太阳城集团

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具有可拆卸地装于轮式基座的外骨骼组件的移动系统.pdf

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具有 可拆卸 轮式 基座 骨骼 组件 移动 系统
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摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201380057672.X

申请日:

20131101

公开号:

太阳城集团CN104936569A

公开日:

20150923

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:
IPC分类号: A61G5/14,A61F2/60,A61G5/00,A61H3/00,A61H3/04 主分类号: A61G5/14,A61F2/60,A61G5/00,A61H3/00,A61H3/04
申请人: 不列颠哥伦比亚理工大学
发明人: 杰米·博里索夫,文斯·拉弗
地址: 加拿大不列颠哥伦比亚
优先权: 61/721,091
专利代理机构: 上海申新律师事务所 代理人: 董科
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法律状态
申请(专利)号:

CN201380057672.X

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

太阳城集团一移动性系统,包括一轮式基座,一外骨骼组件,以及一对接组件,用于在轮式基座上支撑外骨骼组件。外骨骼组件具有一上肢部分,相对于上肢部分枢轴旋转的大腿部分,以及相对于相应的两个大腿部分枢轴旋转的小腿部分。对接组件在坐姿上可操作的连接外骨骼组件至轮式基座。座位表面,位于入坐姿置内,以及位置控制电机,用于使外骨骼从坐至站的过程中,与外骨骼组件一起从轮式基座中分离。或者,可伸长的连接可对接站立的外骨骼至轮式基座,以至于底座可通过一行走动作追随此外骨骼。

