[发明专利]利用弹性体辅助人体弯曲/伸展的装置

说明书

本发明涉及一种装置，其中成形为与人体(脊柱)的背部的弯曲度相符并且对弯曲和张紧进行排斥的弹性体用上/下佩戴带佩戴在上体部；在弯曲/伸展运动期间由人体上部的重量引起的弯曲力存储为弹性体的排斥力；且排斥力在人体伸展时被回收利用，从而减少弯曲/伸展所需的力的消耗。本发明的特征在于，复合弹性体或板簧设计为块型，使得来自板簧的弯曲排斥力和单独的螺旋弹簧的张力结合，使其能够调节总弯曲排斥力；复合弹性体或板簧成形为线圈状，使得所产生的集成弹性体具有弯曲/张紧/旋转排斥力；集成弹性体可响应身体运动产生的弯曲、张紧和扭转；并且弹性体的动作可以通过外力改进/增强。本发明涉及一种佩戴在人体上的弯曲/伸展能力改进装置，其减小了腰部上的负荷，该负荷在量上等于在弯曲/伸展运动期间或在提起重物时来自弹性体的动作排斥力与张力卷扬机的动作的结合，从而减少了对腰部的损伤。

技术领域

本发明涉及一种利用佩戴在人体上部的弹性体来辅助人体的弯曲和伸展的装置，在人体直立时该装置保持在完整状态(intact state)，而当穿着有弹性体和电子装置的人体弯曲时，该装置存储依据上体部的位置而变化的重力能量，并重复利用所存储的能量，使得人的能量消耗以及人体背部和腰部上的负荷减小，从而即使用少量的力也能够弯曲，并且按压腰部的强度与弯曲角度成比例增加，因而减小腰椎的移位：即，该装置佩戴于在制造产业工作的作业者或出于医疗目的需要腰部加强的患者身上，从而提高人体的弯曲和伸展能力。

背景技术

作业者在制造产业或农业产业工作而弯曲他或她的身体和举起重物时，除了上体部自身的重量和物体的重量外，一个方向的负荷还与弯曲角度成比例地施加于腰部和背部，这会导致背部的疲劳和损伤：然而，还没有容易地解决这个问题的办法。

以往，出于医疗的目的，腹带、绑带、腰带等用来保护腰部，并且目前使用可穿戴的机器人，但传统的保护器等无法减小施加于人体上部的负荷，而是阻碍了身体运动的灵活性，并且可穿戴的机器人依赖于外部动力，对通常使用来说并不经济高效。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是帮助人体保持柔韧性的同时，减少人体在弯曲和伸展时施加于腰部和背部的不能通过以往的腰部保护器、腰带等解决的负荷，从而减少相同时间段等量的身体运动引起的疲劳，并防止腰椎的移位和脱位，从而保护腰部。

本发明的另一个目的是制造类似可穿戴机器人的装置，其通过重复利用人体的用于弯曲和伸展的能量并且通过增加外部动力，来提高经济效益和使用便利性。

技术方案

本发明提供了一种利用弹性体来辅助人体的弯曲和伸展的装置，所述装置的特征在于，上体部弯曲时由于所述上体部的移位而产生的力(重力，位置能量)存储在弹性体和电子装置中，并且上体部回到直立状态时所存储的能量被重复利用，从而减少了人体的能量消耗。

所述装置包括：集成板圈弹性体(integrated plate coil elastic body)，在所述集成板圈弹性体中，板簧(plate spring)成形为线圈以具有弯曲、张紧、旋转排斥力或复合弹性体，所述复合弹性体设计为通过将板簧的弯曲排斥力与附加螺旋弹簧的张力结合来调节总弯曲排斥力；上固定带，所述上固定带佩戴在上体部上；以及下固定带，所述下固定带佩戴在下体部(骨盆区)，其中，下固定带将弹性体的下侧竖直地固定，并且上固定带拉动弹性体的上侧，使得弹性体上出现排斥力。此外，弹性体形成线圈状框架或多个块，线圈状框架或多个块与人体背部的弯曲度(脊柱的形状)相符，并且人体弯曲时与人体的背部接触的可变点作为弹性体的可变支撑部起作用，促使排斥力产生。

此外，上述装置的特征在于，集成板圈弹性体的张紧线(tension wire)的张力或复合弹性体的螺旋弹簧(coil spring)的张力可调节，从而对弯曲运动追加附加动力。