[发明专利]一种自动切换的膝关节助力机构

说明书

本发明公开了一种自动切换的膝关节助力机构，该机构主要由大腿支撑杆、小腿支撑杆、关节轴承、轴承支座、弹簧压缩杆、滑动件、固定件、铰接件、滑动支撑杆和足底支撑件组成。大腿支撑杆通过关节轴承和轴承支座与小腿支撑杆连接；弹簧压缩杆上端通过铰接件和固定件固定于大腿支撑杆的下端，压缩杆下端通过另一铰接件固定于小腿支撑杆上的滑动件；滑动件与小腿支撑杆内部的滑动支撑杆通过销轴过盈固定在一起；足底支撑件通过螺钉紧定于小腿支撑杆底部，用来承受来自膝关节的重力。在足底着地时膝关节弯曲，弹簧杆工作产生助力效果，而人体行走时足底件离开地面，滑动支撑杆自由，弹簧杆不会压缩工作，因而不会对人体造成行走干涉。

技术领域

本发明涉及一种新型的机械外骨骼机构，具体说来，是一种可自动切换的膝关节助力机构。

背景技术

在人体活动中，膝关节是承受人体负担最大的部位，尤其在人体下蹲时对膝关节产生的负担尤为更甚，膝关节也容易疲劳，造成人们一些关节炎之类的病症，机械外骨骼则是解决这一问题的有效工具。在外骨骼助力领域，人们总是希望获得一种纯被动的膝关节助力机构，不需要额外的动力结构，只需要用弹簧储能原件完成即可；一般的膝关节被动助力机构都会使用弹簧，弹簧可以在人体下蹲时被压缩产生助力效果，然而这种类似结构都存在一个问题，无法解决人体行走时膝关节弯曲引起的弹簧干涉。本发明即是对该问题的一种具体解决方案。

发明内容

针对上述问题，本法民提供一种自动切换的膝关节助力机构，该机构可以穿戴在人的下肢，在人体下蹲时，对人的膝关节起助力作用；在人体正常抬腿行走时，该机构不会干涉影响人体的正常运动动作。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种自动切换的膝关节助力机构，包括：

设置在自动切换装置上端的大腿支撑杆1；

设置在大腿支撑杆1和小腿支撑杆4之间的自动切换装置，其包括设置在自动切换装置上端的固定件7、设置在固定件7下端的关节轴承2、设置在关节轴承2下端的轴承支座3、设置在轴承支座3下端的滑动件11、设置在滑动件11内部的滑动轴承12、分别铰接在固定件7和滑动件11上的上铰接件90和下铰接件902、设置在上铰接件90和下铰接件902之间的压缩弹性件10以及顺次穿过上铰接件90、压缩弹性件10和下铰接件902的滑动杆8，其中，所述大腿支撑杆1的下端和关节轴承2上端之间通过上螺纹杆1901固定连接，所述上螺纹杆1901穿过固定件7上的通孔，关节轴承2的下端能转动地安装在轴承支座3上，所述滑动杆8的上端设置有杆帽，下端安装有螺母1601，所述上铰接件90和下铰接件902被限定在滑动杆8的杆帽和螺母1601之间；

设置在轴承支座3下端的小腿支撑杆4，所述小腿支撑杆4穿过滑动轴承12的内部，其上端通过下螺纹杆1902固定在轴承支座3底座的沉头式通孔内；

设置在小腿支撑杆4内部并能在小腿支撑杆4内部上下滑动的滑动支撑杆5，所说滑动支撑杆5的上端和滑动件11的上端分别设置有相互对应的两个安装孔，通过上销轴1801和下销轴1802插入两个安装孔中将滑动支撑杆5和滑动件11相互固定，所述滑动轴承12被限位在上销轴1801和下销轴1802之间；所述小腿支撑杆4的侧边开设一滑槽，所述上销轴1801和下销轴1802顺次穿过滑动件11的安装孔、滑槽和滑动支撑杆5，并能在滑槽内上下滑动。

进一步地，还包括足底支撑件6，并通过螺钉固定在小腿支撑杆4的底部。

进一步地，所述上销轴1801和下销轴1802分别与滑动支撑杆5的安装孔与滑动件11的安装孔之间是过盈固定。

进一步地，所述滑动杆8分别与上铰接件901和下铰接件902之间滑动连接，压缩弹性件10套在滑动杆8上，滑动杆8的下端还安装有滑动杆螺母1601。

进一步地，所述滑动件11与滑动轴承12同心配合。