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)：

針對下肢功能障礙的用戶，常見的輔助和康復(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，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)計一款集助起/坐和行走功能于一體且用戶可以完全獨立操作的助力裝置是十分必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種輕便易于攜帶的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，用戶可完全獨立進(jìn)行操作。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種多功能肢體助力裝置，包括機(jī)架、滾動輪、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)，所述滾動輪設(shè)置于機(jī)架底部，上肢支撐機(jī)構(gòu)與機(jī)架頂部相連接，所述連桿機(jī)構(gòu)為一對，對稱設(shè)置于機(jī)架的左右兩側(cè)邊；

所述連桿機(jī)構(gòu)包括搖桿、連架桿、同源桿、連桿和曲柄，所述搖桿和曲柄的一端分別鉸接于機(jī)架前側(cè)上部和后側(cè)下部，所述連架桿的兩端分別與搖桿和曲柄的另一端鉸接，所述同源桿的兩端分別與連架桿中部鉸接、臀部支撐機(jī)構(gòu)相連接，所述連桿的兩端分別與同源桿的中部和曲柄的中部鉸接，所述電機(jī)鉸接于機(jī)架上，位于曲柄的下方且其輸出軸與曲柄相連接。

優(yōu)選地，所述臀部支撐機(jī)構(gòu)包括一對對稱設(shè)置的臀部支撐組件，分別與設(shè)置于機(jī)架左右兩側(cè)邊的連桿機(jī)構(gòu)相連接，所述臀部支撐組件包括連接盤、座板架、連接軸和座板，所述連接盤安裝于座板架外側(cè)面且與同源桿的一端相連接，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，所述連接盤上還設(shè)有限位銷，用于限制連接盤的相對轉(zhuǎn)動角度。

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

優(yōu)選地，所述上肢支撐機(jī)構(gòu)包括一對左右對稱設(shè)置于機(jī)架頂部的上肢支撐組件，所述上肢支撐組件包括由下及上依次連接的連接件、彈簧軸套、支撐件，所述連接件與機(jī)架頂部相連接。

優(yōu)選地，所述支撐架為弧形結(jié)構(gòu)。

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

優(yōu)選地，所述連接對桿的數(shù)量為兩個，分別設(shè)置于兩個框架上體的上部之間以及框架上體和框架下體的折疊關(guān)節(jié)連接處之間。

優(yōu)選地，所述折疊單元包括若干個折疊關(guān)節(jié)。

優(yōu)選地，所述滾動輪為電動滾動輪。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的多功能肢體助力裝置，既能很好的幫助用戶實現(xiàn)起立/坐下的動作，同時能輔助用戶行走，真正意義上實現(xiàn)獨立操作，實現(xiàn)下肢障礙者的生活自理。通過采集臀部參照點在起立/坐下過程中的運動軌跡，利用同源機(jī)構(gòu)原理設(shè)計的六桿機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不僅能很好的擬合人體臀部運動軌跡，使用戶在使用過程中感到更舒適，且采用同源機(jī)構(gòu)原理可以有效的生成平行軌跡，使得機(jī)構(gòu)在運轉(zhuǎn)過程中不會發(fā)生相對運動，從而具有更高的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。進(jìn)一步的，體積相對較小，在小范圍內(nèi)即可實現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)向等作用，對各種活動環(huán)境的實用性強(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，具有推廣性和普及性，極具應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明多功能肢體助力機(jī)構(gòu)的主視圖；

圖2是本發(fā)明多功能肢體助力機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中六桿機(jī)構(gòu)簡視圖；

圖4是本發(fā)明中機(jī)架折疊前和折疊后的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1、機(jī)架；101、左連接桿；102、框架上體；103、右連接桿；104、折疊關(guān)節(jié)；105、框架下體；2、搖桿；3、連架桿；4、同源桿；5、左連接盤；6、座板架；7、連桿；8、曲柄；9、滾動輪；10、電機(jī)；11、折疊關(guān)節(jié)；12、連接件；13、連接桿；14、右連接盤；15、座板；16、連接軸；17、彈簧軸套；18、支撐件；19、臀部運動軌跡。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：

