申请/专利权人：河北工业大学

申请日：2019-07-11

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN110215295B

主分类号：A61B90/60

分类号：A61B90/60

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2019.10.08#实质审查的生效;2019.09.10#公开

摘要：本发明公开了一种下肢助坐装置，包括左支撑腿和右支撑腿；所述左支撑腿和右支撑腿结构相同，均包括缓冲装置、大腿骨架、小腿骨架、角度调节装置、支撑杆、支撑滑架和脚底板；所述角度调节装置包括滑杆、压杆和可控气弹簧；所述缓冲装置包括坐垫、座板、板簧、板簧套和扭簧。本装置能同时提供助坐和助前倾功能。助坐时，板簧可以起缓冲作用。通过压杆与卸压触头的配合，调整伸缩杆的长度以达到最合适的坐姿。当人体需要前倾时，将支撑滑架前移，增大与地面的接触面积，使人体重心可以向前微移，防止前倾跌倒。前倾一定角度后扇形凸台与第三凹槽的边缘接触形成机械限位，且前倾过程中扭簧的弹力会提供一定的缓冲，提高人体舒适感。

主权项：1.一种下肢助坐装置，其特征在于该装置包括左支撑腿和右支撑腿；所述左支撑腿和右支撑腿结构相同，均包括缓冲装置、大腿骨架、小腿骨架、角度调节装置、支撑杆、支撑滑架和脚底板；所述角度调节装置包括滑杆、压杆和可控气弹簧；所述缓冲装置包括坐垫、座板、板簧、板簧套和扭簧；所述大腿骨架两侧均开有弧形孔、限位槽和绑带孔；限位槽位于弧形孔的外侧，用于放置第二挡圈；大腿骨架的末端与小腿骨架的一端可转动连接；坐垫固定于座板中；板簧的一端插入板簧套的一端中并可拆卸连接，另一端插入座板中并可拆卸连接；板簧套的另一端插入大腿骨架的长条孔中并可拆卸连接；板簧套为L型结构；大腿骨架为一弧形构件；所述小腿骨架上固定有连接件；所述可控气弹簧的缸体末端可转动安装于连接件上；可控气弹簧的伸缩杆的靠近端部的位置安装有凸起，顶部具有卸压触头；所述滑杆的两端具有圆槽且中间开有通孔；压杆可转动安装于滑杆上，中部位于通孔外侧；滑杆的两端分别穿过大腿骨架两侧的弧形孔，滑杆可沿弧形孔移动；第二挡圈卡装在滑杆端部的圆槽中并置于限位槽内；可控气弹簧的伸缩杆的端部周向开有螺纹；可控气弹簧的伸缩杆的端部周向螺纹与滑杆的通孔螺纹连接；可控气弹簧顶部的卸压触头伸出通孔外侧，进而能够与压杆接触；小腿骨架的另一端分为左部和右部，其外侧均开有扇形凸台和圆凸台；左部和右部通过各自的圆台轴分别与两个支撑杆的一端可转动连接并通过轴端圆槽处的第一挡圈进行轴向限位；支撑杆一端的内侧有第三凹槽；扇形凸台和圆凸台嵌入第三凹槽中，且扇形凸台的圆心角小于第三凹槽的圆心角，小腿骨架与支撑杆可以相对旋转；扭簧嵌套于圆凸台上，扭簧的两个弹簧脚分别嵌入扇形凸台中和第三凹槽的长条形部分中；两个支撑杆的另一端分别与脚底板的两侧连接；脚底板的两侧均开有长条滑槽，支撑滑架左右两侧的两个凸杆分别插入脚底板两侧的长条滑槽中，长条滑槽的尺寸大于凸杆，使得凸杆能够在长条滑槽中滑动，实现支撑滑架的前后移动。

