CN105362040A - 固定模块和包括该固定模块的运动辅助设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种固定模块和包括该固定模块的运动辅助设备，所述固定模块包括第一侧框架和第二侧框架，第一侧框架包括：第一中央部，位于用户的一侧上；第一前延伸部，被构造为从第一中央部沿着用户的前侧延伸；第一后延伸部，被构造为从第一中央部沿着用户的后侧延伸，第二侧框架包括：第二中央部，位于用户的另一侧上；第二前延伸部，被构造为从第二中央部沿着用户的前侧延伸；第二后延伸部，被构造为从第二中央部沿着用户的后侧延伸。第一中央部和第二中央部可被设置为彼此面对，并且第一中央部与第二中央部之间的距离可以是可调节的。

Description

固定模块和包括该固定模块的运动辅助设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年8月18日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0107171号韩国专利申请的优先权利益，该韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。

技术领域

示例性实施例涉及一种固定模块和/或包括该固定模块的运动辅助设备。

背景技术

随着老龄化社会的来临，越来越多的人会承受关节问题带来的不便和/或痛苦。因此，对可使有关节问题的老人或病人能够更省力地行走的运动辅助设备的兴趣增加。运动辅助设备可包括主动的关节结构，该关节结构包括液压系统和/或驱动电机，以驱动每个关节部来提高用户的腿的肌肉力量。然而，传统上，运动辅助设备可根据用户的腰部而以多种固定的尺寸出现。此外，传统上，运动辅助设备可由于在辅助用户行走的同时向用户施加扭转力而摇晃。

发明内容

至少一个示例性实施例涉及固定模块。

根据一些示例性实施例，固定模块可包括第一侧框架和第二侧框架，第一侧框架包括：第一中央部，位于用户的一侧上；第一前延伸部，被构造为从第一中央部沿着用户的前侧延伸；第一后延伸部，被构造为从第一中央部沿着用户的后侧延伸，第二侧框架包括：第二中央部，位于用户的另一侧上；第二前延伸部，被构造为从第二中央部沿着用户的前侧延伸；第二后延伸部，被构造为从第二中央部沿着用户的后侧延伸。第一中央部和第二中央部可被设置为彼此面对，并且第一中央部与第二中央部之间的距离可以是可调节的。

示例性实施例提供了，第一前延伸部与第二前延伸部可以是可拆开的，并且第一后延伸部与第二后延伸部可以是可拆开的。

示例性实施例提供了，第一前延伸部和第二前延伸部的重叠区域可以是可调节的。

示例性实施例提供了，第一前延伸部可包括：约束部，被构造为结合到第二前延伸部；连接部，被构造为将约束部可旋转地连接到第一中央部。

示例性实施例提供了，第一后延伸部和第二后延伸部的重叠区域可以是可调节的。

示例性实施例提供了，第一后延伸部可被构造为相对于第二后延伸部滑动。

示例性实施例提供了，所述固定模块还包括：紧固构件，被构造为穿过第一导向孔和第二导向孔，以防止第一后延伸部和第二后延伸部的相对运动。第一后延伸部可包括第一导向孔，第二后延伸部可包括与第一导向孔相对应的第二导向孔。

示例性实施例提供了，第一侧框架和第二侧框架中的至少一个侧框架还可包括：支撑装置，被构造为从所述至少一个侧框架的后延伸部沿着颅骨方向和尾椎方向中的一个或更多个方向延伸。

示例性实施例提供了，第一侧框架还可包括第一上支撑构件，第一上支撑构件被构造为从第一后延伸部沿着向上的方向延伸，第二侧框架还可包括第二上支撑构件，第二上支撑构件被构造为从第二后延伸部沿着向上的方向延伸，第一上支撑构件和第二上支撑构件可分别设置在基于用户的脊椎的两侧上，以支撑用户的竖脊肌。

示例性实施例提供了，第一侧框架还可包括第一下支撑构件，第一下支撑构件被构造为从第一后延伸部朝向下侧延伸，第二侧框架还可包括第二下支撑构件，第二下支撑构件被构造为从第二后延伸部朝向下侧延伸，并且第一下支撑构件和第二下支撑构件可被设置为支撑用户的髋肌。

示例性实施例提供了，支撑装置可包括：板，被设置为与后延伸部的纵向方向正交；多个突出部，被构造为从板突出。

示例性实施例提供了，所述多个突出部可被设置为在板的纵向方向上彼此分隔开。

示例性实施例提供了，支撑装置还可包括：加强件，被构造为穿过所述多个突出部。

示例性实施例提供了，支撑装置可包括：板，被设置为与后延伸部的纵向方向正交；加强件，加强件的将设置在板的两端部处的一些部分是固定的，加强件的将设置在板的中央部处的一部分是不固定的。

示例性实施例提供了，支撑装置可包括：板，被设置为与后延伸部的纵向方向正交；加强金属线，被构造为沿着板的宽度方向嵌入在板的端部和沿着板的长度方向嵌入在板的侧部。

示例性实施例提供了，支撑装置可被设置为长度比宽度大，并且在支撑装置的纵向方向上，支撑装置的两端部的刚度可比支撑装置的中央区域的刚度大。

根据另一示例性实施例，固定模块可包括：第一侧框架，被构造为覆盖用户的一侧表面，第一侧框架的两端部被构造为沿着用户的前表面和后表面延伸；第二侧框架，被构造为覆盖用户的另一侧表面，第二侧框架的两端部被构造为沿着用户的前表面和后表面延伸；支撑装置，第一侧框架和第二侧框架可滑动地连接到支撑装置，且支撑装置被构造为支撑用户的后表面。

