[发明专利]半机动下肢外骨架

权利要求书

1.一种下肢外骨架，其可配置以与人耦接，所述下肢外骨架包括：

两个腿部支架，其可配置以耦接到所述人的下肢，且经配置以在其站立状态期间搁置在地面上，其中每个所述腿部支架包括大腿连杆和小腿连杆；

两个膝部接头，其每一者经配置以允许各自小腿连杆与各自大腿连杆之间的弯曲和伸展；以及

外骨架躯干托架，其可配置以耦接到所述人的上身，可旋转地连接到所述腿部支架的所述大腿连杆，从而允许所述腿部支架与所述外骨架躯干托架之间的弯曲和伸展；

两个转矩产生器，其耦接到每个所述膝部接头；以及

动力单元，其能够提供动力，所述动力单元耦接到所述转矩产生器，其中所述动力单元经配置以针对每个转矩产生器在至少两种模式下操作，其中：

当所述动力单元相对于所述转矩产生器中的一者在其第一模式下操作时，所述动力单元将动力注入到所述转矩产生器中，以扩大所述各自小腿连杆与各自大腿连杆之间所界定的各自膝部角度，且

当所述动力单元相对于所述转矩产生器中的一者在其第二模式下操作时，由所述人来提供通过循环膝部运动进行的所述相应腿部支架的所述小腿连杆与所述各自大腿连杆之间的所述弯曲和伸展所需的能量，而所述动力单元致使所述转矩产生器阻止弯曲。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述动力单元进一步相对于转矩产生器在第三模式下操作，其中：

当所述动力单元相对于所述转矩产生器中的一者在所述第三模式下操作时，由所述人来提供通过循环膝部运动进行的所述相应腿部支架的所述小腿连杆与所述各自大腿连杆之间的所述弯曲和伸展所需的能量，且其中所述转矩产生器对膝部弯曲和伸展的阻力最小化。

3.根据权利要求1所述的装置，其中由所述人来提供通过循环臀部运动进行的大腿连杆与所述外骨架躯干托架之间的弯曲和伸展运动所需的能量。

4.根据权利要求2所述的下肢外骨架，其中所述下肢外骨架的每个所述腿部支架包括至少一个脚部传感器，其产生表示每个人的脚底上的力的站立信号，且其中所述动力单元控制作为所述站立信号的函数的所述转矩产生器。

5.根据权利要求4所述的下肢外骨架，其中所述下肢外骨架的每个所述腿部支架进一步包括至少一个角度传感器，其产生表示所述膝部角度的角度信号，其中所述动力单元控制作为所述角度信号的函数的所述转矩产生器。

6.根据权利要求5所述的装置，其中当所述相应的站立信号指示相应的人脚底上存在力，且所述相应的角度传感器检测到所述相应腿部支架弯曲或作出爬楼梯或斜坡的姿势时，所述动力单元相对于所述转矩产生器中的一者在所述第一模式下操作。

7.根据权利要求5所述的装置，其中当所述相应的站立信号指示相应的人脚底上存在力，且所述相应的角度信号指示所述相应的腿部支架处于开始伸展所述膝部的位置时，所述动力单元相对于所述转矩产生器中的一者在所述第一模式下操作。

8.根据权利要求5所述的装置，其中当所述相应的站立信号指示相应的人脚底上存在力，且所述相应的角度信号指示所述相应腿部支架既没有弯曲也没有作出爬楼梯或斜坡的姿势时，所述动力单元相对于所述转矩产生器中的一者在所述第二模式下操作。

9.根据权利要求4所述的装置，其中当所述相应的站立信号检测到腿部支架处于摆动状态时，所述动力单元相对于所述转矩产生器中的一者在所述第三模式下操作。

10.根据权利要求1所述的装置，其中每个所述转矩产生器包括液压转矩产生器，且其中所述能够提供液压动力的动力单元包含液压回路，所述液压回路可连接到所述液压转矩产生器，其中所述液压回路经配置以通过调整到达和来自所述液压转矩产生器的液压流体流动来控制所述液压转矩产生器。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述液压转矩产生器是液压活塞汽缸。

12.根据权利要求10所述的装置，其中所述液压转矩产生器是旋转式液压叶片型转矩产生器。

13.根据权利要求10所述的装置，其中所述液压回路包括耦接到马达的液压泵，其中当所述动力单元相对于所述转矩产生器中的一者在所述第一模式下操作时，所述液压泵将液压流体注入到所述转矩产生器中，致使所述相应腿部支架的膝部接头伸展。