一种负重外骨骼背负装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种负重外骨骼背负装置，包括背部组件、腰部组件、置物组件、以及背带腰封组件，背部组件的上端与背带腰封组件和人体背部对应的位置连接，下端与腰部组件连接，置物组件可拆卸的连接在腰部组件或背部组件上，腰部组件包括腰部贴板和腰部调节减震机构，腰部贴板与背带腰封组件连接，腰部调节减震机构包括旋转连接件、以及对称设置在旋转连接件轴向两侧的支撑杆，支撑杆一端通过第一纵向转动件转动连接在旋转连接件上，另一端与外部的下肢外骨骼可拆卸连接，在两个支撑杆之间还设有支撑弹簧。本方案能提高外骨骼的背负能力，同时通过模块化的设计方便单独使用或是与下肢外骨骼配合使用。

【技术实现步骤摘要】
一种负重外骨骼背负装置
本专利技术涉及外骨骼
，具体涉及一种负重外骨骼背负装置。
技术介绍
外骨骼作为一种可穿戴辅助装置，是将人的智慧和外骨骼的“体能”有机结合在一起，起到增强人体机能的作用。外骨骼主要包括上肢外骨骼和下肢外骨骼，上肢外骨骼主要用于穿戴在人体上肢，为人体上肢搬运或上肢背负重物提供助力，下肢外骨骼主要用于穿戴在人体下肢，为人体下肢运动提供助力。外骨骼的机械结构是整个系统的基础，它与人体结合，既起到支撑承重作用，又具有传递运动和力的功能，人机之间存在运动耦合作用，其机构设计的合理性将直接影响功能效果。现有的上肢外骨骼在和下肢外骨骼一起使用时，上肢外骨骼和下肢外骨骼之间是固定连接的，因此上肢外骨骼和下肢外骨骼往往不方便进行拆卸，使用时也只能同时使用，如当人体仅需要利用上肢外骨骼进行背负重物时的助力时，上肢外骨骼不能方便的与下肢外骨骼进行拆卸使用，导致使用不方便，同时当上肢外骨骼在对人体背负重物进行助力时，由于人体在行走时会存在竖向方向的往复运动，此时重物也会在竖向方向往复运动，重物在竖向往复运动过程中产生的能量会增大对人体肩部和腰部的作用力，由此就会大大降低人体的负重能力，降低上肢外骨骼的助力效果。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是：如何提供一种能提高外骨骼的背负能力，同时通过模块化的设计方便单独使用或是与下肢外骨骼配合使用的负重外骨骼背负装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种负重外骨骼背负装置，包括背部组件、腰部组件、置物组件、以及用于将负重外骨骼背负装置穿戴在人体上肢的背带腰封组件，所述背部组件的上端与所述背带腰封组件和人体背部对应的位置连接，所述背部组件的下端与所述腰部组件连接，所述置物组件可拆卸的连接在所述腰部组件或所述背部组件上，所述腰部组件包括腰部贴板和腰部调节减震机构，所述腰部贴板与对应位置的所述背带腰封组件连接，所述腰部调节减震机构包括旋转连接件、以及对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的支撑杆，所述支撑杆靠近所述旋转连接件的一端通过第一纵向转动件转动连接在所述旋转连接件上，所述支撑杆远离所述旋转连接件的一端用于与外部的下肢外骨骼可拆卸连接，在两个所述支撑杆之间还轴向设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧的轴向两端分别通过长度可调的拉线与对应侧的所述支撑杆连接。在本方案中，以人体的方向作为参考方向，即本方案中的前、后、左、右、上、下分别对应为人体的前、后、左、右、上、下，同时本方案中的轴向为左右方向，竖向为上下方向，纵向为前后方向。本专利技术的工作原理是：本方案的背负装置可以单独进行使用或者与下肢外骨骼配合使用，在与下肢外骨骼配合使用时，利用旋转连接件两侧的支撑杆与下肢外骨骼进行连接，在单独使用时，将两侧的支撑杆与下肢外骨骼进行拆卸，因此，整个背负装置可作为一个整体与下肢外骨骼进行配合使用或单独使用，实现了与下肢外骨骼的模块化拆装连接设计，使用更加的方便。