面向手术应用的医生姿态保持助力系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种面向手术应用的医生姿态保持助力系统，包括下肢支撑机构和上身悬吊机构，下肢支撑机构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，其中一者设有制动盘、驱动装置、第一齿轮、制动块，另一者设有第二齿轮，第一，二齿轮相互啮合，其中一者的齿轮轴与旋转轴线同轴设置，上身悬吊机构包括支架，支架设有绳索收放装置和背部支撑模块。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。

A doctor's attitude maintenance system for surgical application

The utility model relates to a doctor for surgery to keep the attitude of power system, including the lower limb support mechanism and the upper suspension mechanism, the lower limb support mechanism comprises a bottom-up arranged foot support module, leg support module, thigh support module and waist support module, two support module of the upper and lower adjacent rotatably connected, one a brake disc and a driving device, a first gear, brake block, the other one is provided with second gear, first, second gear meshing, one gear shaft and the rotation shaft are coaxially arranged, the upper part of the body suspension mechanism comprises a bracket, a rope retracting device and back support module is provided with a bracket. The user wears the device, the lower limb of the human body needs exercise lower limb support mechanism is unlocked, the lower limb support mechanism following lower limb movement; the lower limb of the human body needs to maintain a position of each joint locking, providing support for the human body, the attitude of the suspension mechanism of human body support, thereby reducing the physical consumption of users.

【技术实现步骤摘要】
面向手术应用的医生姿态保持助力系统
本技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，本技术的技术方案如下：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，本技术至少具有以下优点：本技术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。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本技术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是本技术公开的下肢支撑机构的结构示意图；图3是本技术公开的上下相邻的两支撑模块的主视示意图；图4是本技术公开的上下相邻的两支撑模块的侧视示意图；图5是本技术公开的上身悬吊机构的结构示意图；图6是本技术公开的底盘的结构示意图。以上附图中，10、下肢支撑机构；11、脚掌支撑模块；12、小腿支撑模块；13、大腿支撑模块；14、腰部支撑模块；20、上身悬吊机构；21、支架；22、绳索收放装置；23、背部支撑模块；24、定滑轮；25、绳索；30、底盘机构；31、金属底盘；32、麦克纳姆轮；33、电机；100、关节；101、制动盘；102、驱动装置；103、第一齿轮；104、制动块；105、第二齿轮；106、楔形块A；107、楔形块B；108、丝杆；109、减速器；110-1、带轮；110-2、皮带；110-3、带轮；111、固定座；112、导向轴；113、导向轴支座；114、滑轨；115、螺母；116、连杆；117、固定销；118、行星轮系。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。实施例一参见图1至图6，如其中的图例所示，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10，其包括自下而上依次设置的脚掌支撑模块11、小腿支撑模块12、大腿支撑模块13以及腰部支撑模块14，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101、相对其固定的驱动装置102、相对制动盘101固定的第一齿轮103、在驱动装置102作用下制动或释放制动盘101的制动块104，另一者设有相对其固定的第二齿轮105，第一，二齿轮103，105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20，其包括支架21，支架21设有相对其固定的绳索收放装置22和悬挂于绳索收放装置22的绳索上的背部支撑模块23。一种实施方式中，驱动装置102沿竖直方向驱动连接一楔形块A106，楔形块A106沿水平方向驱动连接一楔形块B107，制动块104设于制动盘101的一侧，制动块104的一端可转动连接在其对应的支撑模块上，另一端固定连接在楔形块B107上。一种实施方式中，驱动装置102包括电机，其动力输出端连接一丝杆108，楔形块A106旋移连接在丝杆108上。一种实施方式中，电机的输出端连接有减速器109，减速器109的动力输出端与丝杆108的动力输入端通过带传动组件传动连接。一种实施方式中，沿制动盘101的水平径向对称设置两楔形块A106和对称设置两楔形块B107，两楔形块A106相对固定形成一楔形架，驱动装置102驱动连接楔形架，两楔形块A106分别驱动连接两楔形块B107。一种实施方式中，腰部支撑模块14设置为弧形板状的一个，脚掌支撑模块11、小腿支撑模块12以及大腿支撑模块13均设置为平板状的两个且每一平板状模块的两个沿弧形板状模块的水平径向对称设置。一种实施方式中，支架21设有定滑轮24，绳索绕过定滑轮24。一种实施方式中，背部支撑模块23呈背心状。一种实施方式中，还包括底盘机构30，底盘机构3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向手术应用的医生姿态保持助力系统，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种面向手术应用的医生姿态保持助力系统，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的面向手术应用的医生姿态保持助力系统，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的面向手术应用的医生姿态保持助力系统，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的面向手术应用的医生姿态保持助力系统，其特征在于，所述电机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟达，
申请(专利权)人：苏州致康医疗机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32