权利要求书

太阳城集团1.一移动性系统,用于为用户提供移动性辅助,系统包括一轮式基座,一外骨骼组件,以及一对接组件,用于在轮式基座上有选择地支撑所述外骨骼组件,轮式基座包括一底座框架和支撑底座框架的轮子,轮子用于沿着地面滚动运动,外骨骼组件包括:一上部,用于支撑用户的躯干;一中间部分,用于支撑用户的大腿;一髋关节,枢轴连接所述中间部分至所述上部;一下部,用于支撑用户的小腿;以及一膝关节,枢轴的连接小腿构件至所述中间部分;所述对接组件可操作的位于一连接位置和一松开位置之间,在连接位置中外骨骼组件连接至轮式基座,并且外骨骼组件相对于轮式基座在相应的站姿和坐姿间是可移动的,在松开位置中外骨骼组件容易地在站姿时与轮式基座分离。2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述外骨骼组件相对于轮式基座支撑于任何位于坐姿和站姿之间的多个中间位置之一,其中中间部分从下部向上部在每个中间位置上向上倾斜。3.如权利要求1或2任意一个所述的系统,其特征在于,所述外骨骼组件进一步包括一位置控制电机单元,与每个髋关节和膝关节连接,膝关节与外骨骼组件一起从轮式基座中分离,外骨骼相对于轮式基座在相应的站姿和坐姿间是可移动的,并且位于对接组件的连接位置内,单独的处于所述位置控制电机单元控制之下。4.如权利要求1至3任意一个所述的系统,其特征在于,所述对接组件只在站姿时连接所述轮式基座和外骨骼组件下部。5.如权利要求1至4中任意一个所述的系统,其特征在于,所述外骨骼组件包括两个独立的小腿构件,用于支撑用户的相应的两个小腿,所述对接组件包括一对下对接部件,用于各自独立的连接两个小腿构件,至少一个下对接部件提供在外骨骼组件和轮式基座间围绕一纵轴的相对的枢轴移动,这在另一个下对接部件被释放时发生。6.如权利要求1至5中任意一个所述的系统,其特征在于,所述对接组件用于在坐姿时的外骨骼的轮式基座和每个下部及中间部分之间的咬合。7.如权利要求1至6中任意一个所述的系统,其特征在于,所述对接组件包括至少一下对接部件,下对接部件通过在坐姿和站姿间的外骨骼组件的移动,在外骨骼组件的下部和轮式基座间枢轴的连接,以及至少一上对接部件,上对接部件在坐姿上外骨骼组件的中间部分和轮式基座间咬合,由于外骨骼朝着站立姿势转移,所述至少一个上对接部件是可释放的,因而在站立姿势所述对接组件只通过在轮式基座和外骨骼组件的下部之间的所述下对接部件咬合。8.如权利要求1至7中任意一个所述的系统,其特征在于,所述对接组件包括至少一下对接部件,下对接部件通过在坐姿和站姿间的外骨骼组件的移动,在外骨骼组件的下部和轮式基座间枢轴的连接,所述至少一下对接部件包括一连杆机构,由于外骨骼朝着坐姿转移,连杆机构用于相对轮式基座被动的抬升外骨骼组件的下部。9.如权利要求8其中之一所述的系统,其特征在于,所述对接组件进一步包括至少一上对接部件,上对接部件用于咬合外骨骼组件的中间部分,以至于当外骨骼组件接近坐姿时,所述中间部分通常相对于轮式基座在一位置上被枢轴的支撑,所述位置位于间隔膝关节的中间部分上,在膝关节和髋关节之间,并且其特征在于,所述至少一下对接组件包括一连接部件,所述连接部件在第一端枢轴的连接轮式基座,并通常向前延伸至第二端,枢轴的连接至外骨骼组件的下部。10.如权利要求1至9中任意一个所述的系统,其特征在于,所述外骨骼组件的下部包含两个独立的小腿构件,用于支撑用户的相应的两个小腿,所述对接组件包括一对下对接部件,用于各自独立的连接两个小腿构件,每个下对接部件包括一可伸长的连接,位于对接组件的连接位置,它的可伸长的长度介于外骨骼组件和轮式基座之间。11.如权利要求10所述的系统,其特征在于,每个可伸长的连接包括一有动力的线性制动器。12.如权利要求10所述的系统,其特征在于,每个可伸长的连接包括一被动的可伸长部件。13.如权利要求10至12中任意一个所述的系统,其特征在于,每个可伸长的连接相对于外骨骼组件枢轴的连接,并相对于轮式基座枢轴的连接。14.如权利要求10至13中任意一个所述的系统,其特征在于,每个可伸长的连接互相独立的延伸,以至于在外骨骼组件的步行动作期间,下对接部件用于保持在轮式基座和外骨骼组件间的连接。15.如权利要求1至14中任意一个所述的系统,其特征在于,进一步包括一座位表面,用于支撑上面的用户位于外骨骼组件的入座位置,所述座位表面被外骨骼组件的中间部分所支撑,用于从轮式基座与外骨骼组件一起,从对接组件的松开位置中分离。16.如权利要求15所述的系统,其特征在于,所述中间部分包括两个大腿构件,独立的枢轴连接至上部,并且其特征在于,所述座位表面包括一对座位部件,分别被两个大腿构件所支撑,以便在入坐姿置支撑上面的用户的相应的大腿。17.如权利要求1至16中任意一个所述的系统,其特征在于,进一步包括一座位表面,用于支撑上面的用户位于外骨骼组件的入座位置,所述座位表面被外骨骼组件的中间部分所支撑,以便与中间部分一起,围绕一髋关节的髋轴相对于上部旋转,以便与中间部分一起,围绕一膝关节的膝轴,相对于下部旋转,外骨骼的髋关节用于对齐用户髋关节的髋轴,外骨骼的膝关节用于对齐用户膝关节的膝轴。18.如权利要求1至17中任意一个所述的系统,其特征在于,所述对接组件用于连接底座框架,并且其特征在于,所述轮式基座只包含底座框架和轮子。19.如权利要求1至18中任意一个所述的系统,其特征在于,所述底座框架包含两个横向间隔的侧框,用于支撑相应的两个轮子,并且至少一个横梁横向的延伸在侧框之间。20.如权利要求1至19中任意一个所述的系统,其特征在于,所述外骨骼的中间部分包括两个大腿构件,通过髋关节的相应的枢轴连接,独立的枢轴连接至上部,所述下部包括两个小腿构件,通过膝关节的相应的枢轴连接,独立的枢轴连接至相应的两个大腿构件;一对座位部件,分别被两个大腿构件所支撑,以便在入坐姿置支撑上面的用户的相应的大腿;以及至少一大腿构件,包括一进入部分,进入部分在一工作位置和一接入位置间是可移动的,在工作位置上接入部分延伸至相邻于坐姿中的座位部件的前端的相应座位部件之上,以便于沿着用户的坐姿上的大腿的外侧延伸,在接入位置上进入部分同工作位置隔开,以至于相应的座位部件基本上横向的无障碍的相邻于前端。21.如权利要求20所述的系统,其特征在于,所述至少一个大腿构件的进入部分包括膝关节的相应的枢轴连接,和一部分的相应的小腿构件,小腿构件在工作位置和接入位置间是同时可移动的。22.如权利要求20至21中任意一个所述的系统,其特征在于,在进入部分移动到工作位置和接入位置之间时,所述对接组件固定的咬合外骨骼组件的坐姿的所述至少一个大腿构件的主部分。23.如权利要求1至22中任意一个所述的系统,其特征在于,所述外骨骼的中间部分包括两个大腿构件,通过髋关节的相应的枢轴连接,独立的枢轴连接至上部,所述下部包括两个小腿构件,通过膝关节的相应的枢轴连接,独立的枢轴连接至相应的两个大腿构件;每个膝关节的枢轴连接包括一连杆机构,所述连杆机构定义一相应的枢轴,并在相应的小腿构件和相应的大腿构件中从外骨骼的坐姿至站姿进行相对移动;其中,连杆机构在坐姿内的枢轴上是打开的,以致于膝关节在坐姿内枢轴上的连杆机构的连接是无障碍的。24.如权利要求23所述的系统,其特征在于,所述枢轴连接包括:一弓形部件,固定在一个大腿构件或一个小腿构件上,并至少部分的定义了一太阳城集团枢轴连接的枢轴的弓形路径;以及一随动件,固定在另一个大腿构件或另一个小腿构件上,以至于它沿着弓形路径移动,由于小腿构件相对于大腿构件围绕枢轴连接的枢轴旋转,弓形路径至少部分的由弓形部件所定义。25.如权利要求24所述的系统,其特征在于,所述弓形部件包含一齿条轮齿,其中所述随动件包含一小齿轮,位于功率控制之下,小齿轮用于啮合齿条轮齿。26.如权利要求23至25中任意一个所述的系统,其特征在于,每个枢轴连接包含多个弓形部件,弓形部件在相应的大腿构件和相应的小腿构件之间可伸缩的互相连接。27.如权利要求1至26中任意一个所述的系统,其特征在于,所述轮式基座的底座框架包含一由轮子支撑的底部框架部分,以及一对把手,把手在底部框架部分一抬升位置和一降低位置之间是可移动的,在抬升位置中,把手靠近站姿中的外骨骼的髋关节的高度,在降低位置中,把手低于抬升位置中的高度。28.如权利要求27所述的系统,其特征在于,所述把手朝着所述抬升位置偏移,其中当外骨骼组件被放置在站姿和坐姿间时,所述外骨骼组件咬合所述把手,以至于当外骨骼组件朝着坐姿移动时,外骨骼组件被降低把手至更低的位置。29.如权利要求27或28中任意一个所述的系统,其特征在于,每个把手有选择的从轮式基座中分离,并包括支撑部分,以及一抓手部分,抓手部分纵向的互相间隔,以便当抓手部分从轮式基座中分离时,作为一独立的拐杖。30.如权利要求29所述的系统,其特征在于,每个把手在其长度上是可伸长的,并从一个对接状态转变至一工作状态,对接状态用于使之被轮式基座支撑,工作状态用于使之从轮式基座中分离,作为一独立的拐杖。31.一移动性系统,用于为用户提供移动性辅助,系统包括一轮式基座,一外骨骼组件,以及一对接组件,对接组件用于在轮式基座上有选择的支撑外骨骼组件,以至于外骨骼组件相对于轮式基座在相应的站姿和坐姿间是可移动的,其特征在于,所述轮式基座包括一底座框架和支撑底座框架的轮子,轮子用于沿着地面滚动运动;外骨骼组件包括:一上部,用于支撑用户的躯干;一中间部分,用于支撑用户的大腿;一髋关节,枢轴的连接所述中间部分至所述上部;一下部,用于支撑用户的小腿;以及一膝关节,枢轴的连接小腿构件至所述中间部分;以及所述对接组件包括:至少一下对接部件,通过在坐姿和站姿间的外骨骼组件的移动,在外骨骼组件的下部和轮式基座间枢轴的连接;以及至少一上对接部件,在坐姿上外骨骼组件的中间部分和轮式基座间咬合;由于外骨骼朝着站立姿势转移,所述至少一个上对接部件是可释放的;因而在站立姿势,所述对接组件只通过在轮式基座和外骨骼组件的下部之间的所述至少一下对接部件咬合。32.一移动性系统,用于为用户提供移动性辅助,系统包括一轮式基座,一外骨骼组件,用于被轮式基座支撑,以至于外骨骼组件相对于轮式基座在相应的站姿和坐姿间是可移动的,轮式基座包括一底座框架和支撑底座框架的轮子,轮子用于沿着地面滚动运动,外骨骼组件包括:一上部,用于支撑用户的躯干;一中间部分,用于支撑用户的大腿;一髋关节,枢轴的连接所述中间部分至所述上部;一下部,用于支撑用户的小腿;以及一膝关节,枢轴的连接小腿构件至所述中间部分;以及一座位表面,用于支撑上面的用户位于外骨骼组件的入座位置;所述座位表面被外骨骼组件的中间部分所支撑,以便与中间部分一起,围绕髋关节的一髋轴相对于上部旋转,以便与中间部分一起,围绕一膝关节的膝轴,相对于下部旋转;外骨骼组件的髋关节用于对齐用户髋关节的髋轴;以及外骨骼组件的膝关节用于对齐用户膝关节的膝轴。33.一移动性系统,用于为用户提供移动性辅助,系统包括一轮式基座,一外骨骼组件,以及一对接组件,对接组件用于在轮式基座上支撑外骨骼组件,以至于外骨骼组件相对于轮式基座在相应的站姿和坐姿间是可移动的,其特征在于:所述轮式基座包括一底座框架和支撑底座框架的轮子,轮子用于沿着地面滚动运动;外骨骼组件包括:一上部,用于支撑用户的躯干;一中间部分,用于支撑用户的大腿;一髋关节,枢轴的连接所述中间部分至所述上部;一下部,用于支撑用户的小腿;以及一膝关节,枢轴的连接小腿构件至所述中间部分;以及所述外骨骼组件的下部包括两个独立的小腿构件,用于支撑用户的相应的两个小腿;以及所述对接组件包括一对下对接部件,用于各自独立的连接两个小腿构件,每个下对接部件包含一可伸长的连接,位于对接组件的连接位置,它的可伸长的长度介于外骨骼组件和轮式基座之间。34.如权利要求33所述的系统,其特征在于,每个可伸长的连接包括一有动力的线性制动器。35.如权利要求33所述的系统,其特征在于,每个可伸长的连接包括一被动的可伸长部件。36.如权利要求33至35中任意一个所述的系统,其特征在于,每个可伸长的连接相对于外骨骼组件枢轴的连接,并相对于轮式基座枢轴的连接。37.如权利要求33至36中任意一个所述的系统,其特征在于,每个可伸长的连接互相独立的延伸,以至于在外骨骼组件的步行动作期间,下对接部件用于保持在轮式基座和外骨骼组件间的连接。38.一种外骨骼组件,包括:一上部,用于支撑用户的躯干;一中间部分,用于支撑用户的大腿;一髋关节,枢轴的连接所述中间部分至所述上部;一下部,用于支撑用户的小腿;以及一膝关节,枢轴的连接小腿构件至所述中间部分;所述外骨骼组件的中间部分包含两个大腿构件,通过髋关节的相应的枢轴连接,独立的枢轴连接至上部,所述下部包括两个小腿构件,通过膝关节的相应的枢轴连接,独立的枢轴连接至相应的两个大腿构件;每个膝关节的枢轴连接包括一连杆机构,所述连杆机构定义一相应的枢轴,并在相应的小腿构件和相应的大腿构件中从外骨骼的坐姿至站姿进行相对移动;其中,连杆机构在坐姿内的枢轴上是打开的,以致于膝关节在坐姿内枢轴上的连杆机构的连接是无障碍的。39.如权利要求38所述的系统,其特征在于,每个枢轴连接的连杆机构包括:一弓形部件,固定在一个大腿构件或一个小腿构件上,并至少部分的定义了一太阳城集团枢轴连接的枢轴的弓形路径;以及一随动件,固定在另一个大腿构件或另一个小腿构件上,以至于它沿着弓形路径移动,由于小腿构件相对于大腿构件围绕枢轴连接的枢轴旋转,弓形路径至少部分的由弓形部件所定义。40.如权利要求39所述的系统,其特征在于,所述弓形部件包含一齿条轮齿,其中所述随动件包含一小齿轮,位于功率控制之下,小齿轮用于啮合齿条轮齿。41.如权利要求38至40中任意一个所述的系统,其特征在于,所述连杆机构中每个枢轴连接包含多个弓形部件,弓形部件在相应的大腿构件和相应的小腿构件之间可伸缩的互相连接。