同时，本方案的背负装置在使用时，利用背带腰封组件可以将整个背负装置穿戴在人体上肢，置物组件与腰部组件或背部组件的可拆卸连接使得可以根据需要对置物组件进行安装和拆卸，以满足不同情况下的背负需求。当不同使用者在穿戴该背负装置时，不同使用者的腰部和髋部尺寸会存在不同，为了使得本专利技术的背负装置能更好的与不同使用者的腰部和髋部尺寸相适应，此时通过调整拉线的长度，可以将两侧的支撑杆同时绕旋转连接件转动，使得两侧的支撑杆之间形成不同的夹角，直到该背负装置的穿戴尺寸与使用者的腰部和髋部尺寸相适应，由此使得在整个使用过程中该背负装置的穿戴尺寸均能保持与使用者的腰部和髋部尺寸相适应的状态，从而提高整个穿戴使用过程的舒适性。另外，当安装上置物组件并在置物组件上放置重物时，重物在人体运动过程中将跟随人体在竖向方向往复运动，当重物在竖向往复运动时，重物作用在旋转连接件上的作用力发生变化，由于支撑杆是转动连接在旋转连接件上的，并且两个支撑杆之间设有支撑弹簧，此时重物对旋转连接件作用力的变化将会引起支撑弹簧的变形，也就是说此时支撑弹簧将通过变形对动态负重时的能量进行缓冲，吸收部分重物对外骨骼和人体产生的直接作用力，起到缓冲减震的目的，同时，支撑弹簧还可以对静态时整个背负装置的结构稳定性进行支撑，由此达到进一步提高外骨骼的负重能力，减轻人体负担的目的。同时，本方案中的各部分均采用模块化的设计，在实际使用过程中，可以根据需要对各个模块进行安装和拆卸，以此来更好的满足不同情况下的使用需求。因此，本方案通过对负重行走过程中的能量进行缓冲减震，以此达到提高背负能力的目的，同时，各组件均采用模块化的设计，并能够方便的实现与下肢外骨骼的安装和拆卸。优选的，所述背部组件包括上背板和下背板，所述上背板与所述背带腰封组件和人体背部对应的位置连接，所述下背板与所述腰部贴板连接，且在所述上背板和所述下背板之间还竖向设有背部调节杆，在所述背部调节杆上沿其长度方向设有多个调节安装孔，在所述上背板上还设有能够与所述调节安装孔连接的上连接孔，在所述下背板上还设有能够与所述调节安装孔连接的下连接孔，所述上连接孔和所述下连接孔均能与不同位置的所述调节安装孔固定连接，以实现所述上背板和所述下背板竖向距离的调节。这样，当不同使用者在穿戴该背负装置时，为了使得背部组件能更好的与穿戴者的背部尺寸相适应，可以通过调节上背板和下背板之间的背部调节杆，使得背板调节杆上不同位置的调节安装孔分别与上背板上的上连接孔和下背板上的下连接孔相对应，当下背板和上背板之间的竖向距离与穿戴者的背部尺寸相适应后，再分别将上连接孔和下连接孔与对应位置的调节安装孔进行固定连接，由此实现根据不同穿戴者的情况对背部组件的尺寸进行适应性调节，进而提高穿戴舒适性和贴合性的目的。优选的，所述腰部贴板包括上贴板和下贴板，所述上贴板和所述下贴板均通过所述第一纵向转动件转动连接在所述旋转连接件上。这样，当人体在背负重物前行时，人体上半身不仅会有前后的运动趋势，同时也会有左右摆动的运动趋势，因此，本方案通过将上贴板和下贴板通过第一纵向转动件与旋转连接件转动连接，以此来满足行走过程中人体上半身左右摆动的需求，从而增加了穿戴该背负装置后人体的灵活性，进一步提高了穿戴的舒适性。另一方面，由于人体在背负重物前行时，人体上半身往往会有左右摆动的运动趋势，当人体上半身在背负重物行走且具有左右摆动的趋势时，第一纵向转动件的设计可以使得腰部调节减震机构始终是保持水平状态，这样就会使得重物的重力在传递到腰部调节减震机构处时，该作用力是始终为竖直向下的状态，由此保证了重物重力的有效传递，提高助力减震效果。