[发明专利]面向手术应用的医生姿态保持助力系统

说明书

技术领域

本发明属于姿态保持助力领域，具体涉及一种面向手术应用的医生姿态保持助力系统。

背景技术

目前，国内外针对外骨骼机器人的研究不断深化，但其使用对象大多是行走不便的老年人、有肢体运动障碍的患者或需要负重的人员，而针对医务人员的外骨骼助力设备却很少或几乎没有。

在功能方面，目前还没有一种助力系统能够实现人体需要运动时该系统跟随人体运动、人体需要保持某一姿势时该系统为人体提供支撑的功能。

在驱动方式上，现有的外骨骼设备大多依靠各关节的电机驱动、液压驱动或气压驱动实现各关节的主动运动，直接驱动外骨骼各关节运动时所需电机功率大，能耗高，如萨克斯公司研制的外骨骼XOS利用自带的电池只能使用40分钟。

医生在做手术时需要长时间保持某一姿势，一场手术完成后，往往医生都已筋疲力尽甚至无力站立。长此以往，会对医生的身体造成严重的损伤。因此，急需一种助力装置减少医生在手术过程中的体能消耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向手术应用的医生姿态保持助力系统，使用者穿戴此装置后，人体下肢需要运动时下肢支撑机构解锁，下肢支撑机构跟随人体下肢运动；人体下肢需要保持某一姿势时各关节锁定，为人体提供支撑，上身悬吊机构的姿态实现对人体上身的支撑，从而减少使用者的体能消耗。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种面向手术应用的医生姿态保持助力系统，包括：

-下肢支撑机构，其包括自下而上依次设置的脚掌支撑模块、小腿支撑模块、大腿支撑模块以及腰部支撑模块，上下相邻的两支撑模块可转动连接，其中一者设有相对其可转动的制动盘、相对其固定的驱动装置、相对所述制动盘固定的第一齿轮、在所述驱动装置作用下制动或释放所述制动盘的制动块，另一者设有相对其固定的第二齿轮，所述第一，二齿轮相互啮合，其中一者的齿轮轴与其所对应上下相邻的两支撑模块的旋转轴线同轴设置；

-上身悬吊机构，其包括支架，所述支架设有相对其固定的绳索收放装置和悬挂于所述绳索收放装置的绳索上的背部支撑模块。

上述技术方案中，所述驱动装置沿竖直方向驱动连接有楔形块A，所述楔形块A沿水平方向驱动连接有楔形块B，所述制动块设于所述制动盘的一侧，所述制动块的一端可转动连接在其对应的支撑模块上，另一端固定连接在所述楔形块B上。

上述技术方案中，所述驱动装置包括电机，其动力输出端连接一丝杆，所述楔形块A旋移连接在所述丝杆上。

上述技术方案中，所述电机的输出端连接有减速器，所述减速器的动力输出端与所述丝杆的动力输入端通过带传动组件传动连接。

上述技术方案中，沿所述制动盘的水平径向对称设置两所述楔形块A和对称设置两所述楔形块B，两所述楔形块A相对固定形成一楔形架，所述驱动装置驱动连接所述楔形架，两所述楔形块A分别驱动连接两所述楔形块B。

上述技术方案中，所述腰部支撑模块设置为弧形板状的一个，所述脚掌支撑模块、小腿支撑模块以及大腿支撑模块均设置为平板状的两个且每一平板状模块的两个沿所述弧形板状模块的水平径向对称设置。

上述技术方案中，所述支架设有定滑轮，所述绳索绕过所述定滑轮。

上述技术方案中，所述背部支撑模块呈背心状。

上述技术方案中，还包括底盘机构，所述底盘机构为全向移动底盘。

上述技术方案中，所述底盘机构包括金属底板和四个麦克纳姆轮，所述四个麦克纳姆轮分别由四个电机单独驱动。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明公开的面向手术应用的医生姿态保持助力系统，能够减少手术医生或其他需要长期保持某一姿势的人员在工作过程中的体能消耗。穿戴者只需要输入简单的指令就可以控制整个系统的工作状态，既可以实现上身悬挂装置和下肢支撑机构紧密跟随人体做出多种动作，又可以实现系统保持静止为人体提供支撑从而减少穿戴者体能消耗的作用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明公开的面向手术应用的医生姿态保持助力系统的使用状态图。

图2是本发明公开的下肢支撑机构的结构示意图；

图3是本发明公开的上下相邻的两支撑模块的主视示意图；

图4是本发明公开的上下相邻的两支撑模块的侧视示意图；

图5是本发明公开的上身悬吊机构的结构示意图；

图6是本发明公开的底盘的结构示意图。