便于在行走或跑步时承载载荷的外骨骼结构的连接装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于外骨骼结构的连接装置(7)，连接装置包括：相对于支撑件(71)旋转地安装的输入部件(72)，和传动装置(73)，该传动装置被布置成使得：当趋于使输入部件(72)在第一旋转方向(D)上枢转的载荷施加到输入部件(72)时，传动装置向第一连接连杆(74)传递一种力，该力趋于使第一连接连杆(74)枢转，以便将载荷传递到第一机械腿部组件(3)并且从外骨骼结构的第二机械腿部组件(5)移除载荷；和当趋于使输入部件(72)在与第一旋转方向相反的第二旋转方向(E)上枢转的载荷施加到输入部件(72)时，传动装置(73)向第二连接连杆(75)传递一种力，该力趋于使第二连接连杆(75)枢转，以便将载荷传递到第二机械腿部组件(5)并且从外骨骼结构的第一机械腿部组件(3)移除载荷。

Connecting device of exoskeleton structure for carrying load while walking or running

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】便于在行走或跑步时承载载荷的外骨骼结构的连接装置
本专利技术涉及一种用于外骨骼结构的连接装置以及包括这种类型的装置的外骨骼结构。
技术介绍
在军事领域，步兵通常配备有背包，从而允许他们运输装备。当步兵执行长时间的任务时，背包的质量可以达到50公斤。背包的质量会大大降低步兵的机动性并且导致更大的代谢产物。此外，背包通常搁置在使用者的肩部或髋部上，这会在肩部处产生肌肉-骨骼问题、会产生皮肤压力或者由于神经压迫而成为神经症状(刺痛感)的根源。目前的解决方案包括将背包的质量借助于条带分配在肩部上和借助于腹侧带分配在髋部上。然而，这些解决方案并不能完全减轻使用者的负担。用于力辅助的外骨骼是复制人体骨骼结构并且能够改善人体的体能素质的机械结构。已经提出了某些外骨骼结构，该外骨骼结构允许将背包的质量置于地面上。然而，已知的外骨骼结构(有时称为“行走机器人”)具有非常大的体积并且降低使用者的机动性。特别地，在这些外骨骼结构中，背包的载荷置于外骨骼的下部上，该载荷沿着使用者的腿部延伸到地面。因此，该载荷具有在行走时、特别是在使用者将他的脚部移离地面时对抗使用者的脚部的运动的趋势。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提出一种解决方案，以允许减轻使用者的背包的大部分质量，但是在行走或跑步期间不降低使用者的身体下部的机动性。该目的由于用于外骨骼结构的连接装置而在本专利技术的范围内实现，该连接装置包括：-支撑件，该支撑件旨在附接到腰带，-输入部件，该输入部件相对于支撑件旋转地安装并且能够连接到外骨骼结构的机械背部组件，-传动装置，-第一连接连杆，该第一连接连杆相对于支撑件旋转地安装，第一连接连杆具有通过传动装置连接到输入部件的第一端部和能够连接到外骨骼结构的第一机械腿部组件的第一髋部接头的第二端部，和-第二连接连杆，该第二连接连杆相对于支撑件旋转地安装，第二连接连杆具有通过传动装置连接到输入部件的第一端部和能够连接到外骨骼结构的第二机械腿部组件的第二髋部接头的第二端部，传动装置被布置成使得：-当趋于使输入部件相对于支撑件在第一旋转方向上枢转的载荷施加到输入部件时，传动装置向第一连接连杆传递如下力，该力趋于使第一连接连杆围绕该第一连接连杆的轴线枢转，以将载荷传递到第一机械腿部组件并且移除外骨骼结构的第二机械腿部组件的载荷，和-当趋于使输入部件在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上枢转的载荷施加到输入部件时，传动装置向第二连接连杆传递如下力，该力趋于使第二连接连杆围绕该第二连接连杆的轴线枢转，以将载荷传递到第二机械腿部组件并且移除外骨骼结构的第一机械腿部组件的载荷。在行走周期期间，外骨骼结构的机械腿部组件交替地与地面接触。所提出的连接装置允许由背包重量产生的载荷传递到与地面接触的机械腿部组件并且释放与地面不接触的机械腿部组件。更确切地说，对于每个机械腿部组件：-在站立阶段(对应于脚部与地面接触的时间段)期间，载荷通过机械腿部组件传递到地面，和-在摆动阶段期间，当脚部不再与地面接触时，机械腿部组件没有由背包产生的任何载荷，使得摆动的脚自由移动。此外，当使用者站立不动时，外骨骼结构的机械腿部组件同时与地面接触。所提出的连接装置允许通过将由背包产生的载荷分配在两个机械腿部组件上来分摊该载荷。