[发明专利]一种基于流体弹簧驱动的脊柱支撑柔性外骨骼装置

说明书

一种基于流体弹簧驱动的脊柱支撑柔性外骨骼装置，包括仿生柔性背板、流体弹簧组件、传动组件和连接组件；流体弹簧组件设置在仿生柔性背板的上部，连接组件设置在仿生柔性背板的顶部、中部及底部，用于和人体连接；传动组件连接在流体弹簧组件和仿生柔性背板之间；本发明基于液压原理使得流体弹簧装置中缸体、活塞、活塞杆与缸体内流体组成一套完成的液压系统，在使用硅油作为液压油的情况下，可以以较小的体积产生较大的弹簧刚度，从而可以提供更大的驱动力。

技术领域

本发明属于液压装备和康复医疗器械领域，特别涉及一种基于流体弹簧驱动的脊柱支撑柔性外骨骼装置。

背景技术

在人们生产生活中，体力工作者经常需要进行长时间的劳动，如长时间或者频繁弯腰搬运重物，长期连续的搬运作业，损害着劳动者的健康，导致人们出现腰肌劳损、腰间盘突出的症状。本发明引入脊柱的柔性支撑装置，在满足人体穿戴舒适度的同时，还能够对脊柱进行有效支撑。同时采用流体弹簧驱动，相比于相同体积的传统机械弹簧，流体弹簧在人体弯腰与起身时对脊椎有着足够拉力来防止脊椎受伤，降低人体蹲起或者搬运重物时脊柱负担，为人体提供额外助力，具有广泛的应用前景。

传统脊柱外骨骼一方面是采用电机驱动，另一方面是使用刚性结构连接，这两个方面共同造成的传统脊柱外骨骼结构复杂、重量大、价格高、日常穿戴不方便等一系列问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于流体弹簧驱动的脊柱支撑外骨骼装置，以解决传统脊柱外骨骼结构复杂、重量大、价格高、日常穿戴不方便等一系列问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于流体弹簧驱动的脊柱支撑柔性外骨骼装置，包括仿生柔性背板、流体弹簧组件、传动组件和连接组件；流体弹簧组件设置在仿生柔性背板的上部，连接组件设置在仿生柔性背板的顶部、中部及底部，用于和人体连接；传动组件连接在流体弹簧组件和仿生柔性背板之间；

流体弹簧组件包括壳体和流体弹簧装置，流体弹簧装置设置在壳体内，传动组件的一端和流体弹簧装置连接，另一端和仿生柔性背板连接。

进一步的，流体弹簧装置包括驱动钢丝、活塞、连接板、调节杆、活塞杆连接块、调节旋钮和基座；活塞杆连接块和基座之间平行设置有两个活塞，活塞的活塞杆连接在活塞杆连接块上；调节杆的一端通过螺纹和活塞杆连接块连接，另一端通过销钉和连接板连接，连接板连接驱动钢丝，驱动钢丝从基座伸出；调节杆穿过活塞杆连接块连接在调节旋钮上。

进一步的，传动组件包括滑轮组件、牵引绳和尺寸调节绳；滑轮组件连接在驱动钢丝上，牵引绳绕在滑轮组上，牵引绳的两端分别固定在仿生柔性背板底部的连接组件上，仿生柔性背板底部的连接组件上还固定有尺寸调节绳。

进一步的，滑轮组件包括滑轮吊环、吊环销钉、滑轮和滑轮销钉；滑轮通过滑轮销钉设置在滑轮吊环内，滑轮吊环顶部通过吊环销钉连接驱动钢丝。

进一步的，仿生柔性背板中设置尺寸调节绳和牵引绳的工作通道，并将两种绳子贴合在仿生柔性背板上。

进一步的，连接组件包括肩带、腰带、连接带和腿部绑带，肩带设置在仿生柔性背板上部，腰带设置在仿生柔性背板中部，两个腿部绑带设置仿生柔性背板在下部；连接带设置在壳体和仿生柔性背板之间，用于连接壳体和仿生柔性背板。

进一步的，腰带两侧分别设置有尺寸调节带和拉力调节带，且尺寸调节带和拉力调节带上均设置有腰带扣；拉力调节带的背后端连接牵引绳，尺寸调节带的背后端连接尺寸调节绳，两侧的调节带均能够自由拉动并通过腰带扣固定。

进一步的，壳体包括内壳体和外壳体通过螺栓固定。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：