示例性实施例提供了，第一侧框架的前端部和第二侧框架的前端部可被构造为彼此可拆开，第一侧框架的后端部和第二侧框架的后端部可分别被构造为可与支撑装置分开。

至少一个示例性实施例涉及一种运动辅助设备。

根据示例性实施例，运动辅助设备可包括：固定模块，包括第一可分开框架和第二可分开框架，第一可分开框架位于用户的一侧表面上，第二可分开框架位于用户的另一侧表面上，第一可分开框架与第二可分开框架之间的距离是可调节的；驱动模块，设置在固定模块中；关节组件，被构造为通过驱动模块而旋转，并辅助用户的关节部的旋转运动。

示例性实施例提供了，第一可分开框架和第二可分开框架可包括柔性材料，所述固定模块还可包括：上支撑构件和下支撑构件，被构造为分别朝向用户的上侧和下侧延伸，并且上支撑构件可被构造为在关节组件沿着一个方向旋转时向用户的上侧施加压力，下支撑构件可被构造为在关节组件沿着另一方向旋转时向用户的下侧施加压力。

在一些示例性实施例中，运动辅助设备可包括：固定装置，被构造为能够附着到运动辅助设备的穿戴者的腰部，固定装置包括以一定距离分开的多个联锁框架，固定装置被构造为调节所述多个联锁框架之间的距离，以将运动辅助设备固定在穿戴者的腰部上；多个连接装置，被构造为能够附着到穿戴者的大腿；多个关节组件，安装到所述多个联锁框架中相应的联锁框架，关节组件被构造为向所述多个连接装置施加力矩，以辅助用户使他们的髋关节运动。

在一些示例性实施例中，所述多个联锁框架包括第一联锁框架和第二联锁框架，第一联锁框架被构造为能够与第二联锁框架拆开，以允许用户移除固定装置。

在一些示例性实施例中，所述第一联锁框架和第二联锁框架均包括后部和前部，所述后部被构造为接触穿戴者的下背部的相应侧，所述前部被构造为接触穿戴者的下腹部的相应侧，所述第一联锁框架和第二联锁框架的后部和前部之一者被构造为允许紧固构件穿过其中的导向槽，以允许第一联锁框架相对于第二联锁框架滑动；所述第一联锁框架和第二联锁框架的后部和前部之另一者包括扣钩，所述扣钩被构造为将第一联锁框架选择性地紧固到第二联锁框架。

在一些示例性实施例中，固定装置包括支撑装置，支撑装置被构造为从固定装置沿着颅骨方向和尾椎方向中的一个或更多个方向延伸，支撑装置被构造为抵消在所述多个关节组件向连接装置施加力矩时产生的扭转力。

在一些示例性实施例中，支撑装置具有使得支撑装置的刚度朝向支撑装置的末端增加的形状。

在一些示例性实施例中，固定装置被构造为能够沿着第一方向调节所述多个联锁框架之间的距离，并能够使支撑装置沿着与第一方向垂直的第二方向运动。

在一些示例性实施例中，所述多个联锁框架相对于支撑装置对称。

将在下面的描述中部分地阐述示例性实施例的其它方面，部分将通过描述而明显，或者可通过本公开的实施而得知。

附图说明

通过在下面结合附图对示例性实施例中的一些示例性实施例进行描述，这些和/或其它方面将变得清楚并且更易于理解，在附图中：

图1是示出根据一些示例性实施例的运动辅助设备的主视图；

图2是示出根据一些示例性实施例的运动辅助设备的侧视图；

图3是示出根据一些示例性实施例的固定模块的后视图；

图4是示出根据一些示例性实施例的固定模块的分解透视图；

图5是示出根据一些示例性实施例的固定模块的分解透视图；

图6是示出根据一些示例性实施例的支撑构件的透视图；

图7是示出根据一些示例性实施例的支撑构件的透视图；

图8A至图8C示出根据一些示例性实施例的当外力被施加到支撑构件时变形的支撑构件；

图9是示出根据一些示例性实施例的固定模块的分解透视图。

具体实施方式

现在将参照附图更全面地描述一些示例性实施例。然而，实施例可以以多种不同的形式实施，且不应被解释为受限于在此阐述的实施例。更确切地讲，提供这些示例性实施例使得本公开将是彻底的和完全的，并将示例性实施例的范围完全传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清楚起见，可夸大层和区域的厚度。

将理解的是，当元件被称为“位于另一部件上”、“连接到另一部件”、“电连接到另一部件”或“结合到另一部件”时，该元件可直接位于该另一部件上、直接连接到该另一部件、直接电连接到该另一部件、或直接结合到该另一部件，或者可存在中间部件。相反，当部件被称为“直接位于另一部件上”、“直接连接到另一部件”、“直接电连接到另一部件”或“直接结合到另一部件”时，不存在中间部件。如在此所使用的，术语“和/或”包括列出的相关项中的一个或更多个相关项的任意组合或全部组合。

将理解的是，虽然在此可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述不同的元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层和/或部分与另一元件、另一部件、另一区域、另一层和/或另一部分区分开。例如，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，第一元件、第一部件、第一区域、第一层和/或第一部分可被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层和/或第二部分。

为便于描述，在此可使用与空间相关的术语(诸如，“在……之下”、“在……下方”、“下部”、“在……上方”、“上部”等)来描述一个部件和/或特征与另一部件和/或特征，或者与其它部件和/或特征的关系，如在附图中所示出的。将理解的是，与空间相关的术语意图包括在使用或操作中的装置的除了附图中描绘的方向之外的不同方向。

在此所使用的术语的目的仅在于描述特定示例性实施例并且没有意图限制示例性实施例。除非上下文另外清楚地指出，否则如在此所使用的单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在说明书中使用时，术语“包含”和/或“包括”表明存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。

除非另外限定，否则在此所使用的全部术语(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含义相同的含义。还将理解的是，诸如那些在常用字典中限定的术语应解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非在此明确地限定，否则该术语不应被解释为理想化的或过于正式的含义。

现在将对附图中所示出的一些示例性实施例进行说明，其中，相同的标号可始终指示相同的组件。

图1是示出根据一些示例性实施例的运动辅助设备的主视图，图2是示出根据一些示例性实施例的运动辅助设备的侧视图。

参照图1和图2，运动辅助设备10可被用户穿戴，以辅助用户的运动。

用户可对应于人类、动物或机器人。然而，用户不限于此。此外，虽然图1示出了运动辅助设备10辅助用户的大腿的运动的情况，但是运动辅助设备10还可辅助上身(例如，用户的手、上臂和前臂)的运动。此外，运动辅助设备10可辅助下身的其它部分(例如，用户的脚和小腿)的运动。运动辅助设备10可辅助用户的一部分的运动。

在下文中，将描述运动辅助设备10辅助人的大腿的运动的情况。然而，示例性实施例不限于此。

运动辅助设备10可包括固定模块20、驱动模块30、关节组件40和支撑模块50。固定模块20还可被称为固定装置或固定构件20。

固定模块20可被固定到用户。固定模块20可以以覆盖用户的外表面的形式设置。例如，固定模块20可固定到用户的腰的侧部，并可包括与用户的接触部分相对应的曲面。固定模块20包括：第一侧框架100，设置在用户的腰的一侧上；第二侧框架200，设置在用户的腰部的另一侧上。

驱动模块30可提供被传递到关节组件40的动力。具体地，例如，驱动模块30可设置在关节组件40的侧向上，使得驱动模块30的旋转轴可与关节组件40的旋转轴分隔开。因此，当与驱动模块30和关节组件40共用旋转轴的情况相比较时，从用户突出的高度可相对减小。在另一示例性实施例中，驱动模块30可与关节组件40分开得更远。因此，可另外地设置动力传递模块，以将动力从驱动模块30传递到关节组件40。动力传递模块可以是旋转体(诸如(例如)齿轮)或纵向构件(诸如(例如)金属丝、缆、绳、橡胶带、弹簧、皮带和链条)。

关节组件40可接收来自驱动模块30的动力，并辅助用户的关节部的运动。关节组件40可设置在固定模块20的一侧上，位于与用户的关节部相对应的位置，例如，位于用户的髋关节处。关节组件40的一侧可连接到驱动模块30，关节组件40的另一侧可连接到支撑模块50。

关节组件40包括旋转构件42和连接构件44。旋转构件42可使用从驱动模块30接收的动力而旋转。例如，旋转构件42可设置在用户的髋关节的一侧上。连接构件44可将旋转构件42连接到支撑模块50，并且连接构件44使用旋转构件42的扭矩而旋转。连接构件44可以(例如)以铰链连接结构的方式设置。通过铰链连接结构的铰链轴和旋转构件42的旋转轴，支撑模块50可相对于固定模块20执行两自由度(DOF)运动。

支撑模块50可支撑用户的一部分，并辅助用户的所述一部分的运动。支撑模块50可被构造为使用关节组件40的扭矩而转动。支撑模块50可包括支撑框架52、施力构件54和支撑带56。

支撑框架52可向用户的一部分传递力，例如，向用户的大腿传递力以辅助用户使他们的髋关节旋转。支撑框架52的一端部可以可旋转地连接到关节组件40，支撑框架52的另一端部可连接到支撑带56以向用户的一部分传递力。例如，支撑框架52可推动或拉动用户的大腿。支撑框架52可沿着用户的大腿的纵向方向延伸并弯曲，以覆盖用户的大腿的外周的至少一部分。支撑框架52的一端部可设置在用户的大腿的侧表面上，支撑框架52的另一端部可设置在用户的大腿的前表面上。位于支撑框架52的一端部的侧部上的表面可与位于支撑框架52的另一端部的侧部上的表面正交。

支撑框架52可以可运动地连接到连接构件44。通过支撑框架52和连接构件44的相对运动，从关节组件40到支撑带56的总长度可变化。在本示例中，支撑模块50可相对于固定模块20执行三自由度(DOF)运动。

施力构件54可连接到支撑框架52的另一端部以向用户的一部分施加力。例如，施力构件54可沿着用户的大腿的前表面或沿着用户的大腿的周向设置，以推动或拉动用户的大腿。施力构件54可包括与用户的大腿相对应的曲面，并被构造为从支撑框架52的另一端部朝向支撑框架52的两侧延伸。

支撑带56可连接到施力构件54的一侧。例如，支撑带56可被设置为覆盖用户的大腿的至少一部分的外周，从而防止用户的大腿与支撑框架52之间分开。

图3是示出根据一些示例性实施例的固定模块的后视图，图4是示出根据一些示例性实施例的固定模块的分解透视图。

参照图3和图4，固定模块20可包括第一侧框架100、第二侧框架200和紧固构件300。如上所讨论的，第一侧框架100和第二侧框架200可被构造为附着到用户的腰部的相对侧。第一侧框架100和第二侧框架200可(例如)围绕用户的腰部彼此连接，以形成单个闭合曲线。

