齿轮定位式外骨骼座椅的制作方法

本实用新型属于身体辅具技术领域，尤其涉及一种齿轮定位式外骨骼座椅。

背景技术：

现阶段许多工厂车间内的生产，依然离不开人力(工人)。工人在生产过程中，身体经常需要在走动、站立、坐下、半蹲、全蹲等状态之间进行切换，以适应不同的工作需求。尤其是需要频繁切换身体状态的工作过程，工人的劳动强度是非常之大的，这既容易导致工人快速疲劳，又不利于生产效率的维持和提升。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供了一种结构合理，能直接进行穿戴，既不影响行走，又能在需要坐下、蹲下时提供支撑，让工人能处在坐姿状态，有效降低工人劳动强度，且锁止状态和解锁状态切换简单，操作便捷的齿轮定位式外骨骼座椅。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种齿轮定位式外骨骼座椅，包括

腰部绑条及两个对称布置的骨骼架，所述骨骼架包括大腿杆架、小腿杆架及脚架板；

在一个骨骼架中：大腿杆架下端通过铰轴与小腿杆架上端铰接，小腿杆架与脚架板连接，大腿杆架上设有大腿绑条，小腿杆架上设有小腿绑条，大腿杆架上端设有臀部坐板，臀部坐板通过软连接带与腰部绑条连接；

在一个骨骼架中：小腿杆架上设有与铰轴同轴布置的固定齿轮，固定齿轮与小腿杆架相对固定，大腿杆架上设有可与固定齿轮啮合或分离的固定齿条，固定齿条与大腿杆架滑动连接，大腿杆架上设有操作杆，操作杆一端与大腿杆架铰接，操作杆与一推拉杆一端铰接，推拉杆另一端与固定齿条铰接，大腿杆架上设有可供操作杆移动经过的杆架通口，大腿杆架上设有可与操作杆卡紧的上档位槽及可与操作杆卡紧的下档位槽，上档位槽与下档位槽之间通过杆架通口连通；

在一个骨骼架中：操作杆与上档位槽卡紧时，固定齿条与固定齿轮分离，操作杆与下档位槽卡紧时，固定齿条与固定齿轮啮合。

作为优选，在一个骨骼架中：固定齿条滑动方向平行于大腿杆架长度方向，操作杆、固定齿条及固定齿轮由上至下依次布置。

作为优选，所述小腿杆架包括小腿下架段及与小腿下架段滑动连接的小腿上架段，小腿上架段滑动方向竖直；

在一个骨骼架中：大腿杆架下端通过铰轴与小腿上架段铰接，脚架板连接小腿下架段，小腿下架段包括内竖板，小腿上架段包括与内竖板相贴的外竖板，内竖板上设有下内定位孔，小腿下架段上设有定位弹簧及与小腿下架段滑动连接的下定位销，外竖板上设有若干可供下定位销穿过的下外定位孔，各下外定位孔由下至上依次分布，下定位销上设有与内竖板接触的定位环，定位弹簧一端与下定位销相对固定，定位弹簧另一端与小腿下架段相对固定，下定位销穿过下内定位孔，下定位销穿过一个下外定位孔；

在下定位销滑动方向上：外竖板、内竖板及定位环依次布置，当下定位销处在下外定位孔外时，定位弹簧也处在下外定位孔外。

作为优选，所述定位环外径大于下内定位孔直径，下定位销上设有柱槽，小腿下架段上设有定位柱，在一个骨骼架中：下定位销、柱槽、定位弹簧、定位环、定位柱及下内定位孔同轴布置，下内定位孔直径与下外定位孔直径一直，定位弹簧与下定位销连接的一端处在柱槽内，下定位销滑动方向水平，下定位销滑动方向平行于下内定位孔轴线，定位弹簧套设在定位柱外，下定位销、定位环及定位柱沿定位柱轴向依次布置，定位柱与定位环之间具有调节间隙。

作为优选，所述大腿杆架包括大腿下架段及与大腿下架段滑动连接的大腿上架段；

在一个骨骼架中：臀部坐板与大腿上架段连接，大腿上架段上设有两个上内定位孔，大腿下架段上设有若干由上至下依次布置的上外定位孔，大腿杆架上设有上定位结构，上定位结构包括定位挡件、两个与上内定位孔一一对应的上定位销及两个与上定位销一一对应的辅卡销，各上定位销均与定位挡件连接；

所有上外定位孔中的一个上外定位孔被一个上定位销穿过，其余上外定位孔中的一个上外定位孔被另一个上定位销穿过，上定位销穿过对应的上内定位孔，上定位销上设有辅定位孔，辅卡销穿过对应上定位销上的辅定位孔；

