[发明专利]助力式踝关节外骨骼

权利要求书

1.一种助力式踝关节外骨骼，包括用于与用户足部鞋靴相连的脚踝穿戴组件、用于固定于用户小腿上的腿部穿戴组件以及用于对用户踝关节的跖屈运动提供助力的助力装置，所述脚踝穿戴组件通过枢轴与所述腿部穿戴组件转动连接，所述助力装置包括用于拉动所述脚踝穿戴组件相对于所述腿部穿戴组件转动的鲍登线缆、用于带动所述鲍登线缆拉伸的动力装置和用于将所述动力装置绑定于用户腰部的腰带；所述鲍登线缆包括用于拉动所述脚踝穿戴组件绕所述枢轴转动的钢丝索和用于引导所述钢丝索拉伸的导线套，所述导线套的顶端固定于所述动力装置上，所述导线套的底端固定于所述腿部穿戴组件上，所述钢丝索的一端与所述动力装置的输出端相连，所述钢丝索的另一端与所述脚踝穿戴组件相连。

2.如权利要求1所述的助力式踝关节外骨骼，其特征在于：所述动力装置包括与所述腰带相连的驱动电机和与所述驱动电机的输出轴相连的绕线轮，所述钢丝索的一端固定于所述绕线轮上。

3.如权利要求2所述的助力式踝关节外骨骼，其特征在于：所述绕线轮的外周面上凹设有用于卷绕所述钢丝索的绕线槽。

4.如权利要求1至3任一项所述的助力式踝关节外骨骼，其特征在于：所述脚踝穿戴组件包括用于固定于用户鞋靴上的鞋底固定件和分别设置于所述鞋底固定件相对两侧的两个转动支撑臂，两个所述转动支撑臂的顶端分别通过所述枢轴与所述腿部穿戴组件转动连接，所述钢丝索的另一端与所述鞋底固定件相连。

5.如权利要求4所述的助力式踝关节外骨骼，其特征在于：所述腿部穿戴组件包括用于穿戴并固定于用户小腿上的腿部固定件和分别设置于所述腿部固定件相对两侧的两个腿部支撑臂，两个所述腿部支撑臂的底端分别通过所述枢轴与两个所述转动支撑臂的顶端转动连接。

6.如权利要求5所述的助力式踝关节外骨骼，其特征在于：所述枢轴的设置位置与用户踝关节的位置相应，各所述腿部支撑臂包括下部竖直段和于所述下部竖直段的顶端朝向所述枢轴的方向弯折的上部弯折段，所述下部竖直段的底端通过所述枢轴与相应所述转动支撑臂的顶端转动连接，所述上部弯折段远离所述下部竖直段的一端与所述腿部固定件固定相连。

7.如权利要求5所述的助力式踝关节外骨骼，其特征在于：所述腿部固定件包括用于穿戴并支撑于用户小腿上的刚性支撑架和用于将所述刚性支撑架绑定于用户小腿上的绑带。

8.如权利要求1至3任一项所述的助力式踝关节外骨骼，其特征在于：所述助力式踝关节外骨骼还包括用于监测并反馈所述用户步态相位的惯性测量单元、用于接收所述惯性测量单元反馈的步态相位信息并发送控制指令控制所述动力装置以辅助用户步态调整的控制器，所述惯性测量单元包含至少一个用于对用户腿部的运动参数进行实时获取并反馈给所述控制器的惯性传感器。

9.如权利要求8所述的助力式踝关节外骨骼，其特征在于：所述惯性测量单元包括布置于用户足部的第一惯性传感器、布置于用户小腿前侧的第二惯性传感器和布置于用户大腿前侧的第三惯性传感器。

10.如权利要求8所述的助力式踝关节外骨骼，其特征在于：所述助力式踝关节外骨骼还包括用于获取用户足底压力大小与分布并反馈给所述控制器的压力传感器。