第一侧框架100和第二侧框架200可以是彼此可拆开的。因此，第一侧框架100和第二侧框架200还可分别被称作“第一可分开框架”和“第二可分开框架”。

第一侧框架100可覆盖用户的腰部的一侧表面、用户的腰部的前表面的一部分和用户的腰部的后部的一部分。例如，第一侧框架100可围绕用户的半个骨盆安装。第一侧框架100可被设置为大致U形形状。第一侧框架100可使用相对薄的板设置。第一侧框架100可使用柔性材料制备，以增大与用户接触的自由度。在本示例中，第一侧框架100可基于用户的形状而变形，以与用户紧密接触。第一侧框架100包括第一中央部110、第一前延伸部120和第一后延伸部130。

第一中央部110可包括与用户的一侧表面相对应的曲面，并设置在用户的所述一侧表面上。第一中央部110包括关节安装部115，关节安装部115被构造为朝向用户的髋关节部延伸。关节安装部115可被设置为覆盖髋关节部。图1的旋转构件42可设置在关节安装部115上。

第一前延伸部120可从第一中央部110延伸，以覆盖用户的前表面的至少一部分。第一前延伸部120可被设置为可与第二侧框架200拆开。例如，第一前延伸部120包括第一约束部122和第一连接部124。

第一约束部122可被设置为可与第二侧框架200拆开。例如，第一约束部122可包括：基板，具有板的形状；粘扣紧固件(hookandloopfastener)，设置在基板上。第一约束部122还可以以搭扣的结构与第二侧框架200紧固。然而，第一约束部122的形状不限于此。例如，第一约束部122和第二约束部222可以是一系列可调节的钮、调节片(tab)或柱，和/或第一约束部122和第二约束部222可形成通过被提供压力而固定的类似环的可调节带。此外，固定模块20可包括可伸缩的织物，使得固定模块20可以像衣物一样暖和。第一连接部124可以将第一约束部122可旋转地连接到第一中央部110。例如，第一连接部124可以是环或铰链。

第一后延伸部130可从第一中央部110延伸，以覆盖用户的后表面的至少一部分。第一后延伸部130可基于第一中央部110朝向第一前延伸部120的相对侧延伸。第一后延伸部130可基于用户而设置在第一前延伸部120的相对侧上。第一后延伸部130可被设置为可与第二侧框架200拆开。

第一后延伸部130包括第一导向部132。第一导向部132可引导第二侧框架200相对于第一后延伸部130滑动。第一导向部132可以是沿着第一后延伸部130的延伸方向纵长地设置的槽。在本示例中，第一导向部132可被称作“导向槽”。可设置多个第一导向部132。所述多个第一导向部132可并列地设置。紧固构件300可连接到第一导向部132。

虽然图3示出了手动调节第一侧框架100与第二侧框架200之间的距离，但是在另一示例性实施例中，可电动地调节第一侧框架100与第二侧框架200之间的距离。例如，在另一示例性实施例中，固定模块20可包括电机(未示出)。第一侧框架和第二侧框架可以以齿条和小齿轮的样式连接，使得：响应于由控制器(未示出)产生的指令，电机产生力，该力使小齿轮在齿条上旋转并调节第一侧框架100与第二侧框架200之间的距离。

控制器(未示出)可包括处理器和存储计算机可读代码的存储器，当由处理器执行计算机可读代码时，将控制器配置为专用计算机，该专用计算机被配置为控制运动辅助设备10。

第一侧框架100还可包括第一支撑构件140。第一支撑构件140还可被称为第一支撑装置140。第一支撑构件140可包括一个或更多个第一上支撑构件142和第一下支撑构件144。当向第一支撑构件140施加力时，第一支撑构件140可使固定构件20稳定。此外，在一些示例性实施例中，第一支撑构件140还可包括内衬垫(未示出)，以进一步使固定构件20稳定并还向用户提供舒适度。

第一上支撑构件142可从第一后延伸部130沿着向上的方向(即，颅骨方向)延伸，以支撑用户的下背部。第一上支撑构件142可沿着与第一后延伸部130的纵向方向(即，延伸方向)正交的方向延伸。例如，第一上支撑构件142可支撑用户的背部。第一上支撑构件142可从第一后延伸部130延伸到与用户的背部的中点大致相对应的部分。如图3所示，第一上支撑构件142可包括第一延伸部141，第一延伸部141的宽度沿着第一后延伸部130接近用户的腰部的方向增大。

第一下支撑构件144可从第一后延伸部130沿着向下的方向(即，尾椎方向)延伸，以支撑用户的下侧。第一下支撑构件144可沿着与第一后延伸部130的纵向方向(即，延伸方向)正交的方向延伸。例如，第一下支撑构件144可支撑用户的髋部。

第一侧框架100可包括位于其内表面上的加强材料(未示出，例如，衬垫)。加强材料可使固定构件20稳定并还向用户提供舒适度。

第二侧框架200可以以与第一侧框架100对称的形状设置。在下文中，相同的名称可用于描述被包括在上面描述的第一侧框架100中的元件和具有相同功能的元件。除非另外提及，否则对于第一侧框架100的描述也可适用于第二侧框架200。

第二侧框架200可覆盖用户的腰部的尚未由第一侧框架100覆盖的剩余部分。第二侧框架200可覆盖用户的腰部的另一侧、用户的腰部的前表面的剩余部分和用户的腰部的后部的剩余部分。第二侧框架200的至少一部分可与第一侧框架100重叠。第二侧框架200可包括第二中央部210、第二前延伸部220和第二后延伸部230。

