CN105362042B - 链接件总成以及利用该链接件总成的腿部支撑装置 - Google Patents

Abstract

示例性实施例涉及一种链接件总成以及利用该链接件总成的腿部支撑装置。安装在用户的大腿上的框架的顶端可沿着下凹的轨线运动。位于框架的顶端上的腿部支撑装置的重心朝着下凹的轨线的最低点会聚，从而可稳定地支撑用户的重量。

Description

链接件总成以及利用该链接件总成的腿部支撑装置

本申请要求于2014年8月7日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0101527号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被包含于此。

技术领域

一些示例性实施例涉及一种链接件总成和/或利用该链接件总成的部位支撑装置,所述链接件总成和/或利用该链接件总成的部位支撑装置能够支撑用户的重量并辅助行走。

背景技术

诸如以腿部支撑装置为例的部位支撑装置可用作被构造为根据使用领域来帮助肌肉力量减弱并具有重量的对象的辅助装置，或者也可用作当运送重物时增加用户的肌肉力量并支撑重物的载荷的加强装置。

发明内容

一些示例性实施例提供能够支撑用户的重量并辅助行走的链接件总成和/或利用该链接件总成的部位支撑装置。

其他的示例性实施例一部分将在下面的描述中进行阐述，一部分将通过描述而变得明显，或者可通过对实施例的实践而了解。

根据至少一个示例性实施例，一种腿部支撑装置包括：小腿框架，安装在用户的小腿上；大腿框架，安装在用户的大腿上，并且可枢转地连接至小腿框架，使得当大腿框架相对于小腿框架枢转时，大腿框架的顶端沿着下凹的曲线运动。

无论小腿框架的枢转方向如何，腿部支撑装置的重心都是朝着大腿框架的顶端运动所沿着的所述下凹的曲线中的一个点会聚。

所述点可以是下凹的曲线的最低点。

所述腿部支撑装置可包括旋转力传递构件，该旋转力传递构件用于将旋转力传递至大腿框架。

所述旋转力传递构件可包括绳索和多个链接件中的至少一种。

在小腿框架和大腿框架所连接的第一关节上可安装离合器。

仅当所述离合器处于锁定状态时，可利用旋转力传递构件将旋转力选择性地传递至大腿框架。

所述腿部支撑装置还可包括可枢转地连接至小腿框架的足部构件。

在小腿框架和足部构件所连接的第二关节处可设置凸轮，在所述凸轮上形成有第一突起和第二突起。

形成在凸轮上的第一突起和第二突起可不对称地形成

在小腿框架上可设置闩，闩的一侧沿着凸轮的外表面滑动。

在凸轮的第一突起和第二突起之间可设置凹入的闩支撑部，所述闩可沿着闩支撑部滑动。

所述闩可包括滚子，滚子沿着凸轮的外表面滑动。

所述腿部支撑装置还可包括：旋转力传递构件，用于将旋转力传递至大腿框架，其中，旋转力传递构件的一端可被固定至所述闩。

所述闩中可形成引导槽，用于引导旋转力传递构件。

根据示例性实施例，一种链接件总成包括：小腿框架，安装在用户的小腿上；大腿框架，安装在用户的大腿上并且连接至小腿框架，使得大腿框架在行走模式或支撑模式下操作，其中，在行走模式下，大腿框架能够相对于小腿框架自由地枢转，在支撑模式下，利用小腿框架支撑用户的重量。

在支撑模式下，如果施加外力，则大腿框架的顶端沿着下凹的曲线运动。

在支撑模式下，如果将外力移除，则大腿框架的顶端可位于下凹的曲线的最低点。

所述链接件总成可包括连接小腿框架与大腿框架并将小腿框架的旋转能量传递至大腿框架的旋转力传递构件。

在用户的足部上可安装足部构件，并且足部构件可连接至小腿框架。

在足部构件上可安装凸轮，在所述凸轮上形成有突起。

在小腿框架上可设置闩，所述闩的一侧沿着凸轮的外表面滑动。

在小腿框架和大腿框架所连接的关节点处可设置离合器，可通过开关将离合器锁定或解锁。

在离合器中可形成槽，并且在所述开关上可设置锁定部，使得锁定部插入到所述槽中以锁定离合器。

当离合器被锁定时，可利用连接小腿框架与大腿框架的旋转力传递构件将小腿框架的旋转能量传递至大腿框架。

当离合器被解锁时，用户可自由行走，而不会受到连接小腿框架与大腿框架的旋转力传递构件引起的干扰。

根据示例性实施例，一种腿部支撑装置包括：第一框架，安装在用户的大腿上；第二框架，可枢转地连接至第一框架，并且安装在用户的小腿上；第三框架，可枢转地连接至第二框架，并且安装在用户的足部上；凸轮，安装在在第三框架上，并且在凸轮上形成突起；闩，安装在第二框架上，并且所述闩被设置为沿着凸轮的外表面滑动；旋转力传递构件，连接闩与第一框架，并将旋转力传递至第一框架，其中，当第一框架相对于第二框架枢转时，第一框架的顶端可沿着下凹的曲线运动。

在第一框架和第二框架所连接的关节部位处可设置离合器，当所述离合器处于锁定状态时，可通过旋转力传递构件将第二框架的旋转力传递至第一框架。

当所述离合器被解锁时，第二框架的旋转力无法传递至第一框架。

根据至少一个示例性实施例，一种支撑装置包括：第一框架，被构造为能够安装在第一身体部位上；第二框架，被构造为能够安装在第二身体部位上，其中，第二框架可枢转地连接至第一框架，使得第二框架的端部被构造为当第二框架相对于第一框架枢转时沿着给定的方向运动。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其它示例性实施例将变得明显并且更易于理解，附图中：

