[发明专利]一种用于助残助行的穿戴式仿生腿足机构

说明书

本发明属于腿足仿生技术领域，具体涉及一种用于助残助行的穿戴式仿生腿足机构，包括大腿托架、大腿连杆、小腿连杆，小腿连杆的上端具有圆弧球槽，大腿连杆的下端分别转动连接有第一连杆和第二连杆，第一连杆的下端和第二连杆的下端分别转动连接在小腿连杆的上端，大腿连杆上安装有膝关节电动推杆，膝关节电动推杆的伸缩端固定连接有第一驱动绳，第一驱动绳的下端固定连接在小腿连杆上，圆弧球槽内活动设置有膝关节球铰，膝关节弹簧将膝关节球铰压在圆弧球槽内。本发明通过膝关节电动推杆拉动第一驱动绳实现大腿连杆和小腿连杆的相对转动，仿人的膝关节通过膝关节球铰和膝关节弹簧实现柔性转动，保证了残疾人使用仿生腿足机构行走时的舒适性。

技术领域

本发明属于腿足仿生技术领域，具体涉及一种用于助残助行的穿戴式仿生腿足机构。

背景技术

根据当代医学理论和临床医学实践证明，欲对肢体运动功能进行恢复、提高和代偿，除了必要的医疗手段外，科学和正确的康复训练也是十分有效的，而下肢动力仿生腿足能够满足这些需求。

对于下肢截瘫的残疾人，穿戴式仿生腿足能够帮助残疾人行走，将截瘫的下肢下部穿戴仿生腿足机构代替人腿行走，目前市面上的仿生腿足机构主要是通过通过电机或液压等驱动方式来完成膝关节和踝关节的转动，进而完成穿戴者下肢运动，但这种运动方式比较僵硬，仅能满足行走功能，减震性能差，对使用者的穿戴舒适性考虑不周，无法完全帮助穿戴者进行正常躯体运动。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的减震性能差、穿戴舒适性差的缺陷，提供一种穿戴方便、柔性较好的用于助残助行的穿戴式仿生腿足机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于助残助行的穿戴式仿生腿足机构，其特征在于：包括大腿托架、安装在所述大腿托架下的大腿连杆、小腿连杆，所述小腿连杆的上端具有圆弧球槽，所述大腿连杆的下端分别转动连接有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的下端和所述第二连杆的下端分别转动连接在所述小腿连杆的上端，第一连杆、大腿连杆、第二连杆和小腿连杆形成四边形，所述大腿连杆上安装有膝关节电动推杆，所述膝关节电动推杆的伸缩端固定连接有第一驱动绳，所述第一驱动绳的下端固定连接在所述小腿连杆上，所述第一连杆的中部固定连接有弹簧上挡板，所述圆弧球槽内活动设置有膝关节球铰，所述膝关节球铰和所述弹簧上挡板之间具有膝关节弹簧，所述膝关节弹簧将所述膝关节球铰压在所述圆弧球槽内。

为了进一步地在膝关节弯曲时，保持大腿的柔性，对截瘫的大腿减震，所述大腿连杆的中部转动连接有第一推杆筒，所述小腿连杆的中部转动连接有第二推杆筒，所述第一推杆筒和所述第二推杆筒内均滑动连接有第一导向杆，所述第一导向杆外套设有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别顶在所述第一推杆筒和所述第二推杆筒上。

进一步地，踝关节也通过绳驱动实现转动，柔性好，所述小腿连杆的下端转动连接有脚板，所述小腿连杆上安装有踝关节电动推杆，所述踝关节电动推杆的伸缩端固定连接在第二驱动绳的一端，所述第二驱动绳的另一端固定连接在所述脚板上。

为了进一步地提升踝关节转动时，对小腿连杆进行减震，保证人行走时的舒适性，所述小腿连杆的中部转动连接有第三推杆筒，所述脚板的前部转动连接有第四推杆筒，所述第三推杆筒和所述第四推杆筒内均滑动连接有第二导向杆，所述第二导向杆外套设有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别顶在所述第三推杆筒和所述第四推杆筒上。

更进一步地，所述脚板的前端转动连接有五个脚趾组件，所述脚板的前端具有五个相互平行设置的脚趾连板，所述脚趾组件包括脚趾转动连杆和脚趾头，所述脚趾转动连杆的一端与所述脚趾连板转动连接，另一端与脚趾头转动连接，所述脚趾头与所述脚板之间固定连接有脚趾拉簧。脚趾结构能够进一步的帮助穿戴者缓冲行走时产生的冲击力，同时弹簧链接的关节映射零件又能在穿戴者行走时提供动力辅助，提高下肢仿生外骨骼人机配合体验。