一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置，包括工作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述工作系統(tǒng)包括背帶調(diào)整裝置和剛度調(diào)節(jié)裝置，所述背帶調(diào)整裝置將減負(fù)裝置固定在使用者背部，所述剛度調(diào)節(jié)裝置固定在背帶調(diào)整裝置上；所述控制系統(tǒng)由上位機(jī)控制系統(tǒng)和箱載控制系統(tǒng)組成；所述箱載控制系統(tǒng)安裝在箱體上，所述上位機(jī)控制系統(tǒng)與箱載控制系統(tǒng)無(wú)線連接。本發(fā)明裝置體積小、質(zhì)量輕、能耗小，可用于戶外和家庭，容易操作，攜帶方便，可以根據(jù)不同患者的需求適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整能力強(qiáng)、安全，并且舒適，可靠性高。
【專利說(shuō)明】一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置，屬于康復(fù)器械領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平和醫(yī)療水平的提高，計(jì)劃生育政策的落實(shí)，我國(guó)迅速的步入人口老齡化社會(huì)。隨著我國(guó)人口老齡化的問(wèn)題越來(lái)越突出，國(guó)家逐漸認(rèn)識(shí)到康復(fù)器械對(duì)老年人生活質(zhì)量的提高有著重要的作用。因此，在十二五規(guī)劃中國(guó)家加大對(duì)醫(yī)療康復(fù)器械開(kāi)發(fā)的投入，其中減負(fù)裝置在康復(fù)器械領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。在老年人群體中，最常見(jiàn)的疾病就是腰椎病。所謂腰椎病，就是由于年齡的增長(zhǎng)，導(dǎo)致髓核的水分會(huì)有一部分的丟失，彈性明顯下降，椎間隙變窄，椎體如不穩(wěn)，在椎體邊緣產(chǎn)生骨刺，導(dǎo)致疼痛，引起老年人腰椎病的出現(xiàn)。另外，長(zhǎng)期腰部活動(dòng)量以及負(fù)荷過(guò)大是其誘因。
[0003]目前老年人中最常見(jiàn)的保護(hù)腰椎的方式是借助手杖和拐杖等，但是拐杖等助力器這種方式使用和攜帶都不方便，只是把下肢和腰椎應(yīng)該承受的力轉(zhuǎn)移到人的肩關(guān)節(jié)，肩關(guān)節(jié)多了額外的承載力，容易產(chǎn)生疲勞，而且手杖和拐杖沒(méi)有調(diào)節(jié)平衡的能力，容易摔倒。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置，可以減輕腰椎病患者及老年人日常生活中彎腰或上下樓梯腰椎承受的力，在一定程度上避免腰椎病的發(fā)生。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置，包括工作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述工作系統(tǒng)包括背帶調(diào)整裝置和剛度調(diào)節(jié)裝置，所述背帶調(diào)整裝置將減負(fù)裝置固定在使用者背部，所述剛度調(diào)節(jié)裝置固定在背帶調(diào)整裝置上；所述控制系統(tǒng)由上位機(jī)系統(tǒng)和箱載系統(tǒng)組成；所述箱載系統(tǒng)安裝在剛度調(diào)節(jié)裝置上，所述上位機(jī)系統(tǒng)與箱載系統(tǒng)無(wú)線連接。
[0006]所述背帶調(diào)整裝置包括一根腰帶、兩根上背帶、兩根拉緊帶、箱包、箱蓋、合頁(yè)，所述箱蓋通過(guò)合頁(yè)和箱包相連，兩根上背帶的中間穿過(guò)箱包頂端的凹槽和箱包相連，上背帶一端連有一個(gè)調(diào)節(jié)帶，調(diào)節(jié)帶上有一個(gè)滑動(dòng)鎖扣，滑動(dòng)鎖扣沿調(diào)節(jié)帶上下移動(dòng)調(diào)節(jié)上背帶的長(zhǎng)度，兩根拉緊帶一端固定在腰帶上，另一端與剛度調(diào)節(jié)裝置中的滑塊相連。