图1是根据示例性实施例的腿部支撑装置的概念图；

图2A和图2B是根据示例性实施例的运动中的腿部支撑装置的视图图；

图3A和图3B是根据示例性实施例的图1中的腿部支撑装置的绳索安装部的视图；

图4A和图4B是根据另一示例性实施例的图1中的腿部支撑装置的绳索安装部的视图；

图5是根据示例性实施例的腿部支撑装置的视图；

图6是根据示例性实施例的腿部支撑装置的分解视图；

图7是根据示例性实施例的腿部支撑装置的踝关节部分的视图；

图8A和图8B是根据示例性实施例的操作中的腿部支撑装置的视图；

图9是根据另一示例性实施例的腿部支撑装置的视图；

图10是根据另一示例性实施例的腿部支撑装置的踝关节部分的视图；

图11和图12是根据另一示例性实施例的腿部支撑装置的膝关节部分的视图；

图13A和图13B是根据另一示例性实施例的操作中的腿部支撑装置的视图。

具体实施方式

现在将详细地说明附图中所示出的示例性实施例，在附图中，相同的标号始终指示相同的元件。

在下文中，将参照附图详细地描述根据示例性实施例的腿部支撑装置。

将理解的是，当元件被称为“位于”另一元件“上”、“连接到”或“结合到”另一元件时，它可直接位于另一元件上、直接连接或结合到另一元件，或者可存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，不存在中间元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括所列相关项中的一个或更多个的任意和所有组合。此外，将理解的是，当层被称为位于另一层“之下”时，它可以直接位于另一层之下或者也可存在一个或更多个中间层。此外，还将理解的是，当层被称为位于两层“之间”时，它可为所述两层之间的唯一层，也可以存在一个或更多个中间层。

将理解的是，尽管在此可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。例如，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。

在附图中，为了说明的清楚性，可夸大层和区域的尺寸。相同的标号始终指示相同的元件。在整个说明书中，相同的标号指示相同的组件。

为了便于描述，在此可使用诸如“在……下面”、“在……之下”、“下部”、“在……之上”和“上部”等的空间相对术语来描述如附图中所示出的一个元件或特征与其它的元件或特征的关系。应该理解的是，空间相对术语除了包括在附图中描绘的方位之外，还意在包括装置在使用或操作中的不同的方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件或特征“之下”或“下面”的元件将被随后被定向为“在”其他元件或特征“之上”。因此，示例性术语“在……之下”可能包括之上和之下两种方位。可以另外地对装置进行定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并相应地解释在此所使用的空间相对描述符。

在此使用的术语仅仅出于描述特定实施例的目的，而不意在成为示例性实施例的限制。除非上下文另外清楚地指出，否则在此所使用的单数形式也意图包括复数形式。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

这里，参照作为示例性实施例的理想实施例(和中间结构)的示意图的截面图来描述示例性实施例。因此，作为例如制造技术和/或公差的结果，所以能够预期到示图的形状的变化。这样，示例性实施例不应该被解释为受限于在此所示出的区域的特定形状，而是包括由于例如制造而导致的形状的偏差。例如，示出为矩形的注入区域(implanted region)通常将具有被倒圆或被弯曲的特征和/或在其边缘处的注入物浓度具有梯度(而不是从注入区域到非注入区域的二进制变化)。同样，通过注入形成的掩埋区域可导致掩埋区域与通过其进行注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，在附图中所示出的区域在性质上是示意性的，并且它们的形状并非意在示出装置的区域的实际形状，也并非意在限制示例性实施例的范围。

除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员通常所理解的意义相同的意义。将进一步理解的是，除非在此特别地定义，否则诸如常用词典中定义的术语应该被解释为具有与它们在现有技术的上下文中的意义相一致的意义，而不应该以理想化或过度形式化的意味进行解释。如在此所使用的，当诸如“……中的至少一个”的表达位于一列元件之后时，用于修饰整列元件，而不是修饰所列元件中的单独的元件。

图1是根据示例性实施例的诸如以腿部支撑装置为例部位支撑装置的概念图，图2A和图2B是根据示例性实施例的示出的运动中的腿部支撑装置的视图。

参照图1至图2B，根据示例性实施例的腿部支撑装置1可在不消耗能量源的能量的情况下支撑用户的重量。用户可在穿戴腿部支撑装置1时行走，并且可根据需要将腿部支撑装置1用作支撑他/她的自身重量的装置。换句话说，用户可根据需要将由他/她自己的部位(诸如，腿部)所支撑的用户的重量的全部或部分分配至腿部支撑装置1。例如，当在腿部支撑装置1上设置用于支撑用户的臀部的鞍座时，用户可坐在鞍座上，并将由他/她自己的腿部支撑的力分配至腿部支撑装置1，那么用户可舒适地休息。

当腿部支撑装置1支撑用户的重量时，腿部支撑装置1可以按照这样的方式来设置：添加用户的重量的腿部支撑装置1的重心可沿下凹的曲线C运动。这样，即使腿部支撑装置1通过施加到其上的外力而运动，腿部支撑装置1的重心也会朝着下凹的曲线C的最低点会聚，从而可稳定地支撑用户的重量。

以下，将描述其重心沿下凹的曲线C运动的腿部支撑装置1的结构。

腿部支撑装置1包括可被构造为用于支撑用户的重量的第一框架10和第二框架11。第二框架11可通过第一关节13连接至第一框架10，并且第二框架11可通过第二关节14连接至第三框架12。可通过第三框架12支撑第二框架11。

