本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術領域，具體涉及一種多功能肢體助力裝置。

背景技術：

針對下肢功能障礙的用戶，常見的輔助和康復產(chǎn)品往往只具備輔助用戶站起/坐下或下肢康復訓練的某一項，而不能很好的將兩者結合，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行操作，其存在攜帶性差、效率低、使用壽命短、質量大、成本高、舒適性差的缺陷，因此，設計一款集助起/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新型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，用戶可完全獨立進行操作。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：一種新型多功能肢體助力裝置，包括機架、滾動輪、電機、上肢支撐機構、臀部支撐機構以及連桿機構，所述滾動輪設置于機架底部，所述連桿機構為一對，對稱設置于機架的左右兩側邊；

所述連桿結構包括連架桿Ⅰ、輸出桿Ⅰ、曲柄Ⅰ、傳動桿曲柄Ⅱ、輸出桿Ⅱ、連架桿Ⅱ；所述連架桿Ⅰ和連架桿Ⅱ的一端鉸接于機架后側的同一點，所述曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ的一端分別鉸接于機架前側相對于連架桿Ⅰ/Ⅱ鉸接點水平位置的上下兩點處，曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ的另一端分別鉸接于輸出桿Ⅰ和輸出桿Ⅱ的中部，所述輸出桿Ⅰ的兩端分別與連架桿Ⅰ另一端鉸接和上肢支撐機構固定連接，所述輸出桿Ⅱ的兩端分別與連架桿Ⅱ另一端鉸接和臀部支撐機構固定連接，所述傳動桿的兩端分別與曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ鉸接；

所述電機數(shù)量為兩個，設置于機架上，分別位于曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ的下方且其輸出軸分別與曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ相連接。

優(yōu)選地，所述臀部支撐機構包括兩組臀部支撐組件，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面且與輸出桿Ⅱ的一端相連接，所述連接軸安裝于座板架內(nèi)側的軸套上，且其上套設有連接卡，所述座板與連接卡相連接。

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)座板前傾轉動的復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，所述連接盤包括相互連接且又分別與輸出桿Ⅱ和座板架連接的左連接盤和右連接盤，所述盤簧一安裝于左連接盤和右輸出盤的內(nèi)軸套上，所述左連接盤還設有限位銷，用于限制連接盤的相對轉動角度。

優(yōu)選地，所述上肢支撐機構包括兩組上肢支撐組件，所述上肢支撐組件包括由下及上依次連接的連接旋轉軸、支撐連接套、支撐件，所述連接旋轉軸與輸出桿Ⅰ的一端相連接。

優(yōu)選地，所述支撐架為弧形結構。

優(yōu)選地，所述機架包括兩個對稱設置的框架、設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節(jié)相連接的左連接桿和右連接桿。

優(yōu)選地，所述折疊單元包括若干個折疊關節(jié)。

優(yōu)選地，所述傳動桿的數(shù)量為兩個，平行設置于曲柄Ⅰ和曲柄Ⅱ之間。

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)明提供的新型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，利用八桿機構作為執(zhí)行機構，不僅能很好的擬合人體運動軌跡，使用戶在使用過程中感到更舒適，且采用多點支撐，從而具有更高的穩(wěn)定性和可靠性。進一步的，體積相對較小，在小范圍內(nèi)即可實現(xiàn)靈活轉向等作用，對各種活動環(huán)境的實用性強。整體而言，該助力裝置具有質量小、可靠性高、成本低的優(yōu)點，具有推廣性和普及性，極具應用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明新型多功能肢體助力裝置的主視圖；

圖2是本發(fā)明新型多功能肢體助力裝置的立體結構示意圖；

圖3是本發(fā)明中八桿機構簡視圖；

圖4是本發(fā)明中機架折疊前后的結構示意圖，其中(a)為折疊前的結構示意圖；圖(b)為折疊后的示意圖。

附圖標記說明：1、機架；101、框架上體；102、框架下體；103、折疊關節(jié)；104、左連接桿；105、右連接桿；2、連架桿Ⅰ；3、輸出桿Ⅰ；4、曲柄Ⅰ；5、支撐件；6、支撐連接套；7、傳動桿；8、曲柄Ⅱ；9、座板架；10、連接盤；11、電機；12、滾動輪；13、輸出桿Ⅱ；14、連架桿Ⅱ；15、左連接盤；16、右連接盤；17、連接旋轉軸；18、座板；19、連接卡；20、連接軸；21、連接對桿；22、肩部運動軌跡；23、臀部運動軌跡。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明：

