意图。

具体实施方式

如图1-图5所示，本实用新型的可穿戴随身座椅，包括构造相同且左右对称的左腿部外骨骼支撑架和右腿部外骨骼支撑架；左腿部外骨骼支撑架和右腿部外骨骼支撑架均包括上伸缩调节杆件、下伸缩调节杆件、单向锁止关节铰链42和脚部连接支撑组件，上伸缩调节杆件下端通过单向锁止关节铰链42与下伸缩调节杆件上端连接，下伸缩调节杆件下端与脚部连接支撑组件上端铰接，下伸缩调节杆件上部设置有第一连板22，第一连板22上设有小腿绑带23，上伸缩调节杆件下部设置有第二连板24，第二连板24上设有大腿绑带25，上伸缩调节杆件上部设置有第三连板26，左腿部外骨骼支撑架的第三连板26和右腿部外骨骼支撑架第三连板26之间设有腰臀绑带27。

单向锁止关节铰链42包括第一固定板1、第二固定板2、活动板3、凸轮盘4、楔形条板5、前导向条板6和后导向条板7，凸轮盘4、楔形条板5、前导向条板6和后导向条板7位于第一固定板1与第二固定板2之间，第一固定板1、第二固定板2、前导向条板6和后导向条板7通过若干个第一连接螺栓8固定连接为一体，第一固定板1上端部通过若干个第二连接螺栓9与上伸缩调节杆件下端连接，活动板3和凸轮盘4为一体制成，活动板3上部与凸轮盘4下部固定连接，活动板3下部通过第三连接螺栓10与下伸缩调节杆件上端连接，前导向条板6和后导向条板7之间形成一条导向槽11，前导向条板6的长度大于后导向条板7的长度，前导向条板6和后导向条板7上端齐平，第一固定板1与第二固定板2的下部之间设置有一根短轴12，凸轮盘4的偏心处转动连接在短轴12上，楔形条板5的上部滑动设置在导向槽11内，楔形条板5的下部后侧边设置有与凸轮盘4配合的楔形面13，楔形条板5的前侧边与前导向条板6滑动配合，第二固定板2中上部开设有长孔14，长孔14的长度方向平行于导向槽11的长度方向，楔形条板5侧部连接有穿出长孔14的手动调节定位组件15。

手动调节定位组件15包括t型解锁杆16、弹簧17、垫片18和连接螺杆19，t型解锁杆16包括外径较粗的头部和较细的杆部，t型解锁杆16中心开设有穿孔和位于头部的沉头孔，楔形条板5上开设有与长孔14对应的螺纹孔，螺纹孔的直径小于长孔14的宽度，t型解锁杆16的杆部一端伸入到长孔14内并与楔形条板5表面接触，连接螺杆19由沉头孔穿过穿孔并螺纹连接到螺纹孔内，垫片18和弹簧17均套在t型解锁杆16的杆部，垫片18与第二固定板2接触，弹簧17两端分别与垫片18和t型解锁杆16的头部顶压配合。

第一固定板1的外侧上部设置有衬板20，衬板20的上部与第一固定板1一同通过第二连接螺栓9与上伸缩调节杆件下端连接，衬板20的下部与第一固定板1一同通过第一连接螺栓8与第二固定板2连接。衬板20起到加强连接的作用。

垫片18上侧部连接有快速解锁拉带21。

上伸缩调节杆件包括均为空心结构的上连杆28和上伸缩杆29，上连杆28上端沿长度方向设置有一节上涨缩缝30，上伸缩杆29下部自上而下插设在上连杆28内，上连杆28上部在上涨缩缝30外部设有螺栓抱箍式上锁紧环31。

下伸缩调节杆件包括均为空心结构的下连杆32和下伸缩杆33，下连杆32下端沿长度方向设置有一节下涨缩缝，下伸缩杆33上部自下而上插设在下连杆32内，下连杆32上部在下涨缩缝外部设有螺栓抱箍式下锁紧环34。