第一框架10和第二框架11可通过绳索W彼此连接。绳索W的一端可连接至第一关节13，绳索W的另一端可连接至第二关节14。例如，绳索W的一端可固定至第一关节13并可连接至相对于第一关节13能够枢转的第一框架10，绳索W的另一端可支撑第二关节14并可连接至不动的第三框架12或第二关节14的中心轴。

绳索W可被构造为使第一框架10随着第二框架11围绕第二关节14枢转而运动。当第二框架11围绕第二关节14枢转时，旋转力可通过绳索W被传递至第一框架10，使得第一框架10可围绕第一关节13枢转。在这种情况下，第一框架10的端部可沿下凹的曲线C运动。

如图2A和图3A中所示，在第一框架10的端部位于下凹的曲线C的最低点C1的状态下，当第二框架11沿一个方向R1围绕第二关节14枢转时，第一框架10可被绳索W拉动，并且第一框架10也可沿方向R1枢转。当第一框架10被绳索W拉动并沿方向R1枢转时，第一框架10和第二框架11之间的角度θ1可增大，并且第一框架10的顶端可沿下凹的曲线C向上运动并可位于点C2处，点C2不是下凹的曲线C的最低点C1。

具体地，在第一框架10的顶端位于下凹的曲线C的最低点C1的状态下，当第二框架11沿方向R1枢转时，绳索W的一端与另一端之间的最小距离S可减小。当绳索W的一端与另一端之间的最小距离S减小时，固定至绳索W的一端的第一框架10可沿向下的方向被拉动。当第一框架10沿向下的方向被拉动时，第一框架10可沿方向R1围绕第一关节13枢转。当第一框架10围绕第一关节13枢转时，由第一框架10和第二框架11形成的角度θ1可增大。当由第一框架10和第二框架11形成的角度θ1增大时，第一框架10的顶端可沿下凹的曲线C向上运动。

在第一框架10的顶端位于点C2处的状态下，当第二框架11沿另一方向R2围绕第二关节14枢转时，绳索W的一端与另一端之间的最小距离S可增大，第一框架10可沿另一方向R2枢转。当第一框架10沿另一方向R2枢转时，第一框架10的顶端可朝着下凹的曲线C的最低点C1运动。

在第一框架10的端部位于下凹的曲线C的最低点C1的状态下，即使第二框架11沿另一方向R2枢转，第一框架10也可沿方向R1枢转。如图2B和图3B中所示，当第二框架11沿另一方向R2围绕第二关节14枢转时，绳索W可拉动第一框架10，使得第一框架10可沿方向R1枢转。具体地，当第二框架11沿另一方向R2围绕第二关节14枢转时，绳索W的一端与另一端之间的最小距离S可减小，第一框架10可被绳索W拉动。被绳索W拉动的第一框架10可沿方向R1枢转，使得第一框架10和第二框架11之间的角度θ1可增大。第一框架10的顶端可沿下凹的曲线C向上运动并可位于点C3处，点C3不是下凹的曲线C的最低点C1。

在第一框架10的顶端位于点C3处的状态下，当第二框架11沿方向R1围绕第二关节14枢转时，绳索W的一端与另一端之间的最小距离S可增大，并且第一框架10可沿另一方向R2围绕第一关节13枢转。第一框架10的顶端可再次运动至下凹的曲线C的最低点C1。

按照这种方式，当第二框架11沿方向R1或另一方向R2枢转时，可预测第一框架10的顶端沿下凹的曲线C运动。当腿部支撑装置1的重心位于第一框架10的顶端时，腿部支撑装置1的重心可沿下凹的曲线C运动。即使当第一框架10通过施加到第一框架10的外力而围绕第一关节13枢转且第一框架10的顶端位于点C2或C3(不是最低点C1)处时，如果从第一框架10移除所述外力，则第一框架10可沿相反的方向围绕第一关节13枢转，并且第一框架10的顶端可运动至下凹的曲线C的最低点C1。

当从能量角度来分析第一框架10的运转时，当第二框架11围绕第二关节14旋转时吸收到第二框架11中或从第二框架11释放的能量可从第一关节13释放或被吸收到第一关节13中。通过从第一关节13释放能量或将能量吸收到第一关节13中，使第一框架10沿用户的膝盖伸展或弯曲的方向旋转。因此，第一框架10的顶端和腿部支撑装置1的重心可沿下凹的曲线C运动。因此，腿部支撑装置1中的用户的质心可朝着最低点C1处会聚，从而可稳定地支撑用户的重量。

第一框架10的顶端的轨线不限于上面的描述。例如，第一框架10的顶端可沿平行于底表面的直线运动。即使当第一框架10的顶端沿平行于底表面的直线运动、将外力施加至腿部支撑装置1且第一框架10或第二框架11枢转时，从第一框架10的顶端至第二框架11的底端的距离也不减小，从而可由腿部支撑装置1稳定地支撑用户的重量。

在下文中，现在将描述第一框架10的顶端沿下凹的曲线C运动的示例性实施例。

图3A和图3B是根据示例性实施例的绳索安装部的视图。

参照图3A和图3B，可在第二框架11上设置绳索安装部15。绳索安装部15可从第二框架11突出，以近似地或要不然的话基本上垂直于第二框架11的侧面。可在绳索安装部15中形成供绳索W穿过的绳索通孔16。绳索W的一端可固定至第一关节13并连接至第一框架10，绳索W的另一端可固定至第三框架12或第二关节14的中心轴。绳索W可以按照直线的形式从第一关节13延伸至第三框架12或第二关节14的中心轴。

