[發明專利]一種被動式雙框架仿生外骨骼背部裝置

有效

• 申請號: 202110402575.6
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113305805B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 韓斌;張睿超;杜子豪;徐曉豪;洪子晗;張化鑫;陳學東
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 王世芳;曹葆青

1.一種被動式雙框架仿生外骨骼背部裝置，其特征在于，其包括第一椎體（100）、第二椎體(200)、第三椎體(300)、第四椎體(400)、彈性橡膠連接件(500)和可穿戴柔性織物(600)，其中，

第一椎體(100)、第二椎體(200)、第三椎體(300)、第四椎體(400)通過彈性橡膠連接件(500)依次相連形成一個整體，可穿戴柔性織物(600)分別與第一椎體(100)、第二椎體(200)、第三椎體(300)、第四椎體(400)進行球鉸形式的活動連接，

第一椎體(100)、第二椎體(200)、第三椎體(300)、第四椎體(400)結構類似，均包括內框和外框，內框包括內框主體，內框主體上設置有滑槽，內框主體的椎體連接件設置在內框主體的滑槽內，椎體連接件左右兩邊設置有椎體內框彈簧，外框包括外框滑塊，在外框滑塊上下設置有椎體外框彈簧，內框的兩側具有連接桿，連接桿的一端與外框滑塊滑動連接，椎體外框彈簧用于給內框和外框的移動提供彈性變形，

具體的，其還包括肩部彎曲板(111)和腰部彎曲板(411)，第一椎體的外框(110)左右兩側設計有三列三行定位孔或者定位銷形式的連接件，肩部彎曲板(111)左右兩側上同樣設置有三列三行定位銷或者定位孔形式的連接件，第一椎體的外框(110)左右兩側的連接件和肩部彎曲板(111)左右兩側的連接件活動連接，以能通過調整定位銷和定位孔的連接位置而適用不同體型的人員穿戴，

第四椎體外框主體(412)左右兩側上設置有連接件，腰部彎曲板(411)左右兩側上同樣設置有連接件，第四椎體外框主體(412)左右兩側的連接件與腰部彎曲板(411)左右兩側的連接件上設置有相互配合的三排三列定位孔和/或三排三列定位銷，以能靈活調節以更好的適應不同人員的體型，

腰部彎曲板(411)上設計有腰部彎曲板內墊(418)，肩部彎曲板內側設計有具有彈性的肩部彎曲板內墊(118)，穿戴時使肩部彎曲板內墊(118)與人體肩部恰好接觸，彈性的肩部彎曲板內墊(118)能壓縮以能減少負載沖擊并能適應人體身高方向的長度變化，

第二椎體(200)包括第二椎體內框(220)和第二椎體外框(210)，第二椎體內框(220)包括第二椎體內框主體(221)，第二椎體內框主體(221)具有對稱的兩半，每一半第二椎體內框主體(221)分為兩部分，一部分呈桿狀，稱為連接桿，另一部分呈U型板狀，兩個第二椎體內框主體(221)的U型板端相對設置，第二椎體內框主體(221)的連接桿的一端具有貫穿連接桿厚度方向的連通孔，該連通孔形成一個滑槽，第二椎體外框滑塊(213)穿插并被約束在滑槽內，通過滑槽與第二椎體外框滑塊（213）相連，實現第二椎體內框（220）與第二椎體外框（210）相連，第二椎體內框主體(221)滑槽另一端與第二椎體內框主體外端(226)通過第二椎體內框固定銷(225)連接，形成一個封閉的滑槽，

第二椎體內框(220)還包括第二椎體內框滑槽(224)，第二椎體內框滑槽(224)具有上下兩塊，兩塊第二椎體內框滑槽(224)與第二椎體內框主體(221)的U型板組成矩形框體，第二椎體內框主體(221)呈U型板狀的一端與第二椎體內框滑槽(224)通過第二椎體內框錐形銷(227)連接，第二椎體內框滑槽(224)設計為圓弧型，椎體連接件(223)置于第二椎體內框滑槽(224)中，椎體連接件(223)左右兩邊均設置有第二椎體內框彈簧(222)，兩個第二椎體內框彈簧(222)保證椎體連接件(223)始終置于中心位置，并在椎體連接件(223)偏離中心位置時提供恢復力，可穿戴柔性織物(600)通過椎體連接件(223)連接第二椎體內框(220)，

每一段椎體結構的內框均包含兩個椎體連接件(223)，椎體連接件(223)的頭部與可穿戴柔性織物(600)相固連，椎體連接件(223)的滑動部分設計為球型，與第二椎體內框滑槽(224)相適應，可以提供小范圍的相對轉動，以適應人體微小的運動而并不提供助力，

第二椎體外框主體(212)與第二椎體外框上板(215)、第二椎體外框下板(216)通過第二椎體外框固定銷(217)固連，形成矩形框架，第二椎體外框主體(212)內部設計有滑槽，第二椎體外框滑塊(213)置于滑槽中，第二椎體外框滑塊(213)上下設置有第二椎體外框彈簧(214)，第二椎體外框彈簧(214)、第二椎體外框滑塊(213)和第二椎體外框上板(215)上圓柱凸臺配合限位，能實現第二椎體外框滑塊(213)相對于第二椎體外框主體(212)滑動，上下兩個第二椎體外框彈簧(214)能保證第二椎體外框滑塊(213)置于中心位置，并能夠在第二椎體外框滑塊(213)偏離中心位置的時候提供恢復力。