身体接合装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种身体接合装置(10)，包括板件(18)和腰部支撑件(22)，并可配置为连接到外骨骼，例如腿部/髋部辅助机构(42)。身体接合装置(10)具有由张紧机构(28)或板件(18)和腰部支撑件(22)中的材料的特性而提供的可调节张紧。身体接合装置(10)中的张紧允许腰部支撑件(22)舒适地且动态地接触使用者的身体，而板件(18)与腿部/髋部辅助机构(42)相配合。第一臂部(24)和第二臂部(26)可从板件(18)的侧部部分延伸，以与第一带段(30)和第二带段(32)一起限定围绕使用者的圆周。

Body joint device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】身体接合装置
本专利技术提出了一种可用作前后矫形器的身体接合装置，其用作为具有可调性的、包含能适当设置在使用者的髋部和背部上的机构的外骨骼，并适用于支撑致动器或运动/能量存储模块。
技术介绍
机械装备或外骨骼能与使用者的肌肉并行地向身体施加力量，以使得步行或其他重复性运动所带来的疲劳较少。这些外骨骼可以为健康的个体提供更强的耐力，或者可以对受损个体的步态进行小的矫正。一个外骨骼的例子是从脚跟延伸到腰部的多关节外骨骼。该外骨骼会在两腿的移动过程中(这是身体消耗最多能量的时候)施加力。腓肠肌向上并向前推动身体，而大腿肌肉使腿向前摆动。该多关节外骨骼可以穿过踝关节和髋关节，因此可以帮助或增强移动或运动。外骨骼可以帮助从事体力劳动的人，并减少许多工作中通常需要的抬起、弯曲、牵引和推压所带来的受伤风险。辅助仿生技术有潜力来改善生活质量，减少工伤索赔，以及创造更安全、更舒适且生产效率高的工作环境。大多数外骨骼包括至少三个部件：框架、致动器或运动模块(例如，马达、弹簧等)，以及身体接合装置(通常包括皮带、绑带等)。外骨骼还可包括由框架支撑的动力源，用于驱动致动器或运动模块(如果它需要由外部动力源供电的话)。考虑到许多外骨骼应用的预期使用时间以及包含刚性的受驱动元件的外骨骼与使用者的尺寸以舒适的方式相适应的难度，良好的贴合性、简便性和调节的准确性通常是外骨骼的实际使用所面临的挑战。很难提供现成的或易于制造的外骨骼以适应不同使用者的不同尺寸，尤其是在外骨骼于不同班次中被不同使用者接连穿戴时更是如此。r>在有腰部和髋部支撑件的情况下，这些用作外骨骼的支撑件不足以提供在使用者的髋部和背部上的可调节性和适当的设置，并且缺乏足够的支撑力和柔性以舒适且准确地设置在软组织上，同时还允许致动器协助使用者的骨骼结构的运动。由于使用者的尺寸会在整个使用过程中发生动态变化，因此难以将支撑件适当定位在使用者身上。由于使用者可能在身体接合装置附近的压力点处具有皮肤创伤和软组织压疮，特别是当身体接合装置与驱动骨骼结构的致动器组合使用时，身体接合装置应在使用外骨骼的过程中避免任何软组织刺激。现有的设备无法解决这种问题，因为外骨骼的运动部件通常布置为紧抵着或摩擦使用者，特别是在使用者的背部。身体接合装置还应根据个体自身的轮廓和结构需求进行定制，并且身体接合装置应可调整以适应不同使用者的尺寸。现有的设备无法在身体和外骨骼之间提供舒适的接合，以在不牺牲与外骨骼的有效接合的情况下适应使用者的动态变化的尺寸、轮廓和其他结构需求。根据前文所述，需要一种适合于外骨骼且配置为能在多个位置处连接至使用者以帮助支撑和耦接使用者的身体的身体接合装置，特别是考虑到使用者的动态变化的尺寸和结构需求。还需要一种身体接合装置，以减小使用者的下背部区域上的力，同时在身体接合装置的可调节性和适当布置之间提供更好的平衡。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，身体接合装置为对现有的外骨骼中的支撑接合装置的改进，并能减小作用在使用者的下背部区域上的力和力矩。