全文数据：一种下肢助坐装置技术领域本发明涉及外骨骼助力装置领域，具体是一种下肢助坐装置。背景技术现阶段，医生做手术时由于角度不同，完成一场手术经常需要保持各种姿势较长的时间，如下蹲和前倾姿势，又由于现有座椅无法满足这种特殊要求，所以医生不得不长时间站立，而一场手术可能长达十几小时，长时间的手术使其极易感到疲惫，效率严重降低。申请号为201810425010.8的文献公开了一种无动力助坐机械腿，该机械腿小腿骨架内有具有中空结构，中空结构中安装有直轨道，人体起蹲时气弹簧一端可以在直轨道中滑动，并且可以调整气弹簧伸缩杆的长度，但该机械腿气弹簧位于小腿骨架处，且按压气弹簧触头的装置较靠下，不仅行走较笨重，而且需弯腰才能按压，按压极不方便，且本装置没有考虑人体前倾的情况。发明内容针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种下肢助坐装置。本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种下肢助坐装置，其特征在于该装置包括左支撑腿和右支撑腿；所述左支撑腿和右支撑腿结构相同，均包括缓冲装置、大腿骨架、小腿骨架、角度调节装置、支撑杆、支撑滑架和脚底板；所述角度调节装置包括滑杆、压杆和可控气弹簧；所述缓冲装置包括坐垫、座板、板簧、板簧套和扭簧；所述大腿骨架两侧均开有弧形孔、限位槽和绑带孔；限位槽位于弧形孔的外侧，用于放置第二挡圈；大腿骨架的末端与小腿骨架的一端可转动连接；坐垫固定于座板中；板簧的一端插入板簧套的一端中并可拆卸连接，另一端插入座板中并可拆卸连接；板簧套的另一端插入大腿骨架的长条孔中并可拆卸连接；所述小腿骨架上固定有连接件；所述可控气弹簧的缸体末端可转动安装于连接件上；可控气弹簧的伸缩杆的靠近端部的位置安装有凸起，顶部具有卸压触头；所述滑杆的两端具有圆槽且中间开有通孔；压杆可转动安装于滑杆上，中部位于通孔外侧；滑杆的两端分别穿过大腿骨架两侧的弧形孔，滑杆可沿弧形孔移动；第二挡圈卡装在滑杆端部的圆槽中并置于限位槽内；可控气弹簧的伸缩杆的端部与滑杆的通孔可拆卸连接；可控气弹簧顶部的卸压触头伸出通孔外侧，进而能够与压杆接触；小腿骨架的另一端分为左部和右部，其外侧均开有扇形凸台和圆凸台；左部和右部通过各自的圆台轴分别与两个支撑杆的一端可转动连接并通过轴端圆槽处的第一挡圈进行轴向限位；支撑杆一端的内侧有第三凹槽；扇形凸台和圆凸台嵌入第三凹槽中，且扇形凸台的圆心角小于第三凹槽的圆心角，小腿骨架与支撑杆可以相对旋转；扭簧嵌套于圆凸台上，扭簧的两个弹簧脚分别嵌入扇形凸台中和第三凹槽的长条形部分中；两个支撑杆的另一端分别与脚底板的两侧连接；脚底板的两侧均开有长条滑槽，支撑滑架左右两侧的两个凸杆分别插入脚底板两侧的长条滑槽中，长条滑槽的尺寸大于凸杆，使得凸杆能够在长条滑槽中滑动，实现支撑滑架的前后移动。与现有技术相比，本发明有益效果在于：1本装置能同时提供助坐和助前倾功能。助坐时，板簧折弯，从而使柔软的坐垫紧贴人体臀部，防止下滑，板簧可以起缓冲作用。通过压杆与卸压触头的配合，使用者根据实际需要调整伸缩杆的长度以达到最合适的坐姿，使使用者可以以各种角度坐下。2本装置根据人体工程学设计，在关节自由度上满足人体下肢各关节的自由度，不干涉人体行走。3使用者站立、行走或者坐下时，均能以一定角度前倾，实现助前倾功能。