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

背景技術(shù)：

針對(duì)下肢功能障礙的用戶，常見的輔助和康復(fù)產(chǎn)品往往只具備輔助用戶站起/坐下或下肢康復(fù)訓(xùn)練的某一項(xiàng)，而不能很好的將兩者結(jié)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(jìn)行操作，其存在攜帶性差、效率低、使用壽命短、質(zhì)量大、成本高、舒適性差的缺陷，因此，設(shè)計(jì)一款集助起/坐和行走功能于一體且用戶可以完全獨(dú)立操作的助力裝置是十分必要的。

技術(shù)實(shí)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(dú)立進(jìn)行操作。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種多功能肢體助力裝置，包括機(jī)架、滾動(dòng)輪、電機(jī)、上肢支撐機(jī)構(gòu)、臀部支撐機(jī)構(gòu)以及連桿機(jī)構(gòu)，所述滾動(dòng)輪設(shè)置于機(jī)架底部，上肢支撐機(jī)構(gòu)與機(jī)架頂部相連接，所述連桿機(jī)構(gòu)為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置于機(jī)架的左右兩側(cè)邊；

所述連桿機(jī)構(gòu)包括搖桿、連架桿、同源桿、連桿和曲柄，所述搖桿和曲柄的一端分別鉸接于機(jī)架前側(cè)上部和后側(cè)下部，所述連架桿的兩端分別與搖桿和曲柄的另一端鉸接，所述同源桿的兩端分別與連架桿中部鉸接、臀部支撐機(jī)構(gòu)相連接，所述連桿的兩端分別與同源桿的中部和曲柄的中部鉸接，所述電機(jī)鉸接于機(jī)架上，位于曲柄的下方且其輸出軸與曲柄相連接。

優(yōu)選地，所述臀部支撐機(jī)構(gòu)包括一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的臀部支撐組件，分別與設(shè)置于機(jī)架左右兩側(cè)邊的連桿機(jī)構(gòu)相連接，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(cè)面且與同源桿的一端相連接，所述連接軸安裝于座板架內(nèi)側(cè)的軸套上，且其上套設(shè)有連接卡，所述座板與連接卡相連接。

優(yōu)選地，所述連接盤上還設(shè)有限位銷，用于限制連接盤的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

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(shí)現(xiàn)座板前傾轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)位動(dòng)作和沿垂直于連接軸的方向折疊收起的動(dòng)作。

優(yōu)選地，所述上肢支撐機(jī)構(gòu)包括一對(duì)左右對(duì)稱設(shè)置于機(jī)架頂部的上肢支撐組件，所述上肢支撐組件包括由下及上依次連接的連接件、彈簧軸套、支撐件，所述連接件與機(jī)架頂部相連接。

優(yōu)選地，所述支撐架為弧形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述機(jī)架包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的框架、設(shè)置于左右兩個(gè)框架之間連接對(duì)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(duì)桿包括通過折疊關(guān)節(jié)相連接的左連接桿和右連接桿。

優(yōu)選地，所述連接對(duì)桿的數(shù)量為兩個(gè)，分別設(shè)置于兩個(gè)框架上體的上部之間以及框架上體和框架下體的折疊關(guān)節(jié)連接處之間。

優(yōu)選地，所述折疊單元包括若干個(gè)折疊關(guān)節(jié)。

優(yōu)選地，所述滾動(dòng)輪為電動(dòng)滾動(dòng)輪。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的多功能肢體助力裝置，既能很好的幫助用戶實(shí)現(xiàn)起立/坐下的動(dòng)作，同時(shí)能輔助用戶行走，真正意義上實(shí)現(xiàn)獨(dú)立操作，實(shí)現(xiàn)下肢障礙者的生活自理。通過采集臀部參照點(diǎn)在起立/坐下過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用同源機(jī)構(gòu)原理設(shè)計(jì)的六桿機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不僅能很好的擬合人體臀部運(yùn)動(dòng)軌跡，使用戶在使用過程中感到更舒適，且采用同源機(jī)構(gòu)原理可以有效的生成平行軌跡，使得機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而具有更高的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。進(jìn)一步的，體積相對(duì)較小，在小范圍內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)向等作用，對(duì)各種活動(dòng)環(huán)境的實(shí)用性強(qiáng)。整體而言，該助力裝置具有質(zhì)量小、可靠性高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，具有推廣性和普及性，極具應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明多功能肢體助力機(jī)構(gòu)的主視圖；

圖2是本發(fā)明多功能肢體助力機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中六桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)視圖；

圖4是本發(fā)明中機(jī)架折疊前和折疊后的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1、機(jī)架；101、左連接桿；102、框架上體；103、右連接桿；104、折疊關(guān)節(jié)；105、框架下體；2、搖桿；3、連架桿；4、同源桿；5、左連接盤；6、座板架；7、連桿；8、曲柄；9、滾動(dòng)輪；10、電機(jī)；11、折疊關(guān)節(jié)；12、連接件；13、連接桿；14、右連接盤；15、座板；16、連接軸；17、彈簧軸套；18、支撐件；19、臀部運(yùn)動(dòng)軌跡。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：

