[发明专利]可穿戴设备的组合结构

说明书

本发明涉及一种可穿戴设备的组合结构，其包括：躯干紧固部件，其固定地紧固至穿戴者的躯干；固定连杆，其从所述躯干紧固部件延伸到穿戴者的肩部上方的位置；第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆分别联接至所述固定连杆以可横向旋转，所述第一连杆和第二连杆在彼此竖直地间隔开的同时彼此交叉；可旋转部件，其布置在穿戴者的肩部上方的位置，所述可旋转部件联接至所述第一连杆和第二连杆以可横向旋转；连接部件，其联接至所述可旋转部件；以及上臂模块，其联接为在其端部在与穿戴者的上臂的上端部对应的位置处联接至所述连接部件的同时能够围绕所述连接部件向上或向下旋转。

技术领域

本发明总体涉及一种可穿戴设备的组合结构，更具体地，涉及一种构造成与穿戴者结合为通过交叉的四杆连杆机构模拟穿戴者的肩关节旋转的结构。

背景技术

可穿戴机器人是通过将机器人放在身体的特定部位上或者将机器人安装到特定部位来辅助穿戴者身体移动的机器人，并且被设计用于医疗、军事或工业用途。特别地，在用于工作场所的可穿戴机器人的情况下，这种可穿戴机器人设计为通过减少施加给穿戴者的负荷来防止受伤并且支撑肌肉力量。可穿戴机器人是通过模仿穿戴者的外骨骼制成的机器人，因此重要的是将关节设计为具有与身体实际运动相同的运动。

特别地，可穿戴的肌肉力量辅助设备包括配置为支撑承受工具重量的人的手动支撑机构。传统的手动支撑机构配置为通过使用结构元件、弹簧、缆线和滑轮的组合来在一系列位置下补偿重力。这些设备的配置可以在操作的有限的操作范围内提供重力补偿。

但是，传统的可穿戴设备的问题在于无法模拟穿戴者肩关节的横向旋转。特别地，当穿戴者对他或她的肩关节进行内部旋转或外部旋转时，旋转中心移动而不是固定的旋转中心。结果，当上臂辅助装置构造成围绕单一的旋转轴在上下方向上可旋转时，不可能模拟肩关节的旋转运动。

此外，为了解决上述问题，当设置有在上下方向上的多个旋转轴时，会产生额外的自由度，因此需要与穿戴者进行额外的联接，并且在肩关节的外部旋转期间，旋转轴及其组件可能会突出到外部，这会造成很大的事故风险。

以上陈述仅仅旨在帮助理解本发明的背景技术，而不表示本发明落入本领域技术人员公知的现有技术的范围内。

发明内容

因此，本发明提出了一种可穿戴设备的组合结构，其中该可穿戴设备的组合结构可以以单一的自由度稳定地模拟穿戴者的肩关节的内部旋转或外部旋转。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种可穿戴设备的组合结构，所述组合结构包括：躯干紧固部件，其固定地紧固至穿戴者的躯干；固定连杆，其从所述躯干紧固部件延伸到穿戴者的肩部上方的位置；第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆分别联接至所述固定连杆以可横向旋转，所述第一连杆和第二连杆在彼此竖直地间隔开的同时彼此交叉；可旋转部件，其布置在穿戴者的肩部上方的位置，所述可旋转部件联接至所述第一连杆和第二连杆以可横向旋转；连接部件，其联接至所述可旋转部件以从所述可旋转部件向下延伸；以及上臂模块，所述上臂模块联接为在其端部在与穿戴者的上臂的上端部对应的位置处联接至所述连接部件的同时能够围绕所述连接部件向上或向下旋转，所述上臂模块在穿戴者的上臂的纵向方向延伸的同时紧固至穿戴者的上臂。

所述躯干紧固部件可以布置在穿戴者的后侧处，所述躯干紧固部件可以包括：上板，其布置在所述躯干紧固部件的上部，以与穿戴者的后侧接触；下板，其布置在所述躯干紧固部件的下部，以与穿戴者的后侧接触；以及后侧连杆，其在竖直方向上延伸，以将所述上板和所述下板连接在一起。

所述后侧连杆可以围绕作为旋转轴线的该后侧连杆的延伸的纵向方向可旋转地联接至所述上板或所述下板。

所述上板可以在高于穿戴者的肩部的位置处紧固到穿戴者的后侧，所述固定连杆可以通过从所述上板横向延伸的位置向前延伸而布置在穿戴者的肩部上方的位置处。