当人体需要前倾时，将支撑滑架前移从而增大与地面的接触面积，使人体重心可以向前微移，防止前倾跌倒。前倾一定角度后扇形凸台与第三凹槽的边缘接触形成机械限位，且前倾过程中扭簧的弹力会提供一定的缓冲，提高人体舒适感。4将可控气弹簧及其滑动安置在大腿骨架处，行走轻便；且卸压触头位置靠上，使人体更加方便地实现角度调节。5大腿骨架为一弧形构件，与人体贴合处的凹面根据人体大腿形状进行设计，符合人机工程学，让穿戴者更加舒适。每条大腿只需一个绑带就可以固定，穿戴更加方便，更加满足人们的心理需求。将小腿骨架置于人体前侧，踝关节处有角度限位，与脚底板和支撑滑架一起可以让穿戴者前倾一定的角度，满足医生的前倾要求，手术时更加省力。6本装置为无源结构，无需附加电机、背负电池等，且部件尽量采用轻量化设计，更加便携。7各部分结构紧凑，各个安装孔可采用沉头孔且第二挡圈位于限位槽内，装配美观，使用安全，外形新颖且实用，更引人注目，更容易被人们接受。附图说明图1为本发明一种实施例的整体结构立体示意图；图2为本发明一种实施例的整体结构后视示意图；图3为本发明一种实施例的大腿骨架立体示意图；图4为本发明一种实施例的大腿骨架后视示意图；图5为本发明一种实施例的座板立体示意图；图6为本发明一种实施例的座板后视示意图；图7为本发明一种实施例的板簧与板簧套连接示意图；图8为本发明一种实施例的小腿骨架结构示意图；图9为本发明一种实施例的可控气弹簧结构示意图；图10为本发明一种实施例的滑杆结构示意图；图11为本发明一种实施例的支撑杆结构示意图；图12为本发明一种实施例的圆台轴结构示意图；图13为本发明一种实施例的脚底板与支撑滑架连接示意图。图中：1、坐垫；2、座板；3、板簧；4、板簧套；5、绑带孔；6、大腿骨架；7、可控气弹簧；8、小腿骨架；9、支撑杆；10、支撑滑架；11、脚底板；12、连接件；13、伸缩杆；14、凸起；15、滑杆；16、压杆；17、第一凹槽；18、第二凹槽；19、限位槽；20、弧形孔；21、长条孔；22、扇形凸台；23、扭簧；24、圆凸台；25、圆台轴；26、第一挡圈；27、第三凹槽；28、卸压触头；29、第二挡圈；30、圆槽；31、螺纹通孔；32、长条滑槽；33、凸杆。具体实施方式下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。本发明提供了一种下肢助坐装置参见图1-13，简称装置，其特征在于该装置包括左支撑腿和右支撑腿；所述左支撑腿和右支撑腿结构相同，均包括缓冲装置、大腿骨架6、小腿骨架8、角度调节装置、支撑杆9、支撑滑架10和脚底板11；所述角度调节装置包括滑杆15、压杆16和可控气弹簧7；所述缓冲装置包括坐垫1、座板2、板簧3、板簧套4和扭簧23；所述大腿骨架6为一弧形构件，两侧均开有弧形孔20、限位槽19和绑带孔5；限位槽19位于弧形孔20的外侧，用于放置第二挡圈29，弧形孔20和限位槽19形状相同；大腿骨架6正面开有长条孔21；大腿骨架6的末端通过螺栓与小腿骨架8的一端可转动连接铰接构成转动副；使用时，绑带穿过绑带孔5将使用者大腿与大腿骨架6绑在一起；所述座板2开有第一凹槽17和第二凹槽18；坐垫1放置于座板2的第一凹槽17中并粘贴固定；板簧套4为L型结构，板簧3的一端插入板簧套4的一端中并通过螺钉可拆卸螺纹连接，另一端插入座板2的第二凹槽18中并通过螺钉可拆卸螺纹连接；板簧套4的另一端插入大腿骨架6的长条孔21中并通过螺钉可