一种可穿戴式变刚度减负装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可穿戴式变刚度减负装置，包括工作系统和控制系统；所述工作系统包括背带调整装置和刚度调节装置，所述背带调整装置将减负装置固定在使用者背部，所述刚度调节装置固定在背带调整装置上；所述控制系统由上位机控制系统和箱载控制系统组成；所述箱载控制系统安装在箱体上，所述上位机控制系统与箱载控制系统无线连接。本发明专利技术装置体积小、质量轻、能耗小，可用于户外和家庭，容易操作，携带方便，可以根据不同患者的需求适当调整，调整能力强、安全，并且舒适，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种可穿戴式变刚度减负装置
本专利技术涉及一种可穿戴式变刚度减负装置，属于康复器械领域。
技术介绍
随着生活水平和医疗水平的提高，计划生育政策的落实，我国迅速的步入人口老龄化社会。随着我国人口老龄化的问题越来越突出，国家逐渐认识到康复器械对老年人生活质量的提高有着重要的作用。因此，在十二五规划中国家加大对医疗康复器械开发的投入，其中减负装置在康复器械领域发挥着重要作用。在老年人群体中，最常见的疾病就是腰椎病。所谓腰椎病，就是由于年龄的增长，导致髓核的水分会有一部分的丢失，弹性明显下降，椎间隙变窄，椎体如不稳，在椎体边缘产生骨刺，导致疼痛，引起老年人腰椎病的出现。另外，长期腰部活动量以及负荷过大是其诱因。目前老年人中最常见的保护腰椎的方式是借助手杖和拐杖等，但是拐杖等助力器这种方式使用和携带都不方便，只是把下肢和腰椎应该承受的力转移到人的肩关节，肩关节多了额外的承载力，容易产生疲劳，而且手杖和拐杖没有调节平衡的能力，容易摔倒。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可穿戴式变刚度减负装置，可以减轻腰椎病患者及老年人日常生活中弯腰或上下楼梯腰椎承受的力，在一定程度上避免腰椎病的发生。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种可穿戴式变刚度减负装置，包括工作系统和控制系统；所述工作系统包括背带调整装置和刚度调节装置，所述背带调整装置将减负装置固定在使用者背部，所述刚度调节装置固定在背带调整装置上；所述控制系统由上位机系统和箱载系统组成；所述箱载系统安装在刚度调节装置上，所述上位机系统与箱载系统无线连接。所述背带调整装置包括一根腰带、两根上背带、两根拉紧带、箱包、箱盖、合页，所述箱盖通过合页和箱包相连，两根上背带的中间穿过箱包顶端的凹槽和箱包相连，上背带一端连有一个调节带，调节带上有一个滑动锁扣，滑动锁扣沿调节带上下移动调节上背带的长度，两根拉紧带一端固定在腰带上，另一端与刚度调节装置中的滑块相连。所述刚度调节装置包括滚轮、导轨、滑块、滚轮支撑件、片弹簧支架、片弹簧固定件、片弹簧、片弹簧固定螺栓、右旋丝杠螺母、丝杠支架、丝杠、丝杠导轨、变刚度支撑件、步进电机、电机支架、主动锥齿轮、从动锥齿轮、变刚度限位开关、左旋丝杠螺母、滚轮固定螺母；所述步进电机通过电机支架固定在箱包上，所述步进电机的输出端连接主动锥齿轮，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮啮合，所述从动锥齿轮和丝杠连接，所述丝杠装在丝杠支架上，所述支架底端安装有丝杠导轨，所述右旋丝杠螺母和左旋丝杠螺母分别安装在丝杠的两端，并安装在丝杠导轨上，所述丝杠的两端旋向相反，所述右旋丝杠螺母和左旋丝杠螺母的运动方向也相反；所述丝杠支架一端安装一个限位开关，所述右旋丝杠螺母和左旋丝杠螺母上分别固定一个变刚度支撑件，两个变刚度支撑件分别套接一个片弹簧，两个片弹簧一端通过固定件和四个片弹簧固定螺栓固定到片弹簧支架上，两根导轨安装在箱包中部，两个滑块安装到各自导轨上，两个滚轮支撑件分别和滑块相连，每个滚轮支撑件上通过轴承安装两个滚轮，并通过滚轮固定螺母在滚轮端部锁紧固定，每两个滚轮将一个片弹簧夹在中间。所述箱载系统的结构是：一个箱载蓝牙模块和一个STC89C52箱载单片机连接，上位机系统与箱载蓝牙模块无线连接通信，STC89C52箱载单片机和电机驱动模块相连，电机驱动模块和机械系统相连，电源模块与箱载蓝牙模块和STC89C52箱载单片机连接。