第二中央部210可包括与用户的腰部的另一侧表面相对应的曲面，并被构造为附着到用户的腰部的该另一侧表面。第二中央部210可被设置为面对第一中央部110。第二中央部210可包括关节安装部215，关节安装部215被构造为朝向用户的髋关节部延伸。关节安装部215可被设置为覆盖髋关节部。

第二前延伸部220可从第二中央部210延伸，以覆盖用户的腰部的前表面的至少一部分。第二前延伸部220可被设置为可与第一约束部122拆开。例如，第二前延伸部220包括第二约束部222和第二连接部224。

第二约束部222可被设置为可与第一约束部122拆开。例如，第二约束部222可包括与第一约束部122相对应的钩和环扣紧固件。第二约束部222还可以以与第一约束部122相对应的搭扣的结构设置。

第二连接部224可以将第二约束部222可旋转地连接到第二中央部210。

第二后延伸部230可从第二中央部210延伸，以覆盖用户的后表面的至少一部分。第二后延伸部230可基于第二中央部210朝向第二前延伸部220的相对侧延伸。第二后延伸部230可基于用户而设置在第二前延伸部220的相对侧上。第二后延伸部230可被设置为可与第一后延伸部130拆开。

第二后延伸部230可包括第二导向部232。第二导向部232可引导第一后延伸部130相对于第二后延伸部230滑动。第二导向部232可以是沿着第二后延伸部230的延伸方向长长地设置的槽。第二导向部232可以以与第一导向部132相对应的形状设置。当第二后延伸部230与第一后延伸部130重叠时，第二导向部232可与第一导向部132的至少一部分重叠。紧固构件300可连接到第二导向部232与第一导向部132之间的重叠部分。紧固构件300可使第二后延伸部230与第一后延伸部130紧固。

第二侧框架200还可包括第二支撑构件240。第二支撑构件240还可被称为第二支撑装置240。当向第二支撑构件240施加力时，第二支撑构件240可使固定构件20稳定。此外，在一些示例性实施例中，第二支撑构件240还可包括内衬垫(未示出)，以进一步使固定构件20稳定并还向用户提供舒适度。

第二支撑构件240包括第二上支撑构件242和第二下支撑构件244。虽然图4示出第一侧框架100和第二侧框架200中的每个包括支撑构件140、240，但是在另一示例性实施例中，第一侧框架100和第二侧框架200中仅一个侧框架可包括支撑构件。例如，当两个侧框架100、200围绕用户重叠时，单个支撑构件可以以与用户相对更紧密接触的方式附着到这两个侧框架中的一个。

第二上支撑构件242可以以与第一上支撑构件142对称的形状设置。第二上支撑构件242可包括第二延伸部241。第二上支撑构件242和第一上支撑构件142可分别设置在基于用户的脊椎的两侧上，以支撑用户的竖脊肌。

第二下支撑构件244可以以与第一下支撑构件144对称的形状设置。第二下支撑构件244和第一下支撑构件144可被设置为支撑用户的髋肌。

第二侧框架200可包括位于其内表面上的加强材料(未示出，例如，衬垫)。加强材料可使固定构件20稳定并还向用户提供舒适度。

紧固构件300可使第一侧框架100与第二侧框架200紧固。紧固构件300可穿过第一导向部132和第二导向部232，并防止第一后延伸部130和第二后延伸部230的相对运动。在一个示例中，紧固构件300可包括螺栓和螺母，它们被构造为同时对第一后延伸部130和第二后延伸部230施加压力。在示例中，第一导向部132和第二导向部232中的一个可以以螺纹孔的形式设置，并且紧固构件300可以是具有与螺纹孔相对应的螺纹的螺栓。

在下文中，相同的名称可用于描述被包括在上面描述的示例性实施例中的元件和具有相同功能的元件。除非另外提及，否则对于示例性实施例的描述也可适用于下面的示例性实施例，因此，为了简洁将省略重复的描述。

图5是示出根据一些示例性实施例的固定模块的分解透视图。

参照图5，固定模块20可包括第一侧框架100、第二侧框架200、紧固构件300和支撑构件400。支撑构件400可包括固定部410、上支撑构件420和下支撑构件430。

固定部410可与第一侧框架100和第二侧框架200重叠。第一后延伸部130可固定到固定部410的一侧，第二后延伸部230可固定到固定部410的另一侧。第三导向部412可设置在固定部410中。第三导向部412可以以与第一导向部132和第二导向部232相对应的形状设置。

上支撑构件420可从固定部410沿着向上的方向延伸，以支撑用户的上侧。上支撑构件420可沿着与固定部410的纵向方向正交的方向延伸。例如，上支撑构件420可支撑用户的背部。上支撑构件420可从固定部410延伸到与用户的背部的中点相对应的部分。

下支撑构件430可从固定部410沿着向下的方向延伸，以支撑用户的下侧。下支撑构件430可沿着与固定部410的纵向方向正交的方向延伸。例如，下支撑构件430可支撑用户的髋部。

紧固构件300可包括：第一紧固构件，被构造为使第一后延伸部130与固定部410紧固；第二紧固构件，被构造为使第二后延伸部230与固定部410紧固。虽然图5示出两个紧固构件，但是紧固构件的数量可变化。例如，在另一示例性实施例中，单个紧固构件可用于使第一后延伸部130和第二后延伸部230与固定部410紧固。