连接装置还可以具有以下特征：-输入部件相对于支撑件滑动地安装，-输入部件通过滑动部和圆柱形销相对于支撑件滑动地安装，该圆柱形销能够在滑动部内部滑动并且相对于滑动部转动，-输入部件具有第一分支和第二分支，该第一分支具有一个通过传动装置连接到第一连接连杆的端部，该第二分支具有一个通过传动装置连接到第二连接连杆的端部，-传动装置是滑轮和线缆装置，-传动装置包括第一线缆和第二线缆，该第一线缆将输入部件连接到第一连接连杆的第一端部，该第二线缆将输入部件连接到第二连接连杆的第一端部，-该装置包括第一滑轮，该第一滑轮旋转地安装在支撑件上，并且其中，第一线缆将输入部件连接到第一连接连杆的第一端部，同时该第一线缆将自身支撑在第一滑轮的圆周表面上，-该装置包括第二滑轮，该第二滑轮旋转地安装在支撑件上，并且其中，第二线缆将输入部件连接到第二连接连杆的第一端部，同时该第二线缆将自身支撑在第二滑轮的圆周表面上，-第一滑轮和第二滑轮具有重合的旋转轴线，-传动装置包括第一滑轮、第一线缆以及第三线缆，该第一滑轮旋转地安装在支撑件上，该第一线缆将输入部件连接到第一滑轮，该第三线缆将第一滑轮连接到第一连接连杆的第一端部，-第一线缆将自身支撑在第一滑轮的第一圆周表面上，并且第三线缆将自身支撑在第一滑轮的第三圆周表面上，第三圆周表面的半径小于第一圆周表面的半径，-传动装置包括第二滑轮、第二线缆以及第四线缆，该第二滑轮旋转地安装在支撑件上，该第二线缆将输入部件连接到第二滑轮，该第四线缆将第二滑轮连接到第二连接连杆的第一端部，-第二线缆将自身支撑在第二滑轮的第二圆周表面上，并且第四线缆将自身支撑在第二滑轮的第四圆周表面上，第四圆周表面的半径小于第二圆周表面的半径，-第一滑轮和/或第二滑轮具有与第一连接连杆的和/或第二连接连杆的旋转轴线重合的旋转轴线。本专利技术还包括一种外骨骼结构，该外骨骼结构包括：-腰带，该腰带能够包围使用者的腰部，-第一机械腿部组件，该第一机械腿部组件能够沿着使用者的第一条腿延伸，-第二机械腿部组件，该第二机械腿部组件能够沿着使用者的第二条腿延伸，-机械背部组件，该机械背部组件能够沿着使用者的背部延伸以用于承载载荷，-如先前所限定的连接装置，该连接装置的输入部件连接到背部结构，支撑件附接到腰带，第一连接连杆具有经由第一髋部接头连接到第一机械腿部组件的第二端部，并且第二连接连杆具有经由第二髋部接头连接到第二机械腿部组件的第二端部。附图说明其它特征和优点将通过以下描述揭示，所述描述完全是说明性的和非限制性的并且必须参照附图阅读，在附图中：-图1以前视图示意性地示出了根据本专利技术的一个实施例的外骨骼结构，-图2以侧视图示意性地示出了图1的外骨骼结构，-图3和图4示意性地示出了根据本专利技术的第一实施例的连接装置，-图5是说明图3和图4的连接装置的操作的概略原理图，-图6示意性地示出了根据本专利技术的第二实施例的连接装置。具体实施方式在图1和图2中，外骨骼结构1包括腰带2、第一机械腿部组件3、第二机械腿部组件4和机械背部组件5。腰带2能够包围使用者的腰部。腰带2围绕使用者的腰部设置并支撑在使用者的髋部上。腰带可以支撑电池和控制单元，该电池允许对外骨骼结构的不同致动器供应电力，该控制单元被编程为控制不同的致动器。电池和控制单元附接到腰带。第一机械腿部组件3沿着使用者的第一下部构件(右腿)延伸。第一机械腿部组件3能够附接到第一下部构件，以在行走或跑步期间辅助第一下部构件的运动。第二机械腿部组件4沿着使用者的第二下部构件(左腿)延伸。第二机械腿部组件4能够附接到第二下部构件，以在行走或跑步期间辅助第二下部构件的运动。应注意，第一机械腿部组件3和第二机械腿部组件4彼此对称。因此，这些组件3和4包括相同或相似的部分。第一机械组件3包括第一股骨部件31、第一胫骨部件32和第一脚部部件33。第一股骨部件31包括旨在沿着使用者的第一大腿(右大腿)延伸的第一股骨部段311，和能够包围使用者的第一大腿以将股骨部段3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于外骨骼结构的连接装置(7)，所述连接装置包括：‑支撑件(71)，所述支撑件旨在附接到腰带(2)，‑输入部件(72)，所述输入部件相对于所述支撑件(71)旋转地安装并且能够连接到所述外骨骼结构的机械背部组件(5)，‑传动装置(73)，‑第一连接连杆(74)，所述第一连接连杆相对于所述支撑件(71)旋转地安装，所述第一连接连杆(74)具有通过所述传动装置(73)连接到所述输入部件(72)的第一端部(741)和能够连接到所述外骨骼结构的第一机械腿部组件(3)的第一髋部接头(34)的第二端部(742)，和‑第二连接连杆(75)，所述第二连接连杆相对于所述支撑件(71)旋转地安装，所述第二连接连杆(75)具有通过所述传动装置(73)连接到所述输入部件(72)的第一端部(751)和能够连接到所述外骨骼结构的第二机械腿部组件(4)的第二髋部接头(44)的第二端部(752)，所述传动装置(73)被布置成使得：‑当趋于使所述输入部件(72)相对于所述支