[0007]所述剛度調(diào)節(jié)裝置包括滾輪、導(dǎo)軌、滑塊、滾輪支撐件、片彈簧支架、片彈簧固定件、片彈簧、片彈簧固定螺栓、右旋絲杠螺母、絲杠支架、絲杠、絲杠導(dǎo)軌、變剛度支撐件、步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)支架、主動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪、變剛度限位開(kāi)關(guān)、左旋絲杠螺母、滾輪固定螺母；所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)電機(jī)支架固定在箱包上，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端連接主動(dòng)錐齒輪，所述主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪嚙合，所述從動(dòng)錐齒輪和絲杠連接，所述絲杠裝在絲杠支架上，所述支架底端安裝有絲杠導(dǎo)軌，所述右旋絲杠螺母和左旋絲杠螺母分別安裝在絲杠的兩端，并安裝在絲杠導(dǎo)軌上，所述絲杠的兩端旋向相反，所述右旋絲杠螺母和左旋絲杠螺母的運(yùn)動(dòng)方向也相反；所述絲杠支架一端安裝一個(gè)限位開(kāi)關(guān)，所述右旋絲杠螺母和左旋絲杠螺母上分別固定一個(gè)變剛度支撐件，兩個(gè)變剛度支撐件分別套接一個(gè)片彈簧，兩個(gè)片彈簧一端通過(guò)固定件和四個(gè)片彈簧固定螺栓固定到片彈簧支架上，兩根導(dǎo)軌安裝在箱包中部，兩個(gè)滑塊安裝到各自導(dǎo)軌上，兩個(gè)滾輪支撐件分別和滑塊相連，每個(gè)滾輪支撐件上通過(guò)軸承安裝兩個(gè)滾輪，并通過(guò)滾輪固定螺母在滾輪端部鎖緊固定，每?jī)蓚€(gè)滾輪將一個(gè)片彈簧夾在中間。
[0008]所述箱載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是:一個(gè)箱載藍(lán)牙模塊和一個(gè)STC89C52箱載單片機(jī)連接，上位機(jī)系統(tǒng)與箱載藍(lán)牙模塊無(wú)線連接通信，STC89C52箱載單片機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和機(jī)械系統(tǒng)相連，電源模塊與箱載藍(lán)牙模塊和STC89C52箱載單片機(jī)連接。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下突出實(shí)質(zhì)特征點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明裝置體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜，可用于戶外和家庭，容易操作，攜帶方便，可以根據(jù)不同患者的需求適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整能力強(qiáng)、安全，并且舒適，可靠性高，節(jié)約了資源和成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置背帶調(diào)整裝置圖。
[0012]圖3是一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置剛度調(diào)節(jié)裝置圖。
[0013]圖4是一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置控制系統(tǒng)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】如下:
如圖1和圖2所示，一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置，包括工作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述工作系統(tǒng)包括背帶調(diào)整裝置A和剛度調(diào)節(jié)裝置B，所述背帶調(diào)整裝置A將減負(fù)裝置固定在使用者E背部，所述剛度調(diào)節(jié)裝置B固定在背帶調(diào)整裝置A上；所述控制系統(tǒng)由上位機(jī)系統(tǒng)C和箱載系統(tǒng)D組成；所述箱載系統(tǒng)D安裝在剛度調(diào)節(jié)裝置B上，所述上位機(jī)系統(tǒng)C與箱載系統(tǒng)D無(wú)線連接。
[0015]所述背帶調(diào)整裝置A包括一根腰帶1、兩根上背帶2、兩根拉緊帶17、箱包3、箱蓋25、合頁(yè)26，所述箱蓋25通過(guò)合頁(yè)26和箱包3相連，兩根上背帶2的中間穿過(guò)箱包3頂端的凹槽和箱包3相連，上背帶2 —端連有一個(gè)調(diào)節(jié)帶27，調(diào)節(jié)帶27上有一個(gè)滑動(dòng)鎖扣28，滑動(dòng)鎖扣28沿調(diào)節(jié)帶27上下移動(dòng)調(diào)節(jié)上背帶2的長(zhǎng)度，兩根拉緊帶17 —端固定在腰帶I上，另一端與剛度調(diào)節(jié)裝置B中的滑塊6相連；
