[發明專利]一種實現輕量化長續航外骨骼的方法及裝置

在審

• 申請號: 201811071245.8
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN108858158A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 程一帆
• 申請（專利權）人: 程一帆
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及醫療康復外骨骼機器人領域，尤其涉及一種輕量化且長續航的外骨骼裝置，主要受眾范圍為由于脊髓損傷或其他原因導致殘疾而需要使用輪椅的患者。本發明主要結構包括外骨骼機器人與配套的輪椅。外骨骼機器人與輪椅可分離，外骨骼上設有小容量蓄電池，輪椅中裝有大容量蓄電池，大容量蓄電池可多次給外骨骼中的小容量蓄電池充電。正常使用外骨骼時，將輪椅閑置在旁，外骨骼使用完后，患者坐回至輪椅上，輪椅中的大容量蓄電池自動給外骨骼充電。這種隨充隨用的外骨骼機器人不僅減輕了重量，還有效地增加了續航時間，可給使用者帶來巨大的方便。

技術領域

本發明涉及醫療康復外骨骼機器人領域，尤其涉及一種輕量化且長續航的外骨骼裝置。

背景技術

外骨骼裝置，是一種由金屬等硬質材料的框架構成并且可讓人穿上的機器裝置，其可以提供額外能量來供四肢運動。對于脊髓損傷或其他原因導致殘疾而需要使用輪椅的患者來說，這種裝置可以使他們能夠重新站立并正常地行走。除此之外，外骨骼裝置還可以應用于康復鍛煉等多種領域。

然而，現有的外骨骼裝置存在以下不足。首先，現有蓄電池的續航能力弱，使用一段時間外骨骼后需要脫下進行充電。其次，若要增強續航能力，蓄電池的體積和重量勢必會增加，由于蓄電池被裝配在外骨骼上，使整臺裝置笨重。這些不足嚴重妨礙了外骨骼機器人的普及使用。

發明內容

本發明提出的方法可以使外骨骼機器人實現輕量化和長續航，從而克服現有外骨骼裝置的不足。由于上述患者需要經常使用輪椅，本發明提供一種外骨骼機器人與輪椅相結合的裝置。患者在日常生活大部分時間使用輪椅，想要站立或行走時，患者直接在輪椅上穿戴好外骨骼設備，即可將輪椅放置在一旁單獨使用外骨骼活動；患者使用外骨骼活動完后，坐回至輪椅，將外骨骼設備解除，即可回歸普通輪椅的使用狀態。在外骨骼上設有小容量蓄電池，其電量可供單次的正常使用，在輪椅上設有大容量蓄電池，可以反復多次給外骨骼上的小容量蓄電池充電。在使用外骨骼時，輪椅閑置，此時外骨骼由小容量蓄電池供電。外骨骼使用完后，患者坐回至輪椅，輪椅中的大容量蓄電池向外骨骼中的小容量蓄電池充電。外骨骼使用完后，患者坐回輪椅上，充電過程自動進行，這樣不僅實現了外骨骼蓄電池隨充隨用，而且減輕了外骨骼裝置的重量，還提升了整套裝置的續航能力。

本發明是通過以下技術方案實現的：

如附圖所示，整套裝置由以下部分組成：(1)外骨骼機器人，(2)輪椅，(3)小容量蓄電池，(4)大容量蓄電池，(5)充電接口。(3)設在(1)中，為(1)提供電能，并連接至(5)。(4)設在(2)中，并連接至(5)。(1)與(2)結合后接通(5)使(4)為(3)充電。(5)與(4)之間連接有充電控制電路，可檢測(3)的電量，當(3)充滿電以后自動停止充電。

本裝置具體使用過程如下，分三種狀態進行講解：

在使用輪椅狀態時，外骨骼與輪椅結合，此時整套裝置的使用方法與普通輪椅相同。外骨骼設備雖置于輪椅上，但患者日常使用輪椅時可不穿戴外骨骼設備，保持使用時的舒適。使用輪椅狀態時，充電接口保持接通，輪椅中的大容量蓄電池為外骨骼中的小容量蓄電池充電。

在使用外骨骼狀態時，患者坐在輪椅上將外骨骼設備穿戴好，斷開充電接口，將輪椅閑置在旁。此時外骨骼與輪椅分離，由小容量蓄電池向外骨骼供電。外骨骼使用完后，患者坐回至輪椅，解除外骨骼設備，連接充電接口，此時輪椅中的大容量蓄電池向外骨骼中的小容量蓄電池充電。

當大容量蓄電池電量用完后，將其接通至家用電源充電。充電完成后繼續正常使用。

與現有技術相比，本發明有如下優點：

1、本發明將輪椅與外骨骼設備相結合，患者可以很方便地攜帶外骨骼并在兩種行動方式之間進行切換。由于目前的外骨骼設備在外出使用時需要由專門的攜行具攜帶和存放，占用存放空間而且不便于轉移。本發明節約了外骨骼所需的存放空間，并使外骨骼能夠方便地攜帶和轉移。