说明书

发明领域

本发明涉及一种移动系统,用于为用户提供移动性支持,移动系统包括轮式基座和外骨骼组件,该组件包括上部躯干部分、中间大腿部分和小腿部分,它们被设置用于相应地支撑用户的躯干、大腿和小腿,更具体地说,本发明涉及到一种移动系统,其中,外骨骼可相对于轮式基座在坐和站姿之间移动,外骨骼可以容易地从站姿的轮式基座上分离。

背景技术

太阳城集团脊髓损伤(SCI)和疾病往往导致的最明显的结果,是不能行走。针对这个功能缺陷,简单而广泛的解决方案是使用轮椅,这对生活质量产生了深远的影响并由于至少两个主要原因:1)健康-有坐轮椅的使用与多种健康问题有关,如皮肤的完整性和过度使用的伤害;2)访问–由于我们生活中人为和自然的环境中固有的性质,对轮椅的依赖影响与他人的社区参与和交流。

太阳城集团因为我们世界的设计和建造,主要用于直立走路和站立情况,传统轮椅的使用受到限制,如从一个地方移动到另一个地方(在家庭和社区),也许更重要的是,在一个人的正常生活活动中全方面并有意义地与环境和其他人交流(如站立着面对面)。当前辅助技术(AT)对移动性根本就没有变革,即实现残疾人的移动性能接近他们的非残疾人的水平。

太阳城集团两个不断发展的移动性概念包括动态轮动和动力行走外骨骼。

第一个概念动态轮动被由专门的站立和/或倾斜/斜倚轮椅(手动和动力)示例,以及最近开发和商业化的“Elevation”轮椅市场。轻质刚性手工轮椅,以及现代高端电动轮椅,由于其高效推进动力和实用性患有SCI的人们往往希望使用,并为全时段轮椅使用者日常移动的有效手段。加入的动态座位特征(例如,对于一用户正常就座的使用过程中独立地和迅速调整座椅位置的能力),为轮椅提供了更好的功能用于日常生活,以及潜在的健康益处,并增加社区参与度,并改善与其他人的相互联系。

太阳城集团第二个概念动力行走外骨骼提供了一种高度期望得到的行走功能,这是轮椅所不能提供的。也许两个最知名的外骨骼模型是ReWalk和Ekso系统。外骨骼的开发旨在为患有SCI的人们提供行走功能,虽然他们现在通常只在康复中心严格监管下使用。目前,它们的治疗用途是希望提供诸如改善肠和膀胱功能的帮助以及减少痉挛。外骨骼是快速发展的技术,其可能帮助解决一些上述的物理访问的问题,并与对一般健康状况、步态训练和损伤后康复潜在和有益的影响。然而,笨重缓慢步态和短行程范围目前限制了它们作为一般用途的日常移动装置使用。还有,这些设计显著不具备可用性的问题尚未得到解决,如转进入和离开装置和座位,以防止长期使用导致皮肤破裂的设备和座位支持。

发明内容

太阳城集团根据本发明的一方面,提供一种移动系统,用于向用户提供移动性支持,该系统包括轮式基座,外骨骼组件,并设置有一个对接组件选择性地支撑轮式基座上的所述外骨骼组件,轮式基座包括一个基架和车轮,车轮支撑基架沿着地面的滚动运动,外骨骼组件包括:

太阳城集团配置用于支撑使用者躯干的上部;

配置用于支撑使用者大腿的中部;

将所述中部与上部枢轴连接的髋关节;

配置用于支撑使用者小腿的下部;以及枢轴连接下部和中部的膝关节;

对接组件在两个部分之间可操作,其中外骨骼组件联接到所述轮式基座,所述外骨骼组件可以相对轮式基座各自的站立和坐姿相对移动,同时,所述外骨骼组件可以在分开位置容易地与站姿有轮基座分开。

太阳城集团优选所述外骨骼进一步包括位置控制电机单元,其与每个所述髋关节和膝关节连接,并与所述外骨骼组件一起可与轮式基座分离。在这种情况下,外骨骼优选可相对于轮式基座站立位和坐姿相对移动,在位置控制电机单元控制下在对接组件的耦合位置。

太阳城集团优选所述外骨骼组件还被进一步设置为,使用外骨骼组件的位置控制电机单元,可以被相对轮式基座任一中间位置(坐姿和站姿之间)支持,其中,在中间部分在坐姿水平时,中间部分从下部到上部倾斜延伸经过整个中间部分。在倾倒的坐姿,有些中间部分可能从下部到上部向后倾斜,但是大多中间位置将保持在向上倾斜。

太阳城集团支持相对于在多个使用其中的中间部分处的延伸外骨骼组件的位置控制电机单元的坐姿和站姿之间的中间位置中的任一项所述的轮子的基座向上倾斜从通过全方位当中间部分是水平的在坐姿的中间位置的下部到上部。在一个倾倒坐姿,一些中间位置可以向后从下部到上部倾斜,但大多数的中间位置范围内的将保持向上的倾斜。

本发明合并了这两个不断发展的移动性概念,动态轮动和动力行走外骨骼,加入到适合患有SCI人们日常使用的相应新设备。由此产生的移动系统融合了行走外骨骼的最佳性能与轮动的优点,创建了一个新的移动设备,使患有SCI的人们的移动性和生活以及任意其他移动损伤有了一个显著的飞跃。

太阳城集团本发明的移动系统潜在的好处和功能包括以下内容:

(一)轮椅座位相比现有的轮椅方便高效地为患有SCI的人们进行日常生活的正常活动;

太阳城集团(二)方便进入和退出;

(三)座位足以支持全天坐下和压力减低;

太阳城集团(四)远距离推进动力如手动刚性轮椅;

(五)高效移动促进社区参与(活动);

(六)手动(无动力)移动能够消除滞留的风险;

(七)正常使用轮椅时座位的全部动态范围接近实时情况;

(八)下降座椅高度可以为“倾倒”座位提供最佳座椅位置;

太阳城集团(九)水平坐下适合在轮椅上进行大多数任务和活动;

太阳城集团(十)为了坐升高座位例如在柜台和货架;

(十一)与车轮相连的站里,如简单快速的面对面互动;

(十二)行走时的可分离动力外骨骼,如需要使用轮式框架作为助步车;

(十三)用轮式框架或拐杖直立行走;

太阳城集团(十四)对于世界中用于直立行走的设计包括楼梯,具有更好的使用性;

(十五)步行到目的地后,内置座位可以随时随地提供安全坐下的支持;

(十六)通过内置矫形座位在坠落时为臀部和骶骨提供保护;和

(十七)通过简单和日常机械步态训练康复。

太阳城集团根据所提供的移动性系统,本发明的另一个方面用于向用户提供移动性支持,该系统包括轮式基座,外骨骼组件,并设置有一个对接组件选择性地支撑轮式基座上的所述外骨骼组件,这样外骨骼组件可以相对于轮式基座在相对低站立和坐姿移动,其中:

轮式基座包括一个基架和车轮,车轮支撑基架沿着地面的滚动运动;

