一种外骨骼康复训练设备的制作方法

一种外骨骼康复训练设备
【技术领域】
1.本发明属于康复训练设备的技术领域，尤其涉及一种外骨骼康复训练设备。


背景技术：

2.外骨骼康复训练设备如康复推车常用于康复训练，现有的康复推车主要有两种，一种为轮椅推车，另一种为将外骨骼加装在轮椅推车上。第一种轮椅推车使用时一般需要依靠患者自身具有下肢各关节的运动能力，无法进行被动康复训练，而第二种由于外骨骼大多采用电磁驱动方式，整体外骨骼较为复杂且体积大，安装以及穿戴使用较为不便，康复训练时受电池容量的限制，无法在户外进行长时间训练，踏板坐垫不易拆装。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是解决背景技术中的问题，提出一种外骨骼康复训练设备，能够帮助患者进行被动康复训练，集推车与康复训练功能于一体，外骨骼可通过轮子转动实现驱动无需依托电源，整体穿戴使用较为便捷可靠，踏板坐垫便于拆装。
4.为实现上述目的，本发明提出了一种外骨骼康复训练设备，包括推车、安装在推车上的外骨骼机构、动力输出控制机构，推车包括左支架、右支架，左支架和右支架的侧面均安装有驱动轮，外骨骼机构包括小腿外骨骼组件、大腿外骨骼组件，所述左支架和右支架上均安装有相啮合的驱动齿轮和传动齿轮，左支架和右支架之间可拆卸安装有横杆、踏板和坐垫，所述驱动轮的中部安装有动力轴，所述驱动齿轮安装在动力轴外部，所述动力输出控制机构包括动力切换机构和两个动力传输机构，所述动力切换机构包括动力传输杆、离合装置、肘夹，所述动力传输杆的第一端用固定套与其中一个驱动齿轮侧面相连，所述离合装置的第一端通过连接套与动力输出杆相连，离合装置的第二端与另一个驱动齿轮侧面适应连接，离合装置安装在与靠近动力输出杆第二端的动力轴外部，靠近动力输出杆第二端的动力轴外部安装有弹簧挡圈、弹簧和限位块，弹簧两端分别与弹簧挡圈和离合装置的第一端相连，所述离合装置的第二端设有与限位块相适应的限位孔，所述肘夹安装在横杆上并与离合装置相对齐，当肘夹处于第一状态时离合装置的第二端与位于同侧的驱动齿轮侧面、限位块相连接使得动力轴和驱动齿轮可保持同步转动，当肘夹切换到第二状态时肘夹带动离合装置的第二端朝远离位于同侧的驱动齿轮方向运动直至与位于同侧的驱动齿轮侧面、限位块相脱离使得动力轴独立转动，所述动力传输机构的第一端与传动齿轮的侧面对应相连，所述动力传输机构的第二端与小腿外骨骼组件与大腿外骨骼组件之间的连接部相连以带动小腿外骨骼组件与大腿外骨骼组件的运动。
5.作为优选，所述左支架、右支架的顶部均安装有扶手组件，所述扶手组件包括背板连接件、与背板连接件相连的扶手，所述背板连接件的一侧内壁安装有外骨骼连接板，所述外骨骼机构顶部与外骨骼连接板相连，两个所述背板连接件之间可拆卸连接有背板。
6.作为优选，所述大腿外骨骼组件顶部安装有连接块，连接块的背面设有若干调节孔，所述外骨骼连接板上设有连接孔，外骨骼连接板与连接块的背面之间用紧固件固定相
连，紧固件安装在连接孔与调节孔上。
7.作为优选，所述背板上安装有绑带，所述背板连接件与扶手之间相互插接，扶手的前端向上弯曲，所述背板连接件的侧面均设有若干紧固孔，所述背板连接件和扶手之间用紧固连接件相连，紧固连接件安装在对应的紧固孔上。
8.作为优选，所述左支架、右支架均包括固定管，固定管背面设有通孔，固定管内部安装有升降杆、升降控制机构，所述升降控制机构为丝杆滑块机构，丝杆滑块机构上的丝杆底部外侧固定安装有从动齿轮，所述升降动力齿轮安装在固定管背面并穿过通孔与对应的从动齿轮相啮合，所述升降杆底部安装在升降控制机构上的滑块上，所述升降动力齿轮与安装在推车上的驱动单元相连，驱动单元为电动驱动单元或手动驱动单元。
9.作为优选，所述固定管的顶部安装有升降杆锁紧机构，所述升降杆锁紧机构包括压紧环和凸轮压紧手柄，所述凸轮压紧手柄安装在压紧环上，所述升降杆穿过压紧环。
10.作为优选，所述左支架、右支架的前、后部分别安装有刹车固定管和把手安装管，把手安装管上安装有刹车组件，所述刹车固定管上靠近驱动轮的一侧安装有轮椅闸制动器，所述刹车组件包括刹车把、与刹车板相连的刹车线，刹车线与轮椅闸制动器上的扳手相连，轮椅闸制动器用于控制驱动轮的制动情况。
11.作为优选，所述动力传输机构包括第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆的第一端与同侧的传动齿轮侧面相连，第一传动杆的第二端设有插槽，所述第二传动杆用连接件转动安装在插槽内且第二传动杆的两端伸出插槽外，第二传动杆的第一端与位于同侧的左支架或右支架转动连接，第二传动杆的第二端设有滑槽，所述小腿外骨骼组件与大腿外骨骼组件之间的连接部侧面向外延伸出动力连杆轴，所述动力连杆轴配合安装在滑槽内并在第二传动杆转动时沿滑槽移动，两根所述第一传动杆与传动齿轮的连接位置互成180
°
夹角。
