[发明专利]下肢助行外骨骼及其助行方法

摘要

本发明涉及下肢助行外骨骼及其助行方法。现有助行装备不能满足下肢的多自由度运动的问题。下肢助行外骨骼，胯部旋转关节（8）连接腿部整体旋转关节（9），腿部整体旋转关节（9）通过大腿关节电动推杆（10）铰接大腿机械关节（1），大腿机械关节（1）通过膝关节电动推杆（11）铰接小腿机械关节（2），小腿机械关节（2）通过脚踝关节电动推杆（17）铰接并驱动脚踝旋转关节（12）摆动，脚踝旋转关节（12）连接脚部托板（3），脚部托板（3）上表面设置脚部压力传感器（18）；本发明具有与穿戴者配合紧密，助力能力协调的优点。

主权项

一种下肢助行外骨骼，其组成包括：对称设置的大腿机械关节（1）、小腿机械关节（2）和脚部托板（3），其特征是：所述下肢助行外骨骼还包括电池（4）、总控制集成器（5）、背部固定托板（6），一对胯部电动推杆（7）、胯部旋转关节（8）、腿部整体旋转关节（9）、大腿关节电动推杆（10）、膝关节电动推杆（11）、脚踝旋转关节（12）、胯部角度检测传感器（13）、大腿关节角度检测传感器（14）、小腿关节角度检测传感器（15）、踝关节角度检测传感器（16）、脚踝关节电动推杆（17）以及脚部压力传感器（18）；两大腿机械关节（1）通过背部固定托板（6）连接，连接处位于人体胯部相对应的位置，背部固定托板（6）上方安装总控制集成器（5）和电池（4），背部固定托板（6）两端分别安装胯部电动推杆（7）和胯部旋转关节（8），胯部电动推杆（7）固定安装在背部固定托板（6）上，胯部旋转关节（8）插装在背部固定托板（6）上，胯部电动推杆（7）分别驱动相应胯部旋转关节（8）转动，且两侧的胯部旋转关节（8）下方分别对称的依次设置：胯部旋转关节（8）向下与腿部整体旋转关节（9）转动安装，腿部整体旋转关节（9）向下通过大腿关节电动推杆（10）铰接大腿机械关节（1），大腿关节电动推杆（10）驱动大腿机械关节（1）进行与佩戴者自然站立姿势相适应的前后摆动，大腿机械关节（1）向下通过膝关节电动推杆（11）铰接小腿机械关节（2），膝关节电动推杆（11）驱动小腿机械关节（2）进行与佩戴者自然站立姿势相适应的前后摆动，小腿机械关节（2）下部末端铰接脚踝旋转关节（12），且小腿机械关节（2）通过脚踝关节电动推杆（17）铰接脚踝旋转关节（12），脚踝关节电动推杆（17）驱动脚踝旋转关节（12）进行与佩戴者自然站立姿势相适应的前后摆动，脚踝旋转关节（12）连接脚部托板（3），脚部托板（3）上表面设置脚部压力传感器（18）；并且，膝关节电动推杆（11）位于大腿机械关节（1）的前方，大腿关节电动推杆（10）位于大腿机械关节（1）的后方；脚踝关节电动推杆（17）位于小腿机械关节（2）的前方；这里的前方是指，人体自然站立时，面朝方向定义为前；其中，在胯部旋转关节（8）与胯部电动推杆（7）连接处设置胯部角度检测传感器（13）；在腿部整体旋转关节（9）与大腿关节电动推杆（10）铰接处设置大腿关节角度检测传感器（14）；且大腿关节电动推杆（10）驱动大腿机械关节（1）绕着大腿关节角度检测传感器（14）摆动；在大腿机械关节（1）与小腿机械关节（2）铰接处设置小腿关节角度检测传感器（15）；在小腿机械关节（2）与脚踝旋转关节（12）铰接处设置踝关节角度检测传感器（16）；佩戴者自然站立姿势是指：人体自然站立时，面朝方向定义为前。