外骨骼组件包括:

配置用于支撑使用者躯干的上部;

配置用于支撑使用者大腿的中部;

将所述中部与上部枢轴连接的髋关节;

配置用于支撑使用者小腿的下部;

以及枢轴连接下部和中部的膝关节;以及

对接组件包括:

太阳城集团至少一个下部对接构件,其耦合所述外骨骼组件的下部和轮式基座,贯穿外骨骼组件在坐姿和站姿的运动;以及

至少一个上部对接构件,其耦合所述外骨骼组件中间部分和坐姿的轮式基座;

所述至少一个上部对接构件被布置为外骨骼朝站姿移位时是可拆卸的;

由此,在站姿时,对接组件仅由所述至少一个对接构件偶联,其在轮式基座和所述外骨骼组件下部之间。

太阳城集团根据本发明的再一个方面,提供一种移动系统,用于向用户提供移动性服务,该系统包括轮式基座和外骨骼组件,外骨骼组件被设置成支撑轮式基座,使得所述外骨骼组件可相对于轮式基座的站姿和坐姿相对移动,轮式基座包括基座框架和支撑基架沿着地面滚动运动的车轮,外骨骼组件包括:

太阳城集团配置用于支撑使用者躯干的上部;

配置用于支撑使用者大腿的中部;

太阳城集团将所述中部与上部枢轴连接的髋关节;

配置用于支撑使用者小腿的下部;以及枢轴连接下部和中部的膝关节;以及

外骨骼组件上配置用于支持用户坐在上面的座面;

所述的座面被支撑在所述中间部,以便相对于上部的髋关节的臀轴与中间部枢轴连接,并便于相对于相对于下部的膝关节的膝轴与中间部枢轴连接;

外骨骼组件的髋关节被配置用于将用户的髋关节对齐臀轴;以及

外骨骼组件的膝关节被配置用于将用户的膝关节对齐膝轴。

根据本发明的再一个方面,提供一种移动系统,用于向用户提供移动性服务,该系统包括轮式基座和外骨骼组件,以及配置用于支撑外骨骼组件在轮式基座上的对接组件,使得所述外骨骼组件可相对于轮式基座的站姿和坐姿相对移动,其中:

轮式基座包括基座框架和支撑基架沿着地面滚动运动的车轮;

所述外骨骼组件包括:

配置用于支撑使用者躯干的上部;

配置用于支撑使用者大腿的中部;

太阳城集团将所述中部与上部枢轴连接的髋关节;

配置用于支撑使用者小腿的下部;

太阳城集团以及枢轴连接下部和中部的膝关节;以及

太阳城集团外骨骼组件的下部包括有两个独立的小腿构件配置用于支撑相应的用户的小腿;以及

所述对接组件包括一对下部对接构件配置用于独立地连接相应两个小腿构件,每个下部对接构件在对接组件的连接位置包括有一个延长连接,其长度可在外骨骼组件和轮式基座之间延长。

太阳城集团在这种情况下,每一个延长连接可以包括任一动力线性致动器,或可替代地,一个被动伸展构件。在任一情况下,每个延长连接优相对于所述外骨骼组件和相对于轮式基座枢轴连接。此外,可扩展的链接是优选相对于彼此独立地伸缩,使得下部对接构件被配置为在外骨骼组件行走运动时,所述轮式基座和所述外骨骼组件之间保持连接。

太阳城集团根据本发明的如上所述的各个方面,优选所述对接组件仅在站姿时连接所述轮式基座和所述外骨骼下部。

当外骨骼组件的下部包括两个独立的小腿构件布置成支撑相应的用户小腿时,所述对接组件优选地包括一对下部对接构件,配置用于相应地连接两个小腿构件,当其他下部对接组件释放时,其中至少一个下部对接组件提供在外骨骼组件和轮式基座之间的沿垂直轴的相对枢轴运动。

太阳城集团优选对接组件在坐姿被安置于轮式基座和每个外骨骼的下部中部之间。

当对接组件包括至少一个下部对接构件,其枢轴连接外骨骼组件的下部和轮式基座,贯穿外骨骼组件在坐姿和站姿的运动,至少一个上部对接构件被配置于外骨骼组件的中部和坐姿的轮式基座,优选所述至少一个上部对接构件在外骨骼移动到站姿时,被配置成可分离的,借以在站姿所述对接组件仅被在轮式基座和外骨骼组件下部之间的至少一个下部对接构件配合。

当对接组件还包括使得所述中间部分通常枢转地从膝关节隔开的中间部分支撑在轮子的基座的位置处被布置成接合所述外骨骼组件的中间部分的至少一个上的对接件膝关节和髋关节的骨骼组件接近坐姿置之间移动,优选所述至少一个下对接件包括枢转地连接到所述轮子的基座在第一端和通常向前延伸到第二端可枢转的连杆部件联接到所述外骨骼组件的下部。

太阳城集团当所述对接组件进一步包括至少一个上部对接构件,上部对接构件被配置用于使用外骨骼组件中部,这样所述中部一般就会枢轴连接支持轮式基座,在中间部分隔开膝关节和髋关节(在外骨骼组件接近坐姿时),优选所述至少一个下部对家构件包括有连接单元,连接单元在第一端枢轴连接所述轮式基座,同时延伸的第二端枢轴连接所述外骨骼组件的下部。

太阳城集团当外骨骼组件的下部包括两个独立的小腿构件,用于支持相应的用户的小腿,所述对接组件优选包括有一对下部对接构件,配置用于独立地连接相应两个小腿构件,每个下部对接构件在对接组件的连接位置包括有一个延长连接,其长度可在外骨骼组件和轮式基座之间延长。

每个延长连接可以包括一个动力线性致动器,或可替代地,一个被动伸展构件。

优选地,每个延长连接相对于所述外骨骼组件和轮式基座枢轴连接。

优选所述延长连接是相对于彼此独立可伸展的,所以所述下部对接构件被布置用于保持所述轮式基座和所述行走动作时的外骨骼组件连接。

当该系统还进一步包括外骨骼组件上配置用于支持用户坐在座位位置的座面,所述座面优选被所述外骨骼中部支撑,以与所述轮式基座一起,同外骨骼组件在对接组件的分开位置分开。

太阳城集团当中间部分包括两个独立的大腿构件,并连接于所述上部时,优选所述座面包括一对座位构件,相应地支持所述两个大腿构件,以便在坐姿时相应的配置支持用户的大腿。

此外,所述座面优选地被支撑于中间部分,以便与中间部分一起相对于上部以髋关节臀轴为轴枢轴连接,并且也以便与中间部分一起相对于下部以膝关节膝轴为轴枢轴连接,所述外骨骼组件的髋关节配置用于对齐所述臀轴与用户的髋关节,所述外骨骼组件的膝关节配置用于对齐所述膝轴与用户的膝关节。

太阳城集团优选对接组件被配置为连接所述基架和所述轮式基座,所述轮式基座仅由基座框架与车轮构成。

优选地,轮式基座的基部框架包括两个横向间隔的侧面支架支撑对应的车轮,至少一个交叉构件在所述侧面支架之间横向延伸。

当外骨骼的中间部包括两个大腿构件,通过相应的髋关节的枢轴连接独立地枢轴连接到所述上部,同时下部包括两个小腿构件通过相应的膝关节枢轴连接,独立地枢轴连接于相应的大腿构件,优选地,系统进一步包括一对座位构件,相应地支持所述两个大腿构件,以便在坐姿相应的配置支持用户的大腿。根据一个实施方案,在这种情况下,大腿构件中的至少一个包括进入部分,其可以在工作位置和进入位置之间移动,工作位置中进入部分在相应的邻接与座位构件前端上延伸,以便在用户大腿的外侧延伸,进入位置中进入部分与工作部分分离,所以相应的座位构件能够大体水平且无障碍地连接于前端。

太阳城集团所述至少一个大腿构件上的进入部分优选包括相应的膝关节的枢轴连接以及一部分相应的小腿构件,其在工作位置和进入位置之间移动。优选对接组件保持固定地接合所述至少一个外骨骼组件的大腿构件,进入部分位于所述工作位置和所述进入位置之间。