在对身体接合装置进行描述时，所描述的实施例及其各个部件同样可延伸至矫形学中的支架和支撑件，例如脊柱矫形器或上部身体矫形器。身体接合装置的实施例包括腰部支撑件，其用作为悬挂系统，以便更好地容纳和符合使用者的腰部区域。具体来说，实施例包括腰部张紧，以便例如通过根据需要增加或减少紧固来符合腰部骶骨的形状，以及悬挂髋部致动机构，同时形成稳定的基础，以用于通过框架和悬挂式的柔软良好的结构而传递髋部致动器的力(弯曲和伸展)。通过这些身体接合装置的实施例，根据本专利技术的身体接合装置通过使用相对于身体接合装置的刚性框架或板件悬挂的腰部支撑件(例如，由不可拉伸的织物所形成的解剖学形状的基础件)而提供了增强的透气性。腰部支撑件通过符合使用者的身体结构形状而提高了舒适性。腰部支撑件通过以下方式而改进了舒适性和长期使用性：借由使用者的腰部区域与刚性框架或板件间隔开一定距离或间隙而减小对使用者的摩擦，通过均匀分布力来避免压力点，以及通过增强透气性和穿脱的易用性。腰部支撑件能在致动器驱动使用者的骨骼系统时牢固地保持其在软组织上的位置，以适应相对于或邻近于身体接合装置的外部运动，而无需针对使用者调整位置，从而能提高外骨骼的有效性。在腰部支撑件保持固定构型时，腰部支撑件可以是静态的，或者在使用者可调节腰部支撑件的张紧以调整其针对使用者的舒适性和相对于框架的定位的情况下，腰部支撑件也可以是动态的。身体接合装置能实现对使用者的适当支撑与舒适贴合之间的更好的平衡。身体接合装置的实施例适用于在解剖学上改善身体接合装置的穿脱，以及对使用者的腰部和躯干的顺应性。带张紧系统令使用者能够根据所需要的贴合性或侧向稳定性而将身体接合装置固定到使用者身上。带张紧系统包括三维形状的带臂部，其可容易地打开和关闭，以方便穿脱。该三维形状的带臂部有助于单手穿戴，这有助于快速且牢固地将身体接合装置固定到使用者身上。带张紧系统优选地具有很柔软的结构，包括织物、泡沫和半刚性塑料垫板，以形成可在穿戴身体接合装置并将其牢固地设置在使用者周围时改变的“解剖学形状的静止位置”。这允许自然且舒适地定位身体接合装置。身体接合装置具有多功能性，可以在致动器帮助使用者进行髋部弯曲和伸展时支撑髋部肌肉，并舒适地保持位置。身体接合装置还可用途广泛地用于支撑为了额外的躯干支撑而增加的前板件，以实现温和的髋部/躯干伸展辅助。身体接合装置还可以额外地支撑后板件延伸部和肩带，以便为患有躯干无力的使用者或进行从坐到站的活动的使用者提供增强的支撑和辅助。通过这种方式，身体接合装置可模块化地构造和适配为用于容易且方便地适应使用者的特定需求和动态需求。上述实施例通过以下方式而解决了现有的舒适性与有效性之间的平衡不适当的外骨骼和身体接合装置的问题：提供一种改进的腰部支撑悬挂系统，其具有张紧系统，并结合了透气性、舒适性和增强的贴合性，还具有改进的带臂部，以便于更加方便地穿脱，还具有针对辅助躯干无力的使用者以及进行其他活动的使用者的多功能性。附图说明图1A为根据本专利技术的实施例的包括身体接合装置的外骨骼的示意图。图1B为具有后板件延伸部的图1A中的外骨骼的示意图。图2为图1A中的身体接合装置的一个实施例的立体图。图3为图1A中的身体接合装置中的框架的立体图。图4A和图4B为显示了在穿戴有身体接合装置的使用者身上的图1A中的外骨骼弯曲时的受力图。图4C和图4D为显示了在穿戴有身体接合装置的使用者身上的图1A中的外骨骼伸展时的受力图。图5为图2中的身体接合装置的示意性俯视图。图6为图5中的区域VI处的示意性细节图。图7为沿图6中的线VII-VII的截面图。图8为具有腰部支撑件的一个变体的身体接合装置的另一实施例的立体图。图9为具有腰部支撑件的一个变体的身体接合装置的另一实施例的立体图。图10为具有腰部支撑件的一个变体的身体接合装置的另一实施例的立体图。...

