用于辅助肌肉力量的可穿戴设备制造技术

本发明专利技术提供一种用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，其包括：主体机构，其沿着穿戴者的躯干的竖直方向延伸，并且在穿戴者的肩膀下方固定到穿戴者的躯干的侧面；紧固机构，其沿着穿戴者的上臂的延伸方向延伸，并且设置在穿戴者的上臂的下表面并与其接触；连接机构，其使第一端联接到所述紧固机构，并且使第二端可移动地联接到所述主体机构，以便能够相对于所述主体机构移动；以及支撑机构，其可移动地联接在所述连接机构的第一端和第二端之间，以向所述连接机构施加支撑力，并且联接到所述主体机构并能够相对于其移动。

【技术实现步骤摘要】
用于辅助肌肉力量的可穿戴设备
本专利技术通常涉及一种用于辅助肌肉力量的可穿戴设备。更具体地，本专利技术涉及一种通过补偿重力产生的负荷来支撑穿戴者的上臂的设备。
技术介绍
可穿戴机器人是通过放置在身体的特定部位上或者通过安装到特定部位来辅助身体运动的机器人，并且被设计用于医疗、军事、或者工业目的。特别是在用于工作的可穿戴机器人的情况下，其设计成通过减少施加到工人身上的负荷来防止伤害并且支撑肌肉力量。可穿戴机器人是通过模仿穿戴者的外骨骼而制成的机器人，并且设计关节以使其具有与身体的实际运动相同的运动是技术的核心。特别地，用于辅助上臂肌肉力量的可穿戴设备包括手动支撑机构，该手动支撑机构被构造成对支撑工具的重量的人进行支撑。典型的手动支撑机构被构造成通过使用结构元件、弹簧、线缆和滑轮的组合来补偿一定位置范围内的重力。这些装置的构造在有限的操作范围内提供重力补偿。然而，传统的用于辅助上臂肌肉力量的可穿戴装置的问题在于，由于其是模仿穿戴者的肩关节的外骨骼，因此外骨骼构造的干扰出现在穿戴者的工作区域中，因此肩关节的操作范围可能受到限制。传统的用于辅助上臂肌肉力量的可穿戴装置的另一个问题在于，当上臂降低到预定角度以下时，即使在不需要肌肉辅助的区域中也连续施加负荷，因此穿戴者可能会感到不便。上述内容仅旨在帮助理解本专利技术的背景，并且不旨在表示本专利技术落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。
技术实现思路
因此，考虑到现有技术中出现的上述问题而完成了本专利技术，并且本专利技术旨在提供一种用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，该设备能够根据穿戴者的上臂的角度来施加所需的支撑力而不会干扰穿戴者的工作区域。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，用于辅助肌肉力量的可穿戴设备可以包括：主体机构，其沿着穿戴者的躯干的竖直方向延伸，并且在穿戴者的肩膀下方固定到穿戴者的躯干的侧面；紧固机构，其沿着穿戴者的上臂的延伸方向延伸，所述紧固机构与穿戴者的上臂的下表面接触；连接机构，其使第一端联接到所述紧固机构，并且使第二端可移动地联接到所述主体机构，所述连接机构能够相对于所述主体机构移动；以及支撑机构，其可移动地联接在所述连接机构的第一端和第二端之间，以向所述连接机构施加支撑力，所述支撑机构联接到所述主体机构，并且能够相对于所述主体机构移动，其中，支撑力根据所述支撑机构相对于所述主体机构的位置而变化。所述设备可以进一步包括躯干束带，所述躯干束带联接到所述主体机构，并且围绕穿戴者的躯干，从而所述主体机构固定到穿戴者的躯干的侧面。所述设备可以进一步包括肩带，所述肩带被构造成使得其第一端联接到设置在穿戴者的前方的所述躯干束带，其第二端经由穿戴者的肩膀的上部联接到设置在穿戴者的后部的所述躯干束带。所述主体机构可以包括：固定部，其通过与穿戴者的躯干的侧面形成接触而固定到穿戴者的躯干；以及可旋转部，其联接到所述固定部，并且能够围绕与所述主体机构延伸的方向平行的旋转轴线旋转，所述连接机构和所述支撑机构可以联接到所述可旋转部。所述固定部和所述可旋转部可以在沿着所述旋转轴线彼此间隔开的多个位置处可旋转地联接至彼此。所述紧固机构可以联接到所述连接机构的第一端，并且能够围绕与向上或者向下旋转的穿戴者的上臂的肩关节的旋转轴线平行的旋转轴线旋转。所述主体机构可以包括沿着穿戴者的躯干的竖直方向延伸的第一滑动槽，并且随着所述连接机构的第二端沿着所述第一滑动槽滑动，所述连接机构可以相对于所述主体机构移动。所述支撑机构可以包括：弹性体，其产生弹力；以及第一滚轴，其联接到所述主体机构，并且能够通过经由线缆连接到所述弹性体的第一端而相对于所述主体机构移动，所述弹性体的弹力根据所述第一滚轴和所述主体机构的相对位置而变化，施加到所述连接机构的支撑力可以变化。所述连接机构可以包括：第二滑动槽，其沿着所述连接机构的纵向方向延伸；以及联接体，其能够沿着所述第二滑动槽移动，并且所述联接体可以与所述第一滚轴一体地联接。所述主体机构可以包括轮廓槽，所述轮廓槽延伸以允许所述第一滚轴能够沿着其移动，从而通过施加到所述连接机构的支撑力来产生支撑扭矩。所述轮廓槽可以具备具有预定的凸轮轮廓的凸轮表面，并且所述第一滚轴的移动轨迹对应于所述凸轮表面。施加到所述连接机构的支撑力的大小和方向可以变化，施加支撑力的点可以变化。支撑扭矩可以根据所述第一滚轴在所述轮廓槽中的位置而变化。当所述主体机构与所述连接机构之间的角度为第一预定角度或者更小的角度时，由支撑力产生的支撑扭矩可以为0。当所述主体机构与所述连接机构之间的角度为第二预定角度或者更大的角度时，随着所述主体机构与所述连接机构之间的角度增大，由支撑力产生的支撑扭矩可以减小。当所述主体机构与所述连接机构之间的角度在第一预定角度与第二预定角度之间的范围内时，由施加到所述连接机构的支撑力产生的支撑扭矩可以具有最大值。所述设备可以进一步包括调节机构，所述调节机构连接到所述弹性体的第二端以移动所述弹性体的第二端，从而使所述弹性体的弹力变化。所述调节机构可以包括：螺纹板，其一体地联接到所述主体机构；以及旋转螺钉，其在连接到所述弹性体的第二端的同时与所述螺纹板螺纹连接，并且随着所述旋转螺钉的旋转，所述弹性体的第二端可以相对于所述螺纹板移动。根据本专利技术的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，通过在穿戴者的肩膀下方支撑穿戴者的上臂，可以防止干扰到穿戴者的工作区域中的外部装置。进一步的优点在于，可以根据穿戴者的上臂的角度使所需的支撑力变化，并且在不需要支撑力的预定角度以下的区域消除负荷。附图说明通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本专利技术的以上和其它目的、特征以及其它优点，在这些附图中：图1是示出根据本专利技术的示例性实施方案的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备的立体图，图2是示出根据本专利技术的示例性实施方案的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备的主视图，图3A和图3B是示出穿戴了根据本专利技术的示例性实施方案的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备的状态的视图，图4是示出根据本专利技术的示例性实施方案的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备的内部视图，以及图5是示出根据穿戴者的上臂的角度的支撑扭矩曲线的视图，其中穿戴者的上臂穿戴了根据本专利技术的示例性实施方案的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备。具体实施方式在以下描述中，指定给根据本专利技术的理念的示例性实施方案的结构或者功能的描述旨在描述示例性实施方案，因此应当理解，本专利技术可以以各种方式实施，而不限于示例性实施方案。根据本专利技术的理念的示例性实施方案可以被各种修改并且可以具有各种形状，因此其示例在附图中示出并且将参照附图进行详细描述。然而，应当理解，根据本专利技术的理念的示例性实施方案不限于下面将参照附图描述的示例性实施方案，而是在不脱离本专利技术的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、对应、增加和替换。应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，所述设备包括：/n主体机构，其沿着穿戴者的躯干的竖直方向延伸，并且在穿戴者的肩膀下方固定到穿戴者的躯干的侧面；/n紧固机构，其沿着穿戴者的上臂的延伸方向延伸，所述紧固机构与穿戴者的上臂的下表面接触；/n连接机构，其使第一端联接到所述紧固机构，并且使第二端能够移动地联接到所述主体机构，所述连接机构能够相对于所述主体机构移动；以及/n支撑机构，其能够移动地联接在所述连接机构的第一端和第二端之间，以向所述连接机构施加支撑力，所述支撑机构联接到所述主体机构，并且能够相对于所述主体机构移动，其中，支撑力根据所述支撑机构相对于所述主体机构的位置而变化。/n

