本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能肢體助力裝置。

背景技術(shù)：

針對(duì)下肢功能障礙的用戶，常見(jiàn)的輔助和康復(fù)產(chǎn)品往往只具備輔助用戶站起/坐下或下肢康復(fù)訓(xùn)練的某一項(xiàng)，而不能很好的將兩者結(jié)合，因而具有很大的使用局限性。并且，現(xiàn)在多數(shù)產(chǎn)品仍需要其他人輔助進(jìn)行操作，其存在攜帶性差、效率低、使用壽命短、質(zhì)量大、成本高、舒適性差的缺陷，因此，設(shè)計(jì)一款集助起/坐和行走功能于一體且用戶可以完全獨(dú)立操作的助力裝置是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述問(wèn)題，提供一種輕便易于攜帶的新型多功能肢體助力裝置，該助力裝置，集助起/坐和行走功能于一體，用戶可完全獨(dú)立進(jìn)行操作。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種新型多功能肢體助力裝置，包括機(jī)架、滾動(dòng)輪、電機(jī)、上肢支撐機(jī)構(gòu)、臀部支撐機(jī)構(gòu)以及連桿機(jī)構(gòu)，所述滾動(dòng)輪設(shè)置于機(jī)架底部，所述連桿機(jī)構(gòu)為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置于機(jī)架的左右兩側(cè)邊；

所述連桿結(jié)構(gòu)包括連架桿Ⅰ、輸出桿Ⅰ、曲柄Ⅰ、傳動(dòng)桿曲柄Ⅱ、輸出桿Ⅱ、連架桿Ⅱ；所述連架桿Ⅰ和連架桿Ⅱ的一端鉸接于機(jī)架后側(cè)的同一點(diǎn)，所述曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ的一端分別鉸接于機(jī)架前側(cè)相對(duì)于連架桿Ⅰ/Ⅱ鉸接點(diǎn)水平位置的上下兩點(diǎn)處，曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ的另一端分別鉸接于輸出桿Ⅰ和輸出桿Ⅱ的中部，所述輸出桿Ⅰ的兩端分別與連架桿Ⅰ另一端鉸接和上肢支撐機(jī)構(gòu)固定連接，所述輸出桿Ⅱ的兩端分別與連架桿Ⅱ另一端鉸接和臀部支撐機(jī)構(gòu)固定連接，所述傳動(dòng)桿的兩端分別與曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ鉸接；

所述電機(jī)數(shù)量為兩個(gè)，設(shè)置于機(jī)架上，分別位于曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ的下方且其輸出軸分別與曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ相連接。

優(yōu)選地，所述臀部支撐機(jī)構(gòu)包括兩組臀部支撐組件，所述臀部支撐組件包括連接盤(pán)、座板架、連接軸和座板，所述連接盤(pán)安裝于座板架外側(cè)面且與輸出桿Ⅱ的一端相連接，所述連接軸安裝于座板架內(nèi)側(cè)的軸套上，且其上套設(shè)有連接卡，所述座板與連接卡相連接。

優(yōu)選地，所述連接盤(pán)的內(nèi)軸套和連接軸上分別安裝有盤(pán)簧一和盤(pán)簧二，分別用于實(shí)現(xiàn)座板前傾轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)位動(dòng)作和沿垂直于連接軸的方向折疊收起的動(dòng)作。

優(yōu)選地，所述連接盤(pán)包括相互連接且又分別與輸出桿Ⅱ和座板架連接的左連接盤(pán)和右連接盤(pán)，所述盤(pán)簧一安裝于左連接盤(pán)和右輸出盤(pán)的內(nèi)軸套上，所述左連接盤(pán)還設(shè)有限位銷(xiāo)，用于限制連接盤(pán)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

優(yōu)選地，所述上肢支撐機(jī)構(gòu)包括兩組上肢支撐組件，所述上肢支撐組件包括由下及上依次連接的連接旋轉(zhuǎn)軸、支撐連接套、支撐件，所述連接旋轉(zhuǎn)軸與輸出桿Ⅰ的一端相連接。

優(yōu)選地，所述支撐架為弧形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述機(jī)架包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的框架、設(shè)置于左右兩個(gè)框架之間連接對(duì)桿以及折疊單元，所述框架包括通過(guò)折疊單元相連接的框架上體和框架下體，所述連接對(duì)桿包括通過(guò)折疊關(guān)節(jié)相連接的左連接桿和右連接桿。

優(yōu)選地，所述折疊單元包括若干個(gè)折疊關(guān)節(jié)。

優(yōu)選地，所述傳動(dòng)桿的數(shù)量為兩個(gè)，平行設(shè)置于曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ之間。