如圖1-2所示，本發(fā)明的一種多功能肢體助力裝置，包括機(jī)架1、滾動(dòng)輪9、電機(jī)10、上肢支撐機(jī)構(gòu)、臀部支撐機(jī)構(gòu)以及連桿7機(jī)構(gòu)。滾動(dòng)輪9設(shè)置于機(jī)架1底部，上肢支撐機(jī)構(gòu)與機(jī)架1頂部相連接，連桿7機(jī)構(gòu)為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置于機(jī)架1的左右兩側(cè)邊，臀部支撐機(jī)構(gòu)連桿7機(jī)構(gòu)相連接。

在本實(shí)施例中，如圖4所示，機(jī)架1由框架、連接對(duì)桿和折疊單元11組成。折疊單元11包括若干個(gè)折疊關(guān)節(jié)104?？蚣苡煽蚣苌象w102和框架下體105組成，框架上體102和框架下體105通過折疊關(guān)節(jié)104連接，使框架下體105可以向上翻折?？蚣苷w從側(cè)面形成一個(gè)直角梯形結(jié)構(gòu)，其數(shù)量為兩個(gè)，左右對(duì)稱設(shè)置?？蚣懿捎弥苯翘菪谓Y(jié)構(gòu)可以在保證整個(gè)機(jī)架1穩(wěn)定性的同時(shí)使整體結(jié)構(gòu)也盡量緊湊。連接對(duì)桿由左連接桿101和右連接桿103組成，左連接桿101和右連接桿103通過折疊關(guān)節(jié)104相連接，使左右兩邊的框架可以由兩側(cè)向中間收攏折疊。連接對(duì)桿的數(shù)量為兩個(gè)，分別平行設(shè)置于兩個(gè)框架上體102的上部之間以及框架上體102和框架下體105的折疊關(guān)節(jié)104連接處之間。值得說明的是，機(jī)架1主要是用于為其它機(jī)構(gòu)提供安裝位置和支撐強(qiáng)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(huì)反生后翻，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輔助用戶進(jìn)行行走訓(xùn)練的功能。因而在滿足上述目的和功能的基礎(chǔ)上，對(duì)于機(jī)架1整體及局部具體采用何種結(jié)構(gòu)以及具體的尺寸，并沒有特殊的限制，如左右兩側(cè)的框體還可以采用等腰梯形等。進(jìn)一步的，連接桿13件的數(shù)量也不限于兩個(gè)，在保證機(jī)構(gòu)支撐強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，可以增加或減少相應(yīng)的數(shù)量。

滾動(dòng)輪9設(shè)置于左右兩邊框架的底部，數(shù)量為四個(gè)，分別位于框架的四角處。在本實(shí)施例中，滾動(dòng)輪9采用萬向輪，使用戶在行走中可以靈活實(shí)現(xiàn)小范圍轉(zhuǎn)向，后置的兩個(gè)萬向輪上還安裝有鎖止裝置?；谀K化的設(shè)計(jì)理念，滾動(dòng)輪9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(qiáng)戶外能力的大輪、履帶等。進(jìn)一步的，滾動(dòng)輪9還可采用電動(dòng)滾動(dòng)輪，如在機(jī)架1的前區(qū)增加一個(gè)電機(jī)和高地位轉(zhuǎn)速的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)行進(jìn)，低位轉(zhuǎn)速可以輔助用戶進(jìn)行下肢恢復(fù)鍛煉，高位轉(zhuǎn)速可以在用戶疲累的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)代步功能。顯然，電動(dòng)滾動(dòng)輪的具體設(shè)計(jì)可以采用本領(lǐng)域中其它任意常規(guī)電動(dòng)滾動(dòng)輪的實(shí)施方式。

如圖3所示，本裝置根據(jù)人體臀部運(yùn)動(dòng)的軌跡，采用了模擬人體運(yùn)動(dòng)軌跡的六桿機(jī)構(gòu)作為本裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如圖1-2所示，連桿7機(jī)構(gòu)數(shù)量為一對(duì)，對(duì)稱設(shè)置于機(jī)架1的左右兩側(cè)邊，是由搖桿2、連架桿3、同源桿4、連桿7和曲柄8組成的六桿機(jī)構(gòu)。搖桿2的一端鉸接于框架上體102的前側(cè)上部，曲柄8的一端鉸接于框架上體102的后側(cè)下部，兩者與機(jī)架1的連接處傾斜對(duì)應(yīng)。為加強(qiáng)裝置結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在前述搖桿2和曲柄8與機(jī)架1的兩個(gè)連接處之間還固定設(shè)定連接板。連接桿13的兩端分別與搖桿2和曲柄8的另一端鉸接。同源桿4的一端與連架桿3中部鉸接。連桿7的兩端分別與同源桿4的中部和曲柄8的中部鉸接。臀部支撐機(jī)構(gòu)連接與同源桿4的另一端。電機(jī)10安裝于框架下體105上，位于曲柄8的下方且其輸出軸與曲柄8通過來銷軸連接。電機(jī)10主要選擇直線電機(jī)，也可采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)。通過采集臀部參照點(diǎn)在起立/坐下過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用同源機(jī)構(gòu)原理設(shè)計(jì)出來的六桿機(jī)構(gòu)，不僅能很好的擬合人體臀部運(yùn)動(dòng)軌跡19使用戶在該過程中感到更舒服，且采用同源機(jī)構(gòu)原理可以有效的生成平行軌跡，使得機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會(huì)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而具有更高的穩(wěn)定性和適用性。