如圖1-2所示，本發(fā)明的一種新型多功能肢體助力裝置，包括機架1、滾動輪12、電機11、上肢支撐機構、臀部支撐機構以及連桿機構，所述滾動輪12設置于機架1底部，所述連桿機構為一對，對稱設置于機架1的左右兩側邊；

在本實施例中，如圖1-2所示，機架1由框架、連接對桿21和折疊單元組成。折疊單元包括若干個折疊關節(jié)103?？蚣苡煽蚣苌象w101和框架下體102組成，框架上體101和框架下體102通過折疊關節(jié)103連接，使框架下體102可以向上翻折?？蚣苷w從側面形成一個直角梯形結構，其數(shù)量為兩個，左右對稱設置。框架采用直角梯形結構可以在保證整個機架1穩(wěn)定性的同時使整體結構也盡量緊湊。連接對桿由左連接桿104和右連接桿105組成，左連接桿104和右連接桿105通過折疊關節(jié)103相連接，使左右兩邊的框架可以由兩側向中間收攏折疊。連接對桿21的數(shù)量為兩個，分別平行設置于兩個框架上體的上部之間以及下部之間。值得說明的是，機架1主要是用于為其它機構提供安裝位置和支撐強度，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)輔助用戶進行行走訓練的功能。因而在滿足上述目的和功能的基礎上，對于機架1整體及局部具體采用何種結構以及具體的尺寸，并沒有特殊的限制，如左右兩側的框體還可以采用等腰梯形等。進一步的，連接對桿21的數(shù)量也不限于兩個，在保證機構支撐強度的基礎上，可以增加或減少相應的數(shù)量。此外，機架1可折疊功能也只是本實施優(yōu)選方式。

滾動輪12設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12采用萬向輪，使用戶在行走中可以靈活實現(xiàn)小范圍轉向，后置的兩個萬向輪上還安裝有鎖止裝置，在不需要行進的時候提供穩(wěn)定停靠。基于模塊化的設計理念，滾動輪12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，或其它增強戶外能力的大輪、履帶等。進一步的，滾動輪12還可采用電動滾動輪，如在機架1的前區(qū)增加一個電機和高地位轉速的開關，實現(xiàn)裝置的自動行進，低位轉速可以輔助用戶進行下肢恢復鍛煉，高位轉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計可以采用本領域中其它任意常規(guī)電動滾動輪的實施方式。

如圖1-3所示，本裝置根據(jù)人體臀部/肩部運動的軌跡，采用了模擬人體運動軌跡的八桿機構作為本裝置的執(zhí)行機構。連桿機構數(shù)量為一對，對稱設置于機架1的左右兩側邊，是由連架桿Ⅰ2、輸出桿Ⅰ3、曲柄Ⅰ4、傳動桿7、曲柄Ⅱ8、輸出桿Ⅱ13、連架桿Ⅱ14以及機架1組成的八桿機構。連架桿Ⅰ2和連架桿Ⅱ14的一端鉸接于框架上體后側中部偏下的同一點。曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8的一端分別鉸接于框架上體和框架下體的前側，曲柄Ⅰ/Ⅱ(4，8)與機架1的鉸接點相對連架桿Ⅰ/Ⅱ(2，14)與機架1的鉸接點的水平位置上下對稱。曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8的另一端分別鉸接于輸出桿Ⅰ3和輸出桿Ⅱ13的中部。輸出桿Ⅰ3的兩端分別與連架桿Ⅰ2的另一端鉸接和上肢支撐機構固定連接，所述輸出桿Ⅱ13的兩端分別與連架桿Ⅱ14的另一端鉸接和臀部支撐機構固定連接。傳動桿7的兩端分別與曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8鉸接。在本實施例中，傳動桿7的數(shù)量為兩個，平行設置于曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8之間，主要用于增強機構的剛度和傳動可靠性。電機11數(shù)量為兩個，設置于機架1上，分別位于曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8的下方且其輸出軸分別與曲柄Ⅰ4和曲柄Ⅱ8相連接。電機11主要選擇直線電機，也可采用旋轉電機。