如圖3所示，所述剛度調(diào)節(jié)裝置B包括滾輪4、導(dǎo)軌5、滑塊6、滾輪支撐件7、片彈簧支架8、片彈簧固定件9、片彈簧10、片彈簧固定螺栓11、右旋絲杠螺母12、絲杠支架13、絲杠14、絲杠導(dǎo)軌15、變剛度支撐件16、步進(jìn)電機(jī)18、電機(jī)支架19、主動(dòng)錐齒輪20、從動(dòng)錐齒輪21、變剛度限位開(kāi)關(guān)22、左旋絲杠螺母23、滾輪固定螺母24 ;所述步進(jìn)電機(jī)18通過(guò)電機(jī)支架19固定在箱包3上，所述步進(jìn)電機(jī)18的輸出端連接主動(dòng)錐齒輪19，所述主動(dòng)錐齒輪20和從動(dòng)錐齒輪21嚙合，所述從動(dòng)錐齒輪21和絲杠14連接，所述絲杠14裝在絲杠支架13上，所述支架13底端安裝有絲杠導(dǎo)軌15，所述右旋絲杠螺母12和左旋絲杠螺母23分別安裝在絲杠14的兩端，并安裝在絲杠導(dǎo)軌15上，所述絲杠14的兩端旋向相反，所述右旋絲杠螺母12和左旋絲杠螺母23的旋向也相反；所述絲杠支架13 —端安裝一個(gè)限位開(kāi)關(guān)22，所述右旋絲杠螺母12和左旋絲杠螺母23上分別固定一個(gè)變剛度支撐件16，兩個(gè)變剛度支撐件16分別套接一個(gè)片彈簧10，兩個(gè)片彈簧10 —端通過(guò)固定件9和四個(gè)片彈簧固定螺栓11固定到片彈簧支架8上，兩根導(dǎo)軌5安裝在箱包3中部，兩個(gè)滑塊6安裝到各自導(dǎo)軌5上，兩個(gè)滾輪支撐件7分別和滑塊6相連，每個(gè)滾輪支撐件7上通過(guò)軸承安裝兩個(gè)滾輪4，并通過(guò)滾輪固定螺母24在滾輪4端部鎖緊固定，每?jī)蓚€(gè)滾輪4將一個(gè)片彈簧10夾在中間。
[0016]如圖4所示，所述箱載系統(tǒng)D的結(jié)構(gòu)是:一個(gè)箱載藍(lán)牙模塊Dl和一個(gè)STC89C52箱載單片機(jī)D2連接，上位機(jī)系統(tǒng)C與箱載藍(lán)牙模塊Dl無(wú)線連接通信，STC89C52箱載單片機(jī)D2和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊D3相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊D3和機(jī)械系統(tǒng)D4相連，電源模塊D5與箱載藍(lán)牙模塊Dl和STC89C52箱載單片機(jī)D2連接。
[0017]本發(fā)明裝置的工作模式如下:
使用者E先通過(guò)上背帶2將減負(fù)裝置背起，然后根據(jù)個(gè)人調(diào)節(jié)背帶2長(zhǎng)短，將箱包3調(diào)整好與人背部舒適位置后然后調(diào)節(jié)腰帶I長(zhǎng)短再通過(guò)扣件鎖緊，然后使用者E打開(kāi)手機(jī)控制端Cl遙控軟件，軟件會(huì)自動(dòng)打開(kāi)手機(jī)藍(lán)牙，與箱載藍(lán)牙Dl進(jìn)行連接，連接成功后用手指點(diǎn)擊相應(yīng)控制按鈕，手機(jī)藍(lán)牙就會(huì)發(fā)送相應(yīng)控制命令到箱載單片機(jī)D2上，單片機(jī)D2根據(jù)指令控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊D3，實(shí)現(xiàn)對(duì)絲杠螺母機(jī)構(gòu)的控制從而調(diào)節(jié)省力模式，同時(shí)通過(guò)手機(jī)也可以設(shè)置發(fā)脈沖的頻率來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)速度。每次工作開(kāi)始點(diǎn)擊手機(jī)上的復(fù)位按鈕，電機(jī)向兩邊復(fù)位遇到限位開(kāi)關(guān)22停下，然后使用者E可以點(diǎn)擊手機(jī)上的省力模式按鈕選擇適合自己的模式，這樣步進(jìn)電機(jī)18就會(huì)移動(dòng)到相應(yīng)的位置，片彈簧10的工作剛度也就確定了，當(dāng)使用者E彎腰時(shí)，拉緊帶17會(huì)受力帶著滑塊向下移動(dòng)，滑塊6上兩個(gè)滾輪4夾著片彈簧10彎曲，這樣就會(huì)減輕使用者腰椎承受的一大部分力，達(dá)到了保護(hù)使用者腰椎的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種可穿戴式變剛度減負(fù)裝置，包括工作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述工作系統(tǒng)包括背帶調(diào)整裝置(A)和剛度調(diào)節(jié)裝置(B)，所述背帶調(diào)整裝置(A)將減負(fù)裝置固定在使用者(E)背部，所述剛度調(diào)節(jié)裝置(B)固定在背帶調(diào)整裝置(A)上；所述控制系統(tǒng)由上位機(jī)控制系統(tǒng)(C)和箱載控制系統(tǒng)(D)組成；所述箱載控制系統(tǒng)(D)安裝在背帶調(diào)整裝置(A)的箱體上，所述上位機(jī)控制系統(tǒng)(C)與箱載控制系統(tǒng)(D)無(wú)線連接，其特征在于: 