本發(fā)明屬醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種外骨骼裝置，具體說來，是一種起輔助支撐作用的全身性外骨骼。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代醫(yī)療中，X射線已經(jīng)成為醫(yī)生對病人進(jìn)行病情診斷、治療的重要手段；X射線穿透人體時會對人體產(chǎn)生一定的不良效應(yīng)，若接觸X射線過多，會對人體產(chǎn)生一定的放射損害，引起身體病變甚至癌變風(fēng)險；醫(yī)護(hù)人員在進(jìn)行放射診斷和手術(shù)時，需要穿防輻射服進(jìn)行保護(hù)，而防輻射服內(nèi)含有相當(dāng)質(zhì)量的鉛，導(dǎo)致醫(yī)護(hù)人員在穿著防輻射服工作時十分不便，異常疲憊，更常常引起放射醫(yī)護(hù)人員的頸椎病和腰椎病等身體病癥。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供適于防輻射服支撐的外骨骼裝置，該裝置可以穿著在人體身上，對穿在人身上的防輻射服起支撐作用，而且不會干涉影響人體的正常運動動作；在人體彎腰和下蹲時，該外骨骼裝置還能起到被動助力作用；與地面接觸的支撐部分還有一定的減震效果。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種用于防輻射服支撐的外骨骼裝置，包括：

用于穿戴在肩部的肩部機構(gòu)，包括一對背部支撐桿101、102、設(shè)置在背部支撐桿101、102之間的固定橫桿2和導(dǎo)向件3和固定在背部支撐桿101、102上的一對柔性背帶901、902，所述導(dǎo)向件3位于固定橫桿2的下方，固定橫桿2的左右兩端分別固定在左右側(cè)的背部支撐桿101、102上，導(dǎo)向件3的左右兩端分別能滑動地套裝在左右側(cè)的背部支撐桿101、102上；

用于穿戴在腰部的腰部機構(gòu)，包括腰部支撐桿401、402、安裝在腰部支撐桿401、402上的柔性腰帶8以及一端分別固定在腰部支撐桿401、402左右兩側(cè)的兩根直筒形拉簧701、702，所述背部支撐桿101、102通過兩只中凸鼓形彈簧601、602分別固定在腰部支撐桿401、402的前端，所述導(dǎo)向件3通過兩個分別上下設(shè)置的球形鉸鏈501、502固定在腰部支撐桿401、402的前端并位于兩只中凸鼓形彈簧601、602之間，所述直筒形拉簧701、702的另一端通過鋼繩分別與位于上方的球形鉸鏈501的上端連接；

用于穿戴在腿部的腿部機構(gòu)，包括設(shè)置在自動切換裝置上端的大腿支撐直桿1201、1202；設(shè)置在大腿支撐直桿1201、1202和小腿支撐直桿1701、1702之間的自動切換裝置，其包括設(shè)置在自動切換裝置上端的固定件、設(shè)置在固定件下端的關(guān)節(jié)軸承1401、1402、設(shè)置在關(guān)節(jié)軸承1401、1402下端的軸承支座、設(shè)置在軸承支座下端的滑動件1601、1602、設(shè)置在滑動件1601、1602內(nèi)部的滑動軸承、分別鉸接在固定件和滑動件1601、1602上的上鉸接件和下鉸接件、設(shè)置在上鉸接件和下鉸接件之間的壓縮彈簧以及順次穿過上鉸接件、壓縮彈簧和下鉸接件的彈簧壓縮桿1501、1502，其中，所述大腿支撐直桿1201、1202的下端和關(guān)節(jié)軸承1401、1402上端之間通過上螺紋桿固定連接，所述上螺紋桿穿過固定件上的通孔，關(guān)節(jié)軸承1401、1402的下端能轉(zhuǎn)動地安裝在軸承支座上，所述彈簧壓縮桿1501、1502的上端設(shè)置有桿帽，下端安裝有螺母，所述上鉸接件和下鉸接件被限定在彈簧壓縮桿1501、1502的桿帽和螺母之間；設(shè)置在軸承支座下端的小腿支撐直桿1701、1702，所述小腿支撐直桿1701、1702穿過滑動軸承的內(nèi)部，其上端通過下螺紋桿固定在軸承支座底座的沉頭式通孔內(nèi)；設(shè)置在小腿支撐直桿1701、1702內(nèi)部并能在小腿支撐直桿1701、1702內(nèi)部上下滑動的滑動支撐直桿1801、1802，所說滑動支撐直桿1801、1802的上端和滑動件1601、1602的上端分別設(shè)置有相互對應(yīng)的兩個安裝孔，通過上銷軸和下銷軸插入兩個安裝孔中將滑動支撐直桿1801、1802和滑動件1601、1602相互固定，所述滑動軸承被限位在上銷軸和下銷軸之間；所述小腿支撐直桿1701、1702的側(cè)邊開設(shè)一滑槽，所述上銷軸和下銷軸順次穿過滑動件1601、1602的安裝孔、滑槽和滑動支撐直桿1801、1802，并能在滑槽內(nèi)上下滑動。