所有上外定位孔轴线与所有上内定位孔轴线均处在同一竖直平面内，两个上内定位孔间距等于相邻两个上外定位孔间距，上外定位孔直径、上内定位孔直径及定位销直径均一致，在任一定位销轴向上：辅卡销、任一上外定位孔、任一上内定位孔及定位挡件依次布置。

作为优选，所述大腿杆架上设有辅绑条，小腿杆架上设有踝绑条，脚架板上设有脚绑条。

作为优选，所述腰部绑条内设有第一压紧气囊，大腿绑条内设有第二压紧气囊，辅绑条内设有第三压紧气囊，小腿绑条内设有第四压紧气囊，踝绑条内设有第五压紧气囊，脚绑条内设有第六压紧气囊。

作为优选，在一个骨骼架中：臀部坐板上设有坐板通口，大腿杆架上设有缸架，缸架上设有调节缸体，调节缸体内设有与调节缸体滑动密封配合的调节活塞，调节活塞将调节缸体内部分隔成第一气腔及第二气腔，调节缸体上设有与第二气腔连通的外气孔，第一压紧气囊通过第一软气管与第一气腔连通，第二压紧气囊通过第二软气管与第一气腔连通，第三压紧气囊通过第三软气管与第一气腔连通，第四压紧气囊通过第四软气管与第一气腔连通，第五压紧气囊通过第五软气管与第一气腔连通，第六压紧气囊通过第一软气管与第六气腔连通，调节活塞上设有穿过第一气腔的活塞杆，活塞杆穿过坐板通口，活塞杆上设有用于接触臀部的内坐板，活塞杆与调节缸体之间滑动密封配合，第二气腔内设有复位弹簧，复位弹簧一端连接调节活塞，复位弹簧另一端连接调节缸体，内坐板、臀部坐板、第一气腔及第二气腔沿调节活塞滑动方向依次布置。

本实用新型的有益效果是：结构合理，能直接进行穿戴，既不影响行走，又能在需要坐下、蹲下时提供支撑，让工人能处在坐姿状态，有效降低工人劳动强度，且锁止状态和解锁状态切换简单，操作便捷。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型骨骼架一个视角的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是图2中B处的放大图；

图5是本实用新型骨骼架另一个视角的结构示意图；

图6是图5中C处的放大图；

图7是本实用新型实施例2中杆架通口处的结构示意图；

图8是本实用新型实施例2中调节缸体处的结构示意图。

图中：腰部绑条11、大腿绑条12、小腿绑条13、辅绑条14、踝绑条15、脚绑条16、大腿杆架2、大腿下架段21、大腿上架段22、上定位销23、辅卡销24、定位挡件25、小腿杆架3、小腿下架段31、内竖板31a、小腿上架段32、外竖板32a、定位弹簧33、下定位销34、定位环35、定位柱36、脚架板4、铰轴5、固定齿轮51、固定齿条52、操作杆53、推拉杆54、杆架通口55a、上档位槽55b、下档位槽55c、软连接带6、臀部坐板7、坐板通口7a、调节缸体8、第一气腔8a、第二气腔8b、调节活塞81、活塞杆82、内坐板83、复位弹簧84。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例1：如图1至图6所示的实施例中，一种齿轮定位式外骨骼座椅，包括

腰部绑条11及两个对称布置的骨骼架，所述骨骼架包括大腿杆架2、小腿杆架3及脚架板4；

在一个骨骼架中：大腿杆架下端通过铰轴5与小腿杆架上端铰接，小腿杆架与脚架板连接，大腿杆架上设有大腿绑条12，小腿杆架上设有小腿绑条13，大腿杆架上端设有臀部坐板7，臀部坐板通过软连接带6与腰部绑条连接；

在一个骨骼架中：小腿杆架上设有与铰轴同轴布置的固定齿轮51，固定齿轮与小腿杆架相对固定，大腿杆架上设有可与固定齿轮啮合或分离的固定齿条52，固定齿条与大腿杆架滑动连接，大腿杆架上设有操作杆53，操作杆一端与大腿杆架铰接，操作杆与一推拉杆54一端铰接，推拉杆另一端与固定齿条铰接，大腿杆架上设有可供操作杆移动经过的杆架通口55a，大腿杆架上设有可与操作杆卡紧的上档位槽55b及可与操作杆卡紧的下档位槽55c，上档位槽与下档位槽之间通过杆架通口连通；