所述背帶調(diào)整裝置(A)包括一根腰帶(I)、兩根上背帶(2)、兩根拉緊帶(17)、箱包(3)、箱蓋(25)、合頁(yè)(26)，所述箱蓋(25)通過(guò)合頁(yè)(26)和箱包(3)相連，兩根上背帶(2)的中間穿過(guò)箱包(3)頂端的凹槽和箱包(3)相連,上背帶(2) —端連有一個(gè)調(diào)節(jié)帶(27),調(diào)節(jié)帶(27)上有一個(gè)滑動(dòng)鎖扣(28)，滑動(dòng)鎖扣(28)沿調(diào)節(jié)帶(27)上下移動(dòng)調(diào)節(jié)上背帶(2)的長(zhǎng)度，兩根拉緊帶(17) —端固定在腰帶(I)上，另一端與剛度調(diào)節(jié)裝置(B)中的滑塊(6)相連； 所述剛度調(diào)節(jié)裝置(B)包括滾輪(4)、導(dǎo)軌(5)、滑塊(6)、滾輪支撐件(7)、片彈簧支架(8)、片彈簧固定件(9)、片彈簧(10)、片彈簧固定螺栓(11)、右旋絲杠螺母(12)、絲杠支架(13)、絲杠(14)、絲杠導(dǎo)軌(15)、變剛度支撐件(16)、步進(jìn)電機(jī)(18)、電機(jī)支架(19)、主動(dòng)錐齒輪(20)、從動(dòng)錐齒輪(21)、變剛度限位開(kāi)關(guān)(22)、左旋絲杠螺母(23)、滾輪固定螺母(24);所述步進(jìn)電機(jī)(18)通過(guò)電機(jī)支架(19)固定在箱包(3)上,所述步進(jìn)電機(jī)(18)的輸出端連接主動(dòng)錐齒輪(20)，所述主動(dòng)錐齒輪(20)和從動(dòng)錐齒輪(21)嚙合，所述從動(dòng)錐齒輪(21)和絲杠(14)連接，所述絲杠(14)裝在絲杠支架(13)上，所述絲杠支架(13)底端安裝有絲杠導(dǎo)軌(15)，所述右旋絲杠螺母(12)和左旋絲杠螺母(23)分別安裝在絲杠(14)的兩端，并安裝在絲杠導(dǎo)軌(15)上，所述絲杠(14)的兩端旋向相反，所述右旋絲杠螺母(12)和左旋絲杠螺母(23)的旋向也相反；所述絲杠支架(13) —端安裝一個(gè)限位開(kāi)關(guān)(22)，所述右旋絲杠螺母(12)和左旋絲杠螺母(23)上分別固定一個(gè)變剛度支撐件(16)，兩個(gè)變剛度支撐件(16)分別套接一個(gè)片彈簧(10)，兩個(gè)片彈簧(10) —端通過(guò)片彈簧固定件(9)和四個(gè)片彈簧固定螺栓(11)固定到片彈簧支架(8)上，兩根導(dǎo)軌(5)安裝在箱包(3)中部，兩個(gè)滑塊(6)安裝到各自導(dǎo)軌(5)上，兩個(gè)滾輪支撐件(7)分別和滑塊(6)相連，每個(gè)滾輪支撐件(7)上通過(guò)軸承安裝兩個(gè)滾輪(4)，并通過(guò)滾輪固定螺母(24)在滾輪(4)端部鎖緊固定，每?jī)蓚€(gè)滾輪(4 )將一個(gè)片彈簧(10 )夾在中間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式變剛度減負(fù)裝置，其特征在于:所述箱載控制系統(tǒng)(D)的結(jié)構(gòu)是:一個(gè)箱載藍(lán)牙模塊(Dl)和一個(gè)STC89C52箱載單片機(jī)(D2)連接，上位機(jī)系統(tǒng)(C)與箱載藍(lán)牙模塊(Dl)無(wú)線連接通信，STC89C52箱載單片機(jī)(D2)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(D3)相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(D3)和機(jī)械系統(tǒng)(D4)相連，電源模塊(D5)與箱載藍(lán)牙模塊(Dl)和STC89C52箱載單片機(jī)(D2)連接。
【文檔編號(hào)】A61H1/00GK104274296SQ201410444709
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】崔澤, 崔玉乾, 錢(qián)東海, 丁衛(wèi), 楊海偉 申請(qǐng)人:上海大學(xué)