[发明专利]髋关节矫形器驱动系统

说明书

髋关节矫形器(100)包括：‑位于矫形器后部的弹性旋转驱动器(10)；‑位于使用者的侧面并且适于将驱动器的动作传递到髋关节的可伸缩传动系统(2)；‑传递使用者大腿的机械动作的连接件(3)；‑自由度链(4)，三个所述元件通过该自由度链连接到将整个矫形器与使用者身体接合的框架上；这些自由度可以是被动的、致动的或连接到弹性元件。

技术领域

本发明主要涉及一种用于活动矫形器的驱动系统，或涉及髋关节的外骨骼。

背景技术

众所周知，世界人口的平均年龄已经大大增加。与衰老相关的运动障碍表明，未来的情况是，有活动护理需求的人(尤其是走路和与满足日常活动相关的活动，甚至在家中)将会越来越多。

这种也称为外骨骼类型的机器人矫形器代表一种有前途的解决方案，可帮助老年人不再与运动缺陷相伴。这些矫形器通常具有拟人形态，并且被“穿”在对象上。为了主动帮助“目的”，矫形器可以包括一组驱动，其产生机械动力并将其传送到受影响的关节部分，经常是用户髋部。

几个作者(A.B.Zoss，H.Kazerooni：“伯克利下肢外骨骼-BLEEX的生物力学设计-(Biomechanical Design of the Berkeley Lower Extremity，Exoskeleton-BLEEX)”；美国电气和电子工程师协会/美国机械工程师学会机电一体化处理(IEEE/ASMETransactions on Mechatronics)，第11卷，第2期，2006年4月)描述了一种配备有用于产生髋关节的屈伸力矩的液压驱动器的外骨骼。该驱动器相对于股骨横向设置在使用者的身体上。然而，这种定位需要有关的关节部分的重量的增加，其结果是相关的惯性的增加。此外，整个结构的重心比生理重心要低。

此外，US 2011/166489涉及活动的髋关节矫形器，其包括放置在使用者身体后方的一组液压驱动器。

上述已知类型的矫形器/外骨骼具有一些缺点或未解决的需求。

首先，矫形器结构必须与自由度、角度延伸以及通常还与身体关节(包括那些没有辅助的身体关节)的运动学相一致。

此外，矫形器必须能够适应对象的人体测量，并且总体上实现人机舒适和从电影角度看(cinematically)有效的接口。

另外，应该在矫形器的有限的机械复杂性并且有益于其可靠性的方式获得上述内容。

最后，关于上述其他要求，可以优化的更关键的方面是：

-驱动元件相对于对象的身体的位置，

-辅助作用传动机构，

-上述被动自由度的数量和位置，

-矫形器自适应的数量和定位意味着不同的用户人体测量(当同一矫形系统被不同对象使用时，该特征是特别重要的)。

发明内容

因此，本发明提出和解决的技术问题是提供一种髋关节矫形器的驱动系统，其允许消除上述有关现有技术的缺点。

该问题通过根据权利要求1所述的驱动系统来解决。特别地，本发明提供了一种用于辅助髋关节屈伸运动的活动性髋关节矫形器的单侧驱动系统。

本发明还提供了如权利要求12所述的矫形器或外骨骼，即包括所述驱动系统的矫形器，特别是所谓的“活动性矫形器骨盆”(APO)。

本发明的活动性矫形器可以在使用者的一个或两个髋关节处提供曲伸的辅助对。

在本文中，对于矫形器，其目的正是在髋关节处延伸外骨骼结构，特别是在骨盆和至少部分使用者的下肢处。

本发明的优选特征是从属权利要求的对象。