在一个骨骼架中：操作杆与上档位槽卡紧时，固定齿条与固定齿轮分离，操作杆与下档位槽卡紧时，固定齿条与固定齿轮啮合。

在一个骨骼架中：固定齿条滑动方向平行于大腿杆架长度方向，操作杆、固定齿条及固定齿轮由上至下依次布置。

使用本实用新型时，腰部绑条绑在工人腰围上或臀围上，两个骨骼架对应两条腿，脚踩在脚架板上。对于互相对应的骨骼架和大腿绑条而言：大腿绑条绑在大腿上，小腿绑条绑在小腿上。如此一来，工人走路时，大小腿之间角度变化就带动了大腿杆架、小腿杆架之间角度变化(大腿杆架下端通过铰轴与小腿杆架上端铰接)，因此不影响行走(此时操作杆与上档位槽卡紧)。当工人需要维持坐姿或蹲姿时，可以先坐下或蹲下至需要位置，然后拨动操作杆，通过推拉杆带动固定齿条移动至与固定齿轮啮合位置(此时操作杆与下档位槽卡紧)，从而固定齿条与固定齿轮之间无法相对运动，即大腿杆架与小腿杆架之间不能继续相对转动，工人可直接坐在本实用新型上(此时臀部压在臀部坐板上)。当再次需要走路上，拨动操作杆使操作杆与上档位槽卡紧，此时固定齿条移动至与固定齿轮分离位置，工人又可以继续行走了。

所述小腿杆架包括小腿下架段31及与小腿下架段滑动连接的小腿上架段32，小腿上架段滑动方向竖直；

在一个骨骼架中：大腿杆架下端通过铰轴与小腿上架段铰接，脚架板连接小腿下架段，小腿下架段包括内竖板31a，小腿上架段包括与内竖板相贴的外竖板32a，内竖板上设有下内定位孔，小腿下架段上设有定位弹簧33及与小腿下架段滑动连接的下定位销34，外竖板上设有若干可供下定位销穿过的下外定位孔，各下外定位孔由下至上依次分布，下定位销上设有与内竖板接触的定位环35，定位弹簧一端与下定位销相对固定，定位弹簧另一端与小腿下架段相对固定，下定位销穿过下内定位孔，下定位销穿过一个下外定位孔；

在下定位销滑动方向上：外竖板、内竖板及定位环依次布置，当下定位销处在下外定位孔外时，定位弹簧也处在下外定位孔外。

所述定位环外径大于下内定位孔直径，下定位销上设有柱槽，小腿下架段上设有定位柱36，在一个骨骼架中：下定位销、柱槽、定位弹簧、定位环、定位柱及下内定位孔同轴布置，下内定位孔直径与下外定位孔直径一直，定位弹簧与下定位销连接的一端处在柱槽内，下定位销滑动方向水平，下定位销滑动方向平行于下内定位孔轴线，定位弹簧套设在定位柱外，下定位销、定位环及定位柱沿定位柱轴向依次布置，定位柱与定位环之间具有调节间隙。

当需要调节小腿杆架高度时，可以一手压动下定位销，带动定位弹簧收缩，下定位销离开下外定位孔，此时另一手可带动小腿上架段相对小腿下架段上下滑动，待滑动至整个小腿杆架高度达到需要高度时(需要保障其中一个下外定位孔与下内定位孔对齐)，释放下定位销，在定位弹簧作用下，定位销进入与下内定位孔对齐的下外定位孔，完成小腿上架段与小腿下架段之间的固定。

所述大腿杆架包括大腿下架段21及与大腿下架段滑动连接的大腿上架段22；

在一个骨骼架中：臀部坐板与大腿上架段连接，大腿上架段上设有两个上内定位孔，大腿下架段上设有若干由上至下依次布置的上外定位孔，大腿杆架上设有上定位结构，上定位结构包括定位挡件25、两个与上内定位孔一一对应的上定位销23及两个与上定位销一一对应的辅卡销24，各上定位销均与定位挡件连接；

所有上外定位孔中的一个上外定位孔被一个上定位销穿过，其余上外定位孔中的一个上外定位孔被另一个上定位销穿过，上定位销穿过对应的上内定位孔，上定位销上设有辅定位孔，辅卡销穿过对应上定位销上的辅定位孔；

所有上外定位孔轴线与所有上内定位孔轴线均处在同一竖直平面内，两个上内定位孔间距等于相邻两个上外定位孔间距，上外定位孔直径、上内定位孔直径及定位销直径均一致，在任一定位销轴向上：辅卡销、任一上外定位孔、任一上内定位孔及定位挡件依次布置。