太阳城集团另外,当外骨骼的中间部包括两个大腿构件,通过相应的髋关节的枢轴连接独立地枢轴连接到所述上部,同时下部包括两个小腿构件通过相应的膝关节枢轴连接,独立地枢轴连接于相应的大腿构件,每个膝关节的枢轴连接可以包括限定相应的枢轴线的连接,该枢轴线是坐姿和站姿的相应的小腿构件和大腿构件相对运动的枢轴线。在这种情况下,所述连接优选在坐姿枢轴线打开,以便所述膝关节在坐姿枢轴线无障碍地连接。

示出的移动系统实施例中,每个枢轴连接的联动装置包括:ⅰ)弧形构件相应地固定于大腿构件或小腿构件,至少部分地限定枢轴连接的枢轴线的弓形路径;和ii)一个固定于另一个相应的大腿构件和小腿构件的随动件,以便控制运动沿着弓形路径,弓形路径至少部分地由弧形构件限定,作为小腿元件相对于枢轴连接的枢转轴线相对大腿构件转动。弧形构件可进一步包括齿轮齿的齿条,并且其中所述从动件包括通电控制的小齿轮,与齿轮齿齿条相啮合。

此外,在所示实施例中,每个枢轴连接的联动装置包括有多个可伸缩地连接于各自的大腿构件和相应的小腿构件之间的弓形构件。

根据本发明如上所述的任何方面,轮式基座的基部框架可进一步包括轮子上的底部框架部分与可相对于底部框架部分在升高的位置和较低的位置移动的一对把手,其中升高的位置所述把手与所述站姿外骨骼的髋关节高度相近,在较低的位置所述把手比升高的位置低。

优选该把手偏向升高的位置和外骨骼组件被布置成接合把手,外骨骼组件被置于站姿和坐姿之间,使得所述外骨骼组件被布置为低于手柄的较低的位置,外骨骼组件被移向坐姿。

太阳城集团根据一些实施方案,每个把手可以是与轮式基座选择性分离,并包括一个支撑部分和握持部分纵向间隔彼此分开,以便从轮式基座分离时作独立拐杖使用。

太阳城集团优选每个把手长度可延伸,从需要轮式基座支撑的停止情况到从轮式基座分离出单独的拐杖的工作位置。

根据本发明的另一个方面提供一种外骨骼组件,包括:

太阳城集团配置用于支撑使用者躯干的上部;

太阳城集团配置用于支撑使用者大腿的中部;

太阳城集团将所述中部与上部枢轴连接的髋关节;

配置用于支撑使用者小腿的下部;

太阳城集团以及枢轴连接下部和中部的膝关节;

太阳城集团外骨骼的中间部包括两个大腿构件,通过相应的髋关节的枢轴连接独立地枢轴连接到所述上部,同时下部包括两个小腿构件通过相应的膝关节枢轴连接,独立地枢轴连接于相应的大腿构件;每个膝关节的枢轴连接包括一个联动装置,其限定在外骨骼从坐姿到站姿中相应大腿构件和小腿构件的相对运动的相应的数轴线,其中联动装置在坐姿的枢轴线处打开,以便所述膝关节坐姿时在枢轴线无障碍的连接。

在所示的外骨骼组件的实施方式中,每个枢轴连接的联动装置包括:ⅰ)弧形构件相应地固定于大腿构件或小腿构件,至少部分地限定枢轴连接的枢轴线的弓形路径;和ii)一个固定于另一个相应的大腿构件和小腿构件的随动件,以便控制运动沿着弓形路径,弓形路径至少部分地由弧形构件限定,作为小腿元件相对于枢轴连接的枢转轴线相对大腿构件转动。弧形构件可进一步包括齿轮齿的齿条,并且其中所述从动件包括通电控制的小齿轮,与齿轮齿齿条相啮合。

此外,在所示实施例中,每个枢轴连接的联动装置包括有多个可伸缩地连接于各自的大腿构件和相应的小腿构件之间的弓形构件。

本发明的各种实施例现在将结合附图描述:

附图说明

图1为移动系统的坐姿的立体图;

太阳城集团图2为移动系统的站姿和坐姿之间的中间位置的立体图;

图3为移动系统的站姿的正面立体图;

图4为移动系统的站姿的背面立体图;

太阳城集团图5为具有从中分离的外骨骼组件的移动系统的轮式基座的立体图;

图6为移动系统的坐姿的侧视图;

图7为移动系统的站姿和坐姿之间的中间位置的侧视图;

图8为移动系统的站姿的侧视图;

图9为对接装配的一些组件的放大立体图;

太阳城集团图10为在接入位置的外骨骼组件的接入部分的一个第一实施例的立体图;

图11为外骨骼组件的接入部分的一个可选实施例的立体图;

图12为根据下部对接构件的第二实施例的移动系统的坐姿的侧剖图;

太阳城集团图13为根据图12中的下部对接构件之一处于夹紧位置的立体图;

图14为根据图12中的下部对接构件之一处于部分松开位置的立体图;

图15为根据图12中的下部对接构件之一处于完全松开位置的立体图;

太阳城集团图16为根据在对接状态的手柄的一个第二实施例的移动系统的坐姿的立体图;

图17为从轮式基座分离的处于工作状态下作为拐杖的根据图16中的手柄之一的立体图;

太阳城集团图18为处于接近站姿的伸展位的外骨骼组件的膝关节的一个可选实施例的侧视图;

图19为根据图18中的膝关节的坐姿的侧视图;

太阳城集团图20为根据图18中的膝关节的联动装置的伸展位的立体图;以及

图21,22和23为移动系统的侧视图,图中所示的为,在行走运动中,根据对接组件的一个可选的实施例,其集成了扩展链接以致于所述轮式基座能够保持连接在外骨骼组件的下部,在整个范围内的外骨骼组件的不同位置。

图中,同样的附图标记表明相应的部件在不同的附图中。

具体实施方式

太阳城集团参照附图,展示了一个移动系统,一般用附图标记10表示。该移动系统为用户提供了行动援助,既包括了外骨骼的功能,又包括了轮椅的功能。为实现此,该移动系统一般包含一个轮式基座12,一个独立的外骨骼组件14,以及一个对接组件16,用于在轮式基座上选择性支持该外骨骼组件,以致于该外骨骼组件相对于该轮式基座是可移动的,在站姿和坐姿之间通过多个中间位置。

太阳城集团所述轮式基座12一般包括一个具有2个横向间隔开的侧架的底座框架。每个侧架包括一个纵向延伸的框架构件18,其一般向前延伸,且从后端20横向向外倾斜并略微向下延伸至前端22。每个侧架的后端被支撑在各自的后轮24上,而前端被支撑在各自的前脚轮26上。

该底座框架的较低的框架部分还包括一个后部横梁28,其在两个侧架之间横向延伸在2个后轮24的一个共同的轮轴上,以致于该后部横梁跨越了两个纵向框架构件18的后端。一个前横梁30也在两个侧架之间横向延伸,处于一个从与之平行的后横梁间隔向前的位置。

该底座框架还包括一个上框架部,以2根立柱32的形式,其一般从该前横梁30的相对端向上延伸,两个纵向框架构件18的相邻各部分限定了侧框架。每根立柱32支撑着一个对接装配在其上的相应较低的对接构件34。每个较低的对接构件一般包括一个连杆部件36,可转动地连接在后端,在中间位置,沿立柱的高度方向一般向前延伸到夹紧件38,可转动地连接在连杆部件的相对的前端。在各连杆部件的相对端部的可转动的连接,被限制在有关相应的水平轴线上,以便每个链接构件在垂直平面内一般为可移动的,以便夹紧件的高度可调,作为链接构件的支点,从一个向前和向下的倾斜到一个向前和向上的倾斜。

太阳城集团每个立柱32在下部对接部件的枢轴连接上向上延伸至顶端附近在高度方向上至后轮,以致于两个立柱32的顶端40每个都定义了一个相应的上部对接构件,为轮式基座结合的一个第二点提供了外骨骼组件,除了上述下部对接构件之外。该对接构件的特定功能将会在下文中进一步详细说明。