12.作为优选，所述第一传动杆的第二端侧面设有若干与插槽相连通的连接孔，所述第二传动杆可沿插槽移动并在移动至所需连接孔位置后用连接件相连。
13.作为优选，所述离合装置的中部外沿设有沿靠近动力传输杆第二端方向收窄的倾斜导向口，所述肘夹的安装位置与倾斜导向口相对齐。
14.本发明的有益效果：本发明通过将外骨骼机构可拆卸安装在推车上，设置动力切换机构用于控制动力轴与驱动齿轮是否保持同步转动，动力传输机构的两端分别与传动齿轮、外骨骼机构相连以带动外骨骼机构运动，通过轮子转动驱动外骨骼机构运动帮助患者进行被动康复训练，集推车与康复训练功能于一体且可通过动力切换机构进行推车使用模式和康复训练使用模式的切换，外骨骼机构工作无需依托电源可在户外长时间使用；通过设置升降控制机构，可满足不同身高用户的使用需求；通过调节外骨骼连接板相对与连接块上调节孔安装位置，可改变左右两个外骨骼机构之间的距离，满足不同腰部尺寸用户穿戴外骨骼的需求；左支架和右支架之间可拆卸安装有横杆、踏板和坐垫，使得踏板、坐垫便于拆装，踏板和坐垫拆下后可为外骨骼机构活动提供较大空间；整体穿戴使用较为便捷可靠。
15.本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
16.图1是一种实施例的整体结构示意图；
17.图2是一种实施例的整体结构示意图；
18.图3是一种实施例的左视图；
19.图4是一种实施例的推车结构示意图；
20.图5是一种实施例的动力输出控制机构结构示意图；
21.图6是一种实施例的动力切换机构结构拆分示意图；
22.图7是一种实施例的升降调节机构结构示意图；
23.图8是一种实施例的局部示意图；
24.图9是一种实施例的局部拆分示意图。
25.图中：1
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左支架、2
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右支架、3
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外骨骼机构、4
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动力传输机构、5
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动力轴、6
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背板连接件、7
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轮椅闸制动器、8
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离合装置、9
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升降调节机构、11
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驱动轮、12
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横杆、13
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驱动齿轮、14
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传动齿轮、15
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升降杆锁紧机构、31
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大腿外骨骼组件、32
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小腿外骨骼组件、33
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动力连杆轴、34
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连接块、41
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第一传动杆、42
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第二传动杆、51
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弹簧挡圈、52
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弹簧、53
