[发明专利]一种人体下肢助力设备

说明书

本发明公开了一种人体下肢助力设备，涉及康复助老助残设备领域，包括腰部装置，腰部装置上连接有背部装置，其两侧连接有腿部装置；腰部装置包括髋关节内收/外展机构和髋关节内/外旋机构，可模拟人体运动时髋关节处的运动过程；腿部装置包括依次连接的髋关节装置、膝关节装置、踝关节装置和脚部装置；髋关节装置包括髋关节谐波减速模组，通过髋关节谐波减速模组进行髋关节运动驱动；膝关节装置包括膝关节谐波减速模组，通过膝关节谐波减速模组进行膝关节的运动驱动，还包括用于实现膝关节处多旋转中心的屈曲/伸展运动的相互啮合的大腿关节齿轮和小腿关节齿轮。该设备的助力运动过程更接近人体骨骼的实际运动过程，助力效果好，穿戴舒适性强。

技术领域

本发明涉及康复助老助残设备领域，具体为一种人体下肢助力设备。

背景技术

世界范围内，有着大量不同程度的下肢运动障碍患者，由于下肢运动能力受损，其生活质量在较大程度上受到影响。据临床医学研究显示，合理有效的康复训练能使部分患者得到一定程度的恢复。

此外，随着日益加剧的人口老龄化，世界各国每年都需要花费巨大的物力和财力，来解决人口老龄化带来的诸多问题。多数老年人在到达一定年龄后，身体机能大幅度减弱，出现行走缓慢、爬坡或爬楼梯困难，无法长时间站立或行走，甚至需要依靠轮椅等设备进行日常的起居活动，极大地影响了生活的幸福度。

目前，现有人体下肢助力设备主要是各种外骨骼机器人，但大多数外骨骼机器人在膝关节处的结构多采用单中心的旋转运动来辅助患者膝关节运动，而据人体解剖学研究表明，人体膝关节是一个滑车球状关节，在运动时，通常表现出瞬时转动中心的滑移，即多中心的旋转运动。因此，患者在穿戴这些外骨骼进行助力时，由于其仿生结构的运动原理与人体骨骼的实际运动原理存在一定差异，故其助力效果和穿戴的舒适性仍有待改善。本申请设计了一款人体下肢助力设备，旨在为助老、助残及康复治疗领域提供一种可行的解决方案，并有效的解决了现有外骨骼机器人设备存在的一些不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种人体下肢助力设备。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种人体下肢助力设备，包括背负装置、腰部装置和两个对称设置的腿部装置，所述腿部装置包括髋关节装置、膝关节装置、踝关节装置、脚部装置和若干腿部绑缚装置；

所述背负装置包括背部挡板、承重托板和电控箱，所述背部挡板与承重托板连接，所述电控箱设置于所述承重托板上；

所述腰部装置包括髋关节内收/外展机构、腰部绑带和两个髋关节内/外旋机构，所述髋关节内收/外展机构包括腰部连接杆、两个髋关节内收/外展轴和两个髋关节内收/外展转动杆，所述腰部连接杆的两个侧面分别与所述背部挡板和腰部绑带的中部连接，所述腰部连接杆的两端均通过所述髋关节内收/外展轴与一个所述髋关节内收/外展转动杆的一端铰接，所述髋关节内/外旋机构包括调节板、固定块、转动块、髋关节内/外旋轴和L型连接块，所述髋关节内收/外展转动杆远离腰部连接杆的一端加工有调节用长孔，所述调节板与所述髋关节内收/外展转动杆连接，所述固定块与所述调节板连接，所述固定块通过所述髋关节内/外旋轴与所述转动块的一端铰接，所述转动块的另一端与所述L型连接块连接，所述L型连接块远离所述转动块的一端设置有绑带穿孔，所述腰部绑带的两端分别穿过两个所述L型连接块的绑带穿孔；

所述髋关节装置包括髋关节法兰、髋关节谐波减速模组、缓冲盘a、缓冲扭簧a和髋关节摆臂，所述L型连接块上加工有调节用长孔，所述髋关节法兰上设有连接板，所述连接板与所述L型连接块连接，所述髋关节法兰的法兰圈与所述髋关节谐波减速模组连接，所述髋关节谐波减速模组的输出轴与所述缓冲盘a的一端连接，所述缓冲盘a的另一端与所述髋关节摆臂的一端传动连接，所述缓冲扭簧a的两端分别与所述缓冲盘a与髋关节摆臂连接；