当第二框架11围绕第二关节14枢转时，可通过绳索通孔16的内表面使绳索W弯曲。例如，如图2A中所示，在第一框架10的顶端位于C1处的状态下，当第二关节14沿方向R1旋转且第二框架11沿方向R1枢转时，绳索W穿过其中的绳索安装部15随着第二框架11一起运动。由于绳索W的另一端固定至第三框架12或第二关节14的中心轴，所以绳索W可以按照大体直线的形式从第三框架12延伸至绳索安装部15、可在绳索安装部15处弯曲并且可以按照大体直线的形式从绳索安装部15延伸至第一关节13。由于绳索W在绳索安装部15处弯曲并从绳索安装部15延伸，所以从绳索W的一端到另一端的最小距离S可减小，并且固定至绳索W的一端的第一框架10可被向下拉动以沿方向R1旋转。

类似地，如图2B中所示，即使在第一框架10的顶端位于最低点C1且连接至第一关节13的第二关节14沿另一方向R2旋转的状态下当第一关节13沿方向R1旋转且第二框架11沿方向R2枢转时，绳索W可沿方向R2随着第二框架11一起运动。由于绳索W在绳索安装部15处弯曲并以直线的形式从绳索安装部15延伸至第一关节13，所以从绳索W的一端到另一端的最小距离S可减小，固定至绳索W的一端的第一关节13可沿方向R1旋转，并且连接至第一关节13的第一框架10可被向下拉动，以沿方向R1旋转。

图4A和图4B是根据另一示例性实施例的绳索安装部15的视图。

如图4A和图4B中所示，可在绳索安装部15的绳索通孔16中设置被连接至绳索W的链接件L。链接件L可包括可枢转地连接至第三框架12的第一链接件L1和用于连接第一链接件L1与绳索W的另一端的第二链接件L2。第二链接件L2与第一链接件L1可枢转地彼此连接。

如图2A和2B中所示，在第一框架10的顶端位于最低点C1处的状态下，当第二框架11围绕第二关节14沿方向R1或方向R2枢转时，绳索安装部15可沿着第二框架11枢转的方向运动。当绳索安装部15运动且绳索通孔16的内表面向链接件L加压时，第二链接件L2可相对于第一链接件L1枢转，并且可在第二链接件L2与第一链接件L1的连接部分处弯曲。因此，在第二框架11枢转之后，固定至第一关节13的绳索W的一端与第三框架12或第二关节14的中心轴之间的最短距离可减小，从而绳索W可使第一关节13枢转，并且第一关节13可被向下拉动，以使连接至第一关节13的第一框架10枢转。

图5是根据示例性实施例的腿部支撑装置的视图，图6是根据示例性实施例的腿部支撑装置的分解视图。

参照图5与图6，腿部支撑装置2包括第一框架20和通过第一关节23可枢转地连接至第一框架20的第二框架21。第二框架21可通过第二关节24可枢转地连接至第三框架22。可由第三框架22支撑第二框架21。

第一框架20可安装在用户的身体的部位上。在下面的示例中，第一框架20安装在用户的大腿上。在第一框架20上可设置能支撑用户的大腿的第一支撑部200。当用户穿戴腿部支撑装置2时，可将第一支撑部200设置在用户的大腿的后部。用户可通过设置在用户的大腿的后部的第一支撑部200将他/她自身的重量转移至腿部支撑装置2。以这种方式，可由接触用户的大腿的第一支撑部200支撑用户的重量。此外，在第一框架20上还可以设置可支撑用户的臀部的鞍座(未示出)。

第二框架21可安装在用户的小腿上。在第二框架21上可设置可支撑用户的小腿的第二支撑部210。当用户穿戴腿部支撑装置2时，可将第二支撑部210设置在用户的小腿的前部。用户可通过设置在用户的小腿的前部的第二支撑部210将用户的重量转移至腿部支撑装置2。以这种方式，接触用户的小腿的第二支撑部210可支撑用户的重量。

在用户放松他/她自己的腿的状态下，可由腿部支撑装置2支撑用户的重量。可通过用于支撑用户的大腿的第一支撑部200和用于支撑用户的小腿的第二支撑部210将用户的重量施加到腿部支撑装置2上。

在第一关节23处可设置离合器201。用户在穿戴腿部支撑装置2时行走的行走模式下，离合器201使第一框架20和第二框架21围绕第一关节23自由地枢转。因此，用户在穿戴腿部支撑装置2的同时可行走。在这种情况下，离合器201可处于解锁状态。

用户可将离合器201设置为处于锁定状态，从而在用户穿戴腿部支撑装置2的状态下，可由腿部支撑装置2来支撑用户的重量。当离合器201处于锁定状态并在用户的重量被支撑的支撑模式下运转时，第一框架20相对于第二框架21不能自由地枢转，然而，第一框架20可被固定至第二框架21，以相对于第二框架21在期望的或可选地预定的角度(大约±30°)范围内枢转。例如，如图8A中所示，当第一框架20的顶端位于下凹的曲线D的最低点D1时，第一框架20可固定至第二框架21，使得由第一框架20和第二框架21形成的角度可为θ2。

考虑到在由腿部支撑装置2支撑用户的重量时使用户感觉舒适的由用户的大腿与用户的小腿形成的角度，可以设置当第一框架20的顶端位于下凹的曲线D的最低点D1时由第一框架20和第二框架21形成的角度θ2。例如，由第一框架20和第二框架21形成的角度θ2可以为大约60°与135°之间的角度(特别地，可以为90°与135°之间的角度)。如上所述，基于当第一框架20的顶端位于下凹的曲线D的最低点D1时设置的角度，第一框架20和第二框架21可相对于彼此在大约±30°范围内枢转。