太阳城集团所述轮式基座还包括两个手柄构件42,其支撑在两个立柱上,在基架的横向相对两侧。每个手柄构件包括一个主部分,可旋转地连接在第一端部,连接到各自的立柱32之一,处于下部对接构件的枢轴连接和限定上部对接构件的顶端之间的中间位置。该主部分纵向延伸,从该第一端部至一个相对端,支撑手柄的把持部,其取向通常垂直于主部分。

该手柄构件为枢轴,处于图1所示的较低的存放位置和图3与图4所示的升高的工作位置之间。该手柄构件被偏压至升高的位置,以致于在没有外骨骼对接到论述底座的情况下,该手柄被定向,以便该主部分一般向上延伸,而把持部一般向前延伸,间隔于后轮的高度以上,通常位于用户的髋部的高度,对应于该外骨骼的髋关节,在下面有进一步详细描述。在此案例中,站在轮式基座前的用户可以抓住手柄构件的抓握部分,使用该轮式基座作为一个作为助行器。或者,下述详细描述中,助行器手柄可能是可拆卸的拐杖,用于外骨骼的分离之后从轮式框架走开。拐杖将被部署为类似于助行器的手柄。

当一个外骨骼组件被支撑在轮式基座上并从站姿降低到坐姿时,手柄构件被放置以便由外骨骼接合,以致于该手柄构件通过外骨骼的运动抵靠在偏压,而朝向坐姿。该手柄构件因而向下和向后转动,从升高位置到下降位置,如图1所示,具有外骨骼组件的低位部件。在下部位置,手柄构件的主要部分一般在基本上水平的方向上向后延伸低于后轮的高度,而抓握部分从后端向上延伸以便被布置成在用户以坐姿坐在该外骨骼组件中的躯干的后方。

太阳城集团该外骨骼组件被设置为用于为用户提供一种行走功能,当它从该轮式基座分离时。为实现此,该外骨骼组件一般包括一个上部50,布置成支撑用户的躯干,一个中间部分52,用于支撑用户的大腿或上腿,还有一个下部54,用于支撑用户的小腿或下腿。此例中,用户的躯干被理解为包含身体的任何部分,但不包括头部和四肢,这样上部可支撑在用户的沿躯干的任何位置,从骨盆区域到上部胸区。每个实例中的支撑可通过多种灵活的带部件,垫子,异形构件,扣环或紧固件来完成,其可以是例如类似于各种类型常用于常规外骨骼组件。髋关节被限定在上部和中间部之间,而膝关节被限定在中间部和下部之间。

上部50通常包括一个后板件56,它是侧向波状外形,其对侧边缘接受用户的下背部和部分用户的躯干。提供附加的肩带和支撑构件,以允许上部对用户的躯干具有足够的可靠性。

所述中间部分包括两个大腿构件58,其独立地相对于其上的位置在横向上枢轴连接到上部,通常限定相对于上部的中间部的髋关节。两个大腿构件是细长的刚性构件的配置用于沿使用者大腿的各自的外侧面利用所提供的额外支撑构件固定用户的腿。

限定髋关节的枢轴连接位于中间部分的上端沿所述腿的外侧面,也可以在后板件56的平面的前方间隔开以便基本上与髋关节轴线对准。

除了沿使用者的腿的外侧延伸的大腿构件的外部,每个大腿构件还包括一个座位部件60。两个大腿构件的两个座位构件被布置为共同限定座面,座面提供了外骨骼坐姿时用户唯一的水平座位支撑。两个座位构件连接到大腿构件一起成为坐姿和站姿时相对于轮式基座、外骨骼组件的上部和下部的可动部分。该轮式基座拆卸时,这些座位构件因此可连同所述外骨骼一起从轮式基座移除。

坐姿时,所述两个座位构件构成了一个水平的座位平面,在其上用户在坐姿时被支撑,每个大腿构件的纵向部分安置于髋关节和膝关节,其上安置有座位平面,所以纵向部分沿着用户腿部延伸停留在座位平面上。

太阳城集团外骨骼组件的下部54包括两个小腿构件62独立地枢轴连接到相应的大腿构件,所述枢轴连接共同限定了所述外骨骼的膝关节。每个小腿构件类似于大腿构件,包括刚性纵向构件用于沿着用户小腿的外侧延伸,并且被固定在其上通过合适的附加弓形构件或衬垫带延伸到膝盖下方的用户小腿。通过沿着使用者的腿的外侧延伸定位腿部构件,膝关节可以与用户的膝关节的自然膝轴对齐。

太阳城集团当用户被保护于外骨骼组件内时,踏板64枢轴连接于各小腿构件62的底端,以支持在其上的用户的脚。踏板是相对于下部54,与位于用户脚外侧枢轴连接66所限定的踝关节通过用户踝关节相对齐。

太阳城集团在这种方式中,外骨骼装置的关节都与用户的实际关节对准,而两个座位构件限定坐姿时的座面依然完整,外骨骼组件的中间部分沿着用户两个大腿的后面保持支持关系,并贯穿有中间部分的相对于外骨骼固件上部和下部的枢轴连接。

每个实例中,髋关节和膝关节的大腿构件相对于上部和相对应的小腿构件的枢轴连接,是由安装于中间位置的大腿构件上的相对位置控制电机单元实现的。在这种情况下,每个大腿构件包括邻近顶端的第一马达,用于控制上部相对枢轴运动,以及位于底端的第二枢轴控制电机,用于控制小腿组件相对枢轴运动。

位置控制电机单元通常此被理解为包括任何合适的电机,这种电机连同任何齿轮或连接到外骨骼的上部、中间或下部就可用于驱动枢轴运动,以及合适的控制器、电池,以及其他的可用于产生期望功能的电子产品和辅助元件。位置控制电机单元进一步包括制动器或锁定构件,其允许各个关节被控制并在需要时被刚性地锁定。在一种形式中,所述制动器可以被置于锁定状态,仅通电时有效,例如,当希望关节的自由枢轴转动或所述电机单元被供电以允许在各自电机下受控的枢轴转动时。位置控制电机装置,也可以是这种形式,它包括现有技术中的电机和齿轮组合,使用例如Vanderbilt和Ekso公司的外骨骼组件。

太阳城集团位置控制电机单元都提供电源以驱动并准确地控制外骨骼不同组件的相对位置,贯穿外骨骼组件的行走功能,当其从轮式基座分离时。位置控制电机单位也提供了唯一的电源和控制操作,在外骨骼组件相对于轮式基座在坐姿和站姿之间的多个中间位置,支持外骨骼。当在相对于轮式基座的选定的位置支持外骨骼时,位置控制马达单元在锁定模式,其中所述关节被动锁定就位而不提供任何动力供应。

太阳城集团在图1至11和21至23的实施方案中,每个低位对接件通常包括连接构件36和钳夹38枢轴连接在连接构件的前端。在这种情况下,钳夹38保持连接到连接构件36并有选择地连接至或从外骨骼组件的小腿构件62去除。

太阳城集团现在转向图12至15,显示了低位对接构件的另一个实施例。在这种情况下,连接部件36如上所述再次枢轴安装在支柱32上。然而,钳夹38相应代替地附连到小腿构件62上。在这种情况下,钳夹可以由外骨骼组件供给能源,在图13所示的夹紧位置和在图14和15的放松位置之间进行操作。钳夹包括两个相对的夹紧构件100,它是围绕所述小腿构件62的所述放松位置空间和夹紧位置之间的竖直纵向轴线进行相对的枢轴运动,其中夹紧构件相互距离较松开位置更近。每个夹紧构件100位于各自的枢轴102内面,所述枢轴在夹紧位置连接构件的前端进入相对应的孔的相反一端,以限定了它们之间相互的枢轴运动的水平轴。在对相对于轮式基座的不同位置的外骨骼进行操作时,所述钳夹充分地夹紧连接构件以对齐所述枢轴和孔,以允许相对枢轴运动。一旦外骨骼位置已到达理想位置,夹紧力可提高到充分锁定连接构件和钳夹之间的枢轴连接,并修正它们之间的相互位置。

