[發明專利]一種柔性承力腰背機構及其助力支架和輕便助力設備

有效

• 申請號: 201811252382.1
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN111096875B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 深圳市肯綮科技有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;A61H3/00
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 馮筠

本發明涉及一種柔性承力腰背機構及其助力支架和輕便助力設備，包括主腰板和若干個依次相互轉動聯接的背板；所述主腰板為弧形結構，且用于環繞于穿戴者后腰部；若干個所述背板依次設置于穿戴者脊柱對應位置；所述主腰板中部上端與背板旋轉聯接，若干個所述背板依次轉動聯接，以使主腰板相對于背板具有多個轉動自由度。采用本發明柔性承力腰背機構所述輕便助力設備更加貼身，可以適配不同身材的穿戴者，且可以支持穿戴者運動時腰部及下肢自然施展各種動作，有利于穿戴者靈活調整質心，穿戴穩定高、節省助力裝置功耗。

技術領域

本發明涉及可穿戴設備及外骨骼，更具體地說是指一種柔性承力腰背機構及其助力支架和輕便助力設備。

背景技術

人類在日常工作生活中常常遇到希望增強人體腿部力量的情況，可穿戴外骨骼機器人是滿足這一類應用的裝置，尤其是帶有動力的下肢助力外骨骼機器人。但現有技術中這類裝置通常比較笨重，如專利200680006514.1、專利200780027195.7均披露了這類技術，采用該技術的裝置用戶穿戴體驗不佳。

現有技術中，有專門針對膝關節進行助力的裝置，這類裝置針對上述笨重設備進行大幅度裁剪，從而可以大大減輕設備重量。專利US9532894B2均披露了一種膝關節助力的技術，其采用較為輕便的助力裝置實現對穿戴者下肢的助力，用戶穿戴體驗有較大改善。但這類技術也存在較為明顯的缺陷：其動力裝置放置在膝關節處，動力裝置包含的電機、減速機及相關傳動機構會帶來重量，動力裝置的重量增加穿戴者腿部重量和慣量。此類裝置髖關節不帶有助力，穿戴者在抬腿時或上樓時會感覺不適，造成長時間穿戴體驗不佳。此外，此類裝置自身重量全部需要穿戴者來承擔，長時間穿戴會增加穿戴者負擔，體驗不好。

現有技術中，外骨骼裝置腰背機構多采用全剛性機構，如專利200680006514.1、專利200780027195.7披露的均為剛性腰背，其在使用時不貼身、不舒適。專利CN104398322披露了一種柔性背部機構，采用兩根鋼索來控制腰背的剛性，實現復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種柔性承力腰背機構及其助力支架和輕便助力設備。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種柔性承力腰背機構，包括主腰板和若干個依次相互轉動聯接的背板；所述主腰板為弧形結構，且用于環繞于穿戴者后腰部；若干個所述背板依次設置于穿戴者脊柱對應位置；所述主腰板中部上端與背板旋轉聯接，若干個所述背板依次轉動聯接，以使主腰板相對于背板具有多個轉動自由度。

進一步技術方案：所述主腰板與背板的轉動方向的轉動軸以及各個相鄰所述背板之間的轉動方向的轉動軸為垂直于穿戴者的冠狀面或垂直于穿戴者的矢狀面。

進一步技術方案：所述背板與主腰板聯接的為第一背板；所述第一背板與主腰板旋轉的兩側均設有限位部，以限制第一背板相對于主腰板的轉動。

進一步技術方案：其中，相鄰所述背板在轉動方向上設有第二限位部；所述第二限位部包括前限位與后限位；所述前限位與后限位限制相鄰背板的在穿戴者前后方向上的轉動角度。

進一步技術方案：所述主腰板與背板內部于豎直方向均設有空腔，且相互聯通以形成通腔；所述設有長形彈性體；所述長形彈性體貫通通腔，以使主腰板與背板之間及背板與背板之間具有回復力。

進一步技術方案：所述主腰板及背板內部的空腔偏置于旋轉中心；所述長形彈性體于通腔內內處于彎曲狀態，且長形彈性體的回復力使得背板位于相應限位處。

進一步技術方案：還包括活動腰板；所述主腰板兩端均旋轉聯接有活動腰板；所述活動腰板與主腰板旋轉聯接，以適應不同腰圍的穿戴者。