拆卸螺纹连接；所述小腿骨架8上固定有连接件12；所述可控气弹簧7的缸体末端通过螺栓可转动安装铰接于连接件12上；可控气弹簧7的伸缩杆13的端部周向开有螺纹，靠近端部的位置安装有嵌套、卡装或者可拆卸固定凸起14以定位滑杆15在伸缩杆13上的位置，顶部具有卸压触头28；所述滑杆15的两端具有圆槽30且中间开有螺纹通孔31；压杆16通过螺栓可转动安装铰接于滑杆15上，中部位于螺纹通孔31外侧；滑杆15的两端分别穿过大腿骨架6两侧的弧形孔20，滑杆15可沿弧形孔20移动；第二挡圈29卡装在滑杆15端部的圆槽30中并置于限位槽19内以轴向定位滑杆15，避免滑杆15在弧形孔20中滑动时轴向脱落；可控气弹簧7的伸缩杆13的端部周向螺纹与滑杆15的螺纹通孔31可拆卸螺纹连接；可控气弹簧7顶部的卸压触头28伸出螺纹通孔31外侧，进而能够与压杆16接触，实现当卸压触头28被压杆16按下后，伸缩杆13可在可控气弹簧7的缸体中伸缩，从而调节坐下的角度，调整好角度后，释放压杆16，压杆16与卸压触头28不接触，伸缩杆13固定，实现位置的调整；小腿骨架8的另一端分为完全相同的左部和右部，其外侧均开有扇形凸台22和圆凸台24；左部和右部通过各自的圆台轴25分别与两个支撑杆9的一端可转动连接铰接并通过轴端圆槽处的第一挡圈26进行轴向限位；支撑杆9一端的内侧有第三凹槽27；扇形凸台22和圆凸台24嵌入第三凹槽27中，且扇形凸台22的圆心角小于第三凹槽27的圆心角且半径相同，即小腿骨架8与支撑杆9可以相对旋转一定角度，即人体踝关节处可以旋转一定的角度；扭簧23嵌套于圆凸台24上，扭簧23的两个弹簧脚分别嵌入扇形凸台22内部的槽和第三凹槽27的长条形部分中，起缓冲作用；两个支撑杆9的另一端分别通过螺钉与脚底板11的两侧连接；脚底板11的两侧对称开有长条滑槽32，支撑滑架10左右两侧的两个凸杆33分别插入脚底板11两侧的长条滑槽32中，长条滑槽32的尺寸大于凸杆33，使得凸杆33能够在长条滑槽32中滑动，实现支撑滑架10的前后移动。优选地，大腿骨架6采用薄壁减重。优选地，支撑杆9与脚底板11连接的一端具有两个伸出端，使得连接稳固。优选地，圆台轴25的一端为圆台且另一端车有圆槽。优选地，第三凹槽27由用于与扇形凸台22配合的扇形、用于与圆凸台24配合的圆形和用于放置扭簧23的一个弹簧脚的长条形组成。优选地，所述可控气弹簧7采用扬州市江都区国祥气动件厂的YQ180型压缩气弹簧。优选地，小腿骨架8与大腿骨架6连接的端部具有孔洞，用于人体小腿的通过并实现与人体小腿的固定穿戴，孔洞内部可放置海绵。本发明的工作原理和工作流程是：使用时，大腿骨架6通过绑带和人体大腿绑在一起，人体小腿穿上小腿骨架8并且人体脚部穿在支撑滑架10和脚底板11上。人体坐下时，板簧3折弯，从而使坐垫1紧贴人体臀部，防止下滑。滑杆15在大腿骨架6的弧形孔20中上滑，当滑杆15滑动到弧形孔20顶点时，位置固定，此时可以按压压杆16，使其与卸压触头28接触，进而实现按下卸压触头28，使用者根据实际需要调整伸缩杆13的长度以达到最合适的坐姿。当人体需要前倾时，将支撑滑架10前移从而增大与地面的接触面积，使人体重心可以向前微移，防止前倾跌倒。前倾一定角度后扇形凸台22与第三凹槽27的边缘接触形成机械限位，且前倾过程中扭簧23阻碍人体跌倒的趋势会为前倾提供一定的缓冲，减小人体的不适感。本发明未述及之处适用于现有技术。