当需要调节大腿杆架高度时，可以先拔出辅卡销，再拔出定位挡件与上定位销(各上定位销均与定位挡件连接，所以定位挡件与各上定位销是一起拔出的)，带动大腿上架段相对大腿下架段上下滑动，使整个大腿杆架达到需要位置，且要保障两个上内定位孔与其中相邻上外定位孔一一对齐，两个上定位销除了插入对应的上内定位孔，还要分别插入该两个被对齐的上外定位孔中，即完成了大腿上架段与大腿下架段之间的再次固定。

所述大腿杆架上设有辅绑条14，小腿杆架上设有踝绑条15，脚架板上设有脚绑条16。辅绑条可以绑在大腿上，踝绑条可以绑在脚踝处，脚绑条可以绑在脚上，进一步强化穿戴固定效果。需要指出的时，本实用新型中所有的绑条，连接形式除了可以是绑接外，还可以通过粘扣连接、通过卡扣连接、通过搭扣连接等等，这都属于现有技术的常规选择，在此不予赘述。而绑条在连接后，形成一个绑环。

实施例2：本实施例的基本结构及实施方式同实施例1，其不同之处在于，如图7至图8中所示，所述腰部绑条内设有第一压紧气囊，大腿绑条内设有第二压紧气囊，辅绑条内设有第三压紧气囊，小腿绑条内设有第四压紧气囊，踝绑条内设有第五压紧气囊，脚绑条内设有第六压紧气囊。光用绑条来固定腿，容易出现以下问题：若绑条较松，本实用新型易相对工人的腿出现晃动，走路时容易不稳；若绑条绑得过紧，则腿、脚会勒得难受)。有了压紧气囊(各压紧气囊平时是充气状态)后，可以与腿、脚实现弹性压紧，贴合度更好，从而工人在走路时，可顺利带动本实用新型一起移动、顺利带动大腿杆架与小腿杆架相对转动。压紧气囊优选形式也为条形，并与绑条长度方向匹配起来，即：绑条展开时，压紧气囊长度方向与绑条长度方向一致。

在一个骨骼架中：臀部坐板上设有坐板通口7a，大腿杆架上设有缸架，缸架上设有调节缸体8，调节缸体内设有与调节缸体滑动密封配合的调节活塞81，调节活塞将调节缸体内部分隔成第一气腔8a及第二气腔8b，调节缸体上设有与第二气腔连通的外气孔，第一压紧气囊通过第一软气管与第一气腔连通，第二压紧气囊通过第二软气管与第一气腔连通，第三压紧气囊通过第三软气管与第一气腔连通，第四压紧气囊通过第四软气管与第一气腔连通，第五压紧气囊通过第五软气管与第一气腔连通，第六压紧气囊通过第一软气管与第六气腔连通，调节活塞上设有穿过第一气腔的活塞杆82，活塞杆穿过坐板通口，活塞杆上设有用于接触臀部的内坐板83，活塞杆与调节缸体之间滑动密封配合，第二气腔内设有复位弹簧84，复位弹簧一端连接调节活塞，复位弹簧另一端连接调节缸体，内坐板、臀部坐板、第一气腔及第二气腔沿调节活塞滑动方向依次布置。

如前所述，若绑条较松，则本实用新型易相对工人的腿出现晃动，走路时容易不稳；若绑条过紧，则腿、脚会勒得难受，虽设置了各压紧气囊进行缓解，但依然不能彻底解决上述问题。本实施例中，当工人走路时，臀部只是轻轻接触内坐板，此时各压紧气囊是充气状态，可以保障与腿、脚之间紧密接触，从而走路时本实用新型不会晃动，带动性好。当工人达到坐姿(蹲姿)后臀部压动内坐板，带动内坐板进入坐板通口，内坐板带动活塞杆、调节活塞移动，第一气腔容积变大、第二气腔容积变小、复位弹簧压缩，从而各压紧气囊内的一部分气体进入第一气腔，各压紧气囊不再勒紧腿、脚，可保障工人在坐姿状态下不受“束缚”。当工人站起后，在复位弹簧作用下，各结构复位，第一气腔内一部分气体再次回到各压紧气囊，重新实现与腿、脚之间的紧密接触。综上所言，本实施例中可实现坐姿时压紧气囊松、站姿时压紧气囊紧的自动切换，既可在坐姿时减少工人腿、脚束缚感，；又能在站姿时保障本实用新型与腿、脚的紧贴效果，保障大腿杆架、小腿杆架的随动效果(不会相对腿、脚晃动)。