外骨骼健身装置和利用外骨骼健身装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了外骨骼健身装置和利用外骨骼健身装置的方法，该外骨骼健身装置和方法特别地用于锻炼人体。该外骨骼健身装置包括：具有至少一个紧固构件的可穿戴结构，所述至少一个紧固构件构造成将可穿戴结构紧固至用户的身体；具有至少一个旋转轴线和至少一个自由度的至少一个机械关节，所述至少一个机械关节紧固至可穿戴结构；用于产生旋转阻力的至少一个单元，该旋转阻力阻碍所述至少一个机械关节的旋转运动；以及用于控制旋转阻力的控制器，其中，控制器配置成根据用户设定控制旋转阻力。控制器配置成根据用户设定控制旋转阻力。控制器配置成根据用户设定控制旋转阻力。

【技术实现步骤摘要】
外骨骼健身装置和利用外骨骼健身装置的方法


[0001]本专利技术涉及用于多种用途的可穿戴健身和/或训练装置，该可穿戴健身和/或训练装置构造为外骨骼并且可以由用户穿戴在身体上。通过采用控制器，可以动态调节对施加至各个肢体的运动的阻力，从而模拟“虚拟重量”。

技术介绍

[0002]从现有技术中已知例如采取可以穿戴在身体上的支承机器人的形式的人造机器外骨骼。在这方面，外骨骼并不形成承载体的直接部分，而是借助于机械动力来支持并放大其运动。外骨骼的主动驱动部件有助于力减小和负载减小。机械辅助通常由弹簧致动器提供。然而，也可以使用其他致动器，比如电动马达、气动或液压驱动器。例如，外骨骼在工业中用于需要体力的活动来支承工人。外骨骼所使用的领域的另一示例是矫形术。在矫形领域，外骨骼被用作矫形辅助工具。一方面，外骨骼可以用作对肢体的辅助。然而，另一方面，外骨骼也可以承担主动假体的功能。
[0003]在目标是通过有针对性的训练来提高体能和/或增强肌肉的健身行业中，存在各种各样的健身设备。例如，已知需要固定安装地点和与之伴随的对应量空间的训练装置，比如配重机、跑步机或测力计。此外，已知可以调节和动态改变训练装置在训练期间要克服的机械阻力的训练装置。例如，可以在跑步机或测力计上模拟地形坡度。然而，所有这些训练装置具有下述缺点：它们需要固定的安装地点并且必须固定操作。虽然可以灵活使用不需要固定安装地点的训练装置，但是这些训练装置具有下述缺点：它们通常在没有专家指导的情况下使用，并且因此如果使用不当，则会导致用户的损伤和受伤。
[0004]因此，本专利技术的基本目的是提供一种下述健身装置：该健身装置在不需要用于该健身装置的固定位置的情况下为用户提供具有挑战性的锻炼机会，并且使不当使用的风险最小化。

