本发明专利技术涉及一种外骨骼装置，包括：大腿单元；膝关节和小腿单元，大腿单元通过所述膝关节与小腿单元活动连接；蓄能支撑机构，蓄能支撑机构设置于大腿单元内并与小腿单元连接，且在大腿单元相对小腿单元发生弯曲时，蓄能支撑机构进行蓄能，在大腿单元与小腿单元恢复直立位姿时，蓄能支撑机构自动释放支撑力；以及拉绳长度调节组件，拉绳长度调节组件设置于小腿单元内并与蓄能支撑机构连接，拉绳长度调节组件用于调节所述蓄能支撑机构的初始压缩势能。通过操作拉绳长度调节组件可以灵活调整(调大或调小)蓄能支撑机构的初始压缩势能，从而使蓄能支撑结构具备不同的助力大小，达到满足不同助力需求，提高外骨骼装置适用范围的目的。提高外骨骼装置适用范围的目的。提高外骨骼装置适用范围的目的。
【技术实现步骤摘要】
外骨骼装置
[0001]本专利技术涉及外骨骼装备
，特别是涉及一种外骨骼装置。
技术介绍
[0002]外骨骼装置是一种人体负重助力装置，为穿戴者设计一套体外支架，通过将外挂物重量传导到地面的同时，放大穿戴者的肢体动感，做到既增强士兵作业能力，又保持其行动灵活性的，外骨骼装置可以在不限制运动灵活度的前提下，增强士兵负重能力，减小士兵疲劳程度，降低受伤几率，提高战斗力，有效解决城市复杂地形环境、高原山地缺氧环境的士兵体能问题。外骨骼装置要实现为人体助力，在支撑相需要体现出“刚性”对人体进行负载支撑，在摆动相负载不干扰人体的正常行走，达到人机交互力最小，两者既有明显不同的功能需求又有着“同一机械结构”这一本质联系。
[0003]无源下肢负重型外骨骼对人体的助力主要通过大腿处设置的压簧作为储能装置来实现。如果没有外骨骼的辅助，此时人体需要通过自身膝关节骨骼与腿部肌肉的作动，将背部负重的重心支撑起来并上移做功，而在有外骨骼的辅助作用下，这一过程将被外骨骼把上一阶段储存的能量(即人体弯曲时压缩弹簧，弹簧积蓄的弹性势能)进行释放，实现对人体膝关节的助力，从而达到减轻人体肌肉疲劳，助力人体负重行走的目的。
[0004]然而，不同人群对膝关节的助力需求是不一样的，而且不同的背部负重大小，也对膝关节助力值提出了不同的要求，目前仅设置弹簧的储能装置由于弹簧压缩长度是一定值，从根本上无法适用于不同的助力工作场合，极大地制约了外骨骼的使用性能和适用范围。
技术实现思路
[0005]基于此，有必要提供一种外骨骼装置，旨在解决现有技术助力大小不可调，无法适用于不同助力工作场合，适用范围存在局限的问题。
[0006]本申请提供一种外骨骼装置，所述外骨骼装置包括：
[0007]大腿单元；
[0008]膝关节和小腿单元，所述大腿单元通过所述膝关节与所述小腿单元活动连接；
[0009]蓄能支撑机构，所述蓄能支撑机构设置于所述大腿单元上并与所述小腿单元连接，且在所述大腿单元相对所述小腿单元发生弯曲时，所述蓄能支撑机构进行蓄能，在所述大腿单元与所述小腿单元恢复直立位姿时，所述蓄能支撑机构自动释放支撑力；以及
[0010]拉绳长度调节组件，所述拉绳长度调节组件设置于所述小腿单元内并与所述蓄能支撑机构连接，所述拉绳长度调节组件用于调节所述蓄能支撑机构的初始压缩势能。
[0011]上述方案的外骨骼装置用于使穿戴者穿戴在身上，具体穿戴在身体的背部及以下的下肢部位，用以减轻穿戴者进行负重劳动时的体力损耗。具体而言，穿戴者在搬运重物时，或者穿戴者到达目的地将重物释放到地面上时，此时穿戴者身体产生弯曲，也即大腿单元会通过膝关节相对小腿单元产生弯曲，蓄能支撑机构开始发生压缩而进行蓄能；在取完