如圖1-2所示，本發(fā)明的一種多功能肢體助力裝置，包括機(jī)架1、滾動輪9、電機(jī)10、上肢支撐機(jī)構(gòu)、臀部支撐機(jī)構(gòu)以及連桿7機(jī)構(gòu)。滾動輪9設(shè)置于機(jī)架1底部，上肢支撐機(jī)構(gòu)與機(jī)架1頂部相連接，連桿7機(jī)構(gòu)為一對，對稱設(shè)置于機(jī)架1的左右兩側(cè)邊，臀部支撐機(jī)構(gòu)連桿7機(jī)構(gòu)相連接。

在本實施例中，如圖4所示，機(jī)架1由框架、連接對桿和折疊單元11組成。折疊單元11包括若干個折疊關(guān)節(jié)104?？蚣苡煽蚣苌象w102和框架下體105組成，框架上體102和框架下體105通過折疊關(guān)節(jié)104連接，使框架下體105可以向上翻折?？蚣苷w從側(cè)面形成一個直角梯形結(jié)構(gòu)，其數(shù)量為兩個，左右對稱設(shè)置?？蚣懿捎弥苯翘菪谓Y(jié)構(gòu)可以在保證整個機(jī)架1穩(wěn)定性的同時使整體結(jié)構(gòu)也盡量緊湊。連接對桿由左連接桿101和右連接桿103組成，左連接桿101和右連接桿103通過折疊關(guān)節(jié)104相連接，使左右兩邊的框架可以由兩側(cè)向中間收攏折疊。連接對桿的數(shù)量為兩個，分別平行設(shè)置于兩個框架上體102的上部之間以及框架上體102和框架下體105的折疊關(guān)節(jié)104連接處之間。值得說明的是，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程中在合理的范圍內(nèi)不會反生后翻，同時實現(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，連接桿13件的數(shù)量也不限于兩個，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。

滾動輪9設(shè)置于左右兩邊框架的底部，數(shù)量為四個，分別位于框架的四角處。在本實施例中，滾動輪9采用萬向輪，使用戶在行走中可以靈活實現(xiàn)小范圍轉(zhuǎn)向，后置的兩個萬向輪上還安裝有鎖止裝置?；谀K化的設(shè)計理念，滾動輪9為模塊化處理的具有便于小車行走的功能模塊，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，滾動輪9還可采用電動滾動輪，如在機(jī)架1的前區(qū)增加一個電機(jī)和高地位轉(zhuǎn)速的開關(guān)，實現(xiàn)裝置的自動行進(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候，實現(xiàn)代步功能。顯然，電動滾動輪的具體設(shè)計可以采用本領(lǐng)域中其它任意常規(guī)電動滾動輪的實施方式。

如圖3所示，本裝置根據(jù)人體臀部運動的軌跡，采用了模擬人體運動軌跡的六桿機(jī)構(gòu)作為本裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如圖1-2所示，連桿7機(jī)構(gòu)數(shù)量為一對，對稱設(shè)置于機(jī)架1的左右兩側(cè)邊，是由搖桿2、連架桿3、同源桿4、連桿7和曲柄8組成的六桿機(jī)構(gòu)。搖桿2的一端鉸接于框架上體102的前側(cè)上部，曲柄8的一端鉸接于框架上體102的后側(cè)下部，兩者與機(jī)架1的連接處傾斜對應(yīng)。為加強(qiáng)裝置結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在前述搖桿2和曲柄8與機(jī)架1的兩個連接處之間還固定設(shè)定連接板。連接桿13的兩端分別與搖桿2和曲柄8的另一端鉸接。同源桿4的一端與連架桿3中部鉸接。連桿7的兩端分別與同源桿4的中部和曲柄8的中部鉸接。臀部支撐機(jī)構(gòu)連接與同源桿4的另一端。電機(jī)10安裝于框架下體105上，位于曲柄8的下方且其輸出軸與曲柄8通過來銷軸連接。電機(jī)10主要選擇直線電機(jī)，也可采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)。通過采集臀部參照點在起立/坐下過程中的運動軌跡，利用同源機(jī)構(gòu)原理設(shè)計出來的六桿機(jī)構(gòu)，不僅能很好的擬合人體臀部運動軌跡19使用戶在該過程中感到更舒服，且采用同源機(jī)構(gòu)原理可以有效的生成平行軌跡，使得機(jī)構(gòu)在運轉(zhuǎn)過程中不會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，從而具有更高的穩(wěn)定性和適用性。