技术实现思路

[0005]所述任务通过外骨骼健身装置来解决，该外骨骼健身装置便于对用户的身体运动能力的定向限制。更具体地，所述任务通过提供一种外骨骼健身装置来解决，该外骨骼健身装置特别地用于锻炼人体，该外骨骼健身装置包括具有至少一个紧固构件的可穿戴结构，其中，所述至少一个紧固构件适于将所述可穿戴结构紧固至用户的身体。此外，本专利技术的外骨骼健身装置包括具有至少一个旋转轴线和至少一个自由度的至少一个机械关节，其中，所述至少一个机械关节紧固至可穿戴结构。此外，根据本专利技术的外骨骼健身装置包括至少一个单元和控制器，至少一个单元用于产生阻碍所述至少一个机械关节的旋转运动的旋转阻力，控制器用于控制旋转阻力，其中，控制器适于根据用户设定控制旋转阻力。
[0006]根据本专利技术的外骨骼健身装置包括穿戴在用户的身体上的机械结构。外骨骼健身装置可以是穿戴在整个身体上或仅穿戴在身体的特定部位比如背部、腿部或臂部上的外骨骼。外骨骼健身装置可以是两个或更多个外骨骼健身装置的组合。例如，用于左臂的外骨骼
健身装置可以与用于右臂的外骨骼健身装置组合，或者用于左臂的外骨骼健身装置可以与具有左腿的外骨骼健身装置组合。外骨骼健身器可以定形状为用于上身或用于髋部和腿部。可以设想与不同数量的外骨骼健身装置的任何组合。
[0007]外骨骼健身装置包括可穿戴结构。可穿戴结构可以包括一个或更多个部分。当可穿戴结构被用户穿戴时，可穿戴结构的至少一部分可以平行于用户的肢体设置。可穿戴结构可以包含各种材料。
[0008]可穿戴结构利用紧固构件紧固至用户的身体。紧固构件可以以可移除或不可移除的方式连接至可穿戴结构。紧固构件可以各自包括一个部件或多个部件。紧固构件可以包括刚性部件和/或柔性部件和/或条带和/或带。紧固构件可以包括各种材料，比如纺织品、塑料和金属。紧固构件可以构造成将可穿戴结构紧固至用户的身体，使得所述至少一个机械关节定位在用户的身体上，使得所述至少一个机械关节处于身体关节的水平并且对准成使得机械关节的旋转轴线与身体关节的旋转轴线重合。可穿戴结构的至少一部分可以平行于包括身体关节的身体部位设置。
[0009]外骨骼健身装置还包括紧固至可穿戴结构的至少一个机械关节。机械关节以可旋转的方式连接可穿戴结构的两个部分。机械关节具有至少一个旋转轴线和至少一个自由度。自由度的数量表示可以在多少个平面中绕机械关节的旋转轴线进行旋转运动。机械关节可以具有若干自由度。例如，如果机械关节仅具有一个自由度，则机械关节仅具有一个旋转轴线。旋转运动只可能围绕这一个旋转轴线。旋转运动在一个平面中进行。允许在其中由机械关节进行旋转运动的平面的数量对应于机械关节的自由度的数量和机械关节所具有的旋转轴线的数量。例如，如果自由度的数量是3，则机械关节具有3个旋转轴线，并且定义了3个平面，可以在这3个平面中绕旋转轴线进行旋转运动。机械关节可以是例如旋转关节或万向关节。万向关节是两个轴之间的能够成角度移动的连接部。角度移动性提供了大量的自由度。其他类型的机械关节也可以与本专利技术一起使用。
[0010]外骨骼健身装置还包括用于产生旋转阻力的至少一个单元。旋转阻力阻碍了所述至少一个机械关节的旋转运动。旋转阻力对机械关节的旋转运动进行制动。
[0011]外骨骼健身装置还包括用于根据用户设定控制旋转阻力的控制器。用户设定是用户可以作为默认值或根据用户的需要的变化而采用的设定。例如，用户可以在使外骨骼健身装置绕身体关节的旋转轴线并且因此绕机械关节的旋转轴线移动时对用户必须克服的旋转阻力进行调节。控制器可以对能够在其中绕机械关节的旋转轴线进行旋转运动的任何平面中的旋转阻力进行控制。控制器可以将旋转阻力控制成使得旋转阻力保持恒定或动态变化。在此，控制意味着包括至少一个处理器和/或微处理器的电子控制器。控制器可以包括电子存储器。
[0012]用于产生旋转阻力的所述至少一个单元还可以包括电动马达、气动驱动器或液压驱动器。电动马达、气动或液压驱动器可以为旋转阻力提供动力，以制动旋转运动。根据本专利技术的外骨骼健身装置可以包括具有天线以用于在控制器与移动终端之间无线传输数据的无线电模块。
[0013]根据本专利技术的外骨骼健身装置的优点在于，外骨骼健身装置可以灵活使用。不需要固定的安装地点。由于根据本专利技术的外骨骼健身装置的所有灵活性，因此不当使用的风险被最小化。特别地，可穿戴结构和紧固构件确保机械关节的位置对应于身体关节的位置，
并且机械关节的旋转轴线对应于身体关节的旋转轴线。此外，如果使用轻质但坚固的材料，则可以制造出与已知的外骨骼相比轻得多的外骨骼健身装置。
[0014]根据本专利技术，可穿戴结构还可以包括第一部分和第二部分，其中，第一部分和第二部分经由机械关节以可旋转的方式彼此连接。第一部分和第二部分可以各自沿着身体的一部分延伸。例如，第一部分和第二部分可以定形状为通过紧固构件沿着身体部位并平行于身体部位定位的轨道、壳、支柱或架子。第一部分和第二部分可以由轨道和/或壳和/或支柱和/或架子的组合形成。轨道的形状可以是直的，或者具有适应身体部位的曲线的微小曲率。壳可以根据身体部位的外形形成。第一部分和第二部分可以定形状成覆盖、部分封围或完全封围身体部位。第一部分和第二部分可以各自形成为单个件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼健身装置，所述外骨骼健身装置特别地用于锻炼人体，所述外骨骼健身装置包括：可穿戴结构(20)，所述可穿戴结构(20)具有至少一个紧固构件(30)，其中，所述至少一个紧固构件(30)构造成将所述可穿戴结构(20)紧固至用户的身体；至少一个机械关节(10)，所述机械关节(10)具有至少一个旋转轴线(11)和至少一个自由度，其中，至少一个所述机械关节(10)紧固至所述可穿戴结构(20)；至少一个单元(12)，所述至少一个单元(12)用于产生阻碍至少一个所述机械关节(10)的旋转运动的旋转阻力；以及控制器(50)，所述控制器(50)用于控制所述旋转阻力，其中，所述控制器(50)配置成根据用户设定控制所述旋转阻力。2.根据权利要求1所述的外骨骼健身装置，其中，所述可穿戴结构(20)还包括第一部分(21)和第二部分(22)，所述第一部分(21)和所述第二部分(22)经由所述机械关节(10)以可旋转的方式彼此连接。3.根据权利要求1或2所述的外骨骼健身装置，其中，至少一个所述机械关节(10)的所述至少一个旋转轴线(11)与所述用户的身体关节的旋转轴线重合。4.根据前述权利要求中的任一项所述的外骨骼健身装置，其中，所述可穿戴结构(20)还构造为能够实现由所述用户的至少一个身体部位、特别是从左肩和/或右肩和/或躯干和/或左臂和/或右臂和/或左上臂和/或右上臂和/或左下臂和/或右下臂和/或左手和/或右手和/或至少一个手指和/或左髋和/或右髋和/或左腿和/或右腿和/或左膝和/或右膝和/或左脚和/或右脚执行的运动序列。5.根据前述权利要求中的任一项所述的外骨骼健身装置，其中，用于产生所述旋转阻力的所述至少一个单元(12)包括可电动控制的制动器。6.根据前述权利要求中的任一项所述的外骨骼健身装置，还包括至少一个位置传感器，所述至少一个位置传感器在所述结构被穿戴时定位在身体的关节处并且适于检测所述运动序列的位置数据，其中，所述至少一个位置传感器特别地设置在至少一个所述机械关节(10)处，以检测绕所...

【专利技术属性】
技术研发人员：京特，
申请(专利权)人：NCTE股份公司，
类型：发明
国别省市：