[发明专利]一种机械式外骨骼座椅

说明书

一种机械式外骨骼座椅，包括腿部连接模块、缓冲角度可调节模块和脚部连接模块，腿部连接模块包括与柔性带固定连接的坐垫板，柔性带与穿戴者腰带固定，坐垫板的长条形孔上固定有用于绑在穿戴者的大腿上且长度可调的绑带，坐垫板通过位于其下的长度调节模块与第一连杆固定连接；缓冲角度可调节模块包括符合人体工学的第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆通过销一铰链，二者转动连接，第二连杆内部安装有弹性支撑模块和角度调节模块；脚部连接模块包括固定在第二连杆的槽内的脚部长度可调模块，脚部长度可调模块与脚环铰接，脚环与脚底板铰接，能够提高坐下过程的柔顺性，且不会影响人体行走，在穿戴者站起时能起到助力效果，无需能源消耗。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种机械式外骨骼座椅。

背景技术

蹲、跪姿势是一种不良作业姿势，长期在这些姿势下劳作，肌肉容易产生疲劳，久而久之发生损伤和疾患。腿部支撑外骨骼可以在人体下蹲时对人体起到支撑的作用，减少腿部肌肉疲劳。现有的外骨骼座椅多以步进电机和丝杠调节支撑角度，电动推杆调节支撑角度，阻尼器调节支撑角度，但这些方式在穿戴者行走时，因其角度变化的灵活度不高，影响了穿戴者的行走。其次调节过程复杂，需要精确控制，且电机和电动推杆需要一直供电。

因此现有的可穿戴腿部支撑外骨骼主要存在的问题是，外骨骼座椅在行走和蹲下两种状态下对人的适应性较差，行走或上楼梯时，外骨骼角度变化不灵活，产生对人体的干涉问题；角度调节过程繁琐，以及电动元件带来的能源消耗等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种机械式外骨骼座椅，能够满足随行性和随坐性的要求，具有操作简单、灵活性高、无需耗能的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种机械式外骨骼座椅，包括腿部连接模块、缓冲角度可调节模块和脚部连接模块；

所述腿部连接模块包括与柔性带1固定连接的坐垫板5，所述柔性带1与穿戴者腰带固定，坐垫板5的长条形孔上固定有用于绑在穿戴者的大腿上且长度可调的绑带3，坐垫板5通过位于其下的长度调节模块与第一连杆10固定连接；

所述缓冲角度可调节模块包括符合人体工学的第一连杆10和第二连杆11，第一连杆10和第二连杆11通过销一12铰链，二者转动连接，第二连杆11内部安装有弹性支撑模块和角度调节模块；

所述弹性支撑模块包括内柱体15，内柱体15上端与第一连杆10 通过销二13形成铰链连接，内柱体15外套有外柱体16，二者滑动连接，外柱体16下端与滑块19通过销三18形成铰链连接，外柱体 16侧面套有弹簧17，弹簧17的两端直接与内柱体15和外柱体16接触；

所述角度调节模块包括开有两个圆孔的滑块19，滑块19套在位于其下方的导管24上，导管24的两端部分别插入上固定座23和下固定座22的非通孔内固定，上固定座23、下固定座22均与第二连杆11固定连接，弹性带21一端固定在下固定座22的柱形体上，另一端固定在调节轴20上，调节轴20卡入第二连杆11两个侧面开设的异形孔内滑动连接，所述异形孔为三个圆形孔和一个直线滑动孔组成，三个圆形孔的大小与调节轴20的直径相同进行限位；

所述脚部连接模块包括固定在第二连杆11的槽内的脚部长度可调模块，脚部长度可调模块与脚环30铰接，脚环30与脚底板31铰接。

所述长度调节模块包括板固定块6，板固定块6固定连接在坐垫板5下方，板固定块6与上内管7固定连接，上内管7套入上外管8 内，形成伸缩管，上外管8置于第一连杆10的槽内，与第一连杆10 固定连接，上内管7内置入V形弹簧片9，V形弹簧片9的圆柱体卡入上内管7和上外管8的侧面孔。

所述脚部长度可调模块包括下外管26，下外管26套在下内管27 上，形成伸缩管，下内管27置有V形弹簧片28，V形弹簧片28的圆柱体可卡入下外管26和下内管27的侧面孔内。