权利要求：1.一种下肢助坐装置，其特征在于该装置包括左支撑腿和右支撑腿；所述左支撑腿和右支撑腿结构相同，均包括缓冲装置、大腿骨架、小腿骨架、角度调节装置、支撑杆、支撑滑架和脚底板；所述角度调节装置包括滑杆、压杆和可控气弹簧；所述缓冲装置包括坐垫、座板、板簧、板簧套和扭簧；所述大腿骨架两侧均开有弧形孔、限位槽和绑带孔；限位槽位于弧形孔的外侧，用于放置第二挡圈；大腿骨架的末端与小腿骨架的一端可转动连接；坐垫固定于座板中；板簧的一端插入板簧套的一端中并可拆卸连接，另一端插入座板中并可拆卸连接；板簧套的另一端插入大腿骨架的长条孔中并可拆卸连接；所述小腿骨架上固定有连接件；所述可控气弹簧的缸体末端可转动安装于连接件上；可控气弹簧的伸缩杆的靠近端部的位置安装有凸起，顶部具有卸压触头；所述滑杆的两端具有圆槽且中间开有通孔；压杆可转动安装于滑杆上，中部位于通孔外侧；滑杆的两端分别穿过大腿骨架两侧的弧形孔，滑杆可沿弧形孔移动；第二挡圈卡装在滑杆端部的圆槽中并置于限位槽内；可控气弹簧的伸缩杆的端部与滑杆的通孔可拆卸连接；可控气弹簧顶部的卸压触头伸出通孔外侧，进而能够与压杆接触；小腿骨架的另一端分为左部和右部，其外侧均开有扇形凸台和圆凸台；左部和右部通过各自的圆台轴分别与两个支撑杆的一端可转动连接并通过轴端圆槽处的第一挡圈进行轴向限位；支撑杆一端的内侧有第三凹槽；扇形凸台和圆凸台嵌入第三凹槽中，且扇形凸台的圆心角小于第三凹槽的圆心角，小腿骨架与支撑杆可以相对旋转；扭簧嵌套于圆凸台上，扭簧的两个弹簧脚分别嵌入扇形凸台中和第三凹槽的长条形部分中；两个支撑杆的另一端分别与脚底板的两侧连接；脚底板的两侧均开有长条滑槽，支撑滑架左右两侧的两个凸杆分别插入脚底板两侧的长条滑槽中，长条滑槽的尺寸大于凸杆，使得凸杆能够在长条滑槽中滑动，实现支撑滑架的前后移动。2.根据权利要求1所述的下肢助坐装置，其特征在于板簧套为L型结构。3.根据权利要求1所述的下肢助坐装置，其特征在于可控气弹簧的伸缩杆的端部周向开有螺纹；可控气弹簧的伸缩杆的端部周向螺纹与滑杆的通孔螺纹连接。4.根据权利要求1所述的下肢助坐装置，其特征在于大腿骨架为一弧形构件。5.根据权利要求1所述的下肢助坐装置，其特征在于圆台轴的一端为圆台且另一端车有圆槽。6.根据权利要求1所述的下肢助坐装置，其特征在于第三凹槽由用于与扇形凸台配合的扇形、用于与圆凸台配合的圆形和用于放置扭簧的一个弹簧脚的长条形组成。7.根据权利要求1所述的下肢助坐装置，其特征在于支撑杆与脚底板连接的一端具有两个伸出端。8.根据权利要求1所述的下肢助坐装置，其特征在于所述可控气弹簧采用扬州市江都区国祥气动件厂的YQ180型压缩气弹簧。9.根据权利要求1所述的下肢助坐装置，其特征在于小腿骨架与大腿骨架连接的端部具有孔洞，用于人体小腿的通过并实现与人体小腿的固定穿戴，孔洞内部放置有海绵。

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