【技术保护点】
1.一种身体接合装置(10)，包括：/n半刚性或刚性的板件(18)，所述板件(18)设置为能控制矢状运动和冠状运动，以分别控制脊柱/髋部的侧向弯曲运动和外展运动，所述板件(18)设置为能控制弯曲伸展，从而所述板件(18)设置为具有上部或胸部部分(60)、下部或骶骨部分(64)，以及位于所述板件(18)的上部部分(60)与下部部分(64)之间的中部或腰部部分(62)；/n在锚固点处锚固在所述板件(18)上的腰部支撑件(22)，所述腰部支撑件能在所述板件(18)上张紧且与所述板件(18)间隔开；以及/n位于所述板件(18)的相反侧面上的第一臂部(24)和第二臂部(26)，连接系统(16)的第一带段(30)和第二带段(32)分别延伸穿过所述第一臂部(24)和第二臂部(26)以彼此接合，并围绕使用者限定圆周，所述连接系统能通过至少一个张紧元件(34,36)张紧。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170928 US 62/564,7981.一种身体接合装置(10)，包括：
半刚性或刚性的板件(18)，所述板件(18)设置为能控制矢状运动和冠状运动，以分别控制脊柱/髋部的侧向弯曲运动和外展运动，所述板件(18)设置为能控制弯曲伸展，从而所述板件(18)设置为具有上部或胸部部分(60)、下部或骶骨部分(64)，以及位于所述板件(18)的上部部分(60)与下部部分(64)之间的中部或腰部部分(62)；
在锚固点处锚固在所述板件(18)上的腰部支撑件(22)，所述腰部支撑件能在所述板件(18)上张紧且与所述板件(18)间隔开；以及
位于所述板件(18)的相反侧面上的第一臂部(24)和第二臂部(26)，连接系统(16)的第一带段(30)和第二带段(32)分别延伸穿过所述第一臂部(24)和第二臂部(26)以彼此接合，并围绕使用者限定圆周，所述连接系统能通过至少一个张紧元件(34,36)张紧。


2.根据权利要求1所述的身体接合装置(10)，其特征在于，所述身体接合装置设置为连接到能相对于所述板件(18)移动的辅助系统(12)，驱动系统(14)适用于驱动所述辅助系统(12)。


3.根据权利要求1所述的身体接合装置(10)，其特征在于，所述辅助系统(12)包括腿部/髋部辅助机构(42)以及腿部连接件(44)，所述腿部/髋部辅助机构(42)位于所述板件(18)的侧面上。


4.根据权利要求2所述的身体接合装置(10)，其特征在于，所述驱动系统(14)位于所述板件(18)的后侧，并包括用于移动所述腿部/髋部辅助机构(42)的驱动机构(46)。


5.根据权利要求1所述的身体接合装置(10)，其特征在于，所述腰部支撑件(22)相对于所述板件(18)为柔性的。


6.根据权利要求1所述的身体接合装置(10)，其特征在于，所述腰部支撑件(22)能通过张紧机构(28,29)相对于所述板件(18)张紧。


7.根据权利要求1所述的身体接合装置(10)，其特征在于，所述身体接合装置还包括连接系统(16)，所述连接系统固定到所述板件(18)，并与所述板件(18)形成圆周。


8.一种外骨骼，包括：
身体接合装置(10)，所述身体接合装置设置为能稳定在使用者的肌肉和软组织上，同时根据连接到所述身体接合装置(10)的辅助系统(12)的相对运动而在使用者身上保持位置稳定；
半刚性或刚性的板件(18)，所述板件(18)设置为能控制矢状运动和冠状运动，以分别控制脊柱/髋部的侧向弯曲运动和外展运动，所述板件(18)设置为能控制弯曲伸展，从而所述板件(18)设置为具有上部或胸部部分(60)、下部或骶骨部分(64)，以及位于上部部分(60)与下部部分(64)之间的中部或腰部部分(62)；
在锚固点处连接到所述板件(18)的腰部支撑件(22)。


9.根据权利要求8所述的外骨骼，其特征在于，所述腰部支撑件(22)相对于所述板件(18)为柔性的。


10.根据权利要求9所述的外骨骼，其特征在于，所述身体接合装置(10)还包括在所述腰部支撑件(22)上延伸的覆盖物(20)，所述腰部支撑件位于所述覆盖物(20)与所述板件(18)之间。


11.根据权利要求8所述的外骨骼，其特征在于，所述身体接合装置(10)还包括位于所述板件(18)的相反侧面上的第一臂部(24)和第二臂部(26)，连接系统(16)的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈利·杜安·罗莫，海尔格·瑞·帕尔斯多蒂尔，
申请(专利权)人：奥索冰岛有限公司，
类型：发明
国别省市：冰岛;IS