[发明专利]一种柔性下肢外骨骼

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种柔性下肢外骨骼。

背景技术

目前，外骨骼助力装置的研究逐渐兴起，具有广泛的应用前景，如助老助残，医疗康复，工业生产，地震救援，单兵作战等领域。一般的助力外骨骼具有以下特点：可以检测人体的运动意图；具有和人体类似的关节自由度和关节转动空间；具有必要的关节主动驱动以辅助出力；自带控制系统和能源系统；具有一定的安全防护机制。

现有的下肢外骨骼包括背部支架、髋关节执行机构、大腿连杆、膝关节执行机构、小腿连杆和脚底压力鞋。该下肢外骨骼机器人其主要活动位置和人日常行走时的活动关节相适应，能满足日常行走的辅助要求，避免了机器人关节过于灵活而失去必要的辅助支撑作用；采用多部位的柔性绑缚带，提高了使用者穿戴时的舒适度；在腰部、关节处以及脚底均设有传感器或编码器进行信息采集，并集中处理信息，方便了使用者的日常运动信息，不仅能让机器人预测出使用者的行走习惯，也方便观察者了解使用者的身体状况，为医疗提供方便。

上述下肢外骨骼存在以下缺陷：1)自身质量较大，且机械结构较为复杂；2)主要采用刚性杆，不符合人机工程学相关原理；3)该装置与人体的绑缚装置设计复杂，不能够很好的满足穿戴的简易性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种质量小、结构简单、穿戴方便的柔性下肢外骨骼。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种柔性下肢外骨骼，包括柔性护膝和仿生关节，所述仿生关节设于所述柔性护膝的一侧；其中，所述仿生关节包括关节板、力偏置片、支撑件和连杆；所述关节板与所述柔性护膝的大腿部固定连接，所述力偏置片与所述柔性护膝的小腿部固定连接；所述支撑件固定设于所述力偏置片的第一端，用于支撑所述关节板的第一端；所述连杆的两端分别与所述关节板的第二端和力偏置片的第二端转动连接。

其中，所述关节板的第二端设有安装孔，所述安装孔内设有可沿其周向转动的内轴承，所述连杆的第一端通过定位轴与所述内轴承连接，所述连杆的第二端通过销与所述力偏置片的第二端转动连接。

其中，所述内轴承为球面轴承，所述安装孔设有与所述球面轴承配合的球面。

其中，所述安装孔的外侧设有限位封盖，所述限位封盖与所述定位轴连接，所述连杆的第一端与所述限位封盖连接。

其中，所述安装孔设有向外延伸的凸起部，所述凸起部为与所述球面轴承配合的球面结构。

其中，所述限位封盖设有与所述凸起部配合的球面。

其中，所述连杆与所述限位封盖为一体结构。

其中，所述支撑件为油压缓冲器。

其中，还包括GPS模块，所述GPS模块设于所述关节板上。

其中，还包括加速度传感器，所述加速度传感器设于所述关节板上。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供一种柔性下肢外骨骼，通过关节板、力偏置片、支撑件和连杆构成仿生关节。通过设置连杆的两端分别与关节板和力偏置片转动连接，使支撑件与关节板分离，不影响下肢弯曲行走，使其与人体膝关节部分运动相符；同时，支撑件在人体站立时产生支撑力，以减轻人体自身重力对膝关节的压力。另外，其结构简单，质量小，穿戴方便。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一种柔性下肢外骨骼的结构示意图；

图2为本发明一种柔性下肢外骨骼的仿生关节的结构示意图；

图3为本发明一种柔性下肢外骨骼的仿生关节外环的结构示意图；

图4为本发明一种柔性下肢外骨骼的仿生关节的正视图；

图5为图4中A-A向剖视图；

附图标记说明

1-大腿固定片；2-关节板；3-控制器盒；4-油压缓冲器；5-力偏置片；6-小腿固定片；7-销；8-限位封盖；9-柔性护膝；10-内轴承；11-密封端盖；12-定位轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。