同时，当人体上半身在背负重物行走且具有左右摆动的趋势时，人体从髋部位置到下肢位置基本上不会随着人体上半身进行左右摆动，因此当该背负装置在单独使用时，通过第一纵向转动件的设计使得腰部调节减震机构始终是保持水平状态，可以避免腰部减震机构与人体髋部位置的运动干涉，同时当该背负装置在与下肢外骨骼配合使用时，用于与下肢外骨骼连接的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负重外骨骼背负装置，其特征在于，包括背部组件、腰部组件、置物组件、以及用于将负重外骨骼背负装置穿戴在人体上肢的背带腰封组件，所述背部组件的上端与所述背带腰封组件和人体背部对应的位置连接，所述背部组件的下端与所述腰部组件连接，所述置物组件可拆卸的连接在所述腰部组件或所述背部组件上，所述腰部组件包括腰部贴板和腰部调节减震机构，所述腰部贴板与对应位置的所述背带腰封组件连接，所述腰部调节减震机构包括旋转连接件、以及对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的支撑杆，所述支撑杆靠近所述旋转连接件的一端通过第一纵向转动件转动连接在所述旋转连接件上，所述支撑杆远离所述旋转连接件的一端用于与外部的下肢外骨骼可拆卸连接，在两个所述支撑杆之间还轴向设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧的轴向两端分别通过长度可调的拉线与对应侧的所述支撑杆连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种负重外骨骼背负装置，其特征在于，包括背部组件、腰部组件、置物组件、以及用于将负重外骨骼背负装置穿戴在人体上肢的背带腰封组件，所述背部组件的上端与所述背带腰封组件和人体背部对应的位置连接，所述背部组件的下端与所述腰部组件连接，所述置物组件可拆卸的连接在所述腰部组件或所述背部组件上，所述腰部组件包括腰部贴板和腰部调节减震机构，所述腰部贴板与对应位置的所述背带腰封组件连接，所述腰部调节减震机构包括旋转连接件、以及对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的支撑杆，所述支撑杆靠近所述旋转连接件的一端通过第一纵向转动件转动连接在所述旋转连接件上，所述支撑杆远离所述旋转连接件的一端用于与外部的下肢外骨骼可拆卸连接，在两个所述支撑杆之间还轴向设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧的轴向两端分别通过长度可调的拉线与对应侧的所述支撑杆连接。


2.根据权利要求1所述的负重外骨骼背负装置，其特征在于，所述背部组件包括上背板和下背板，所述上背板与所述背带腰封组件和人体背部对应的位置连接，所述下背板与所述腰部贴板连接，且在所述上背板和所述下背板之间还竖向设有背部调节杆，在所述背部调节杆上沿其长度方向设有多个调节安装孔，在所述上背板上还设有能够与所述调节安装孔连接的上连接孔，在所述下背板上还设有能够与所述调节安装孔连接的下连接孔，所述上连接孔和所述下连接孔均能与不同位置的所述调节安装孔固定连接，以实现所述上背板和所述下背板竖向距离的调节。


3.根据权利要求1所述的负重外骨骼背负装置，其特征在于，所述腰部贴板包括上贴板和下贴板，所述上贴板和所述下贴板均通过所述第一纵向转动件转动连接在所述旋转连接件上。


4.根据权利要求2所述的负重外骨骼背负装置，其特征在于，所述置物组件包括置物板，所述置物板通过安装块连接在所述下背板上，所述安装块包括第一安装部和第二安装部，所述第一安装部连接在所述下背板上，所述第二安装部与所述置物板可拆卸连接，在所述第二安装部上还设有定位凹槽，所述定位凹槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎波，宁强，刘家红，周梦，刘闵超，李玉霞，覃磊，胡东森，秦金宝，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50