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限位块、60
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扶手、61
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外骨骼连接板、62
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背板、70
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扳手、71
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刹车组件、80
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倾斜导向口、81
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动力输出杆、82
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连接套、83
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肘夹、91
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转动手柄、92
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手柄座、93
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摇柄轴、94
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升降动力齿轮、95
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升降控制机构、96
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升降杆、340
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调节孔、410
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插槽、411
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连接孔、421
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滑槽、950
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从动齿轮。
【具体实施方式】
26.实施例1参阅图1至图9，本实施例提供了一种外骨骼康复训练设备，包括推车、安装在推车上的外骨骼机构3、动力输出控制机构，推车包括左右对称设置的左支架1、右支架2，左支架1和右支架2之间可拆卸安装有坐垫和踏板，左支架1和右支架2的前端安装有支撑轮，左支架1和右支架2的侧面均安装有驱动轮11，外骨骼机构3包括小腿外骨骼组件32、大腿外骨骼组件31，左支架1和右支架2上均安装有相啮合的驱动齿轮13和传动齿轮14，左支架1和右支架2之间可拆卸安装有横杆12，两个驱动轮11的中部均安装有动力轴5，驱动齿轮13安装在同侧的动力轴5外部，动力输出控制机构包括动力切换机构和两个动力传输机构4，动力切换机构包括动力传输杆81、离合装置8、肘夹83，动力传输杆81的第一端用固定套与位于左侧的驱动齿轮13侧面相连，离合装置8的第一端安装有连接套82，离合装置8的第二端与位于右侧的驱动齿轮13侧面分别设有第一连接部、与第一连接部相适应连接的第二连接部，离合装置8安装在与靠近动力输出杆81第二端的动力轴5外部，靠近动力输出杆81第二端的动力轴5外部安装有弹簧挡圈51、弹簧52和限位块53，限位块53安装时位于第二连接部内且限位块53靠近离合装置8的一端伸出第二连接部外，离合装置8的第一端设有弹簧安装孔，弹簧52两端分别与弹簧挡圈51和弹簧安装孔内壁相连，离合装置8的第二端设有与限位块53相适应的限位孔，连接套82上靠近动力传输杆81的一端设有与动力传输杆81相适应的插接口，动力输出杆81与插接口插接且连接后连接套可沿动力输出杆81轴向移动，肘夹83安装在横杆12上并与离合装置8相对齐，当肘夹83处于第一状态时离合装置8的第二端与位于同侧的驱动齿轮13侧面、限位块53卡接使得动力轴5和驱动齿轮13可保持同步转动，当肘夹83切换到第二状态时肘夹83带动离合装置8的第二端朝远离位于同侧的驱动齿轮13方向运动直至与位于同侧的驱动齿轮13侧面、限位块53相脱离使得动力轴5独立转动，两个
动力传输机构4的第一端分别与两个传动齿轮14的侧面对应相连，动力传输机构4的第二端与小腿外骨骼组件32与大腿外骨骼组件31之间的连接部相连以带动小腿外骨骼组件32与大腿外骨骼组件31的运动。
27.其中，第一连接部与第二连接部包括但不限于相啮合的双棘轮结构或卡子卡槽，动力轴5和驱动齿轮13之间安装有滚动轴承，左支架1和右支架2的结构相同且均包括固定管、固定轴套、刹车固定管、主支撑管和前支撑管，固定管下端与固定轴套相连，刹车固定管的两端分别与主支撑管的底面和固定管的正面相连，主支撑管的两端分别与前支撑管的背面、固定管的正面相连，支撑轮安装在前支撑管上，固定轴套的侧面正面设有安装有上轴套和下轴套，上轴套中部安装有转轴，转轴一端与传动齿轮14相连，动力轴5穿过下轴套，动力轴5和轴套之间、上轴套和转轴之间均安装有滚动轴承，动力轴5和动力传输杆81的端部之间留有间隙，驱动齿轮和传动齿轮外部设有挡盖，挡盖安装在固定轴套上，限位孔内壁截面呈多边形形状，多边形包括但不限于正五边形、正六边形、正七变形、正八变形，踏板的两端通过连接管和若干连接螺钉与主支撑管底面可拆洗连接，固定管两侧内壁连接有坐垫安装管，坐垫两侧设有安装套，安装套与坐垫安装管套接，横杆12两端用螺钉和轴套安装在固定管背面。
28.左支架1、右支架2的顶部均安装有扶手组件，扶手组件包括背板连接件6、与背板连接件6相连的扶手60，背板连接件6的一侧内壁安装有外骨骼连接板61，外骨骼机构3顶部与外骨骼连接板61相连，两个背板连接件6之间可拆卸连接有背板62，两个背板连接件6背面均设有卡槽，背板的两端设有卡扣，卡扣与卡槽适应卡接，扶手60方便用户手臂的摆放，背板62可供用户背部依靠，背板62整体拆装方便。
29.大腿外骨骼组件31顶部安装有连接块34，连接块34的背面设有若干调节孔340，外骨骼连接板61上设有连接孔，外骨骼连接板61与连接块34的背面之间用紧固螺钉固定相连，紧固螺钉安装在处于同一直线的连接孔与调节孔340上，根据外骨骼穿戴人员的腰部尺寸调节两个大腿外骨骼组件31的相对距离，以更好满足不同用户的穿戴需求。
30.背板62上安装有绑带，背板连接件6与扶手60之间相互插接，扶手60的前端向上弯曲，背板连接件6的侧面均设有若干紧固孔，背板连接件和扶手之间用螺钉相连，螺钉安装在对应的紧固孔上，绑带可避免用户身体前倾，扶手60的拆装方便，且可根据用户手臂长度调节扶手60伸出背板连接件6部分的长度，以更好满足用户使用需求。
31.升降动力齿轮94通过轴套安装在固定轴套的背面，左支架1、右支架2的固定管背面均设有通孔，固定管内部安装有升降杆96、升降控制机构95，升降控制机构为丝杆滑块机构，丝杆滑块机构上的丝杆底部外侧固定安装有从动齿轮950，升降动力齿轮94穿过通孔与对应的从动齿轮950相啮合，升降杆96底部安装在升降控制机构95上的滑块上，升降杆96顶部和背板连接件6下端插接，升降动力齿轮94与安装在推车上的驱动单元相连，驱动单元为手动驱动单元，手动驱动单元包括升降调节机构9，升降调节机构9包括升降动力轴9、转动手柄91和手柄座92，手柄座92上端滑动安装在横杆12上，转动手柄91通过摇柄轴93转动安装在手柄座92上，摇柄轴93和升降动力轴91之间用齿轮传动机构相连，齿轮传动机构包括主齿轮和从齿轮，主齿轮与摇柄轴93相连，从齿轮与升降动力轴91相连，升降动力轴9两端安装在左支架1、右支架2的背面，升降动力轴91的两端与升降动力齿轮94相连，通过设置升降调节机构可升降调节扶手60、外骨骼机构3和背板62的高度，可更好满足不同身高用户的
使用需求。
32.固定管的顶部安装有升降杆锁紧机构15，升降杆锁紧机构15包括压紧环和凸轮压紧手柄，凸轮压紧手柄安装在压紧环上，升降杆96穿过压紧环，升降杆锁紧机构15操作方便，防止升降杆96的松动，使得扶手60、外骨骼机构3和背板62的高度基本保持不变。
33.左支架1、右支架2的前、后部分别安装有刹车固定管和把手安装管，把手安装管上安装有刹车组件71，刹车固定管上靠近驱动轮11的一侧安装有轮椅闸制动器7，刹车组件71包括刹车把、与刹车板相连的刹车线，刹车线与轮椅闸制动器7上的扳手70相连，轮椅闸制动器7用于控制驱动轮11的制动情况，通过设置轮椅闸制动器7和刹车组件71，可供推车上的人员或推动推车的人员对推车进行制动控制。
34.动力传输机构4包括第一传动杆41和第二传动杆42，第一传动杆41的第一端与同侧的传动齿轮14侧面相连，第一传动杆41的第二端设有插槽410，第二传动杆42用销轴转动安装在插槽410内且第二传动杆42的两端伸出插槽410外，第二传动杆42的第一端与位于同侧的左支架1或右支架2转动连接，第二传动杆42的第二端设有滑槽421，小腿外骨骼组件32与大腿外骨骼组件31之间的连接部侧面向外延伸出动力连杆轴33，动力连杆轴33配合安装在滑槽421内并在第二传动杆42转动时沿滑槽421移动，两根第一传动杆41与传动齿轮14的连接位置互成180
°
夹角，主支撑管上端安装有挡板，第二传动杆42介于挡板和小腿外骨骼组件32与大腿外骨骼组件31之间的连接部之间，动力传输机构整体传输稳定性好，可将驱动齿轮13转动产生的力转化为驱动外骨骼机构3运动的动力，180
°
夹角设计是为了保证两个外骨骼机构3可交替运动，挡板可起到一定的阻挡作用避免第二传动杆42错位使得其与动力连杆轴33相脱离。
35.第一传动杆41的第二端侧面设有三个与插槽410相连通的连接孔411，第二传动杆42可沿插槽410移动并在移动至所需连接孔411位置后用销轴相连，通过调节第二传动杆42在滑槽410内的连接位置来实现外骨骼运动幅度的调节。
36.离合装置8的中部外沿设有沿靠近动力传输杆81第二端方向收窄的倾斜导向口80，肘夹的安装位置与倾斜导向口80相对齐，离合装置8和连接套82安装在防护轴套内，防护轴套上设有供肘夹的活动端穿过的通孔，肘夹的操作较为方便，通过肘夹伸出顶住倾斜导向口80即可驱动离合装置8移动。
37.实施例2,除了驱动单元为电动驱动单元之外，电动驱动单元包括电机，电机的输出端与升降动力齿轮相连，其余结构同实施例1相同。
38.本发明工作过程：
39.本外骨骼康复训练设备在工作过程中，当作为普通轮椅推车使用时，通过掰动肘夹，肘夹的活动端伸出插入离合装置8的倾斜导向口80内，并沿倾斜导向口80的倾斜面移动使得离合装置8和连接套82同步向左移动，离合装置8向左移动后，离合装置8与位于离合装置8右侧的驱动齿轮13相脱离，离合装置8右端的限位孔与动力轴5上的限位块53相脱离，弹簧52处于压缩状态，驱动轮11转动后仅带动动力轴5转动，由于离合装置8与驱动齿轮13相脱离，使得动力轴5转动后无法带动驱动齿轮13和动力输出杆81转动，驱动齿轮13基本保持静止状态，此时作为普通轮椅使用；
40.当患者需要在推车上进行康复训练时，通过反向掰动肘夹，肘夹的活动端回收从离合装置8的倾斜导向口80内脱离，弹簧52弹性复位并推动离合装置8向右移动直至限位块
53重新插入限位孔内以及离合装置53右端的第一连接部与位于右侧的驱动齿轮13的第二连接部重新卡接使得动力轴5、动力输出杆81和位于右侧的驱动齿轮11三者连接在一起，当右侧的驱动轮11转动时可带动右侧的动力轴5转动，该动力轴5转动带动离合装置8和连接套82同步转动，离合装置8转动可带动位于右侧的驱动齿轮13同步传动，连接套82转动后可带动动力传输杆81转动，动力传输杆81转动后可带动位于左侧的驱动齿轮13转动，两个驱动齿轮13转动可带动两个传动齿轮14转动，传动齿轮14转动带动第一传动杆41转动，第一传动杆41传动后带动第二传动杆42转动，第二传动杆42转动后使得小腿外骨骼组件32与大腿外骨骼组件31之间的连接部外侧面的动力连杆轴33沿第二传动杆42上的滑槽线性移动，从而带动了小腿外骨骼组件32与大腿外骨骼组件31之间的连接部可上下移动，最终使得小腿外骨骼组件32与大腿外骨骼组件31运动进而带动穿戴者的小腿和大腿运动，实现被动康复训练，其中，左右两侧的小腿外骨骼组件32与大腿外骨骼组件31运动保持交替运动状态；
41.推车使用过程中，用户可将手放置在扶手60上，扶手60的前端弯曲部分可供用户抓握，用户的背部依靠在背板62上，当需要调节扶手60、外骨骼机构3、背板62高度时，用手转动转动手柄91，转动手柄91转动带动摇柄轴93转动，摇柄轴93转动后可通过齿轮传动机构带动升降动力轴9转动并使得手柄座92沿横杆12水平移动，升降动力轴9转动带动两端的升降动力齿轮94转动，升降动力齿轮94转动带动从动齿轮950转动，从动齿轮950转动带动丝杆滑块机构上的丝杆转动，丝杆转动带动丝杆滑块机构上的滑块沿丝杆上下移动，滑块移动带动升降杆96上下移动，升降杆96移动后带动背板62、扶手60以及外骨骼机构3保持同步移动，其中，顺时针转动转动手柄91时背板62、扶手60以及外骨骼机构3向上移动，逆时针转动转动手柄91时背板62、扶手60以及外骨骼机构3向下移动；
42.当需要调节左右侧外骨骼机构3之间距离时，左右移动大腿外骨骼组件31顶部的连接块34使得外骨骼连接板61可与连接块34上其余的调节孔340相对齐，调节完成后用紧固螺钉拧紧，实现左右两个大腿外骨骼组件31之间的距离调节，满足不同腰部尺寸穿戴者的穿戴需求；
43.当需要停下推车时，推车上的用户可直接掰动轮椅闸制动器7上的扳手70使得刹车片可与驱动轮11相接触达到制动目的，推动推车的人员也可通过抓握刹车把，刹车把握紧后可通过刹车线带动轮椅闸制动器7上的扳手70转动进而使得刹车片可与驱动轮11相接触达到制动目的。
44.上述实施例中肘夹、轮椅闸制动器、刹车组件、外骨骼机构均来源于市场，上述实施例中同侧是指位于同时位于推车的左侧或右侧，上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。