本专利技术与现有技术相比较，具有如下突出实质特征点和显著优点：本专利技术装置体积小、质量轻、价格便宜，可用于户外和家庭，容易操作，携带方便，可以根据不同患者的需求适当调整，调整能力强、安全，并且舒适，可靠性高，节约了资源和成本。附图说明图1是一种可穿戴式变刚度减负装置结构示意图。图2是一种可穿戴式变刚度减负装置背带调整装置图。图3是一种可穿戴式变刚度减负装置刚度调节装置图。图4是一种可穿戴式变刚度减负装置控制系统示意图。具体实施方式本专利技术的优选实施例结合附图说明如下：如图1和图2所示，一种可穿戴式变刚度减负装置，包括工作系统和控制系统；所述工作系统包括背带调整装置A和刚度调节装置B，所述背带调整装置A将减负装置固定在使用者E背部，所述刚度调节装置B固定在背带调整装置A上；所述控制系统由上位机系统C和箱载系统D组成；所述箱载系统D安装在刚度调节装置B上，所述上位机系统C与箱载系统D无线连接。所述背带调整装置A包括一根腰带1、两根上背带2、两根拉紧带17、箱包3、箱盖25、合页26，所述箱盖25通过合页26和箱包3相连，两根上背带2的中间穿过箱包3顶端的凹槽和箱包3相连，上背带2一端连有一个调节带27，调节带27上有一个滑动锁扣28，滑动锁扣28沿调节带27上下移动调节上背带2的长度，两根拉紧带17一端固定在腰带1上，另一端与刚度调节装置B中的滑块6相连；如图3所示，所述刚度调节装置B包括滚轮4、导轨5、滑块6、滚轮支撑件7、片弹簧支架8、片弹簧固定件9、片弹簧10、片弹簧固定螺栓11、右旋丝杠螺母12、丝杠支架13、丝杠14、丝杠导轨15、变刚度支撑件16、步进电机18、电机支架19、主动锥齿轮20、从动锥齿轮21、变刚度限位开关22、左旋丝杠螺母23、滚轮固定螺母24；所述步进电机18通过电机支架19固定在箱包3上，所述步进电机18的输出端连接主动锥齿轮19，所述主动锥齿轮20和从动锥齿轮21啮合，所述从动锥齿轮21和丝杠14连接，所述丝杠14装在丝杠支架13上，所述支架13底端安装有丝杠导轨15，所述右旋丝杠螺母12和左旋丝杠螺母23分别安装在丝杠14的两端，并安装在丝杠导轨15上，所述丝杠14的两端旋向相反，所述右旋丝杠螺母12和左旋丝杠螺母23的旋向也相反；所述丝杠支架13一端安装一个限位开关22，所述右旋丝杠螺母12和左旋丝杠螺母23上分别固定一个变刚度支撑件16，两个变刚度支撑件16分别套接一个片弹簧10，两个片弹簧10一端通过固定件9和四个片弹簧固定螺栓11固定到片弹簧支架8上，两根导轨5安装在箱包3中部，两个滑块6安装到各自导轨5上，两个滚轮支撑件7分别和滑块6相连，每个滚轮支撑件7上通过轴承安装两个滚轮4，并通过滚轮固定螺母24在滚轮4端部锁紧固定，每两个滚轮4将一个片弹簧10夹在中间。如图4所示，所述箱载系统D的结构是：一个箱载蓝牙模块D1和一个STC89C52箱载单片机D2连接，上位机系统C与箱载蓝牙模块D1无线连接通信，STC89C52箱载单片机D2和电机驱动模块D3相连，电机驱动模块D3和机械系统D4相连，电源模块D5与箱载蓝牙模块D1和STC89C52箱载单片机D2连接。本专利技术装置的工作模式如下：使用者E先通过上背带2将减负装置背起，然后根据个人调节背带2长短，将箱包3调整好与人背部舒适位置后然后调节腰带1长短再通过扣件锁紧，然后使用者E打开手机控制端C1遥控软件，软件会自动打开手机蓝牙，与箱载蓝牙D1进行连接，连接成功后用手指点击相应控制按钮，手机蓝牙就会发送相应控制命令到箱载单片机D2上，单片机D2根据指令控制电机驱动模块D3，实现对丝杠螺母机构的控制从而调节省力模式，同时通过手机也可以设置发脉冲的频率来控制步进电机速度。