優(yōu)選地，所述滾動(dòng)輪為電動(dòng)滾動(dòng)輪。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的新型多功能肢體助力裝置，既能很好的幫助用戶實(shí)現(xiàn)起立/坐下的動(dòng)作，同時(shí)能輔助用戶行走，真正意義上實(shí)現(xiàn)獨(dú)立操作，實(shí)現(xiàn)下肢障礙者的生活自理。通過(guò)采集臀部參照點(diǎn)在起立/坐下過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用八桿機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不僅能很好的擬合人體運(yùn)動(dòng)軌跡，使用戶在使用過(guò)程中感到更舒適，且采用多點(diǎn)支撐，從而具有更高的穩(wěn)定性和可靠性。進(jìn)一步的，體積相對(duì)較小，在小范圍內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)向等作用，對(duì)各種活動(dòng)環(huán)境的實(shí)用性強(qiáng)。整體而言，該助力裝置具有質(zhì)量小、可靠性高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，具有推廣性和普及性，極具應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明新型多功能肢體助力裝置的主視圖；

圖2是本發(fā)明新型多功能肢體助力裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中八桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)視圖；

圖4是本發(fā)明中機(jī)架折疊前后的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)為折疊前的結(jié)構(gòu)示意圖；圖(b)為折疊后的示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、機(jī)架；101、框架上體；102、框架下體；103、折疊關(guān)節(jié)；104、左連接桿；105、右連接桿；2、連架桿Ⅰ；3、輸出桿Ⅰ；4、曲柄Ⅰ；5、支撐件；6、支撐連接套；7、傳動(dòng)桿；8、曲柄Ⅱ；9、座板架；10、連接盤(pán)；11、電機(jī)；12、滾動(dòng)輪；13、輸出桿Ⅱ；14、連架桿Ⅱ；15、左連接盤(pán)；16、右連接盤(pán)；17、連接旋轉(zhuǎn)軸；18、座板；19、連接卡；20、連接軸；21、連接對(duì)桿；22、肩部運(yùn)動(dòng)軌跡；23、臀部運(yùn)動(dòng)軌跡。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明：

如圖1-2所示，本發(fā)明的一種新型多功能肢體助力裝置，包括機(jī)架1、滾動(dòng)輪12、電機(jī)11、上肢支撐機(jī)構(gòu)、臀部支撐機(jī)構(gòu)以及連桿機(jī)構(gòu)，所述滾動(dòng)輪12設(shè)置于機(jī)架1底部，所述連桿機(jī)構(gòu)為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置于機(jī)架1的左右兩側(cè)邊；

在本實(shí)施例中，如圖1-2所示，機(jī)架1由框架、連接對(duì)桿21和折疊單元組成。折疊單元包括若干個(gè)折疊關(guān)節(jié)103。框架由框架上體101和框架下體102組成，框架上體101和框架下體102通過(guò)折疊關(guān)節(jié)103連接，使框架下體102可以向上翻折?？蚣苷w從側(cè)面形成一個(gè)直角梯形結(jié)構(gòu)，其數(shù)量為兩個(gè)，左右對(duì)稱設(shè)置?？蚣懿捎弥苯翘菪谓Y(jié)構(gòu)可以在保證整個(gè)機(jī)架1穩(wěn)定性的同時(shí)使整體結(jié)構(gòu)也盡量緊湊。連接對(duì)桿由左連接桿104和右連接桿105組成，左連接桿104和右連接桿105通過(guò)折疊關(guān)節(jié)103相連接，使左右兩邊的框架可以由兩側(cè)向中間收攏折疊。連接對(duì)桿21的數(shù)量為兩個(gè)，分別平行設(shè)置于兩個(gè)框架上體的上部之間以及下部之間。值得說(shuō)明的是，機(jī)架1主要是用于為其它機(jī)構(gòu)提供安裝位置和支撐強(qiáng)度，并保證用戶在站起或坐下的過(guò)程中在合理的范圍內(nèi)不會(huì)反生后翻，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輔助用戶進(jìn)行行走訓(xùn)練的功能。因而在滿足上述目的和功能的基礎(chǔ)上，對(duì)于機(jī)架1整體及局部具體采用何種結(jié)構(gòu)以及具體的尺寸，并沒(méi)有特殊的限制，如左右兩側(cè)的框體還可以采用等腰梯形等。進(jìn)一步的，連接對(duì)桿21的數(shù)量也不限于兩個(gè)，在保證機(jī)構(gòu)支撐強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，可以增加或減少相應(yīng)的數(shù)量。此外，機(jī)架1可折疊功能也只是本實(shí)施優(yōu)選方式。