撑件(71)在第一旋转方向(D)上枢转的载荷施加到所述输入部件(72)时，所述传动装置向所述第一连接连杆(74)传递如下力，该力趋于使所述第一连接连杆(74)枢转，以将载荷传递到所述第一机械腿部组件(3)并且移除所述外骨骼结构的所述第二机械腿部组件(5)的载荷，和‑当趋于使所述输入部件(72)相对于所述支撑件(71)在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向(E)上枢转的载荷施加到所述输入部件(72)时，所述传动装置(73)向所述第二连接连杆(75)传递如下力，该力趋于使所述第二连接连杆(75)枢转，以将载荷传递到所述第二机械腿部组件(5)并且移除所述外骨骼结构的所述第一机械腿部组件(3)的载荷。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.29 FR 16635121.一种用于外骨骼结构的连接装置(7)，所述连接装置包括：-支撑件(71)，所述支撑件旨在附接到腰带(2)，-输入部件(72)，所述输入部件相对于所述支撑件(71)旋转地安装并且能够连接到所述外骨骼结构的机械背部组件(5)，-传动装置(73)，-第一连接连杆(74)，所述第一连接连杆相对于所述支撑件(71)旋转地安装，所述第一连接连杆(74)具有通过所述传动装置(73)连接到所述输入部件(72)的第一端部(741)和能够连接到所述外骨骼结构的第一机械腿部组件(3)的第一髋部接头(34)的第二端部(742)，和-第二连接连杆(75)，所述第二连接连杆相对于所述支撑件(71)旋转地安装，所述第二连接连杆(75)具有通过所述传动装置(73)连接到所述输入部件(72)的第一端部(751)和能够连接到所述外骨骼结构的第二机械腿部组件(4)的第二髋部接头(44)的第二端部(752)，所述传动装置(73)被布置成使得：-当趋于使所述输入部件(72)相对于所述支撑件(71)在第一旋转方向(D)上枢转的载荷施加到所述输入部件(72)时，所述传动装置向所述第一连接连杆(74)传递如下力，该力趋于使所述第一连接连杆(74)枢转，以将载荷传递到所述第一机械腿部组件(3)并且移除所述外骨骼结构的所述第二机械腿部组件(5)的载荷，和-当趋于使所述输入部件(72)相对于所述支撑件(71)在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向(E)上枢转的载荷施加到所述输入部件(72)时，所述传动装置(73)向所述第二连接连杆(75)传递如下力，该力趋于使所述第二连接连杆(75)枢转，以将载荷传递到所述第二机械腿部组件(5)并且移除所述外骨骼结构的所述第一机械腿部组件(3)的载荷。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述输入部件(72)相对于所述支撑件(71)滑动地安装。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述输入部件(72)通过滑动部(711)和圆柱形销(721)相对于所述支撑件(71)滑动地安装，所述圆柱形销能够在所述滑动部(711)内部滑动并且相对于所述滑动部(711)转动。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述输入部件(72)具有第一分支(722)和第二分支(723)，所述第一分支具有一个通过所述传动装置(73)连接到所述第一连接连杆(74)的端部(724)，所述第二分支具有一个通过所述传动装置(73)连接到所述第二连接连杆(74)的端部(725)。5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述传动装置(73)是滑轮(76-77)和线缆(78-79)装置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述传动装置(73)包括第一线缆(78)和第二线缆(79)，所述第一线缆将所述输入部件(72)连接到所述第一连接连杆(74)的第一端部(741)，所述第二线缆将所述输入部件(72)连接到所述第二连接连杆(75)的第一端部(751)。7.根据权利要求6所述的装置，所述装置包括第一滑轮(76)，所述第一滑轮旋转地安装在所述支撑件(71)上，并且其中，所述第一线缆(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯蒂娅·比洛多，弗朗西斯科·苏西，纳撒尼尔·佐索，乔纳森·巴普蒂斯塔，J·格勒尼耶，
申请(专利权)人：赛峰电子与防务公司，贝蒂米亚有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR