基本信息

第一作者姓名：程一森

性别：男

民族：汉族

第一作者学校：长沙市雨花区枫树山小学

第一作者人所在年级：五年级

第二作者姓名：王仁芳

性别：女

民族：汉族

第二作者人所在学校：长沙市雨花区枫树山小学

第二作者人所在年级：四年级

辅导教师姓名：李昂

作品摘要

*结构组成：

 利用人体自重的上楼助力装置由人体外骨骼无外源动力装置、接杆、机械结构、弹簧等组成

*主要特征：

（1）膝盖部分采用弹力，减轻膝盖损伤。（2）利用人体重力，采用接杆方式提升臀部，减轻下肢肌肉力。（3）采用外骨骼方式，减轻下肢关节负荷。

*主要用途：

国内外老年助力器等市场发展迅猛，也可发现了一些不足，主要是价格昂贵、结构复杂，使用麻烦。 因此，我们设计了一种利用人体自重的上楼助力装置，减轻双腿肌肉受力和下肢关节负重，捆绑式穿戴。

 

*创新点：

（1）利用杠杆和弹簧原理，通过人体自重为大腿和臀部提供上升的力量，减轻下肢股肉受力。（2）采用捆绑式外骨骼，减轻下肢关节负荷。（3）无需外源动力，可单肢和双肢使用，使用方便。

作品说明

*问题提出：

*提出的问题和解决的问题：

  一些老旧小区没有电梯，不少老年人上下楼梯很吃力。市面的下肢外骨骼助力装置用品市场发展迅猛，但价格昂贵，结构复杂，使用麻烦，且易出现动力不足等问题。因此设计了一种“利用人体自重的上楼助力装置”。

研究问题的原因和意义：

      通过对国内外老年助力器材市场的调研等，在充分满足使用者功能需求的前提下，调整助力器结构，实现重力转化为下肢关节提升力。

*解决方案：

解决问题的办法：

       通过对国内外老年助力器材市场的调研，采访老年人、助力器使用者、销售者和生产商，在充分满足使用者功能需求的前提下，调整助力器结构，实现重力转化为下肢关节提升力。

（1）首先考虑装置要安全、环保，本装置定位在无外源动力装置。

（2）本装置在无外源动力提供能量的情况下，利用人体自重，通过机械结构提供上楼助力，在设计时就定位在力的杠杆传递和弹簧供力等方面。

（3）考虑穿戴简单，使用方便；在设计时就定位在捆绑式穿戴，可单肢和双肢使用。因此，从以下入手

（1）膝盖部分采用弹力，减轻膝盖损伤。

（2）利用人体重力，采用接杆方式提升臀部，减轻下肢肌肉力。

（3）采用外骨骼方式，减轻下肢关节负荷。

发明研究的重点：

满足上楼助力需求，调整助力器功能，利用人体自重和弹力帮助上楼。

（1）膝盖部分采用弹力，减轻膝盖损伤。

（2）利用人体重力，用杠杆方式提升臀部，减轻下肢肌肉力。

（3）采用外骨骼方式，减轻下肢负

发明研究的难点：

（1）本装置在无外源动力提供能量的情况下，利用人体自重，通过机械结构提供上楼助力，在设计时就定位在力的杠杆传递和弹簧供力等方面。

（2）在设计时就定位在捆绑式穿戴，可单肢和双肢

发明研究的难点：

（1）本装置在无外源动力提供能量的情况下，利用人体自重，通过机械结构提供上楼助力，在设计时就定位在力的杠杆传递和弹簧供力等方面。

（2）在设计时就定位在捆绑式穿戴，可单肢和双肢

本发明使用方法、附图说明性文字：

利用人体自重的上楼助力装置（1）采用捆绑式外骨骼，减轻下肢关节负荷。 利用人体自重，通过机械结构提供上楼助力，在设计时就定位在力的杠杆传递和弹簧供力等方面。

（2）无需外源动力，可单肢和双肢使用，使用简洁方便。

*使用或试用效果：

      该装置在上楼时通过人体重力，提供大腿和臀部的提升力，减小膝盖和大腿肌肉力量，减轻双腿和膝关节的负荷。可以残疾人和下肢康复人员也可使用。

 

*优点：

通过对国内外老年助力器材市场的调研，在充分满足使用者功能需求的前提下，调整助力器结构，实现重力转化为下肢关节提升力。

（1）装置要安全、环保，无外源动力装置。

（2）利用人体自重，通过机械结构提供上楼助力，在设计时就定位在力的杠杆传递和弹簧供力等方面。

（3）使用捆绑式穿戴，简单方便，可单肢和双肢使用。

*还需进一步研究的问题：

 1、工厂化生产。作品还处于设计制作阶段，还没有进行工业化批量生产  2、使重量更轻、更舒适，外观更漂亮、功能更全面。作品主体部分使用的薄铁板，穿戴使用时，舒适性有待加强，细节方面还更是需要加强如高度调整等。

作品图片

查新说明

*查新网址与关键词：

万方数据资源系统(1999-2019) 中国专利信息网（1985-2019）维普资讯

检索词：

1、人体自重2、上楼  3、助力装置  4、下肢助力   5、老年人上楼

检索式：

1、（人体自重or上楼or助力装置）and (下肢助力or老年人上楼)

2、（人体自重or上楼or助力装置）and下肢助力and老年人上楼

3、（人体自重or上楼or助力装置）and下肢助力

*与本发明最相近的发明专利、研究文献的名称与摘要：

在以上数据库和文献时限内，查到一些与本课题有关的文献，提供附件（6）份，摘述如下：

1、[题名]一种可穿戴式新型助力装置的研究

[作者]李任伟 刘君    [来源]科技创新导报

[单位]吉林市助力新材料科技有限公司

[摘要]该装置具有平地充当拖车作用，上楼扶持货物和遥控升降装卸货功能，分析了结构特点及技术创新性，

2、[题名]基于能量捕获的下肢助力外骨骼研究

[作者]可杰     [单位]华南理工大学

[摘要]本课题提出了两种基于膝关节的下肢行走助力装置,用于提高助力和能量捕获的性能。

3、[题名]下肢外骨骼助力装置

[作者]王诺彬，李晓丹，李佳希

[单位]辽宁工业大学 机械工程与自动化学院

[摘要]提出一种仿生的下肢外骨骼助力装置,为穿戴者提供辅助力.

4、[题名]下肢外骨骼助力装置结构与动力学分析

[作者]刘秀华 闫磊   [来源]科技创新  [单位]北京林业大学

[摘要]文章阐述了下肢外骨骼助力机器人整体结构的设计、及动力学分析等。全面阐述了结构设计方案。

5、人肌无力症状的助力器设计要素

[作者]檀星宇，赵　寅  [来源]戏剧之家   [单位]南京林业大学

[摘要]文章分析了针对老年肌无力症状的助力器设计并提出了设计方向。

6、[题名]老年人助力式具的产品设计研究

[作者]齐秀芝 朱瑞 随文花    [来源]设计实践[单位]宝鸡文理学院

[摘要]老年市场是值得积极开发的市场。

经对检索出的相关文献进行分析、对比，结论如下：

文献1-3：主要针对下肢外骨骼由电机提供助力的设计。

文献4：主要针对车厢内换气处理。

文献5：主要针对老年肌无力症状的产品设计。

文献6：主要针对老年人用品市场。

综上所述，下肢助设计方面已有相关研究报道。

    检索中未见与本课题相同的报道。

*自我查新结论：

新颖