现在实施例的图21转向图23,每个低位对接构件的连接构件36为可延长连接100,其在对接组件的连接位置长度可延长。在这种情况下,外骨骼组件的枢轴连接和轮式基座的枢轴连接的总长度独立于其他连接之外,是可以延长的。在优选实施例中,每个延长连接是动力线性致动器是被自动控制的,以在外骨骼行走运动时协调延伸和缩回。以这种方式,轮式基座可以在走路时通过对接连接于小腿构件附着到所述外骨骼。所述轮式基座可为外骨骼提供稳定和平衡,使得用户可以在用外骨骼行走期间不用额外使用拐杖。

太阳城集团在进一步的设置中,可扩展的链接可以每个是被动伸长构件,在延长和缩回位置自由滑动,这样所述轮式基座相对于行走外骨骼保持了牵引配置,但所有的扩展和收缩是由外骨骼的行走动作单独的支配的。

太阳城集团外骨骼组件相对于轮式基座的对接是通过,低位对接构件连接于第一个钳夹38,与外骨骼组件的小腿构件相对应。每个小腿构件这样设置以便在其他的钳夹放松时,所述钳夹能够围绕在外骨骼组件和轮式基座之间的垂直轴相对枢轴运动。这便于一旦一个夹具已接合到一个连接位置,第二钳夹38与另一小腿构件的对准。

在下位对接构件的第二实施方案中,所述外骨骼上的钳夹可以被操控夹紧到轮式基座的连接构件上,以允许在它们之间的相对枢轴运动。当另一个钳夹被释放时,外骨骼上的每个钳夹可类似地提供围绕轮式基座和所述外骨骼之间的垂直轴的相对枢轴运动。

太阳城集团在图1至图23所有的实施例中,当外骨骼组件保持站立姿势时,完成两个小腿构件的典型的连接。在外骨骼组件的太阳城集团轮式基座的站立姿势中,对接组件只通过轮式基座上的下对接部件和外骨骼组件的下部的小腿构件的咬合,提供了连接。下对接部件的连接通过在坐姿和站姿间的外骨骼组件的枢轴的移动,保持了连接和咬合。

太阳城集团上对接部件用于在坐姿和站姿间的一个中间位置上,咬合外骨骼组件的中间位置的大腿构件。踏板保持咬合地面,直到上对接部件咬合了外骨骼组件。

特别的,每个大腿构件具有一口袋68,口袋68以站立姿势位于大腿构件的后部,用于自动的对准和接收相应的支柱32的顶端,由于外骨骼组件从站姿向坐姿降低,每个支柱32定义了其中的上对接部件。口袋68位于大腿构件的纵向的中间位置,以从膝关节和髋关节中的膝关节通路中隔开。两个垂直的上端定义了两个上对接部件,两个上对接部件定义了口袋68内接收的支点,以定义太阳城集团大腿构件相对于轮式基座旋转的中轴咬合,这是由于外骨骼组件被放置在相对于咬合上对接部件的中间位置至坐姿造成的。

太阳城集团上对接位置的中轴咬合定义了一个四连杆机构的枢轴,枢轴定义了一个被动连接,它自动引起了小腿构件从地面升起,地面上的底部的轮子自动的支撑外骨骼组件从站姿至坐姿的中轴的位移。定义的四连杆机构的四个连接包括:i)一部分的支柱32,位于下对接部件的中轴连接和顶端的中轴咬合之间,中轴咬合定义了上对接部件,ii)下对接部件的连接部件,iii)一部分的小腿构件,位于钳夹的夹子连接和膝关节之间,以及iv)大腿构件的部分,从膝关节至带有上对接部件的中轴咬合。在此情况下,小腿构件太阳城集团从站至坐的上对接部件的中轴咬合的旋转引起了小腿构件的前端在膝关节处被向上提升,以逐次的与它的底端的踏板一起,提升悬空在那里的小腿构件,以提升用户的脚离开地面至坐姿。

一旦外骨骼位于需要的坐姿,下对接部件的钳夹口袋的夹子连接,和位置控制电机单元都锁定在位置上而不需要任何电力,以限制它们进一步的相对位移,直到需要另一次的位置改变。

太阳城集团为帮助一个用户从外骨骼组件的坐姿中移进和移出,每个中间位置的大腿构件包括一主部分70,主部分70相对于座位部件保持固定,座位部件定义了座位表面,用于支撑上面的用户,以及一可移动的进入部分72。主部分也相对于髋关节保持固定,髋关节连接至骨盆部分,主部分在坐姿与上对接部件保持咬合。进入部分72包括一大腿构件的前端,位于座位部件的座位表面上,膝关节及其附带的位置控制电机单元,和一由膝关节连接的小腿构件的上部。进入部分72可在一正常工作位置上移动,以允许控制外骨骼组件的位置,并允许一个接入位置,以增加一个用户进出座位表面区域的横向移动。

更特别的,在外骨骼组件的坐姿上的正常位置中,大腿构件的进入部分72保持在沿着用户的腿和膝盖的外侧位置上,以使它位于带有膝关节座位的前端上隔开一段距离处,其中膝关节对准了用户安坐的外骨骼组件内的膝盖。

根据图1-10的实施例,通过向前和向后折叠主部件的顶端,或根据图11的实施例,通过侧面向外或向下的旋转如接入位置,进入部分可通过从工作位置移动至接入位置。

在图10的实施例中,包括在进入部分内的小腿构件的上部从剩余的小腿部分中断开,并且进入部分通过一个位于进入部分和大腿构件的主部分之间的铰链轴在工作和接入位置间铰接。

或者在图11的实施例中,小腿构件的上部通过一第一枢轴连接,保持中轴的连接至它的下部,而大腿构件的进入部分围绕大腿构件的剩余的主部分旋转。无论膝关节的角位置如何,进入部分的所有组件有效的在两个枢轴连接中围绕一单个的规定轴旋转,规定轴与相应的膝关节的角位置相关,在膝关节内规定轴在两个枢轴连接中延伸。在另一个例子中,在接入位置内,在它的前端的座位表面上的结果区域基本上无障碍的横向面向大腿外侧,并且用户的膝盖很容易的横向输送一用户以外骨骼组件的坐姿进出座位区域。

太阳城集团现转向图18-20的实施例,外骨骼组件也许不需要一个如上所诉的可移动的进入部分72,取而代之的是设置膝关节保持打开,并无障碍的位于大腿和小腿构件之间的枢轴上。特别的,当外骨骼的中间部分包含两个大腿构件而下部包含两个小腿部分,两个小腿部分通过膝关节相应的枢轴连接,独立的连接大腿构件的相应部分,每隔枢轴连接克包含一连杆机构200,以替代铰接。连杆机构200仍用于定义一相应的枢轴,并在相应的小腿构件和相应的大腿构件中从外骨骼的坐姿至站姿进行相对移动;然而,连杆机构在枢轴上,至少在坐姿上是打开的,以致于膝关节在枢轴上的连杆机构的连接,至少在坐姿上是无障碍的。

在图18-20的实施例中,每个连杆机构200包括一下弓形部件202,固定在小腿构件上,一中间弓形部件204,伸缩的连接下弓形部件,以及一上弓形部件206,伸缩的连接中间弓形部件并固定在大腿构件上。每个弓形部件是弧形部件,具有同枢轴连接的枢轴一致的半径中心。弓形部件可以相对枢轴的圆周方向互相滑动,所以由于共同的弓形部件在圆周方向互相可伸缩的延长或收缩,大腿构件相对于小腿构件围绕枢轴连接的枢轴旋转。

在说明的实施例中,上弓形部件和中间弓形部件都定义了沿着下弓形部件移动的弓形路径的相应部分。上弓形部件和中间弓形部件可都进一步包括沿着轮齿208的齿条的相应部分,其中轮齿208被小齿轮210咬合,小齿轮210依靠下弓形部件可旋转的支撑在小腿构件上。此例子中的下弓形部件和小齿轮共同的定义了一随动件,因为小齿轮在啮合轮齿的齿条时被驱动旋,随动件沿着由上和中间弓形部件定义的弓形路径移动。有一功率控制,连接小齿轮,以控制位置和它的旋转,并逐次的控制大腿构件相对小腿构件的角位置,由于小腿构件是折叠的,并且是相对于大腿构件的延伸,因此并且提供外骨骼站立,行走和坐下动作的动力,

