[发明专利]下肢外肌肉助力装置

说明书

本发明公开了一种下肢外肌肉助力装置，包括腰部绑缚带和髌骨保护碗，腰部绑缚带上连接有腰腿连接带，腰腿连接带上连接有大腿外肌纤维，大腿外肌纤维上连接有大小腿外肌纤维连接带，大小腿外肌纤维连接带的末端连接有小腿外肌纤维，小腿外肌纤维的末端连接有足部绑缚带；该装置克服了传统下肢外骨骼助力装置结构复杂，重量大，制作难度大，技术要求高，成本昂贵，普及型差等缺点。该装置可以提高人体下肢运动能力，在人体下肢蹬伸动作时，可以辅助发力，在人体下肢落地缓冲时，可以起到缓存保护作用，从而保护髋关节、膝关节和踝关节免于受伤，在肌肉力量减退的中老年人下楼梯，下山时起到保护作用。

技术领域

本发明涉及助力装置技术领域，特别涉及一种下肢外肌肉助力装置。

背景技术

人体行走、奔跑和跳跃运动的实现是依据下肢髋关节、膝关节和踝关节的协调活动来完成的。下肢髋关节、膝关节和踝关节的运动能力，是由构成各关节的骨骼、韧带和软骨以及各关节周围的肌肉和神经决定的。刚刚出生的婴儿，由于骨骼、关节、肌肉和神经尚未发育成熟，不能实现人体的行走、奔跑和跳跃运动。通过家庭的精心喂养，骨骼、关节、肌肉和神经慢慢发育成熟。大约在一周岁时可以开始站立，随着年龄增长，行走、跑步和跳跃能力慢慢得以实现。到成年人时，各项能力达到最好水平。到中老年时，下肢各项运动技能逐渐减退。为了增强人体行走、奔跑和跳跃运动的能力，可采用两种途径来实现。一种是体育界通常采用的通过运动训练来提高下肢髋关节、膝关节和踝关节的运动能力，达到发挥人体潜能，提高运动成绩，获得体育比赛好名次或提高人体运动素质，延缓人体运动能力的衰老；另一种是科技界通过科学研究设计人体下肢助力装置，达到提高人体的下肢髋关节、膝关节和踝关节的运动能力。目前国内外在人体下肢助力装置方面的研究主要是下肢外骨骼助力装置研究。下肢外骨骼助力装置也称为下肢外骨骼机器人。它是根据人工智能技术，按照人体运动学原理，设计研制的可穿戴机器人。用于帮助人体在特定条件下的下肢髋关节、膝关节和踝关节的运动。

用运动训练提高人体下肢运动能力，需要在专业教练的指导下进行训练，没有专业教练的指导，会发生运动损伤。而且运动训练周期较长。只有运动员和具有雄厚经济基础的高薪人士才会在专业教练的指导下进行训练，提高下肢运动能力。下肢外骨骼机器人更是费用昂贵，目前在我国也只是在研究阶段。

发明内容

本发明提供的一种下肢外肌肉助力装置，设计巧妙、体积小、重量轻、穿戴方便，可提高人体下肢运动能力；特别适应肌力下降的中老年人，在上下楼梯、爬山等运动中穿戴。

本发明提供了一种下肢外肌肉助力装置，该装置由腰部绑缚带、腰腿连接带、大腿外肌纤维、髌骨保护碗、大小腿外肌纤维连接带、小腿外肌纤维和足部绑缚带组成；所述腰部绑缚带上连接有腰腿连接带，所述腰腿连接带上连接有大腿外肌纤维，所述大腿外肌纤维上连接有大小腿外肌纤维连接带，所述大小腿外肌纤维连接带的下端连接有小腿外肌纤维，所述小腿外肌纤维的末端连接有足部绑缚带；所述髌骨保护碗上设置有碗带；

所述大小腿外肌纤维连接带与髌骨保护碗滑动连接。

较佳地，所述腰部绑缚带、腰腿连接带、大小腿外肌纤维连接带和足部绑缚带均由纺织纤维材料构成；所述大腿外肌纤维和小腿外肌纤维由弹性材料构成；所述髌骨保护碗由刚性材料构成。

较佳地，所述腰部绑缚带的长度为90-130cm，宽度为2.5-4cm。

较佳地，所述腰腿连接带的长度为20-40cm，宽度为4-5cm。

较佳地，所述大小腿外肌纤维连接带的长度为30-60cm，宽度为2.5-3cm。

较佳地，所述髌骨保护碗为椭圆形，竖径为9-12cm，横径为12-15cm；所述髌骨保护碗的碗壁厚度0.5cm，所述髌骨保护碗的碗壁上设有碗带连接孔。

较佳地，所述碗带的长度为40-80cm，宽度2-2.5cm。