[实用新型]一种下肢膝关节与踝关节助力外骨骼刚度大小调节装置

说明书

本实用新型公开了一种下肢膝关节与踝关节助力外骨骼刚度大小调节装置，其包括第一固定座、第二固定座、输出轴、紧固件、驱动机构，第一固定轴和第二固定轴固定连接，输出轴的一端通过第一弹性元件与第一固定座连接，第二固定座套设于输出轴上并与输出轴滑动连接，输出轴上还套设有滑动件，滑动件与第一固定座之间设有第二弹性元件，紧固件与滑动件连接；驱动机构用于驱动紧固件与输出轴紧固，在输出轴受力时，带动紧固件和滑动件同时运动，同时压缩第一弹性元件和第二弹性元件；驱动机构还用于驱动紧固件与输出轴分离，在输出轴受力时，只压缩第一弹性元件。本实用新型结构简单，可提高行走柔顺性，帮助穿戴者行走以及康复。

技术领域

本实用新型涉及可穿戴式外骨骼技术领域，特别涉及一种下肢膝关节与踝关节助力外骨骼刚度大小调节装置。

背景技术

外骨骼是一种能维持或增强人体生理机能的可穿戴设备，在军事、医疗、助老助残等方面具有广阔应用前景。下肢外骨骼作为其中一种，旨在助力人体行走。在军事领域中，下肢外骨骼可增长徒步距离，提升负重能力，降低肌肉损伤风险，从而提升单兵作战能力。在医疗领域，下肢外骨骼可以用于患者的步态康复和残疾人的辅助行走。在助老领域，下肢外骨骼可以帮助老年人恢复行走能力。

正常人在行走过程中下肢经历站立阶段(standing phase)与摆动阶段(swingphase)，在站立阶段，下肢承受上肢的重量，下肢肌肉需要对膝关节与踝关节提供较大的扭矩，在摆动阶段，下肢离开地面，膝关节与踝关节需要的扭矩较小。近几年，由于中风引起的下肢瘫痪人群明显增加，可穿戴式下肢外骨骼的出现能够为穿戴者提供正常行走过程中下肢关节所需要的扭矩，帮助穿戴者行走以及康复。但是，在正常行走步态周期过程中，下肢站立阶段与摆动阶段膝关节与踝关节所需要的扭矩大小不同，所以需要为下肢助力外骨骼设计一种能够改变刚度大小的调节装置。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种结构简单，可输出两种不同刚度值的下肢膝关节与踝关节助力外骨骼刚度大小调节装置，其采用如下技术方案：

一种下肢膝关节与踝关节助力外骨骼刚度大小调节装置，其包括第一固定座、第二固定座、输出轴、紧固件、驱动机构，所述第一固定轴和第二固定轴固定连接，所述输出轴的一端通过第一弹性元件与所述第一固定座连接，所述第二固定座套设于所述输出轴上并与所述输出轴滑动连接，所述输出轴上还套设有滑动件，所述滑动件与所述第一固定座之间设有第二弹性元件，所述紧固件与滑动件连接；

所述驱动机构用于驱动所述紧固件与所述输出轴紧固，在所述输出轴受力时，带动所述紧固件和滑动件同时运动，同时压缩所述第一弹性元件和第二弹性元件；

所述驱动机构还用于驱动所述紧固件与所述输出轴分离，在所述输出轴受力时，只压缩所述第一弹性元件。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动机构包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件包括第一驱动件和第一抵接件，所述第一驱动件驱动所述第一抵接件与紧固件抵接，所述第二驱动组件包括第二驱动件和第二抵接件，所述第二驱动件驱动所述第二抵接件，所述第二抵接件带动所述紧固件与所述输出轴分离。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二驱动件包括驱动电机、蜗杆、蜗轮，所述蜗杆的一端与所述驱动电机的旋转轴连接，所述蜗轮与蜗杆连接，所述第二抵接件设于所述蜗轮上。

作为本实用新型的进一步改进，所述滑动件上设有固定板，所述固定板与所述滑动件固定连接，所述蜗杆的另一端与所述固定板转动连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动电机与蜗杆之间还设有减速器。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动电机为直流电机。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一驱动件为弹簧。