[实用新型]一种外骨骼脚底结构

说明书

本实用新型一种外骨骼脚底结构，包括小腿关节，连接安装卡扣，拉力单元，脚底连接块，足拖，压力传感器，脚底硬板。小腿关节与脚底连接块相铰接，小腿关节和脚底连接块之间具有机械限位。用机械限位来限定脚踝关节运行角度，防止足下垂情况的发生。拉力单元安装于安装卡扣和脚底连接块之间。连接安装卡扣锁紧安装在小腿关节外围。拉力单元优选为拉簧，在行走过程中，由重力势能为拉簧蓄能，在向前迈步的时候，拉簧弹性势能释放，为踝关节提供一个向前迈步的助力。压力传感器安装于足拖与脚底硬板之间的传感器安装槽中。有益效果是：脚底安装压力传感器，检测机体人体和的共同重力，为后续分析步态、指导恢复训练提供数据支撑。

技术领域

本实用新型涉及辅助康复训练外骨骼上的零部件，具体说就是一种外骨骼脚底结构。

背景技术

在日常生活中，常有人因为各种原因无法行走。如由于中风导致腿部麻痹，或者由于年龄增长导致腿部力量不足，无法长时间行走。多个现有技术表明，外骨骼在辅助下肢行走和医学康复领域得到了越来越广泛的应用。失能人员会采用外骨骼机器人辅助行走。市面上的外骨骼设备的脚部结构，大多采用平板结构或圆管结构，压力传感器一般放于脚踝位置，如此放置检测的压力值为外骨骼机器的压力，压力值不真实。

在外骨骼脚部和小腿部之间，要么使用电机驱动，增大了结构复杂性和控制难度；要么使用普通铰接，不能有效控制失能人员的脚部动作。

专利号为2018210788467的一种具有自平衡性的助力行走外骨骼机器人系统，其外骨骼脚部结构中使用左踝关节，为普通关节或者可以理解为电驱动关节。小腿关节采购实心钢板，结构强度低、比重偏高。结构紧凑型差。测得的压力值为人体的重力值。

实用新型内容

为应对现有技术中存在不足与对现有技术进行优化，本实用新型提出一种外骨骼脚底结构。

一种外骨骼脚底结构，包括小腿关节(1)，连接安装卡扣(2)，拉力单元(3)，脚底连接块(4)，足拖(5)，压力传感器(7)，脚底硬板(8)。

脚底连接块(4)固定安装在脚底硬板(8)上，小腿关节(1)与脚底连接块(4)相铰接，小腿关节(1)和脚底连接块(4)之间具有机械限位(13)。使得小腿关节(1)可与脚底硬板(8)之间呈小于或等于90°的角。用机械限位(13)来限定脚踝关节运行角度，防止足下垂情况的发生。如图1所示。

拉力单元(3)安装于安装卡扣(2)和脚底连接块(4)之间。连接安装卡扣(2)锁紧安装在小腿关节(1)外围。拉力单元(3)优选为拉簧，在行走过程中，由重力势能为拉簧蓄能，在向前迈步的时候，拉簧弹性势能释放，为踝关节提供一个向前迈步的助力。如图4/5所示。

还包括足拖(5)，压力传感器(7)安装于脚底硬板(8)的传感器安装槽 (10)中；脚底硬板(8)下安装软质、耐磨的脚底胶垫(9)；足拖(5)下表面和脚底胶垫(9)上表面接触压力传感器(7)。如图2所示。使得压力从地面向上传递，从而测量的值为机体和人体共同的重力。

本实用新型的有益效果是：脚底安装压力传感器，检测脚底压力，为后续分析步态、指导恢复训练提供数据支撑；脚踝部分带有机械限位，使整个脚底只能从水平位置向上转动，防止足下垂；脚踝部分具有助力弹簧；弹簧安装卡扣可以在腿管上移动，来调节弹簧力。体现机体和人体共同的重力。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型整体三维图。

图2是本实用新型爆炸图。

图3是本实用新型局部剖视图。

图4和图5是本实用新型使用状态示意图。

图6是本实用新型传感器阵列示意图。

其中：