[发明专利]一种可穿戴式智能外骨骼座椅装置

说明书

一种可穿戴式智能外骨骼座椅装置，包括大腿机构、膝关节机构、小腿机构，膝关节机构分别与小腿机构、大腿机构固定装接，所述膝关节机构包括膝关节支撑杆、电机架、电机、移动座、柔性弹簧片、棘齿、棘齿轴、棘轮、棘轮轴和小腿连接座，膝关节支撑杆与大腿机构固定连接，电机通过电机架装在膝关节支撑杆上端，棘齿通过棘齿轴与膝关节支撑杆转动安装，棘轮通过棘轮轴与膝关节支撑杆转动安装，棘齿与棘轮正对着安装，移动座套装在电机的驱动轴上，柔性弹簧片一端与移动座固定连接、另一端与棘齿固定连接，棘轮通过螺栓与小腿连接座固定锁紧，小腿连接座与小腿机构固定连接。本发明使用方便，有利于减轻下肢关节肌肉负载和疲劳，并可随时随地以任意角度就坐。

技术领域

本发明属于医疗辅助器械领域和运动辅具器材领域，具体地说是一种可穿戴式智能外骨骼座椅装置。

背景技术

受限于工作环境和工作特点，当前仍然有许多工种需要员工站立工作，比如手术医生和工业生产线上的工人。但是长时间站立从事生产劳动很容易引起下肢和背部肌肉酸痛，甚至下肢静脉曲张，导致生产效率的降低和职业病的产生。手术医生长时间站立容易造成背部疲劳、下肢关节酸痛，分散了手术时的注意力，增大了手术风险。工业生产线上的工人长时间站立容易导致人体疲劳和职业病，不仅容易造成生产产品品质的降低，职业病的产生也容易加重员工和企业的经济负担。另一方面，手术医生需要偶尔走动来调整手术位置和姿态，工业生产线上的工人也需要不间断地移动来拿取工具和运送生产资料，因此传统的椅子无法跟随人体一起行走，穿戴者也无法随时随地以任意的姿态就坐。

为了在频繁移动时解决站立和半蹲负重时的下肢关节肌肉负载疲劳问题，出现了各种“可穿戴式椅子”，人体穿戴后能够随地就座。现有的“可穿戴式椅子”存在两方面的不足：一方面，现有方案多数采用“大腿杆、小腿杆和膝关节阻尼器”的方案，然而阻尼器具有阻力，人体穿戴行走时每走一步都要克服阻尼器的阻力，这就限制了膝关节的自由屈曲，不方便人体穿戴后的自由行走。另一方面，这些“可穿戴式椅子”需要手动预先调节好就坐时的关节角度，但手术医生需要手部清洁的环境，不能用手再去调节就坐时的座椅角度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可穿戴式智能外骨骼座椅装置，有利于减轻下肢关节肌肉负载和疲劳，并可随时随地以任意角度就坐。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种可穿戴式智能外骨骼座椅装置，包括大腿机构、膝关节机构、小腿机构，膝关节机构分别与小腿机构、大腿机构固定装接，所述膝关节机构包括膝关节支撑杆、电机架、电机、移动座、柔性弹簧片、棘齿、棘齿轴、棘轮、棘轮轴和小腿连接座，膝关节支撑杆与大腿机构固定连接，电机通过电机架装在膝关节支撑杆上端，棘齿通过棘齿轴与膝关节支撑杆转动安装，棘轮通过棘轮轴与膝关节支撑杆转动安装，棘齿与棘轮正对着安装，移动座套装在电机的驱动轴上，柔性弹簧片一端与移动座固定连接、另一端与棘齿固定连接，棘轮通过螺栓与小腿连接座固定锁紧，小腿连接座与小腿机构固定连接。

所述电机架上设有用于控制移动座沿着电机的驱动轴移动复位时的位置的行程开关。所述小腿连接座上还装设有保护盖板。

所述大腿机构包括大腿杆、大腿固定环和绑带，绑带装接在大腿固定环上，大腿固定环固定安装在大腿杆上，大腿杆内设有电路控制模块，该电路控制模块设有用于检测大腿站立或者下蹲姿态的惯性测量单元，大腿杆侧壁装设有与电路控制模块连接的开关。

所述大腿杆侧壁还设有充电接口，该充电接口与电路控制模块连接。

所述小腿机构包括小腿杆、小腿固定环和绑带，绑带装接在小腿固定环上，小腿固定环固定装在小腿杆上，小腿杆下部设有足部绑带。

所述小腿杆内还设有小腿长度调节杆，该小腿长度调节杆内装设有调节按钮，该调节按钮通过弹簧嵌装在小腿长度调节杆中，小腿杆上开设有与调节按钮匹配的通孔，小腿长度调节杆插装在小腿杆中后调节按钮插装在小腿杆的通孔中，足部绑带安装在小腿长度调节杆上。