第二框架21可连接至第三框架22，以使第二框架21围绕第二关节24枢转。在第三框架22上可设置凸轮25。在第二框架21的第二关节24中可形成孔213。在第三框架22中可形成孔220。在凸轮25的彼此相对的两侧上可设置轴252和252’。轴252和252’可被构造为分别穿过形成在第三框架22中的孔220和形成在第二框架21中的孔213。

一个轴252可穿过第三框架22的一侧的孔220，结合构件可结合到轴252的端部。这样，凸轮25可被固定至第三框架22。另一轴252’可穿过第二框架21的孔213，并且可将干涉构件(interference member)结合到轴252’的端部，使得轴252’不会脱离孔213。第二框架21可被设置为绕轴252’旋转。

在第三框架22的另一侧还可以设置安装支架221。在安装支架221中可形成第一安装孔222、第二安装孔223和第三安装孔224。设置在凸轮25上的轴252可插入到第一安装孔222中。在安装支架221外侧，可将结合构件结合到轴252。安装支架221被设置为绕轴252旋转。

在第二框架21上可设置第一轴211和第二轴212。设置在第二框架21上的第一轴211被插入到第二安装孔223中。设置在第二框架21上的第二轴212可插入到第三安装孔224中。可在第二框架21与安装支架221之间设置闩(latch)26。第二轴212可穿过形成在闩26中的中心孔261。闩26可被设置为围绕穿过中心孔261的第二轴212旋转。

图7是根据示例性实施例的腿部支撑装置2的踝关节部分的视图。

参照图6与图7，在凸轮25的一侧上可形成第一突起250和第二突起250’。第一突起250和第二突起250’可对称或不对称地形成。在第一突起250和第二突起250’之间可形成凹入的闩支撑部251。

当由腿部支撑装置2支撑用户的重量时，可通过设置在凸轮25上的闩支撑部251来支撑滚子260。当第二框架21枢转时，闩26可围绕被设置在第二框架21的下侧的第二轴212旋转，能够旋转并且被设置在闩26的一侧的滚子260可沿着凸轮25的闩支撑部251滑动。例如，当第二框架21沿方向R1旋转时，滚子260可沿着闩支撑部251朝向第一突起250滑动；当第二框架21沿另一方向R2旋转时，滚子260可沿着闩支撑部251朝向第二突起250’滑动。

可利用绳索W将闩26和第一框架20彼此连接。绳索W的一端可固定至闩26，绳索W的另一端可固定至第一关节23。在闩26上可安装另外的支架262，绳索W的一端可固定至支架262。在支架262中可形成引导槽263，以引导绳索W。绳索W的一端可固定至支架262，并且可通过引导槽263引导绳索W，从而绳索W的另一端可固定至第一关节23。

图8A和图8B是根据示例性实施例的操作中的腿部支撑装置的视图。

参照图8A，在由腿部支撑装置2支撑用户的重量且第一框架20的顶端位于最低点D1处的状态下，当第二框架21通过施加到第二框架21的外力围绕第二关节24沿方向R1枢转并且闩26的滚子260沿着凸轮25的闩支撑部251朝向第一突起250滑动时，绳索W可拉动第一框架20。当第一框架20被绳索W拉动时，第一框架20可围绕第一关节23沿方向R1旋转，使得第一框架20和第二框架21之间的角度可大于θ2。随着第一框架20和第二框架21之间的角度大于θ2，第一框架20的顶端可被抬高。由于第二框架21围绕第二关节24枢转，第一框架20围绕第一关节23枢转，并且第一框架20的顶端被向上抬高，所以第一框架20的顶端可沿着描绘的下凹的曲线D朝向点D2抬高。

参照图8B，在第一框架20的顶端位于最低点D1处的状态下，即使第二框架21被构造为围绕第二关节24沿另一方向R2枢转，第一框架20也可围绕第一关节23沿方向R1枢转。当第二框架21围绕第二关节24沿另一方向R2枢转时，闩26的滚子260可沿着凸轮25的闩支撑部251朝向第二突起250’滑动。当滚子260沿着第二突起250’的外表面滑动时，绳索W可拉动第一框架20。当第一框架20被绳索W拉动时，第一框架20可围绕第一关节23沿方向R1旋转。因此，第一框架20和第二框架21之间的角度大于θ2，第一框架20的顶端可被抬高。第一框架20的顶端可沿着描绘下凹的曲线D运动至点D3。

以这种方式，在第一框架20的端部位于最低点D1处的状态下，当第二框架21围绕第二关节24沿方向R1旋转时，第一框架20的端部可运动至右上方的点D2处；当第二框架21围绕第二关节24沿另一方向R2旋转时，第一框架20的端部可运动至左上方的点D3处。第一框架20的端部可运动至右方和左方的上限或最大距离(L3+L3’)可随着第三框架22的尺寸以及闩支撑部251的尺寸而变化。例如，第一框架20的端部可运动至右方和左方的距离的上限(L3+L3’)(例如，最大距离)可为大约5cm至60cm(特别地，可为大约20cm至40cm)。

由第一框架20和作为参考平面的底表面形成的角度θ3可为大约-20°至90°。即，第一框架20和底表面形成的角度θ3沿向下的方向可以为大约20°，沿向上的方向可以为大约90°。由第二框架21和底表面形成的角度θ4可为大约30°至90°。在这种情况下，由第一框架20和第二框架21形成的角度θ2可为大约30°至180°。同时，可以按照这样的方式来构造的腿部支撑装置2：在初始配置下，第一框架20的端部位于最低点D1处，由第一框架20和底表面形成的角度θ3可为大约20°至60°，由第二框架21和底表面形成的角度θ4可为大约40°至75°。在初始配置下，由第一框架20和第二框架21形成的角度θ2可为大约60°至135°。

