[实用新型]一种用于膝关节运动助力装置的储能机构总成

说明书

本实用新型公开了一种用于膝关节运动助力装置的储能机构总成，包括安装座、中间转轴机构和曲柄滑块机构，安装座包括第一安装座、第二安装座和安装管，安装管上套设有弹簧，中间转轴机构包括大腿连接盘和小腿连接盘，曲柄滑块机构包括曲柄、连杆和滑块，曲柄的一端连接在转动连接处，另一端与连杆连接，弹簧靠近曲柄的一端固定连接在第二安装座上，弹簧的另一端始终与滑块相抵，曲柄转动时能够通过连杆带动滑块向大腿连接盘的方向移动并对弹簧进行压缩。本方案采用曲柄滑块机构来带动弹簧变形储能，与传统采用钢丝绳带动弹簧变形储能的方式相比，本方案的曲柄滑块机构使用性能更加的可靠，使用寿命长，方便零部件维护更换，成本低。

技术领域

本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，具体涉及一种用于膝关节运动助力装置的储能机构总成。

背景技术

膝关节运动助力外骨骼装置，顾名思义是穿戴于膝关节外部，并为其提供助力的仿生机械装置，也用来支撑身体重量，保护身体器官，进行运动辅助和环境感知等作用。

当前膝关节运动助力装置分为主动式和被动式两种，其中膝关节主动式运动助力装置由于需要液压装置或是电机来进行驱动，故而膝关节主动式助力装置的系统结构复杂、成本高，而膝关节被动式运动助力装置是利用被动存储的弹性势能来实现膝关节的辅助运动，因此膝关节被动式运动助力装置具有结构简单、成本低的特点，其在日常生产生活中使用的也更加的普遍。

目前使用的膝关节被动式助力装置都有一个储能机构，该储能机构用于将根据人体膝关节的运动来被动储存弹性势能，并实现对膝关节的辅助运动，现有的储能机构一般包括弹簧和带动弹簧运行的部件，常用的带动弹簧运动的部件为钢丝，将钢丝一端连接在弹簧上，另一端通过跟随助力装置上的转轴运动，这种储能机构在使用时存在几个方面的问题：1、人体小腿弯曲，转轴转动，带动钢丝拉动弹簧形变，由于人体在行走过程中，小腿是处于不断弯曲和伸展的变化过程，因此钢丝在转轴上不断的来回滑动，长期使用很容易造成钢丝磨损断裂，影响储能机构的使用寿命，增加储能机构的使用成本。2、当人体在平路上行走不需要助力时，钢丝仍会对弹簧进行拉伸，这样将使得人体在平路上行走不需要助力仍然会对弹簧进行拉伸，从而增加人体在平路上行走时的负荷和不舒适感。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种使用寿命长、易于维护、使用成本低的用于膝关节运动助力装置的储能机构总成。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于膝关节运动助力装置的储能机构总成，所述储能机构总成包括安装座、中间转轴机构和曲柄滑块机构，所述安装座包括第一安装座和位于所述第一安装座下方的第二安装座，所述第一安装座与所述第二安装座之间竖向连接有安装管，所述安装管上套设有弹簧，所述中间转轴机构包括同轴转动连接的大腿连接盘和小腿连接盘，所述大腿连接盘用于与人体大腿固定连接，所述小腿连接盘用于与人体小腿固定连接，所述曲柄滑块机构包括曲柄、连杆和滑块，所述曲柄与所述大腿连接盘平行设置，所述曲柄的一端连接在所述大腿连接盘和所述小腿连接盘的转动连接处，所述曲柄的另一端与所述连杆连接，所述弹簧靠近所述曲柄的一端固定连接在所述第二安装座上，所述弹簧的另一端与所述滑块相抵，所述连杆与所述曲柄连接的另一端与所述滑块连接，所述曲柄转动时能够通过所述连杆带动所述滑块向所述大腿连接盘的方向移动并对所述弹簧进行压缩。

这样，当人体小腿在行走过程中摆动时，与人体大腿固定连接的大腿连接盘和与人体小腿固定连接的小腿连接盘之间会相对转动，从而使得曲柄也将随人体小腿的摆动而转动，曲柄转动将通过连杆带动滑块在安装管向大腿连接盘所在的方向滑动上滑动，滑块滑动使得弹簧发生压缩形变并储存能量，当小腿回摆带动曲柄回转时，滑块在安装管回移并带动弹簧复位，弹簧复位过程中释放能量为膝关节的运动助力。