滾動(dòng)輪12設(shè)置于左右兩邊框架的底部，數(shù)量為四個(gè)，分別位于框架的四角處。在本實(shí)施例中，滾動(dòng)輪12采用萬(wàn)向輪，使用戶在行走中可以靈活實(shí)現(xiàn)小范圍轉(zhuǎn)向，后置的兩個(gè)萬(wàn)向輪上還安裝有鎖止裝置，在不需要行進(jìn)的時(shí)候提供穩(wěn)定?？俊；谀K化的設(shè)計(jì)理念，滾動(dòng)輪12為模塊化處理的具有便于小車(chē)行走的功能模塊，顯然可以替換為麥克納姆輪等其它行走輪子，或其它增強(qiáng)戶外能力的大輪、履帶等。進(jìn)一步的，滾動(dòng)輪12還可采用電動(dòng)滾動(dòng)輪，如在機(jī)架1的前區(qū)增加一個(gè)電機(jī)和高地位轉(zhuǎn)速的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)行進(jìn)，低位轉(zhuǎn)速可以輔助用戶進(jìn)行下肢恢復(fù)鍛煉，高位轉(zhuǎn)速可以在用戶疲累的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)代步功能。顯然，電動(dòng)滾動(dòng)輪的具體設(shè)計(jì)可以采用本領(lǐng)域中其它任意常規(guī)電動(dòng)滾動(dòng)輪的實(shí)施方式。

如圖1-3所示，本裝置根據(jù)人體臀部/肩部運(yùn)動(dòng)的軌跡，采用了模擬人體運(yùn)動(dòng)軌跡的八桿機(jī)構(gòu)作為本裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)數(shù)量為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置于機(jī)架1的左右兩側(cè)邊，是由連架桿Ⅰ2、輸出桿Ⅰ3、曲柄Ⅰ4、傳動(dòng)桿7、曲柄Ⅱ8、輸出桿Ⅱ13、連架桿Ⅱ14以及機(jī)架1組成的八桿機(jī)構(gòu)。連架桿Ⅰ2和連架桿Ⅱ14的一端鉸接于框架上體后側(cè)中部偏下的同一點(diǎn)。曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8的一端分別鉸接于框架上體和框架下體的前側(cè)，曲柄Ⅰ/Ⅱ(4，8)與機(jī)架1的鉸接點(diǎn)相對(duì)連架桿Ⅰ/Ⅱ(2，14)與機(jī)架1的鉸接點(diǎn)的水平位置上下對(duì)稱。曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8的另一端分別鉸接于輸出桿Ⅰ3和輸出桿Ⅱ13的中部。輸出桿Ⅰ3的兩端分別與連架桿Ⅰ2的另一端鉸接和上肢支撐機(jī)構(gòu)固定連接，所述輸出桿Ⅱ13的兩端分別與連架桿Ⅱ14的另一端鉸接和臀部支撐機(jī)構(gòu)固定連接。傳動(dòng)桿7的兩端分別與曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8鉸接。在本實(shí)施例中，傳動(dòng)桿7的數(shù)量為兩個(gè)，平行設(shè)置于曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8之間，主要用于增強(qiáng)機(jī)構(gòu)的剛度和傳動(dòng)可靠性。電機(jī)11數(shù)量為兩個(gè)，設(shè)置于機(jī)架1上，分別位于曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8的下方且其輸出軸分別與曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8相連接。電機(jī)11主要選擇直線電機(jī)，也可采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

通過(guò)采集腋下和臀部?jī)蓚€(gè)參照點(diǎn)在起立/坐下過(guò)程中的肩部運(yùn)動(dòng)軌跡22和臀部運(yùn)動(dòng)軌跡23，利用八桿機(jī)構(gòu)不僅能很好的擬合人體運(yùn)動(dòng)軌跡，使用戶在使用過(guò)程中感到更舒服，且采用采用多點(diǎn)支撐使得機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中具有更高的穩(wěn)定性和可靠性。

如圖1-2所示，臀部支撐機(jī)構(gòu)包括兩組臀部支撐組件，分別與對(duì)稱設(shè)置于機(jī)架1左右兩側(cè)邊的連桿機(jī)構(gòu)相連接。臀部支撐組件由連接盤(pán)10、座板架9、連接軸20和座板18組成。連接盤(pán)10通過(guò)螺紋連接在座板架9外側(cè)面上，且與輸出桿Ⅱ13的一端相連接。在本實(shí)施中連接盤(pán)10由螺紋連接的左連接盤(pán)15和右連接盤(pán)16組成。左連接盤(pán)15和右連接盤(pán)16分別與輸出桿Ⅱ13和座板架9螺紋連接。為進(jìn)一步提高安全性能，左連接盤(pán)15上還設(shè)有限位銷(xiāo)，用于限制連接盤(pán)10的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度(只能前傾，不能后仰)。連接軸20安裝于座板架9內(nèi)側(cè)的軸套上，且其上套設(shè)有連接卡19，座板18通過(guò)螺紋連接于與連接卡19。此外，左/右連接盤(pán)(15，16)的內(nèi)軸套安裝有盤(pán)簧一，用于實(shí)現(xiàn)座板18前傾轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)位動(dòng)作，自然狀態(tài)下，連接軸20呈水平狀。連接軸20上安裝有盤(pán)簧二，用于實(shí)現(xiàn)座板18沿垂直于連接軸20的方向自動(dòng)向兩側(cè)折疊收起的動(dòng)作，自然態(tài)下，座板18呈向兩側(cè)折疊收起狀。