即使当由腿部支撑装置2支撑用户的重量，并且第二框架21通过施加到第二框架21的外力围绕第二关节24枢转时，如果第一框架20的顶端被设置为沿着下凹的曲线D运动，则施加有用户的重量的腿部支撑装置2的重心可沿着下凹的曲线D运动。施加有用户的重量的腿部支撑装置2的重心沿着下凹的曲线D运动使得：即使当外力施加到腿部支撑装置2时，腿部支撑装置2的重心也可返回至最低点D1，从而可稳定地支撑用户的重量。

图9是根据另一示例性实施例的腿部支撑装置的视图。

参照图9，根据另一示例性实施例的腿部支撑装置3可包括：第一框架30；第二框架31，连接至第一框架30，以围绕第一关节33可枢转；第三框架32，连接至第二框架31，以围绕第二关节34可枢转。第一框架30可包括：第一延伸框架300，沿着用户的大腿延伸的方向延伸；支撑部301，可被设置在第一延伸框架300上，并且可支撑用户的臀部或大腿。第二框架31可连接至第一框架30，以围绕第一关节33可枢转。第二框架31可包括沿着用户的小腿延伸的方向延伸的第二延伸框架310。在第二延伸框架310上可设置支撑部311，并且支撑部311可支撑通过用户的小腿转移的用户的重量。

图10是根据另一示例性实施例的腿部支撑装置3的踝关节部分的视图。

参照图10，第三框架32可安装在用户的足部上。第三框架32可围绕第二关节34枢转。例如，可利用四连杆机构将第二框架31与第三框架32彼此可枢转地连接。

可通过设置在四连杆机构中的销341、342、352和353来支撑施加到第二框架31的重量。四连杆机构可连接至第三框架32和稍后将要描述的凸轮35。销352和353可沿向上倾斜的方向设置在凸轮35中，销341和342可沿向上倾斜的方向设置在四连杆机构中。可利用一个旋转构件345将设置在凸轮35中的下部销352和设置在四连杆机构中的下部销341彼此连接。类似地，可利用一个旋转构件346将设置在凸轮35中的上部销353和设置在四连杆机构中的上部销342彼此连接。

可在第三框架32中设置链接件结合部320。可在四连杆机构的下部设置链接件结合部320可插入到其中的结合槽340。链接件结合部320可插入到结合槽340中，并且可利用穿过第三框架32和四连杆机构的结合构件将四连杆机构结合到第三框架32。

腿部支撑装置3还可包括安装在第二框架31上的安装支架37。在安装支架37中可形成第一孔370和第二孔371。在第二延伸框架310的下侧可形成第一孔312和第二孔313。形成在安装支架37中的第一孔370和第二孔371可以与形成在第二延伸框架310的下侧的第一孔312和第二孔313相对应。利用穿过安装支架37的第一孔370和第二延伸框架310的第一孔312的第一轴314以及穿过安装支架37的第二孔371和第二延伸框架310的第二孔313的第二轴315可将安装支架37连接至第二延伸框架310。

在安装支架37与第二延伸框架310之间可设置凸轮35和闩36。在凸轮35中可形成孔354。第二轴315可穿过形成在凸轮35中的孔354。在闩36中可形成孔360。第一轴314可穿过形成在闩36中的孔360。闩36可被设置为可围绕第一轴314旋转。因此，可将凸轮35和闩36安装在安装支架37与第二延伸框架310之间。

图11和图12是另一示例性实施例的腿部支撑装置3的膝关节部分的视图。

参照图11和图12，在第一关节33上可设置离合器316。在用户穿戴腿部支撑装置3时行走的行走模式下，离合器316可以使第一框架30和第二框架31可围绕第一关节33自由地枢转。在这种情况下，离合器316可处于解锁状态。当离合器316处于解锁状态时，不能通过绳索W操作第一框架30。

为了在用户的重量被支撑的支撑模式下使用腿部支撑装置3，用户可将离合器316设置为处于锁定状态。如下面将讨论的，当离合器316处于锁定状态时，可通过绳索W操作第一框架30。

可通过开关303将离合器316锁定或解锁。开关303可设置在第一框架30上邻近离合器316的位置处。在离合器316中可形成槽317。在开关303上可设置锁定部304，并且锁定部304可插入到槽317中。当锁定部304插入到槽317中时，离合器316可被锁定；当锁定部304脱离槽317时，离合器316可被解锁。在开关303上可设置手柄305，用户可通过握住手柄305来操纵开关303并可将离合器316锁定或解锁。开关303可通过电机而自动锁定或解锁。

凸轮35可设置在第三框架32上，闩36可设置在第二框架31上。闩36的一侧可被设置为沿着凸轮35的外表面滑动。凸轮35的形状可以与图6中所示的凸轮25的形状相似或相同。具体地，在凸轮35上可形成突起350和350’以及凹入的闩支撑部351。突起350和350’可包括设置在闩支撑部351的一侧上的第一突起350和设置在闩支撑部351的另一侧上的第二突起350’。闩36包括滚子362，滚子362被构造为沿着作为凸轮35的外表面的闩支撑部351滑动。在闩36中可形成安装孔360，闩36可通过安装孔360和穿过第二框架31的轴314而可旋转地安装在第二框架31上。在闩36上可设置绳索结合部361，绳索W可安装在绳索结合部361上。