图6是示出根据一些示例性实施例的支撑构件的透视图。

参照图6，在一些示例性实施例中，支撑构件500可适用于上面描述的支撑构件中的至少一个，以在其中央部提供增大的柔度并在其端部提供增大的刚度。

支撑构件500可包括固定部510、上支撑构件520、下支撑构件530和加强装置550，导向部512设置在固定部510中，加强装置550还可被称为加强件550。

上支撑构件520包括：上板521，以从固定部510沿着向上的方向延伸的板的形状设置；多个上突出部522，被构造为从上板521突出，使得上板521具有肋。所述多个上突出部522可被设置为在上板521的纵向方向上彼此分开。所述多个上突出部522可并行地设置。通过前述的结构，可增大上支撑构件520的中央区域的柔度。

下支撑构件530包括：下板531，以从固定部510沿着向下的方向延伸的板的形状设置；多个下突出部532，被构造为从下板531突出，使得下板531具有肋。所述多个下突出部532可被设置为在下板531的纵向方向上彼此分开。所述多个下突出部532可并行地设置。通过前述的结构，可增大下支撑构件530的中央区域的柔度。

加强装置550可加强上支撑构件520或下支撑构件530的刚度。例如，加强件550可使上支撑构件520或下支撑构件530的两端部的刚度增大，以比上支撑构件520或下支撑构件530的中央区域的刚度大。加强件550可被设置为穿过所述多个上突出部522和所述多个下突出部532。加强装置550可沿着上板521和下板531的宽度方向嵌入，并沿着上板521和下板531的纵向方向延伸。加强装置550可以是诸如(例如)金属丝的线材。加强装置550的端部可固定到上板521和/或下板531的端部，加强装置550的中央部可不与上板521和/或下板531的中央部固定。

图7是示出根据一些示例性实施例的支撑构件的透视图。

参照图7，支撑构件620可适用于上面描述的上支撑构件和下支撑构件中的至少一个，以在其中央部提供增大的柔度并在其端部提供增大的刚度。

支撑构件620可包括第一框架630、第二框架640、连接端部650和施力端部660。

第一框架630可包括第一板632、第一突出部634和第一接合部636。

第一板632可使用薄的弹性板(例如，诸如塑料和钢的材料)形成。

第一突出部634可从第一板632朝向第二框架640突出。多个第一突出部634可被设置为在第一板632的纵向方向上彼此分开。第一突出部634可沿着与第一板632的纵向方向正交的方向长长地设置。第一突出部634的截面面积可随着与第一板632的距离增大而减小。第一突出部634的上侧(即，靠近第二框架640的一侧)的宽度可比第一突出部634的下侧(即，靠近第一板632的一侧)的宽度小。第一突出部634可具有逐渐减小的形状的倾斜表面。通过前述的结构，在第二突出部644插入到两个相邻的第一突出部634之间的空间中的情况下，第二突出部644可沿着倾斜表面运动而不被所述两个相邻的第一突出部634阻挡。

第一接合部636可防止第二框架640与第一框架630分开。第一接合部636可以以槽的形式设置，所述槽包括第一突出部634的侧表面和第一板632的内表面。如图7所示，第一接合部636可以以梯形槽的形式设置。为了具有这种槽的形式，第一突出部634的侧表面可随着与第一板632的距离增大而朝向第一突出部634的内侧突出。例如，当第一突出部634沿着第一板632的两边缘布置成两排时，第一突出部634的侧表面可被设置为随着与第一板632的距离增大而朝向第一突出部634的中央突出。第一突出部634的这些侧表面和第一板632的内表面可与第二框架640的第二接合部646结合，以形成防止分开的槽。

第二框架640可以以与第一框架630相对应的形状设置。第二框架640包括第二板642、第二突出部644和第二接合部646。

第二板642可以以与第一板632相对应的形状设置，并被设置为与第一板632分开。第二板642可使用薄的弹性板(例如，诸如塑料和钢的材料)形成。

第二板642与第一板632之间的空间可从施力端部660朝向连接端部650增大。第二板642与第一板632之间的距离可随着与施力端部660的距离增大而增大。

第二突出部644可从第二板642朝向第一板632突出。多个第二突出部644可被设置为在第二板642的纵向方向上彼此分开。第二突出部644可沿着与第二板642的纵向方向正交的方向长长地设置。

第二接合部646可防止第一框架630与第二框架640分开。如图7所示，第二接合部646的截面可以以倒梯形的燕尾形状设置。第二接合部646(其宽度从第二板642朝向第一板632增大)可与以梯形槽的形状设置的第一接合部636结合，以防止第二板642与第一接合部636分开。

连接端部650可连接到图1至图4的第一后延伸部130或第二后延伸部230，或者可连接到图5的固定部410。

施力端部660可向用户施加力，以在由于关节组件40的旋转导致的反作用力而向固定模块20施加扭转力矩时抵消该扭转力矩。施力端部660可向用户的上侧或下侧(例如，背部或髋部)施加力。因此，由关节组件40的旋转所导致的扭转力矩和由施力端部660从用户接收的力所导致的扭转力矩可相互抵消，因而，可防止固定模块20的变形。与附图不同的是，施力端部660的厚度可被设置为比第一框架630的临近施力端部660的厚度和第二框架640的临近施力端部660的厚度的总和大。

通过连接端部650和施力端部660，动力传递框架(例如，第一侧框架100)的端部(第一框架630和第二框架640的两端部分别固定到动力传递框架的该端部)可具有相对大的抗扭刚度。与由彼此限制的两端部不同的是，第一框架630的中央部可相对于第二框架640的中央部相对地运动。因此，动力传递框架(例如，第一侧框架100)的中央部的柔度可比其端部的柔度大。相反，动力传递框架(例如，第一侧框架100)的两端部的刚度可比其中央部的刚度大。