重物或者重物放置完毕后，蓄能支撑机构会自动释放支撑力，从而支撑大腿单元相对小腿单元向上转动并恢复至直立位姿，实现为人体膝关节提供助力，减轻人体膝关节的受力以及穿戴者恢复站姿所需的用力，协助穿戴者进行负重劳动时可以更加舒适和安全且高效。进一步地，当不同穿戴者由于自身身体状况或者负重大小不同，而对助力大小提出了不同需求时，由于小腿单元内安装有拉绳长度调节组件，通过操作拉绳长度调节组件可以灵活调整(调大或调小)蓄能支撑机构的初始压缩势能，从而使蓄能支撑结构具备不同的助力大小，达到满足不同助力需求，提高外骨骼装置适用范围的目的。
[0012]下面对本申请的技术方案作进一步的说明：
[0013]在其中一个实施例中，所述大腿单元包括大腿骨架和大腿关节座，所述小腿单元包括小腿关节座，所述大腿关节座与所述小腿关节座通过所述膝关节转动连接；所述大腿骨架采用中空结构设计，所述蓄能支撑机构设置于所述大腿骨架的中空腔内；
[0014]所述蓄能支撑机构包括拉绳压块、拉绳和大腿压簧，所述大腿压簧设置于所述拉绳压块与所述小腿关节座之间，所述拉绳的一端与所述拉绳压块连接，另一端穿过大腿关节座和所述小腿关节座后与所述拉绳长度调节组件连接，所述拉绳压块能够在所述拉绳的拉动下载所述大腿骨架内滑动从而调整所述大腿压簧的压缩量，
[0015]在其中一个实施例中，所述小腿单元还包括与所述小腿关节座连接的小腿骨架，所述小腿骨架采用中空结构设计，所述拉绳长度调节组件设置于所述小腿骨架的中空腔内并与所述拉绳相连，所述拉绳长度调节组件用于调节所述拉绳的初始长度以实现对所述大腿压簧的初始弹力的无级调节。
[0016]在其中一个实施例中，所述拉绳长度调节组件包括调节座、调节杆、调节旋钮和连接组件，所述连接组件与所述拉绳的一端连接，所述调节杆与所述连接组件连接，所述调节杆活动设置于所述调节座并与所述调节旋钮连接，所述调节旋钮用于驱动所述调节杆上下移动，从而带动所述拉绳改变所述大腿压簧的压缩量。
[0017]在其中一个实施例中，所述调节座设有螺纹通孔，所述调节杆设置为螺纹杆，所述螺纹杆的中部螺接于所述螺纹通孔内且两端分别伸出于所述螺纹通孔的两端孔口。
[0018]在其中一个实施例中，所述连接组件包括第一连接扣、第二连接扣和旋转关节，所述第一连接扣通过所述旋转关节与所述第二连接扣转动连接，且所述第一连接扣与所述拉绳的一端连接，所述第二连接扣与所述调节杆连接。
[0019]在其中一个实施例中，所述外骨骼装置还包括：
[0020]背部单元，所述背部单元包括背部托板，所述背部托板用于装载重物；
[0021]腰部单元，所述腰部单元与所述背部单元活动连接；
[0022]髋关节，所述腰部单元通过所述髋关节与所述大腿单元活动连接；以及
[0023]踝关节和脚部单元，所述小腿单元通过所述踝关节与所述脚部单元活动连接。
[0024]在其中一个实施例中，所述外骨骼装置还包括腰背调节锁紧装置，所述背部单元还包括背板、背部支撑条和背带，所述腰部单元包括腰背板和腰部支撑杆，所述背部托板转动设置于所述腰背板上，所述背板通过所述背部支撑条与所述腰背板连接，所述背带与所述背板连接并用于固定在穿戴者的肩部上；所述腰背板通过所述腰背调节锁紧装置与所述腰部支撑杆的一端可调锁紧连接，所述腰部支撑杆的另一端与所述髋关节连接。
[0025]在其中一个实施例中，所述背部支撑条上沿所述外骨骼装置的高度方向间隔开设