图13A和图13B是根据另一示例性实施例的操作中的腿部支撑装置3的视图。

参照图13A和图13B，当由腿部支撑装置3支撑用户的重量时，可由设置在凸轮35上的闩支撑部351支撑滚子362。当第二框架31通过施加到第二框架31的外力围绕第二关节34沿方向R1或另一方向R2枢转时，滚子362可沿着凸轮35的闩支撑部351朝向第一突起350或第二突起350’滑动。

如图13A中所示，在第一框架30的顶端位于最低点E1处的状态下，当由腿部支撑装置3支撑用户的重量时，如果离合器316处于锁定状态，则第二框架31可通过施加到第二框架31的外力围绕第二关节34沿方向R1枢转。当第二框架31围绕第二关节34沿方向R1枢转时，闩36的滚子362可沿着凸轮35的闩支撑部351朝向第一突起350滑动，并且绳索W可拉动第一框架30。当第一框架30被绳索W拉动时，第一框架30可围绕第一关节33沿方向R1旋转，并且第一框架30的顶端可沿着下凹的曲线E运动至点E2处。

如图13B中所示，在第一框架30的顶端位于最低点E1处的状态下，即使当第二框架31围绕第二关节34沿另一方向R2枢转时，第一框架30也可沿方向R1旋转。当第二框架31围绕第二关节34沿另一方向R2枢转时，闩36的滚子362可沿着凸轮35的闩支撑部351朝向第二突起350’滑动。当滚子362朝向凸轮35的第二突起350’滑动时，绳索W拉动第一框架30，并且第一框架30围绕第一关节33沿方向R1旋转，使得第一框架30的顶端可沿着下凹的曲线E运动至点E3处。

在用户的重量被支撑并且没有外力施加到第一框架30的状态下，第一框架30的顶端可位于下凹的曲线E的最低点E1处。即使当第二框架31通过施加到第二框架31的外力围绕第二关节旋转，并且第一框架30的顶端位于点E2或E3(不是下凹的曲线E的最低点E1)处时，如果将施加到第二框架31的外力移除，则第一框架30的顶端可再次运动至下凹的曲线E的最低点E1。

以这种方式，施加有用户的重量的腿部支撑装置3的重心沿着下凹的曲线E运动，使得即使当向腿部支撑装置3施加外力时，腿部支撑装置3的重心也可始终朝着最低点E1会聚，从而可稳定地支撑用户的重量。

在根据一个或其它的示例性实施例的腿部支撑装置中，利用绳索将闩和第一框架彼此连接。然而，可以使用多个链接件相连接的结构来替换绳索。除了绳索或多个链接件之外，用于根据第二框架的枢转而传递力以使第一框架枢转的单元可被称为旋转力传递构件。当第一框架被安装在用户的大腿上时，它可被称为大腿框架；当第二框架被安装在用户的小腿上时，它可被称为小腿框架；当第三框架被安装在用户的足部上时，它可被称为足部构件。

根据上面描述的腿部支撑装置，腿部支撑装置的重心沿着下凹的曲线运动，因而可始终位于最低点。当由腿部支撑装置支撑用户的重量时，腿部支撑装置的重心可位于最低点。在这种状态下，即使当通过用户的姿势的改变或施加到框架的外力使腿部支撑装置的框架枢转时，腿部支撑装置的重心不会向下运动，而会向上运动。当移除外力时，向上运动的腿部支撑装置的重心返回至最低点，使得腿部支撑装置可稳定地支撑用户的重量。当在腿部支撑装置的第一关节上安装电机时，腿部支撑装置可辅助用户行走。根据至少一个示例性实施例，可通过处理器来控制电机。所述处理器可以是算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或者能够按照定义的方式对指令作出响应并执行指令从而利用指令来编程处理器的任何其他装置。所述指令可被存储在非暂时性计算机可读介质上。非暂时性计算机可读介质的示例包括：磁介质，诸如硬盘、软盘和磁带；光学介质，诸如CD ROM盘和DVD；磁光介质，诸如光盘；硬件器件，通常被配置为存储并执行程序指令，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、快闪存储器等。非暂时性计算机可读介质也可以是分布式网络，使得程序指令以分布的形式而存储并执行。

已经描述了被包括在腿部支撑装置中的第一框架的端部沿着下凹的曲线运动的示例性实施例。然而，可以按照这样的方式来构造腿部支撑装置：第一框架的端部沿着(例如)与底表面平行的直线或另一方向上的直线运动。可以按照这样的方式来构造腿部支撑装置：凸轮的形状被设计为使得第一框架的端部可沿着下凹的曲线、相对于底表面水平的直线或沿着另一方向延伸的线运动。

如上所述，在根据一个或更多个示例性实施例的链接件总成以及利用该链接件总成的腿部支撑装置中，可以稳定地支撑用户的重量。

虽然已经示出和描述了一些示例性实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离权利要求及其等同物限定的原理和范围的情况下，可以对这些示例性实施例进行改变。

Claims (31)

1.一种腿部支撑装置，包括：

小腿框架，被构造为能够被安装在用户的小腿上；

大腿框架，被构造为能够被安装在用户的大腿上，并且通过第一关节可枢转地连接至小腿框架；

离合器，位于第一关节处，并被构造为处于锁定状态或处于解锁状态，其中，在锁定状态下，小腿框架不能相对于大腿框架枢转；

旋转力传递构件，被构造为将旋转力传递至大腿框架；

其中，旋转力传递构件的一端固定到第一关节的面对用户的前进方向的一侧并连接到大腿框架。

2.根据权利要求1所述的腿部支撑装置，其中，无论小腿框架的枢转方向如何，腿部支撑装置的重心都是朝着下凹的曲线中的一个点会聚。

3.根据权利要求2所述的腿部支撑装置，其中，无论小腿框架的枢转方向如何，所述点是所述下凹的曲线的最低点。

4.根据权利要求1所述的腿部支撑装置，其中，所述旋转力传递构件包括绳索以及一个或更多个链接件中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的腿部支撑装置，其中，当所述离合器处于锁定状态时，旋转力传递构件的旋转力被传递至大腿框架。

