[发明专利]一种外骨骼用蓄能伸缩关节装置

说明书

一种外骨骼用蓄能伸缩关节装置，包括：关节座、关节摆架、支撑缸、支撑杆以及弹簧。当人体上半身向前倾斜，穿戴外骨骼一侧的脚底还没有脱离地面的情况下，形成大腿后摆的状态，此时腰部向前移动，而小腿与支撑杆下端处于滞后的位置状态，在此状态形成的过程中，关节摆架围绕轴承Ⅱ向后摆动，因轴承Ⅱ与轴承Ⅰ偏心设置，支撑缸上端与轴承Ⅰ接触部位与轴承Ⅱ轴心的间距逐渐增大，此时支撑缸在内孔Ⅰ中向下滑动，弹簧受到压缩，实现滑蓄能，同时在以上过程中，储液腔中的液压油通过进油孔进入压力腔，进一步推动支撑杆向下移动至最低点，因支撑杆下端固定绑扎于小腿部位，所以形成支撑杆的反作用力向上推动轴承Ⅰ及关节座，减轻对膝关节的压力。

技术领域

本发明涉及外骨骼技术领域，具体涉及一种外骨骼用蓄能伸缩关节装置。

背景技术

目前的人体外骨骼装置所用关节主要为轴承类，不具备储能及伸缩功能，多为外接动力驱动，需要电机、电池、芯片等装置，成本比较高，需要定期更换电池或充电，不利于推广普及使用。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种依靠人体自身重力蓄能，且能给相连的部件提供伸张支撑力的外骨骼用蓄能伸缩关节装置。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种外骨骼用蓄能伸缩关节装置，包括：

关节座，通过腰部固定装置固定于使用者腰部，所述关节座上安装有轴承Ⅰ，所述关节座上向外水平延伸设置有中轴，所述中轴的轴线与轴承Ⅰ的轴线相平行，中轴的轴线位于轴承Ⅰ的轴线的上方形成偏心结构；

关节摆架，其上端通过轴承Ⅱ转动安装于中轴上，关节摆架下端内部沿长度方向设置有内孔Ⅰ；

支撑缸，其同轴滑动插装于关节摆架的内孔Ⅰ中，支撑缸顶端封闭，内部具有内孔Ⅱ，所述支撑缸的外壁与内孔Ⅰ的内壁之间形成环形密闭的用于存储液压油的储液腔；

支撑杆，其同轴滑动插装于支撑缸的内孔Ⅱ中，支撑杆通过小腿固定装置固定于使用者的小腿部位，所述支撑杆的上端与内孔Ⅱ的顶部形成密闭的压力腔，所述支撑缸的上端设置有若干进油孔，所述进油孔外侧端与储液腔相连，其内侧端与压力腔相连；以及

弹簧，其位于内孔Ⅰ中且套装于支撑缸外，弹簧推动支撑缸的顶端与轴承Ⅰ的外圈相滑动接触；

当使用者处于站立状态时，轴承Ⅱ的轴心距离支撑缸与轴承Ⅰ接触部位的间距小于轴承Ⅰ相对于轴承Ⅱ的最大偏心距。

为了实现对弹簧辅助弹力的调节，还包括通过螺纹旋合于关节摆架下端的内孔Ⅰ中的调节螺套，所述弹簧的下端与调节螺套的头端相接触，弹簧的上端与支撑缸相连接。

为了使运动顺滑，防止磨损，上述支撑缸的头端与轴承Ⅰ外圈滑动接触部位设置有球头。

为了提高密封性，上述支撑缸与内孔Ⅰ内壁之间设置有密封圈Ⅰ。

为了提高密封性，上述支撑杆与内孔Ⅱ内壁之间设置有密封圈Ⅱ。

为了提高横向支撑，还包括安装于关节摆架与关节座之间的推力轴承。

为了提高密封性，上述调节螺套与内孔Ⅰ内壁之间设置有密封圈Ⅲ，调节螺套与支撑缸外壁之间设置有密封圈Ⅳ。