[实用新型]一种基于气动肌肉的下肢助力装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可辅助人体下肢运动的助力装置，具体涉及一种基于气动肌肉的下肢助力装置。

背景技术

辅助装置是现实生活中常用的工具，尤其是中老年人在没有外力辅助的情况下行走在有坡度的路面上或下肢无力的人运动时，这种装置就能起到辅助的作用，帮助他们实现自如行走。传统的助力辅助装置采用液压驱动或电机驱动造成能源浪费和环境污染，而且惯性力较大、减震效果差，影响穿戴着的舒适度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于气动肌肉的下肢助力装置，以克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型具有输出功率重量比大、可穿戴性强、能源清洁环保、结构性能稳定、可调性好、便于装配调整等优点。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于气动肌肉的下肢助力装置，包括气泵控制箱以及储能助力单元，气泵控制箱中设有气泵，气泵的气流出口连接有导气管，导气管连接至储能助力单元，储能助力单元包括拉簧储能机构以及与导气管相连的气动肌肉机构，拉簧储能机构中设置的拉簧与气动肌肉机构中设置的气动肌肉通过皮带相连，皮带上设有与之啮合的皮带轮。

进一步地，气泵控制箱通过绷带固定在人体背部。

进一步地，储能助力单元固定在支撑架上，其中，拉簧储能机构和气动肌肉机构分别固定在支撑架的两侧，皮带轮固定在支撑架的下部。

进一步地，储能助力单元为两个，分别固定在两个支撑架上，两个支撑架分别通过绷带固定在大腿及小腿上，且两个支撑架固定连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型通过气动肌肉机构在充气时产生的纵向力拉动皮带，进而皮带带动皮带轮转动，从而为腿部向前屈伸提供了力矩，同时拉簧储能机构产生弹性势能为腿部往回运动提供能量，减轻了人行走时下肢发出的力量，达到助力辅助的作用，可用于中老年人行走及运动，解决了中老年人、残疾人行走不便及运动困难的问题，特别是针对下肢无力、动作不协调的中老年人起到助力行走、协调运动的作用。此装置主要由气泵控制系统控制气泵为气动肌肉机构提供气流，通过气动肌肉的扩张和收缩、拉簧储能机构的储能和释放能量带动下肢做屈伸移动，该实用新型具有输出功率重量比大、可穿戴性强、能源清洁环保、结构性能稳定、便于装配调整等优点。

进一步地，本实用新型由固定在大腿部及小腿部的连接在一起的支撑架做支撑；实现各部分之间的协调运动；由绷带做构件与身体固定，实现各部件为身体提供力量，带动下肢运动。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型拉簧储能结构及启动肌肉机构的结构示意图。

其中，1、气泵控制箱；2、导气管；3、拉簧储能机构；4、气动肌肉机构；5、皮带；6、皮带轮；7、支撑架；8、绷带；9、拉簧；10、气动肌肉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

参见图1至图2，一种基于气动肌肉的下肢助力装置，包括通过绷带8固定在人体背部的气泵控制箱1，还包括两个储能助力单元，气泵控制箱1中设有气泵，气泵的气流出口连接有导气管2，导气管2连接至储能助力单元，储能助力单元包括拉簧储能机构3以及与导气管2相连的气动肌肉机构4，拉簧储能机构3中设置的拉簧9与气动肌肉机构4中设置的气动肌肉10通过皮带5相连，皮带5上设有与之啮合的皮带轮6，两个储能助力单元分别固定在两个支撑架7上，两个支撑架7分别通过绷带8固定在大腿及小腿上，且两个支撑架7固定连接，其中，拉簧储能机构3和气动肌肉机构4分别固定在支撑架7的两侧，皮带轮6固定在支撑架7的下部。

下面对本实用新型的实施过程作进一步详细说明：

当人在行走或运动时，气泵控制箱1控制气泵输出气流，气流通过导气管2进入气动肌肉机构4，气动肌肉机构4由于气动肌肉10产生横向扩张、纵向缩短从而产生纵向的拉力拉动皮带5向上运动，皮带5通过啮合力带动皮带轮6做向前屈伸运动，同时拉簧储能机构3的拉簧9被拉伸而产生弹性势能为皮带轮6向后做屈伸运动提供能量，这样皮带轮6就能实现周期性的屈伸运动，皮带轮6带动支撑架7做往复摆动运动，从而带动人体下肢做往复摆动运动，实现下肢运动的助力效果。在这个过程中，大腿和小腿分别使用一对拉簧储能机构3和气动肌肉机构4，实现大腿和小腿的同时助力，拉簧储能机构3和气动肌肉机构4配合使用可以实现两个方向的运动，髋关节和膝关节处的支架为转动副连接，可以随着姿势的变化自动调整角度。