進(jìn)一步地，所述腰部支撐桿401、402與大腿支撐直桿1201、1202之間通過球形鉸鏈1001、1002連接，還包括分別固定在球形鉸鏈1001、1002兩端的的鼓形彈簧1101、1102。

進(jìn)一步地，還包括大腿柔性綁套1301、1302，其分別固定于大腿支撐直桿1201、1202上。

進(jìn)一步地，還包括小腿柔性綁套1901、1902，其分別固定于小腿支撐直桿1701、1702上。

進(jìn)一步地，還包括踝關(guān)節(jié)柔性綁套2101、2102，其分別通過踝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動件2001、2002與小腿支撐直桿1701、1702進(jìn)行鉸鏈連接。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：

(1)背部支撐桿與腰部支撐桿之間通過彈簧鉸鏈機構(gòu)連接，該彈簧鉸鏈機構(gòu)為多自由度的鉸鏈機構(gòu)，在腰部水平轉(zhuǎn)動與左右擺動時鼓形彈簧能夠起到支撐復(fù)位作用，在彎腰時直筒拉簧能產(chǎn)生拉力提供助力效果。

(2)腰部支撐桿與大腿支撐直桿連接的髖關(guān)節(jié)處，采用彈簧鉸鏈機構(gòu)，該球鉸鏈能實現(xiàn)髖關(guān)節(jié)的全部動作，而且能在彎腰時利用彈簧提供助力。

(3)大腿支撐直桿與小腿支撐直桿通過球鉸鏈連接，并與彈簧壓縮桿和滑動件共同組成彈簧滑塊鉸鏈機構(gòu)，該機構(gòu)可以實現(xiàn)正常行走模式下的膝關(guān)節(jié)彎曲動作，還可以在足部駐地時為膝關(guān)節(jié)提供助力，減輕穿著防輻射服時的人體負(fù)擔(dān)。

(4)足底支撐件為彎曲的金屬橡膠材料，內(nèi)部含有減震彈簧，可以減輕著地時的沖擊。

附圖說明

圖1為本發(fā)明三維結(jié)構(gòu)整體示意圖。

圖2為軀干支撐部分示意詳圖。

圖3為下肢支撐部分示意詳圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種適于防輻射服支撐的外骨骼裝置，該外骨骼裝置包括一對背部支撐桿101、102、固定橫桿2、導(dǎo)向件3、一對腰部支撐桿401、402、球形鉸鏈501、502、兩只中凸鼓形彈簧601、602、兩只直筒形拉簧701、702、柔性腰帶8、一對柔性背帶901、902、球形鉸鏈1001、1002、中凸鼓形彈簧1101、1102、大腿支撐直桿1201、1202、大腿柔性綁套1301、1302、關(guān)節(jié)軸承1401、1402、彈簧壓縮桿1501、1502、滑動件1601、1602、小腿支撐直桿1701、1702、滑動支撐直桿1801、1802、小腿柔性綁套1901、1902、踝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動件2001、2002、踝關(guān)節(jié)柔性綁套2101、2102、足底支撐件2201、2202。如圖2所示，固定橫桿2通過螺紋固定于一對背部支撐桿101、102上，保持背部支撐桿的平行穩(wěn)定；背部支撐桿101、102分別通過鼓形彈簧601、602與腰部支撐桿401、402連接；導(dǎo)向件3與腰部支撐桿通過球形鉸鏈501、502連接；直筒形拉簧701、702與球形鉸鏈501上端通過剛繩連接；柔性背帶901、902與腰帶8分別套在背部支撐桿101、102和腰部支撐桿上。

腰部支撐桿401、402與大腿支撐直桿1201、202分別通過球形鉸鏈1001、1002連接，與該鉸鏈并列的鼓形彈簧1101、1102均用螺釘固定；大腿柔性綁套1301、1302通過螺釘分別固定于大腿支撐直桿1201、1202。

如圖3，大腿支撐直桿1201、1202與小腿支撐直桿1701、1702分別通過關(guān)節(jié)軸承1401、1402鉸接；與該鉸鏈并列的彈簧壓縮桿1501、1502上端分別與大腿支撐直桿1201、1202通過鉸鏈連接，下端分別與滑動件1601、1602連接；滑動件1601、1602分別與滑動支撐直桿1801、1802通過銷過盈固連，與小腿支撐直桿1701、1702之間滑動配合；滑動支撐直桿1801、1802與小腿支撐直桿1701、1702之間是滑動配合連接。

小腿柔性綁套1901、1902分別通過螺釘固定于小腿支撐直桿1701、1702；踝關(guān)節(jié)柔性綁套2101、2102通分別過螺釘固定于踝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動件2001、2002；踝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動件2001、2002與小腿支撐直桿1701、1702之間用螺釘緊定；足底支撐件2201、2202分別通過螺釘固定于小腿支撐直桿1701、1702。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，用于防輻射服支撐的外骨骼裝置，包括：