通過采集腋下和臀部兩個參照點在起立/坐下過程中的肩部運動軌跡22和臀部運動軌跡23，利用八桿機構不僅能很好的擬合人體運動軌跡，使用戶在使用過程中感到更舒服，且采用采用多點支撐使得機構在運轉過程中具有更高的穩(wěn)定性和可靠性。

如圖1-2所示，臀部支撐機構包括兩組臀部支撐組件，分別與對稱設置于機架1左右兩側邊的連桿機構相連接。臀部支撐組件由連接盤10、座板架9、連接軸20和座板18組成。連接盤10通過螺紋連接在座板架9外側面上，且與輸出桿Ⅱ13的一端相連接。在本實施中連接盤10由螺紋連接的左連接盤15和右連接盤16組成。左連接盤15和右連接盤16分別與輸出桿Ⅱ13和座板架9螺紋連接。為進一步提高安全性能，左連接盤15上還設有限位銷，用于限制連接盤10的相對轉動角度(只能前傾，不能后仰)。連接軸20安裝于座板架9內(nèi)側的軸套上，且其上套設有連接卡19，座板18通過螺紋連接于與連接卡19。此外，左/右連接盤(15，16)的內(nèi)軸套安裝有盤簧一，用于實現(xiàn)座板18前傾轉動的復位動作，自然狀態(tài)下，連接軸20呈水平狀。連接軸20上安裝有盤簧二，用于實現(xiàn)座板18沿垂直于連接軸20的方向自動向兩側折疊收起的動作，自然態(tài)下，座板18呈向兩側折疊收起狀。

在起立的過程中，盤簧一在人體重力的作用下進行前傾旋轉，使得上升過程的柔性更高，也使得人離開座板18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18放下，在不需要的時候亦即當用戶離開座板18的時候，座板18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。臀部支撐機構與前述執(zhí)行機構相結合，實現(xiàn)臀部的運動軌跡。

如圖1-2所示，上肢支撐機構包括兩組上肢支撐組件，分別于一對連接機構的輸出軸Ⅰ固定連接。上肢支撐組件由連接旋轉軸17、支撐連接套6、支撐件5。連接件通過螺栓與框架上體的頂部相連接。連接旋轉軸17一端與輸出桿Ⅰ3旋轉連接，另一端與支撐連接套6的一端固定連接，支撐連接套6的另一端與連接件滑動連接。支撐連接套6上還設有限位槽，可調節(jié)支撐連接套6與連接件的相對高度。根據(jù)人體工程學支撐件5優(yōu)選采用擬合人體輪廓的弧形結構。在支撐件5上還可進一步安裝柔性外包材料，提高使用舒適度。同時連接旋轉軸17還可以作為扶手，在其外面同樣包裹柔軟外包材料。

以下對本發(fā)明的工作過程做進一步的說明，以進一步展示本發(fā)明的工作原理和優(yōu)點：

準備階段：用戶坐在其它椅子上，將座板18置于用戶的兩側，用戶先側身放下其中一側的座板18，將相應側臀部移至上面，再放下另一側座板18，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11開關，電機11工作，電機11帶動曲柄Ⅱ8進行旋轉，通過八桿機構帶動臀部支撐機構和上肢支撐機構按照人體運動軌跡進行向上起立運動至預設終點，電機11停機，站起動作完成。

行走階段：座板18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保證站立穩(wěn)定，推動裝置進行行走。當用戶行走疲憊時，放下座板18，可進行休息。

坐下階段：用戶行至椅子前，背對椅子，打開電機11反向開關，機構回落至椅子上，電機11停機，用戶收起座板18，坐下動作完成。

本發(fā)明提供的新型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)行機構的運動擬合人體的運動軌跡，舒適性好；純機械式的連桿結構，裝置可靠性相對更高；只使用一組電機實現(xiàn)多輸出，質量小，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)靈活轉向，機架1還可進行折疊，便于攜帶，對各種活動環(huán)境都具有很強的實用性。

本領域的普通技術人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質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)明的保護范圍內(nèi)。