脚部连接支撑组件包括脚踏板35、外竖向连接板36、内竖向连接板37和脚面鞋绑带38和脚跟鞋绑带39，脚踏板35的外侧边和内侧边分别与外竖向连接板36和内竖向连接板37的下侧边固定连接，外竖向连接板36上部沿竖直方向间隔开设有若干个调节孔40，其中一个调节孔40通过螺栓销41与下伸缩杆33下端铰接，外竖向连接板36的前部和后部分别设置有用于穿设脚面鞋绑带38和脚跟鞋绑带39的连接孔，脚面鞋绑带38和脚跟鞋绑带39的另一端均连接在内竖向连接板37上。

本实用新型在使用时，左腿部外骨骼支撑架和右腿部外骨骼支撑架分别固定连接在操作者的左腿的左侧和右腿的右侧，先调整上伸缩调节杆件和下伸缩调节杆件的长度，以适合据操作者本人的腿部长度，单向锁止关节铰链42的位置与膝关节等高，脚部踏在踏板上，使用脚面鞋绑带38和脚跟鞋绑带39固定牢靠，将小腿绑带23绑扎在小腿上部，大腿绑带25绑扎在大腿下部，腰臀绑带27绑扎在腰部。

然后通过驱动t型解锁杆16，带动楔形条板5在导向槽11内的位置，小腿在弯曲时，带动下伸缩调节杆件向后转动，与下伸缩调节杆件的下连杆32上端连接的活动板3带动凸轮盘4以短轴12为中心也向后转动，凸轮盘4在转动到一定角度后，凸轮盘4上部与楔形条板5的楔形面13顶压，凸轮盘4不能在向后转动，此时上伸缩调节杆件与下伸缩调节杆件之间的夹角被固定，脚部连接支撑组件、下伸缩调节杆件、单向锁止关节铰链42和上伸缩调节杆件就被定为到弯曲支撑的结构，腰臀绑带27就支撑着操作者以坐姿的方式进行作业，这样减轻了膝关节的受力。

调整上伸缩调节杆件和下伸缩调节杆件的长度的具体方式为，先松开螺栓抱箍式上锁紧环31和螺栓抱箍式下锁紧环34，上涨缩缝30和下涨缩缝尺寸变大，调整上伸缩杆29和下伸缩杆33露出上连杆28和下连杆32外部合适尺寸后，再拧紧螺栓抱箍式上锁紧环31和螺栓抱箍式下锁紧环34，上涨缩缝30和下涨缩缝尺寸缩小，上伸缩杆29与上连杆28紧固为一体，下伸缩杆33与下连杆32紧固为一体。

当需要正常行走时，向上拉动快速解锁拉带21，t型解锁杆16被拉到长孔14的最上端，楔形条板5沿导向槽11向上移动，凸轮盘4向后转动180°时，也不会与楔形条板5接触，这样就确保走路时的灵活性。在需要某个姿态的坐姿时，就手动操作t型解锁杆16，调整楔形条板5在导向槽11内的位置，在凸轮盘4向后转动后与楔形条板5顶压从而定位。

快速解锁拉带21还具有一个安全功能：如果在使用座椅中，膝关节锁定状态下人的重心不稳要向后倾倒，由于膝关节运动受限很难调整状态避免摔倒。此时可以拉动快速解锁拉带21，使楔形条板5迅速向上移动完成解锁。快速解锁拉带21也可以与胳膊或其它肢体连接，例如在快摔倒时胳膊的自然摆动（向上或向前摆动以维持平衡）时联动解锁。

弹簧17起到使楔形条板5与第二固定板2内表面始终保持压接的状态，从而避免楔形条板5在自身重力下向下移动而影响正常走路时的灵活性。

脚面鞋绑带38、脚跟鞋绑带39、小腿绑带23、大腿绑带25和腰臀绑带27将本实用新型固定连接在腿部外侧，确保本实用新型在作为座椅使用时以腿部保持良好的连接，确保座椅的稳定性，绑带的宽度确保腿部受力具有较好的舒适性。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。