根据本发明的图16和17的另一个实施例,系统可基本上和之前带有把手42的实施例中的任何一个相同。在此例子中,每个把手可选择的从轮式基座中分离,以便在它从轮式基座中分离时,作为一个独立的拐杖。

在说明的实施例中,每个把手包括一细长的上端轴部分300,在顶端支撑一前臂支撑部分302,前臂支撑部分302是杯形的,用于抓住用户的前臂,以及一抓取部分304,位于中间位置上,以适合于用户在支撑部分纵向间隔的下端位置用手抓住。一枢轴装置306,安装在轮式基座的相应侧,包括一插口308,插口308有选择的设置安装于上端轴部分300内的底部。枢轴装置包括其中的偏置元件,用于如上所述的从外骨骼的坐姿至站姿向上偏置把手42。一下端轴部分310,设置成可伸缩的从上端轴部分300中接收,以便把手的总长度可以通过可伸缩的从上端轴部分延伸下端轴部分而调整。通常,下端轴部分相对上端轴部分伸缩,以在连接轮式基座的停驻状况下,最小化把手的总长度。当轮式基座从把手中分离时,把手从停驻状况延伸长度至一工作状况,以适合于总长度作为从轮式基座中分离的独立的拐杖使用。

在使用中,用户可容易的通过把外骨骼组件初始的配置在轮式基座的坐姿上并使用由进入部分提供的附加接入,进入外骨骼组件。一旦用户坐在了座位部件上,外骨骼组件的不同部分可支撑用户的躯干,大腿和小腿。外骨骼组件的位置控制电机单元可随后用于用户在坐姿,各种中间位置,和站姿间的位置变换。座位靠背可独立的下弯,如果需要的话。在每个中间位置,大腿构件的座位部件通常有一个从膝关节至髋关节的上倾,而上部和小腿构件通常保持直立,以依据需要在不同高度支撑用户的上半身。

当外骨骼坐于抓手部分,抓手部分位于用户之后,并同躯干部分的后板对齐时,把手部件被外骨骼组件咬合,以使外骨骼组件让把手部件保持在较低位置。由于外骨骼组件面向站姿抬升,把手部件的偏离引起了把手部件保持同外骨骼组件的下面的咬合,并类似的朝着他们相应的抬升位置抬升。

太阳城集团外骨骼组件的口袋68可如上所述的提供一钳位功能,用于在坐姿内相对于上对接部件不变得固定大腿构件。然而,通过大腿构件相对于轮式基座朝着站姿的向上的旋转运动,口袋允许在轮式基座和大腿构件间的自由枢轴移动。由于外骨骼组件的位置是可变的,下对接部件的钳夹也类似的提供自由枢轴移动。

太阳城集团当外骨骼组件朝着站姿旋转时,一旦踏板碰到地面,外骨骼组件朝着站姿持续的旋转引起口袋68被举起,并离开支柱32的顶端,以自动的脱离上对接部件,而下对接部件通过外骨骼部件的旋转运动的影响,保持了朝着站姿的咬合,其中支柱32定义了上对接部件。

一旦处于站姿,下对接部件的钳夹可以容易的脱离,并且用户可随后使用外骨骼组件的步行功能,并从轮式基座上分离。

事件的逆向执行可允许外骨骼组件再次连接在轮式基座上,并且从站姿降低到不同的坐姿。

太阳城集团如上所述,一个有动力的行走外骨骼概念,类似于ReWalk,Ekso和Vanderbilt设计在此中描述。此移动性系统和外骨骼概念通常被称为COMBO,并且它包括额外的机械特性,以方便对接至一个轮式框架和支持入座。在站立姿态时,外骨骼通过远离左和右前框连杆机构的锁模机构,与轮式框架在每个胫骨(例如,小腿)部件成对连接。每个左或右胫骨附件都独立的夹住框架和围绕框架旋转。这使用户只在一点对齐框架和外骨骼,因而便于连接。在连接至一侧后,框架可围绕胫骨旋转直到另一侧也一起连接至钳夹。当在此位置时,COMBO类似于一个站立轮椅,带有一个踏板,坚固的接触地板,以提高稳定性和安全性。用户可随后使用膝关节和髋关节中的外骨骼制动器,以降低至任何坐落位置。五个关键的设计元素方便了COMBO通过动态入座,从外骨骼至手动轮椅的转变。

太阳城集团我们的设计概念的一第一关键是被动的动态轮椅定位能力。当外骨骼降低时,股骨部分同轮式框架的另一个部分接触(表示为框架的“高杠”),这引起了前连杆机构旋转并提升脚部离开地面。在一个预设的入座角度,脚部以这种方式提高并且COMBO可以一种类似手工轮椅的方式变动。相对于轮式框架,此定位过程是完全被动的。因而,无需为框架提供动力,并且可实现一个简单的便宜的轮式框架设计。

太阳城集团我们的设计概念的一第二关键是转移接入—合并可举起的股骨部分,以方便从设备中转入和转出。轮椅的转入通常是日常生活中最高分的基本轮式移动技巧之一。由于在设备和用户之间膝关节和髋关节的精确对准的需要,当前大多数的外骨骼涉及困难的转入和转出,以获得满意的行走模式并最小化腿部和背部的切变。两个外骨骼的设计解决了此问题:Ekso具有铰链式的股骨部分,它允许了腿部组件的摆动,而Vanderbilt具有附着在一就座的用户周围的三个组件。

COMBO通过外骨骼股骨部分克服了这个挑战,股骨部分被分为两个部分,并具有内部的电机和齿轮,电机和齿轮在膝盖制动器和髋制动器之间分离。前面部分,包括膝关节和胫骨部分,是可抬升的,用于朝着轮式框架的后面手动旋转并存放。这导致了一开口区域,类似于已存的手动轮椅,因而方便了从设备中转进和转出。许多太阳城集团站立轮椅的设计革新(以及相关的重量,花费和困难度)涉及在用户改变位置时最小化切变。一个外骨骼设计通过在髋和膝盖处紧密的对准设备和用户而内在的和自然的完成了这一切。作为一个动态的“站立轮椅”,COMBO,利用外骨骼对准,最小化了腿部,座椅和背部上的切变,并在外骨骼组件的中间部分,使用了一可移动的进入部分以克服此对准产生的转移障碍。

我们的设计概念的一第三关键是更强的框架刚性。由于使外骨骼“吊”离轮式框架前部的可能的弯曲结构,需要使结构在连接时支撑和加固COMBO。这通过活动的股骨部分通道和轮椅框架的高杠来完成。设计了一个背对每个外骨骼股骨部分的通道,以至于当外骨骼从站立姿势降低时,轮椅框架的高杠同每个通道紧密配合。当外骨骼停止移动时,通道一起缩紧,以抓住框架的高杠。我们设计的目标是提供一种刚性,当COMBO被用于作为一手动轮椅时,以使更多地推力被转化为移动。此外,当前股骨部分被抬离时(用于转移),胫骨和股骨之间的一个连接仍是完整的,以维持甚至在缺乏膝关节时的框架刚度(以及推动效率)。

太阳城集团第四关键是被动的可开展的把手。当COMBO从坐姿向站姿移动时,把手被动的通过偏置弹簧被动的抬升(弹簧推动把手至一直立的垂直位置)。当完全直立时,把手锁定位置,转变轮式框架为一个行走器。

第五关键是完整的座椅。外骨骼股骨部分的设计将包括一个模塑的类似矫正的座椅结构,座椅结构包裹在用户的股骨和臀部之下。当用户就座时,每个股骨部分都互相对齐,以便形成一个类似于现代的轮椅靠垫。此设计将会支持轮椅的转换及长时期的就座。这五个关键元素一起,产生了许多潜在的有益效果。

由于在本发明中可进行不同的修改,并且许多修改显然在未被里精神和范围的情况下,不同于权利要求中的精神和范围中的实施例,因此所有包含在附属说明书内的主题都可解释为用于说明而非用于限定范围。

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