通过第一接合部636和第二接合部646之间的相互作用，可防止第一框架630与第二框架640之间分开。因此，第一框架630的中央部可相对于第二框架640的中央部滑动。因此，动力传递框架(例如，第一侧框架100)可在保持第一框架630或第二框架640的中央部的柔度的同时防止第一框架630或第二框架640扣紧。

图8A至图8C示出根据示例性实施例的当外力施加到支撑构件时变形的支撑构件。

详细地，图8A示出不向支撑构件施加负载的状态，图8B示出向支撑构件的端部施加负载F的状态，图8C示出向支撑模块的中央部施加负载F的状态。

如上所述，支撑构件的端部的刚度可比其中央部的刚度大。因此，如图8B所示，当向支撑构件的端部施加负载F时，支撑构件的端部可抵抗负载F，因此，端部会经历较小的变形。然而，如图8C所示，当向支撑构件的中央部施加同一负载F时，由于支撑构件的中央部的柔度，导致中央部可经历较大的变形。

由柔性材料制成的传统的纵向构件(即，支撑构件)可随着与固定端部的距离增大而变得更弱。因此，在包括柔性材料的纵向构件的端部处，不可能适当地传递力。此外，传统的纵向构件可改由刚性材料制成，以在其端部处适当地传递力。然而，包括刚性材料的纵向构件的柔度可在其中央部减小。因此，包括刚性材料的纵向构件难以应对用户相对于各种运动状态的体积的改变。在本示例中，与用户的摩擦力可增大。

相反，在一个或更多个示例性实施例中，支撑构件可包括柔性的中央部和刚性的端部，因此，支撑构件可在减小与用户的摩擦力的同时施加与由关节组件40的旋转导致的反作用力相对应的足够的支撑力。

图9是示出根据一些示例性实施例的固定模块的分解透视图。

参照图9，固定模块20可包括第一侧框架100、第二侧框架200、紧固构件300和可调节的支撑构件700。

例如，支撑构件700可包括固定部710、上支撑构件720和下支撑构件730。

固定部710可与第一侧框架100和第二侧框架200重叠。第一后延伸部130可固定到固定部710的一侧，第二后延伸部230可固定到固定部710的另一侧。第三导向部712可设置在固定部710中。

第三导向部712可包括一个或更多个槽，所述一个或更多个槽沿着与第一侧框架100的第一导向部132和第二侧框架200的第二导向部232垂直的方向设置。例如，第三导向部712可包括两个平行槽，所述两个平行槽沿着与第一导向部132和第二导向部232垂直的方向延伸。支撑构件700的位置可通过第三导向部712而沿着相对于第一侧框架100或第二侧框架200的竖直方向调节。

紧固构件300可包括：第一紧固构件，被构造为使第一后延伸部130与固定部710紧固；第二紧固构件，被构造为使第二后延伸部230与固定部710紧固。虽然图9示出两个紧固构件，但是紧固构件的数量可变化。例如，在另一示例性实施例中，单个紧固构件可用于使第一后延伸部130和第二后延伸部230与固定部710紧固。

上面已经描述了一些示例性实施例。尽管如此，应理解的是，可进行各种变型。例如，如果描述的技术以不同顺序被执行，和/或如果描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式被组合和/或被其它组件或其等同物替换或补充，则可获得合适的结果。因此，其它实施方式落入权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种固定装置，包括：

第一侧框架，包括：第一中央部，被构造为能够附着到用户的一侧；第一前延伸部，被构造为从第一中央部沿着用户的前侧延伸；第一后延伸部，被构造为从第一中央部沿着用户的后侧延伸；

第二侧框架，包括：第二中央部，被构造为能够附着到用户的另一侧，使得第二中央部面对第一中央部并与第一中央部分开一定距离，且用户的一部分被包在第一中央部与第二中央部之间；第二前延伸部，被构造为从第二中央部沿着用户的前侧延伸；第二后延伸部，被构造为从第二中央部沿着用户的后侧延伸，第一中央部与第二中央部之间的距离是可调节的。