如圖2所示，臀部支撐機(jī)構(gòu)包括一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的臀部支撐組件組成，分別與設(shè)置于機(jī)架1左右兩側(cè)邊的連桿7機(jī)構(gòu)相連接。臀部支撐組件由連接盤、座板架6、連接軸16和座板15組成。連接盤通過螺紋連接在座板架6外側(cè)面上，且與同源桿4的一端相連接。連接盤由螺紋連接的左連接盤5和右連接盤14組成。為進(jìn)一步提高安全性能，連接盤上還設(shè)有限位銷，用于限制連接盤的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度(只能前傾，不能后仰)。連接軸16安裝于座板架6內(nèi)側(cè)的軸套上，且其上套設(shè)有連接卡，座板15通過螺紋連接于與連接卡。此外，連接盤的內(nèi)軸套安裝有盤簧一，用于實(shí)現(xiàn)座板15前傾轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)位動(dòng)作，自然狀態(tài)下，連接軸16呈水平狀。連接軸16上安裝有盤簧二，用于實(shí)現(xiàn)座板15沿垂直于連接軸16的方向自動(dòng)向兩側(cè)折疊收起的動(dòng)作，自然狀態(tài)下，座板15呈向兩側(cè)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(jìn)行前傾旋轉(zhuǎn)，使得上升過程的柔性更高，也使得人離開座板15站在地面上的過程變的更加方便，在用戶需要的時(shí)候，可以手動(dòng)將座板15放下，在不需要的時(shí)候亦即當(dāng)用戶離開座板15的時(shí)候，座板15在盤簧二的作用下自動(dòng)折疊收攏，使之能夠有效的避免干涉的問題。臀部支撐機(jī)構(gòu)與前述執(zhí)行機(jī)構(gòu)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)臀部的運(yùn)動(dòng)軌跡。

如圖1-2所示，上肢支撐機(jī)構(gòu)包括一對(duì)上肢支撐組件，對(duì)稱設(shè)置于左右兩邊的框架上體102頂部。上肢支撐組件由連接件12、彈簧軸套17、支撐件18。連接件12通過螺栓與框架上體102的頂部相連接。彈簧軸套17與連接件12通過螺紋連接，彈簧軸套17的預(yù)緊力可調(diào)，彈簧軸套17與連接件12的相對(duì)高度也可調(diào)。支撐件18與彈簧軸套17固定連接。根據(jù)人體工程學(xué)支撐架優(yōu)選采用擬合人體輪廓的弧形結(jié)構(gòu)。在支撐件18上還可進(jìn)一步安裝柔性外包材料，提高使用舒適度。

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

準(zhǔn)備階段：用戶坐在其它椅子上，將座板15置于用戶的兩側(cè)，用戶先側(cè)身放下其中一側(cè)的座板15，將相應(yīng)側(cè)臀部移至上面，再放下另一側(cè)座板15，此時(shí)完成完整坐在本裝置上面的動(dòng)作。

站起階段：用戶打開電機(jī)10開關(guān)，電機(jī)10工作，電機(jī)10帶動(dòng)曲柄8進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過六桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)臀部座板15按照人體運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行向上起立運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)終點(diǎn)，電機(jī)10停機(jī)，站起動(dòng)作完成。

行走階段：座板15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102保證站立穩(wěn)定，推動(dòng)裝置進(jìn)行行走。當(dāng)用戶行走疲憊時(shí)，放下座板15，可進(jìn)行休息。

坐下階段：用戶行至椅子前，背對(duì)椅子，打開電機(jī)10反向開關(guān)，機(jī)構(gòu)回落至椅子上，電機(jī)10停機(jī)，用戶收起座板15，坐下動(dòng)作完成。

本發(fā)明提供的多功能肢體助力裝置，其特點(diǎn)在于既能實(shí)現(xiàn)助起/坐的功能，同時(shí)又能輔助訓(xùn)練行走，以真正意義上實(shí)現(xiàn)獨(dú)立操作，實(shí)現(xiàn)用戶生活上的自理。其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)擬合人體的運(yùn)動(dòng)軌跡，舒適性好；純機(jī)械式的連桿7結(jié)構(gòu)，裝置可靠性相對(duì)更高；只使用一組電機(jī)10實(shí)現(xiàn)多輸出，質(zhì)量小，成本低。整體體積相對(duì)較小，便于在空間狹小的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)向，機(jī)架1還可進(jìn)行折疊，便于攜帶，對(duì)各種活動(dòng)環(huán)境都具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

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