[发明专利]一种紧凑腰部助力装置

说明书

本发明公开了一种紧凑腰部助力装置，包括主体框架、动力模块、腿杆模块以及腰带，主体框架包括背板、腰杆和前腰托，前腰托设置于穿戴者腰部前侧用以托举重物，前腰托至少包括腰托基座，且通过腰托基座固定在主体框架和/或动力模块和/或腰带上，前腰托在竖直方向相对于主体框架或动力模块联接呈现刚性，以使得前腰托上承载重物且传递至主体框架；前腰托在水平方向相对于主体框架或动力模块呈现柔性或旋转，以使得前腰托在水平方向打开以使得穿戴者将助力装置从后腰套入人体腰部。穿戴者采用本发明助力装置在搬运行走时，通过本发明助力装置可将负荷重量转移至腰部和背部，并具有穿戴稳定的优点。

技术领域

本发明涉及人体助力外骨骼的动力装置领域，特别涉及一种紧凑腰部助力装置。

背景技术

人类在日常工作生活中常常遇到希望增强人体上肢或下肢力量和耐力的情况，可穿戴动力外骨骼装置是满足这一类应用的装置，包括髋关节助力外骨骼、膝关节助力外骨骼以及上肢助力外骨骼等，现有很多文献披露了这类装置的实现机构。

现有的腰部助力外骨骼技术中，在弯腰时提供伸髋力矩，为实现向上提拉/托举穿戴者肩部，其背部采用的是延伸至肩部的刚性背板，以传递伸髋力矩，这样带来的问题是行走时会导致背板左右晃动，影响穿戴体验；此外，目前腰部助力外骨骼在搬运行走时，基本采用从背板吊绳的方式减轻手臂的负荷，在行走过程中重物重量全部依靠背板传递，这样背板需要在后背伸出很高，造成外骨骼设备很笨重，且进一步加剧了行走时背板的左右晃动；此外，背板吊绳很长，没有进行收纳处理，在复杂工作场景中会带来不便，吊绳有卷入运转设备或卡住的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑腰部助力装置，旨在解决现有外骨骼设备笨重、背板晃动严重的问题。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种紧凑腰部助力装置，包括主体框架、动力模块、腿杆模块以及腰带，所述主体框架包括背板和腰杆，所述背板设置于穿戴者后背；所述动力模块设置于穿戴者两侧髋部处；所述腰杆从设置于穿戴者两侧髋部的动力模块向后上方延伸并与所述背板传动联接；所述腿杆模块设置于穿戴者腿部侧面且用于穿戴者腿部穿戴固定，所述腿杆模块的上端与所述动力模块旋转联接，所述动力模块驱动所述腿杆模块带动穿戴者腿部向前或向后摆动；所述腰带与所述动力模块或腰杆固联；

所述主体框架还包括前腰托，所述前腰托设置于穿戴者腰部前侧用以托举重物，所述前腰托至少包括腰托基座，且通过所述腰托基座固定在所述主体框架和/或所述动力模块和/或腰带上，所述前腰托在竖直方向相对于所述主体框架或动力模块联接呈现刚性，以使得所述前腰托上承载重物且传递至主体框架；所述前腰托在水平方向相对于所述主体框架或动力模块呈现柔性或旋转，以使得所述前腰托在水平方向打开以使得穿戴者将助力装置从后腰套入人体腰部。

进一步的，所述前腰托还包括腰托转轴和腰托杆，所述腰托杆和腰托基座通过腰托转轴基于竖直方向旋转联接。

进一步的，所述背板至少包括第一背板、第二背板及一个背板转轴，所述第一背板、第二背板通过所述背板转轴旋转联接，所述背板转轴设置于穿戴者肩部下方后心处且垂直于冠状面；当使用助力装置时，所述第二背板以背板转轴为转动点沿穿戴者肩部左右晃动方向旋转，当不使用助力装置时，所述第二背板旋转至与所述第一背板重叠。

进一步的，所述腰杆与所述背板通过设置的快速抱紧结构压紧联接；所述快速抱紧结构包括抱紧拉钉、扳手转轴、扳手凸轮及扳手手柄，所述抱紧拉钉联接所述背板与所述扳手凸轮，所述腰杆设置于所述背板与所述扳手凸轮之间；当扳动所述扳手手柄时旋转所述扳手凸轮并增加或缩小所述背板与所述扳手凸轮之间的距离，进而松开或压紧所述背板与所述腰杆，且当松开所述背板与所述腰杆时可调节所述腰杆与所述背板的相对位置。