2.根据权利要求1所述的固定装置，其中，第一前延伸部被构造为能够与第二前延伸部拆开，

第一后延伸部被构造为能够与第二后延伸部拆开。

3.根据权利要求2所述的固定装置，其中，第一前延伸部和第二前延伸部被构造为在可调节的前重叠区域中围绕用户的前侧重叠。

4.根据权利要求2所述的固定装置，其中，第一前延伸部包括：

约束部，被构造为结合到第二前延伸部；

连接部，被构造为将约束部可旋转地连接到第一中央部。

5.根据权利要求2所述的固定装置，其中，第一后延伸部和第二后延伸部被构造为在可调节的后重叠区域中围绕用户的后侧重叠。

6.根据权利要求2所述的固定装置，其中，第一后延伸部被构造为相对于第二后延伸部滑动。

7.根据权利要求6所述的固定装置，其中，第一后延伸部包括穿过第一后延伸部的第一导向孔，第二后延伸部包括与第一导向孔相对应的第二导向孔，所述固定装置还包括：

紧固构件，被构造为穿过第一导向孔和第二导向孔，以防止第一后延伸部和第二后延伸部的相对运动。

8.根据权利要求1所述的固定装置，其中，第一侧框架和第二侧框架中的至少一个侧框架还包括：

支撑装置，被构造为从所述至少一个侧框架的后延伸部沿着颅骨方向和尾椎方向中的一个或更多个方向延伸。

9.根据权利要求1所述的固定装置，其中，

第一侧框架包括第一上支撑构件，第一上支撑构件被构造为从第一后延伸部沿着颅骨方向延伸，

第二侧框架包括第二上支撑构件，第二上支撑构件被构造为从第二后延伸部沿着颅骨方向延伸，

第一上支撑构件和第二上支撑构件被构造为延伸到用户的脊椎的两侧，以支撑用户的竖脊肌。

10.根据权利要求1所述的固定装置，其中，

第一侧框架包括第一下支撑构件，第一下支撑构件被构造为从第一后延伸部沿着尾椎方向延伸，以支撑用户的第一髋部中的肌肉，

第二侧框架包括第二下支撑构件，第二下支撑构件被构造为从第二后延伸部沿着尾椎方向延伸，以支撑用户的第二髋部中的肌肉。

11.根据权利要求8所述的固定装置，其中，支撑装置包括：

板，与后延伸部的纵向方向正交；

多个突出部，被构造为从板突出。

12.根据权利要求11所述的固定装置，其中，所述多个突出部在板的纵向方向上彼此分隔开。

13.根据权利要求12所述的固定装置，其中，支撑装置还包括：

加强装置，被构造为穿过所述多个突出部以加强支撑构件的端部。

14.根据权利要求8所述的固定装置，其中，支撑装置包括：

板，与后延伸部的纵向方向正交，板具有端部和中央部；

加强装置，被构造为连接到板，使得加强装置固定到板的端部而不固定到中央部。

15.根据权利要求8所述的固定装置，其中，支撑装置包括：

板，与后延伸部的纵向方向正交；

加强金属丝，被构造为沿着板的宽度方向嵌入在板的端部和沿着板的长度方向嵌入在板的侧部。

16.根据权利要求8所述的固定装置，其中，支撑装置被构造为长度比宽度大，

在支撑装置的纵向方向上，支撑装置的两端部的刚度比支撑装置的中央区域的刚度大。

17.一种固定装置，包括：

第一侧框架，被构造为覆盖用户的第一侧表面，第一侧框架具有两端部，所述两端部被构造为沿着用户的前表面和后表面延伸；

第二侧框架，被构造为覆盖用户的第二侧表面，第二侧框架具有两端部，所述两端部被构造为沿着用户的前表面和后表面延伸；

支撑装置，被构造为可滑动地连接第一侧框架和第二侧框架，并支撑用户的后表面。

18.根据权利要求17所述的固定装置，其中，第一侧框架的两端部被构造为能够与第二侧框架的两端部中相对应的端部拆开。

19.一种运动辅助设备，包括：

固定装置，包括第一可分开框架和第二可分开框架，第一可分开框架被构造为安装在用户的第一侧表面上，第二可分开框架被构造为安装在用户的第二侧表面上，第一可分开框架与第二可分开框架之间的距离是可调节的；

驱动模块，附着到固定装置；

关节组件，被构造为通过驱动模块而旋转，以辅助用户的至少一个关节的旋转运动。

20.根据权利要求19所述的运动辅助设备，其中，第一可分开框架和第二可分开框架包括柔性材料，并且所述固定装置还包括：

上支撑构件和下支撑构件，被构造为分别朝向用户的上侧和下侧延伸，上支撑构件被构造为在关节组件沿着第一方向旋转时向用户的上侧提供压力，下支撑构件被构造为在关节组件沿着与第一方向不同的第二方向旋转时向用户的下侧提供压力。

21.一种运动辅助设备，包括：

固定装置，被构造为能够附着到运动辅助设备的穿戴者的腰部，固定装置包括以一定距离分开的多个联锁框架，固定装置被构造为调节所述多个联锁框架之间的距离，以将运动辅助设备固定在穿戴者的腰部上；

多个连接装置，被构造为能够附着到穿戴者的大腿；

多个关节组件，安装到所述多个联锁框架中相应的联锁框架，关节组件被构造为向所述多个连接装置施加力矩，以辅助用户使他们的髋关节运动。

22.根据权利要求21所述的运动辅助设备，其中，所述多个联锁框架包括第一联锁框架和第二联锁框架，第一联锁框架被构造为能够与第二联锁框架拆开，以允许用户移除固定装置。

23.根据权利要求22所述的运动辅助设备，其中，所述第一联锁框架和第二链锁框架均包括后部和前部，所述后部被构造为接触穿戴者的下背部的相应侧，所述前部被构造为接触穿戴者的下腹部的相应侧，

所述第一联锁框架和第二联锁框架的后部和前部之一者被构造为允许紧固构件穿过其中的导向槽，以允许第一联锁框架相对于第二联锁框架滑动；

所述第一联锁框架和第二联锁框架的后部和前部之另一者包括扣钩，所述扣钩被构造为将第一联锁框架选择性地紧固到第二联锁框架。

24.根据权利要求21所述的运动辅助设备，其中，固定装置包括支撑装置，支撑装置被构造为从固定装置沿着颅骨方向和尾椎方向中的一个或更多个方向延伸，支撑装置被构造为抵消在所述多个关节组件向连接装置施加力矩时产生的扭转力。

25.根据权利要求24所述的运动辅助设备，其中，支撑装置具有使得支撑装置的刚度朝向支撑装置的末端增加的形状。

26.根据权利要求24所述的运动辅助设备，其中，固定装置被构造为能够沿着第一方向调节所述多个联锁框架之间的距离，并能够使支撑装置沿着与第一方向垂直的第二方向运动。

27.根据权利要求24所述的运动辅助设备，其中，所述多个联锁框架相对于支撑装置对称。