每次工作开始点击手机上的复位按钮，电机向两边复位遇到限位开关22停下，然后使用者E可以点击手机上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可穿戴式变刚度减负装置，包括工作系统和控制系统；所述工作系统包括背带调整装置（A）和刚度调节装置（B），所述背带调整装置（A）将减负装置固定在使用者（E）背部，所述刚度调节装置（B）固定在背带调整装置（A）上；所述控制系统由上位机控制系统（C）和箱载控制系统（D）组成；所述箱载控制系统（D）安装在背带调整装置（A）的箱体上，所述上位机控制系统（C）与箱载控制系统（D）无线连接，其特征在于：所述背带调整装置（A）包括一根腰带（1）、两根上背带（2）、两根拉紧带（17）、箱包（3）、箱盖（25）、合页（26），所述箱盖（25）通过合页（26）和箱包（3）相连，两根上背带（2）的中间穿过箱包（3）顶端的凹槽和箱包（3）相连，上背带（2）一端连有一个调节带（27），调节带（27）上有一个滑动锁扣（28），滑动锁扣（28）沿调节带（27）上下移动调节上背带（2）的长度，两根拉紧带（17）一端固定在腰带（1）上，另一端与刚度调节装置（B）中的滑块（6）相连；所述刚度调节装置（B）包括滚轮（4）、导轨（5）、滑块（6）、滚轮支撑件（7）、片弹簧支架（8）、片弹簧固定件（9）、片弹簧（10）、片弹簧固定螺栓（11）、右旋丝杠螺母（12）、丝杠支架（13）、丝杠（14）、丝杠导轨（15）、变刚度支撑件（16）、步进电机（18）、电机支架（19）、主动锥齿轮（20）、从动锥齿轮（21）、变刚度限位开关（22）、左旋丝杠螺母（23）、滚轮固定螺母（24）；所述步进电机（18）通过电机支架（19）固定在箱包（3）上，所述步进电机（18）的输出端连接主动锥齿轮（20），所述主动锥齿轮（20）和从动锥齿轮（21）啮合，所述从动锥齿轮（21）和丝杠（14）连接，所述丝杠（14）装在丝杠支架（13）上，所述丝杠支架（13）底端安装有丝杠导轨（15），所述右旋丝杠螺母（12）和左旋丝杠螺母（23）分别安装在丝杠（14）的两端，并安装在丝杠导轨（15）上，所述丝杠（14）的两端旋向相反，所述右旋丝杠螺母（12）和左旋丝杠螺母（23）的旋向也相反；所述丝杠支架（13）一端安装一个限位开关（22），所述右旋丝杠螺母（12）和左旋丝杠螺母（23）上分别固定一个变刚度支撑件（16），两个变刚度支撑件（16）分别套接一个片弹簧（10），两个片弹簧（10）一端通过片弹簧固定件（9）和四个片弹簧固定螺栓（11）固定到片弹簧支架（8）上，两根导轨（5）安装在箱包（3）中部，两个滑块（6）安装到各自导轨（5）上，两个滚轮支撑件（7）分别和滑块（6）相连，每个滚轮支撑件（7）上通过轴承安装两个滚轮（4），并通过滚轮固定螺母（24）在滚轮（4）端部锁紧固定，每两个滚轮（4）将一个片弹簧（10）夹在中间。...

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴式变刚度减负装置，包括工作系统和控制系统；所述工作系统包括背带调整装置（A）和刚度调节装置（B），所述背带调整装置（A）将减负装置固定在使用者（E）背部，所述刚度调节装置（B）固定在背带调整装置（A）上；所述控制系统由上位机控制系统（C）和箱载控制系统（D）组成；所述箱载控制系统（D）安装在背带调整装置（A）所具有的箱包（3）的箱体上，所述上位机控制系统（C）与箱载控制系统（D）无线连接，其特征在于：所述背带调整装置（A）包括一根腰带（1）、两根上背带（2）、两根拉紧带（17）、箱包（3）、箱盖（25）、合页（26），所述箱盖（25）通过合页（26）和箱包（3）相连，两根上背带（2）的中间穿过箱包（3）顶端的凹槽和箱包（3）相连，上背带（2）一端连有一个调节带（27），调节带（27）上有一个滑动锁扣（28），滑动锁扣（28）沿调节带（27）上下移动调节上背带（2）的长度，两根拉紧带（17）一端固定在腰带（1）上，另一端与刚度调节装置（B）中的滑块（6）相连；所述刚度调节装置（B）包括滚轮（4）、导轨（5）、滑块（6）、滚轮支撑件（7）、片弹簧支架（8）、片弹簧固定件（9）、片弹簧（10）、片弹簧固定螺栓（11）、右旋丝杠螺母（12）、丝杠支架（13）、丝杠（14）、丝杠导轨（15）、变刚度支撑件（16）、步进电机（18）、电机支架（19）、主动锥齿轮（20）、从动锥齿轮（21）、变刚度限位开关（22）、左旋丝杠螺母（23）、滚轮固定螺母（24）；所述步进电机（18）通过电机支架（19）固定在箱包（3）上，所述步进电机（18）的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔泽，崔玉乾，钱东海，丁卫，杨海伟，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31