在起立的過(guò)程中，盤(pán)簧一在人體重力的作用下進(jìn)行前傾旋轉(zhuǎn)，使得上升過(guò)程的柔性更高，也使得人離開(kāi)座板18站在地面上的過(guò)程變的更加方便，在用戶需要的時(shí)候，可以手動(dòng)將座板18放下，在不需要的時(shí)候亦即當(dāng)用戶離開(kāi)座板18的時(shí)候，座板18在盤(pán)簧二的作用下自動(dòng)折疊收攏，使之能夠有效的避免干涉的問(wèn)題。臀部支撐機(jī)構(gòu)與前述執(zhí)行機(jī)構(gòu)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)臀部的運(yùn)動(dòng)軌跡。

如圖1-2所示，上肢支撐機(jī)構(gòu)包括兩組上肢支撐組件，分別于一對(duì)連接機(jī)構(gòu)的輸出軸Ⅰ固定連接。上肢支撐組件由連接旋轉(zhuǎn)軸17、支撐連接套6、支撐件5。連接件通過(guò)螺栓與框架上體的頂部相連接。連接旋轉(zhuǎn)軸17一端與輸出桿Ⅰ3旋轉(zhuǎn)連接，另一端與支撐連接套6的一端固定連接，支撐連接套6的另一端與連接件滑動(dòng)連接。支撐連接套6上還設(shè)有限位槽，可調(diào)節(jié)支撐連接套6與連接件的相對(duì)高度。根據(jù)人體工程學(xué)支撐件5優(yōu)選采用擬合人體輪廓的弧形結(jié)構(gòu)。在支撐件5上還可進(jìn)一步安裝柔性外包材料，提高使用舒適度。同時(shí)連接旋轉(zhuǎn)軸17還可以作為扶手，在其外面同樣包裹柔軟外包材料。

以下對(duì)本發(fā)明的工作過(guò)程做進(jìn)一步的說(shuō)明，以進(jìn)一步展示本發(fā)明的工作原理和優(yōu)點(diǎn)：

準(zhǔn)備階段：用戶坐在其它椅子上，將座板18置于用戶的兩側(cè)，用戶先側(cè)身放下其中一側(cè)的座板18，將相應(yīng)側(cè)臀部移至上面，再放下另一側(cè)座板18，此時(shí)完成完整坐在本裝置上面的動(dòng)作。

站起階段：用戶打開(kāi)電機(jī)11開(kāi)關(guān)，電機(jī)11工作，電機(jī)11帶動(dòng)曲柄Ⅱ8進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過(guò)八桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)臀部支撐機(jī)構(gòu)和上肢支撐機(jī)構(gòu)按照人體運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行向上起立運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)終點(diǎn)，電機(jī)11停機(jī)，站起動(dòng)作完成。

行走階段：座板18收起，為臀部后方提供空間，用戶通過(guò)上肢支撐組件以及雙手扶著框架上體保證站立穩(wěn)定，推動(dòng)裝置進(jìn)行行走。當(dāng)用戶行走疲憊時(shí)，放下座板18，可進(jìn)行休息。

坐下階段：用戶行至椅子前，背對(duì)椅子，打開(kāi)電機(jī)11反向開(kāi)關(guān)，機(jī)構(gòu)回落至椅子上，電機(jī)11停機(jī)，用戶收起座板18，坐下動(dòng)作完成。

本發(fā)明提供的新型多功能肢體助力裝置，其特點(diǎn)在于既能實(shí)現(xiàn)助起/坐的功能，同時(shí)又能輔助訓(xùn)練行走，以真正意義上實(shí)現(xiàn)獨(dú)立操作，實(shí)現(xiàn)用戶生活上的自理。其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)擬合人體的運(yùn)動(dòng)軌跡，舒適性好；純機(jī)械式的連桿結(jié)構(gòu)，裝置可靠性相對(duì)更高；只使用一組電機(jī)實(shí)現(xiàn)多輸出，質(zhì)量小，成本低。整體體積相對(duì)較小，便于在空間狹小的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)向，機(jī)架1還可進(jìn)行折疊，便于攜帶，對(duì)各種活動(dòng)環(huán)境都具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。