[發明專利]一種具有棘輪式膝關節的隨行椅

在審

• 申請號: 201911419647.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111037540A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 陸寅嘯;朱鈞;蔡黎明;陳立;耿翔;馬昕
• 申請（專利權）人: 復旦大學;珠海復旦創新研究院
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J17/02
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明提供一種具有棘輪式膝關節的隨行椅，包括：足部固定框架，用于固定使用者的足部；踝關節模塊，設置在足部固定框架上，用于支撐踝關節；小腿連桿，設置在踝關節模塊上；小腿前支撐板，為半圓的弧形板狀結構，固定于小腿連桿的頂部，用于支撐小腿；小腿齒輪連桿，與小腿連桿可拆卸連接，頂端具有第一齒輪，該第一齒輪中心處開設有第一圓孔；大腿齒輪連桿，底端具有與第一齒輪嚙合的第二齒輪，該第二齒輪中心處開設有第二圓孔；大腿后支撐板，為半圓的弧形板狀結構，固定于大腿齒輪連桿的頂部，用于支撐大腿；以及彈簧預緊自解鎖單向棘輪模塊，設置在小腿齒輪連桿和大腿齒輪連桿的連接處。本發明為無源可穿戴設備，可多檔調節鎖定位置。

技術領域

本發明屬于可穿戴設備技術領域，涉及一種隨行椅，具體涉及一種具有棘輪式膝關節的隨行椅。

背景技術

現在工廠里流水線的工人、醫院里手術臺前的醫生、學校里授課的老師需要長時間維持站立或者半蹲姿態進行作業，導致下肢肌肉長時間處于一種固定狀態，容易使該類人群的腿部累積疲勞，長期進行長時間的重復工作，更是容易引發各類下肢職業疾病。為此，考慮到解決該類型的問題，需要穿戴工作用下肢外骨骼，現有的此類外骨骼設備很多為需要電機驅動的有源驅動設備，在使用一定時間后需要充電；無源設備只是在膝關節處加了一個限位鎖，鎖定位置單一，且需要人為手動解鎖，穿戴者若忘記解鎖，有較大的摔倒風險。此外，無論是有源設備還是無源設備，在設計上為一種欠約束狀態，并且其中用于增加穩定性的冗余機械零部件較多，重量較大，會對使用者步態行為進行干涉，造成使用者在行走，特別是上下樓等特殊模式時，會有較大的不適感。因此需要設計一種能夠解決上述問題的設備。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種具有棘輪式膝關節的隨行椅。

本發明提供了一種具有棘輪式膝關節的隨行椅，具有這樣的特征，包括：足部固定框架，用于固定使用者的足部；踝關節模塊，設置在足部固定框架上，用于支撐踝關節；小腿連桿，設置在踝關節模塊上；小腿前支撐板，為半圓的弧形板狀結構，固定于小腿連桿的頂部，用于支撐小腿；小腿齒輪連桿，與小腿連桿可拆卸連接，頂端具有第一齒輪，該第一齒輪中心處開設有第一圓孔；大腿齒輪連桿，底端具有與第一齒輪嚙合的第二齒輪，該第二齒輪中心處開設有第二圓孔；大腿后支撐板，為半圓的弧形板狀結構，固定于大腿齒輪連桿的頂部，用于支撐大腿；以及彈簧預緊自解鎖單向棘輪模塊，包括：關節內側蓋板，設置于小腿齒輪連桿以及大腿齒輪連桿的內側；結構限位塊，設置于關節內側蓋板的內側，用于限制膝關節的旋轉角度；第一滑套，設置于小腿齒輪連桿的內側；第二滑套，設置于大腿齒輪連桿的內側；棘輪，套設于第一滑套外周，表面設置有圓柱凸起；棘輪撥片，與棘輪相貼合，且端部設置有轉過角度為50°的用于圓柱凸起插入弧形槽；棘爪，套設于第二滑套外周；預緊彈簧，一端固定于棘爪上的棘爪凸起固定端，另一端固定于大腿齒輪連桿邊緣處的大腿齒輪連桿凸起固定端，用于產生預緊力，使得棘爪與棘輪或棘輪撥片接觸；以及關節外側蓋板，設置于棘輪撥片以及棘爪外側，通過三根螺栓與關節內側蓋板連接，其中，棘爪的旋轉軸與關節內側蓋板和關節外側蓋板的大腿側關節軸同軸，并繞該軸旋轉，棘輪的中心軸、棘輪撥片的旋轉軸、小腿齒輪連桿的旋轉軸與關節內側蓋板和關節外側蓋板的小腿側關節軸同軸，并繞該軸旋轉，當使用者的大腿與小腿之間的夾角以及擺動狀態產生變化的同時小腿齒輪連桿繞小腿側關節軸旋轉，使得棘輪的圓柱凸起在棘輪撥片的弧形槽內滑動，并帶動棘輪撥片繞小腿側關節軸旋轉，從而控制棘爪與棘輪之間呈鎖定狀態或解鎖狀態。

在本發明提供的具有棘輪式膝關節的隨行椅中，還可以具有這樣的特征：其中，足部固定框架底部固定有防滑緩沖膠墊，開口處設置有用于綁縛足部的足部綁帶。

在本發明提供的具有棘輪式膝關節的隨行椅中，還可以具有這樣的特征：其中，踝關節模塊包括：與小腿連桿連接的第一踝關節鉸鏈塊、與足部固定框架連接的第二踝關節鉸鏈塊以及插入于第一踝關節鉸鏈塊側邊長孔并用于調節第一踝關節鉸鏈塊的前傾角度的調節螺栓。