有至少两个第一调节孔，所述腰背板通过卡扣可择一与任一所述第一调节孔卡扣连接，以实现所述背板与所述腰背板的间距调节；
[0026]所述背部托板向上倾斜设置并与所述背板之间呈锐角设置。
[0027]在其中一个实施例中，所述大腿单元还包括大腿支撑条，所述大腿支撑条沿所述外骨骼装置的高度方向间隔设置有至少两个第二调节孔，所述大腿骨架通过卡扣能够择一与任一所述第二调节孔卡扣连接，以实现所述大腿单元的长度调节；
[0028]所述大腿单元还包括大腿挡板和大腿绑带，所述大腿挡板设置于所述大腿骨架上，所述大腿绑带连接于所述大腿挡板与所述大腿骨架之间；所述大腿挡板开设有第一散热孔；
[0029]所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种外骨骼装置，其特征在于，所述外骨骼装置包括：大腿单元；膝关节和小腿单元，所述大腿单元通过所述膝关节与所述小腿单元活动连接；蓄能支撑机构，所述蓄能支撑机构设置于所述大腿单元上并与所述小腿单元连接，且在所述大腿单元相对所述小腿单元发生弯曲时，所述蓄能支撑机构进行蓄能，在所述大腿单元与所述小腿单元恢复直立位姿时，所述蓄能支撑机构自动释放支撑力；以及拉绳长度调节组件，所述拉绳长度调节组件设置于所述小腿单元内并与所述蓄能支撑机构连接，所述拉绳长度调节组件用于调节所述蓄能支撑机构的初始压缩势能。2.根据权利要求1所述的外骨骼装置，其特征在于，所述大腿单元包括大腿骨架和大腿关节座，所述小腿单元包括小腿关节座，所述大腿关节座与所述小腿关节座通过所述膝关节转动连接；所述大腿骨架采用中空结构设计，所述蓄能支撑机构设置于所述大腿骨架的中空腔内；所述蓄能支撑机构包括拉绳压块、拉绳和大腿压簧，所述大腿压簧设置于所述拉绳压块与所述小腿关节座之间，所述拉绳的一端与所述拉绳压块连接，另一端穿过大腿关节座和所述小腿关节座后与所述拉绳长度调节组件连接，所述拉绳压块能够在所述拉绳的拉动下载所述大腿骨架内滑动从而调整所述大腿压簧的压缩量。3.根据权利要求1所述的外骨骼装置，其特征在于，所述小腿单元还包括与所述小腿关节座连接的小腿骨架，所述小腿骨架采用中空结构设计，所述拉绳长度调节组件设置于所述小腿骨架的中空腔内并与所述拉绳相连，所述拉绳长度调节组件用于调节所述拉绳的初始长度以实现对所述大腿压簧的初始弹力的无级调节。4.根据权利要求1至3任一项所述的外骨骼装置，其特征在于，所述拉绳长度调节组件包括调节座、调节杆、调节旋钮和连接组件，所述连接组件与所述拉绳的一端连接，所述调节杆与所述连接组件连接，所述调节杆活动设置于所述调节座并与所述调节旋钮连接，所述调节旋钮用于驱动所述调节杆上下移动，从而带动所述拉绳改变所述大腿压簧的压缩量。5.根据权利要求4所述的外骨骼装置，其特征在于，所述调节座设有螺纹通孔，所述调节杆设置为螺纹杆，所述螺纹杆的中部螺接于所述螺纹通孔内且两端分别伸出于所述螺纹通孔的两端孔口。6.根据权利要求4所述的外骨骼装置，其特征在于，所述连接组件包括第一连接扣、第二连接扣和旋转关节，所述第一连接扣通过所述旋转关节...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹鹏，关文江，齐关宇，王智锋，
申请(专利权)人：广州视睿电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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