如圖2所示，臀部支撐機(jī)構(gòu)包括一對對稱設(shè)置的臀部支撐組件組成，分別與設(shè)置于機(jī)架1左右兩側(cè)邊的連桿7機(jī)構(gòu)相連接。臀部支撐組件由連接盤、座板架6、連接軸16和座板15組成。連接盤通過螺紋連接在座板架6外側(cè)面上，且與同源桿4的一端相連接。連接盤由螺紋連接的左連接盤5和右連接盤14組成。為進(jìn)一步提高安全性能，連接盤上還設(shè)有限位銷，用于限制連接盤的相對轉(zhuǎn)動角度(只能前傾，不能后仰)。連接軸16安裝于座板架6內(nèi)側(cè)的軸套上，且其上套設(shè)有連接卡，座板15通過螺紋連接于與連接卡。此外，連接盤的內(nèi)軸套安裝有盤簧一，用于實現(xiàn)座板15前傾轉(zhuǎn)動的復(fù)位動作，自然狀態(tài)下，連接軸16呈水平狀。連接軸16上安裝有盤簧二，用于實現(xiàn)座板15沿垂直于連接軸16的方向自動向兩側(cè)折疊收起的動作，自然狀態(tài)下，座板15呈向兩側(cè)折疊收起狀。

在起立的過程中，盤簧一在人體重力的作用下進(jìn)行前傾旋轉(zhuǎn)，使得上升過程的柔性更高，也使得人離開座板15站在地面上的過程變的更加方便，在用戶需要的時候，可以手動將座板15放下，在不需要的時候亦即當(dāng)用戶離開座板15的時候，座板15在盤簧二的作用下自動折疊收攏，使之能夠有效的避免干涉的問題。臀部支撐機(jī)構(gòu)與前述執(zhí)行機(jī)構(gòu)相結(jié)合，實現(xiàn)臀部的運動軌跡。

如圖1-2所示，上肢支撐機(jī)構(gòu)包括一對上肢支撐組件，對稱設(shè)置于左右兩邊的框架上體102頂部。上肢支撐組件由連接件12、彈簧軸套17、支撐件18。連接件12通過螺栓與框架上體102的頂部相連接。彈簧軸套17與連接件12通過螺紋連接，彈簧軸套17的預(yù)緊力可調(diào)，彈簧軸套17與連接件12的相對高度也可調(diào)。支撐件18與彈簧軸套17固定連接。根據(jù)人體工程學(xué)支撐架優(yōu)選采用擬合人體輪廓的弧形結(jié)構(gòu)。在支撐件18上還可進(jìn)一步安裝柔性外包材料，提高使用舒適度。

以下對本發(fā)明的工作過程做進(jìn)一步的說明，以進(jìn)一步展示本發(fā)明的工作原理和優(yōu)點：

準(zhǔn)備階段：用戶坐在其它椅子上，將座板15置于用戶的兩側(cè)，用戶先側(cè)身放下其中一側(cè)的座板15，將相應(yīng)側(cè)臀部移至上面，再放下另一側(cè)座板15，此時完成完整坐在本裝置上面的動作。

站起階段：用戶打開電機(jī)10開關(guān)，電機(jī)10工作，電機(jī)10帶動曲柄8進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過六桿機(jī)構(gòu)帶動臀部座板15按照人體運動軌跡進(jìn)行向上起立運動至預(yù)設(shè)終點，電機(jī)10停機(jī)，站起動作完成。

行走階段：座板15收起，為臀部后方提供空間，用戶通過上肢支撐組件以及雙手扶著框架上體102保證站立穩(wěn)定，推動裝置進(jìn)行行走。當(dāng)用戶行走疲憊時，放下座板15，可進(jìn)行休息。

坐下階段：用戶行至椅子前，背對椅子，打開電機(jī)10反向開關(guān)，機(jī)構(gòu)回落至椅子上，電機(jī)10停機(jī)，用戶收起座板15，坐下動作完成。

本發(fā)明提供的多功能肢體助力裝置，其特點在于既能實現(xiàn)助起/坐的功能，同時又能輔助訓(xùn)練行走，以真正意義上實現(xiàn)獨立操作，實現(xiàn)用戶生活上的自理。其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動擬合人體的運動軌跡，舒適性好；純機(jī)械式的連桿7結(jié)構(gòu)，裝置可靠性相對更高；只使用一組電機(jī)10實現(xiàn)多輸出，質(zhì)量小，成本低。整體體積相對較小，便于在空間狹小的環(huán)境中實現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)向，機(jī)架1還可進(jìn)行折疊，便于攜帶，對各種活動環(huán)境都具有很強(qiáng)的實用性。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實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)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質(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)。