6.根据权利要求1所述的腿部支撑装置，所述腿部支撑装置还包括：

足部构件，可枢转地连接至小腿框架。

7.根据权利要求6所述的腿部支撑装置，所述腿部支撑装置还包括：

凸轮，位于小腿框架和足部构件所连接的第二关节处，所述凸轮具有第一突起和第二突起。

8.根据权利要求7所述的腿部支撑装置，其中，第一突起和第二突起不对称地形成。

9.根据权利要求7所述的腿部支撑装置，所述腿部支撑装置还包括：

闩，位于小腿框架上，所述闩具有被构造为能够沿着凸轮的外表面滑动的一侧。

10.根据权利要求9所述的腿部支撑装置，所述腿部支撑装置还包括：

凹入的闩支撑部，位于凸轮的第一突起和第二突起之间，所述闩被构造为能够沿着闩支撑部滑动。

11.根据权利要求9所述的腿部支撑装置，其中，所述闩包括：滚子，被构造为能够沿着凸轮的外表面滑动。

12.根据权利要求9所述的腿部支撑装置，其中，旋转力传递构件的一端被固定至所述闩。

13.根据权利要求12所述的腿部支撑装置，所述腿部支撑装置还包括：

引导槽，位于所述闩中，所述引导槽被构造为引导旋转力传递构件。

14.根据权利要求1所述的腿部支撑装置，其中，当大腿框架的顶端位于下凹的曲线的最低点时，小腿框架与大腿框架之间的角度在60°至135°之间。

15.根据权利要求14所述的腿部支撑装置，其中，当所述离合器处于锁定状态时，小腿框架与大腿框架之间的角度在60°至135°之间。

16.根据权利要求1所述的腿部支撑装置，其中，大腿框架与所述腿部支撑装置的底表面之间的角度在-20°至90°之间。

17.根据权利要求1所述的腿部支撑装置，其中，小腿框架与所述腿部支撑装置的底表面之间的角度在30°至90°之间。

18.根据权利要求1所述的腿部支撑装置，其中，当大腿框架相对于小腿框架枢转时，大腿框架的顶端沿着下凹的曲线运动。

19.根据权利要求1所述的腿部支撑装置，其中，旋转力传递构件设置在小腿框架的面对用户的前进方向的一侧。

20.一种链接件总成，包括：

小腿框架，被构造为能够安装在用户的小腿上；

大腿框架，被构造为能够安装在用户的大腿上并且通过关节连接至小腿框架；

离合器，位于所述关节处，所述离合器被构造为处于锁定状态或处于解锁状态，其中，在锁定状态下，小腿框架不能相对于大腿框架枢转并且用户的重量利用小腿框架来支撑；

旋转力传递构件，被构造为将旋转力传递至大腿框架，

其中，大腿框架被构造为在解锁状态下的行走模式和锁定状态下的支撑模式中的一种模式下操作，其中，在行走模式下，大腿框架能够相对于小腿框架自由地枢转，在支撑模式下，用户的重量利用小腿框架来支撑，

其中，旋转力传递构件的一端固定到所述关节的面对用户的前进方向的一侧并连接到大腿框架。

21.根据权利要求20所述的链接件总成，其中，在支撑模式下，当施加外力时，大腿框架的端部沿着下凹的曲线运动。

22.根据权利要求20所述的链接件总成，其中，旋转力传递构件设置在小腿框架的面对用户的前进方向的一侧。

23.根据权利要求20所述的链接件总成，其中，在所述离合器的锁定状态下，小腿框架与大腿框架之间的角度在60°至135°之间。

24.一种支撑装置，包括：

第一框架，被构造为能够安装在第一身体部位上；

第二框架，被构造为能够安装在第二身体部位上；

离合器，位于第一框架和第二框架所连接到的关节处，所述离合器被构造为处于锁定状态或处于解锁状态，其中，在锁定状态下，第一框架不能相对于第二框架枢转，在解锁状态下，第一框架能够相对于第二框架自由地枢转；

旋转力传递构件，被构造为将旋转力传递至第二框架，

其中，旋转力传递构件的一端固定到所述关节的面对身体的前进方向的一侧并连接到第二框架。

25.根据权利要求24所述的支撑装置，其中，第二身体部位和第一身体部位位于同一关节的两侧。

26.根据权利要求24所述的支撑装置，其中，第二框架可枢转地连接至第一框架，使得当第二框架相对于第一框架枢转时，第二框架的顶端沿着给定的方向运动。

27.根据权利要求26所述的支撑装置，其中，所述给定的方向是下凹的曲线和平行于所述支撑装置的支撑表面的方向中的一个。

28.根据权利要求24所述的支撑装置，其中，

在行走模式下，第二框架能够相对于第一框架自由地枢转；

在支撑模式下，第二框架不能相对于第一框架自由地枢转，并且第二框架支撑至少第一身体部位和第二身体部位的重量。

29.根据权利要求24所述的支撑装置，

其中，当离合器处于锁定状态时，旋转力传递构件的旋转力被传递至第二框架。

30.根据权利要求24所述的支撑装置，其中，旋转力传递构件设置在第一框架的面对身体的前进方向的一侧。

31.根据权利要求24所述的支撑装置，其中，在所述离合器的锁定状态下，第一框架与第二框架之间的角度在60°至135°之间。