用于穿戴在肩部的肩部機構(gòu)，包括一對背部支撐桿101、102、設(shè)置在背部支撐桿101、102之間的固定橫桿2和導(dǎo)向件3和固定在背部支撐桿101、102上的一對柔性背帶901、902，所述導(dǎo)向件3位于固定橫桿2的下方，固定橫桿2的左右兩端分別固定在左右側(cè)的背部支撐桿101、102上，導(dǎo)向件3的左右兩端分別能滑動地套裝在左右側(cè)的背部支撐桿101、102上；

用于穿戴在腰部的腰部機構(gòu)，包括腰部支撐桿401、402、安裝在腰部支撐桿401、402上的柔性腰帶8以及一端分別固定在腰部支撐桿401、402左右兩側(cè)的兩根直筒形拉簧701、702，所述背部支撐桿101、102通過兩只中凸鼓形彈簧601、602分別固定在腰部支撐桿401、402的前端，所述導(dǎo)向件3通過兩個分別上下設(shè)置的球形鉸鏈501、502固定在腰部支撐桿401、402的前端并位于兩只中凸鼓形彈簧601、602之間，所述直筒形拉簧701、702的另一端通過鋼繩分別與位于上方的球形鉸鏈501)的上端連接；

用于穿戴在腿部的腿部機構(gòu)，包括設(shè)置在自動切換裝置上端的大腿支撐直桿1201、1202；設(shè)置在大腿支撐直桿1201、1202和小腿支撐直桿1701、1702之間的自動切換裝置，其包括設(shè)置在自動切換裝置上端的固定件、設(shè)置在固定件下端的關(guān)節(jié)軸承1401、1402、設(shè)置在關(guān)節(jié)軸承1401、1402下端的軸承支座、設(shè)置在軸承支座下端的滑動件1601、1602、設(shè)置在滑動件1601、1602內(nèi)部的滑動軸承、分別鉸接在固定件和滑動件1601、1602上的上鉸接件和下鉸接件、設(shè)置在上鉸接件和下鉸接件之間的壓縮彈簧以及順次穿過上鉸接件、壓縮彈簧和下鉸接件的彈簧壓縮桿1501、1502，其中，所述大腿支撐直桿1201、1202的下端和關(guān)節(jié)軸承1401、1402上端之間通過上螺紋桿固定連接，所述上螺紋桿穿過固定件上的通孔，關(guān)節(jié)軸承1401、1402的下端能轉(zhuǎn)動地安裝在軸承支座上，所述彈簧壓縮桿1501、1502的上端設(shè)置有桿帽，下端安裝有螺母，所述上鉸接件和下鉸接件被限定在彈簧壓縮桿1501、1502的桿帽和螺母之間；設(shè)置在軸承支座下端的小腿支撐直桿1701、1702，所述小腿支撐直桿1701、1702穿過滑動軸承的內(nèi)部，其上端通過下螺紋桿固定在軸承支座底座的沉頭式通孔內(nèi)；設(shè)置在小腿支撐直桿1701、1702內(nèi)部并能在小腿支撐直桿1701、1702內(nèi)部上下滑動的滑動支撐直桿1801、1802，所說滑動支撐直桿1801、1802的上端和滑動件1601、1602的上端分別設(shè)置有相互對應(yīng)的兩個安裝孔，通過上銷軸和下銷軸插入兩個安裝孔中將滑動支撐直桿1801、1802和滑動件1601、1602相互固定，所述滑動軸承被限位在上銷軸和下銷軸之間；所述小腿支撐直桿1701、1702的側(cè)邊開設(shè)一滑槽，所述上銷軸和下銷軸順次穿過滑動件1601、1602的安裝孔、滑槽和滑動支撐直桿1801、1802，并能在滑槽內(nèi)上下滑動。

上述外骨骼裝置的工作過程是：人體穿上該外骨骼裝置，防輻射服則“披在”該外骨骼上，當(dāng)人體直立時，背部支撐桿在肩部承受防輻射服的重力，然后通過鉸鏈和支撐桿將重力傳遞于地面；當(dāng)人體彎腰工作時，直筒拉簧會產(chǎn)生拉力，加上髖關(guān)節(jié)處的鼓形彈簧受壓，會為上身軀干部分提供助力效果。當(dāng)人處于下蹲姿勢時，膝關(guān)節(jié)處的彈簧壓縮桿會工作，為人體膝關(guān)節(jié)提供助力，這樣就可以減輕人體膝關(guān)節(jié)的負(fù)擔(dān)。

當(dāng)人體正常行走時，足底的滑動支撐桿離開地面，則滑動件成為自由端，膝關(guān)節(jié)彎曲時彈簧桿不工作，并不會對人體腿部產(chǎn)生阻力，這正是該膝關(guān)節(jié)機構(gòu)與普通下肢被動助力機構(gòu)不同之處。