【技术特征摘要】
20190219 KR 10-2019-00193531.一种用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，所述设备包括：
主体机构，其沿着穿戴者的躯干的竖直方向延伸，并且在穿戴者的肩膀下方固定到穿戴者的躯干的侧面；
紧固机构，其沿着穿戴者的上臂的延伸方向延伸，所述紧固机构与穿戴者的上臂的下表面接触；
连接机构，其使第一端联接到所述紧固机构，并且使第二端能够移动地联接到所述主体机构，所述连接机构能够相对于所述主体机构移动；以及
支撑机构，其能够移动地联接在所述连接机构的第一端和第二端之间，以向所述连接机构施加支撑力，所述支撑机构联接到所述主体机构，并且能够相对于所述主体机构移动，其中，支撑力根据所述支撑机构相对于所述主体机构的位置而变化。


2.根据权利要求1所述的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，进一步包括躯干束带，所述躯干束带联接到所述主体机构，并且围绕穿戴者的躯干，从而所述主体机构固定到穿戴者的躯干的侧面。


3.根据权利要求2所述的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，进一步包括肩带，所述肩带被构造成使得其第一端联接到设置在穿戴者的前方的所述躯干束带，其第二端经由穿戴者的肩膀的上部联接到设置在穿戴者的后部的所述躯干束带。


4.根据权利要求1所述的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，其中，所述主体机构包括：
固定部，其通过与穿戴者的躯干的侧面形成接触而固定到穿戴者的躯干；以及
可旋转部，其联接到所述固定部，并且能够围绕与所述主体机构延伸的方向平行的旋转轴线旋转，
所述连接机构和所述支撑机构联接到所述可旋转部。


5.根据权利要求4所述的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，其中，所述固定部和所述可旋转部在沿着所述旋转轴线彼此间隔开的多个位置处能够旋转地联接至彼此。


6.根据权利要求1所述的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，其中，所述紧固机构联接到所述连接机构的第一端，并且能够围绕与向上或者向下旋转的穿戴者的上臂的肩关节的旋转轴线平行的旋转轴线旋转。


7.根据权利要求1所述的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，其中，所述主体机构包括沿着穿戴者的躯干的竖直方向延伸的第一滑动槽，
随着所述连接机构的第二端沿着所述第一滑动槽滑动，所述连接机构相对于所述主体机构移动。


8.根据权利要求1所述的用于辅助肌肉力量的可穿戴设备，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金奎正，林贤燮，金范洙，尹主荣，玄东真，裵基铉，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR