[发明专利]过顶式外骨骼

说明书

一种用于支撑使用者(AW)的至少一只手臂(20)的外骨骼(10)，该外骨骼具有躯干附接装置(30)，用于可释放地将外骨骼(10)连接到使用者(AW)的躯干(OK)；支架(9)，用于连接到躯干附接装置(30)；升降杆(7)，该升降杆相对于支架(9)沿第一和第二方向(A、B)可逆地移动；悬臂(4)，用于可释放地连接到使用者(AW)的手臂(20)；以及弹簧元件(60)，用于在悬臂(4)和升降杆(7)上施加力。

本发明涉及一种用于支撑使用者的至少一只手臂的外骨骼。

市场上可获得的、以及可供用于被动和/或主动支撑使用者四肢(尤其是手臂)的外骨骼通常包括臀部紧固件、第一支撑支柱和第二支撑支柱以及第一手臂支撑件和第二手臂支撑件。第一支撑支柱和第二支撑支柱竖直地紧固在臀部紧固件的左侧和相应地右侧。在第一支撑支柱的上端，第一手臂支撑件以可旋转的方式经由枢轴轴承被紧固。同样，在第二支撑支柱的上端，第二手臂支柱以可旋转的方式经由另一枢轴轴承被紧固。手臂支撑件可以被固定在相对于支撑支柱的不同角位置，使得使用者的手臂可以被搁置在展开的手臂支撑件上。借助于弹簧，手臂支撑件可以向上推动使用者的手臂，结果使得其更易于提升大的负载(即重量大的负载)。

由于图1a中示意性示出的人体肩部的解剖学，当手臂被提升时，肩部关节同时被提高。在根据现有技术的外骨骼中，上部支撑支柱与手臂支撑件之间的枢轴轴承保持在一个位置，但是，并未跟随人体肩部的关节的提高。这可能导致外骨骼与手臂之间的相对移动麻烦。这样的结果是手臂被推到并非使用者期望的运动路径上或是外骨骼与人体滑移之间的附接点处。结果移动受限，并且穿戴舒适性低。在例如专利US 9,205,017 BB和US 9,737,374 BB中示出了根据现有技术的这种外骨骼。

本发明的目的是解决上述问题，尤其是提供一种用于支撑使用者的至少一只手臂的改进的外骨骼。

此目的是通过用于支撑使用者的至少一只手臂的外骨骼来实现。

根据本发明，外骨骼包含：躯干附接装置，用于可释放地将外骨骼连接到使用者的躯干；至少一个支架，可连接到躯干附接装置；升降杆，可通过至少一个支架连接到躯干附接装置并且相对于支架沿第一和第二方向是可逆移动的；悬臂，用于支撑使用者的手臂并且可释放地连接到使用者的手臂；以及弹簧元件，用于在悬臂和升降杆上施加力。结果，提供了一种外骨骼，其允许使用者手臂的搁置可能性，当手臂被提升时，其适于提高人体肩部的关节。由于使用者手臂的这个符合人体工程学或解剖学的正确搁置可能性，当托住沉重负载时，可以对使用者实现更好的支撑。

根据本发明的有利实施例，具有第一端部和第二端部的联接杆可以，分别地，所述联接杆通过第一端部可旋转地连接到悬臂，并且经由补偿机构通过第二端部连接到升降杆。通过联接杆，悬臂相对于升降杆的移动被引导和支撑。结果，可以防止悬臂不期望的侧向移动或悬臂相对于升降杆和/或支架的扭曲或扭转。

根据本发明有利的实施例，补偿机构可以被配置成位于联接杆的第二端部的槽缝的形式以及在升降杆上的枢轴轴承的形式，其中，枢轴轴承被定位在槽缝内。结果，补偿机构可以以简单的方式被实现。此外，由于位于联接杆的端部的槽缝，悬臂可以被降低(即向下移动)，无需在另外部件上施加力。

根据本发明有利的实施例，补偿机构可以被配置成联接杆的第二端部与升降杆之间的槽缝状引导件的形式。这确保了联接杆的第二端部的可靠引导。

根据本发明有利的实施例，补偿机构可以被配置成扇形齿轮和齿条的形式，其中，扇形齿轮可旋转地连接到升降杆，使得扇形齿轮的齿与齿条的齿相啮合。扇形齿轮还可以被称为部分齿轮。结果，用于避免悬臂不期望的侧向移动或悬臂相对于升降杆和/或支架的扭曲或扭转的有效引导可以以简单的方式实现。借助于位于联接杆端部的槽缝，悬臂可以被降低(即向下移动)，无需在扇形齿轮上施加力。

根据本发明有利的实施例，除了补偿机构，悬臂与升降杆之间的铰接连接可以通过主轴或致动器实施，以便使悬臂向上移动。除了悬臂与升降杆之间的机械联接，手臂支柱相对于升降杆的角位置或角度可以经由传感器确定，以便正确确定悬臂的高度。