[实用新型]一种下肢外骨骼助力装置

说明书

本实用新型涉及一种下肢外骨骼助力装置，其包括左腿部助力装置和右腿部助力装置中的至少一种，每一腿部助力装置包括气动系统、脚部固定部、小腿连接部、脚腕固定部、小腿固定部、大腿固定部、大腿根固定部；其中脚部固定部与小腿连接部进行固定连接，小腿连接部通过第一气动活塞与小腿固定部活动连接，小腿固定部部分向下延伸并连接脚腕固定部，小腿固定部通过第二气动活塞与大腿固定部活动连接，大腿固定部通过第三和第四气动活塞与大腿根固定部活动连接。本实用新型旨在模拟人体肌肉作用效果，在腿部安装压缩空气气缸，通过精密控制传感器读取运动意图，在合适的时刻给予合适的助力，实现人体力量和运动表现的提升。

技术领域

本实用新型涉及一种外骨骼装置，尤其涉及一种下肢外骨骼助力装置。

背景技术

外骨骼是融合传感、控制、信息、融合、移动计算的为操作者提供一种可穿戴的机械机构。外骨骼是一种能够增强人体能力的可穿戴机器，它能够帮助人们跑得更快、跳得更高、能够携带更多更重的东西。目前穿戴式外骨骼广泛应用于医疗康复、工业生产以及军事应用等众多领域。

目前较为常见的穿戴式下肢外骨骼包括：膝关节助力外骨骼、负重下肢外骨骼、辅助行走软外骨骼以及医用下肢康复外骨骼。其中，膝关节助力外骨骼主要由弹性材料构成，无外部动力，其对人的运动的助力十分有限；负重下肢外骨骼为刚性支撑，动力为弹簧以及液压系统，其动力系统体积庞大，佩戴不便；辅助行走软外骨骼模拟人体肌肉牵拉，通过弹力绷带和钢丝收缩器进行驱动，以达到减少人体行走能量消耗的目的，但其控制存在不准确的缺点；医用下肢康复外骨骼，动力为腿部装置内的扭力电机，该下肢装置存在体积大，活动性欠佳的缺点。

上述四种现有技术中的穿戴式下肢外骨骼只能机械地重复预设的动作，驱动方式过于僵硬，无法完全遵从穿戴者的意愿，且对人体运动表现的提高帮助有限。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的问题，提供了一种下肢外骨骼助力装置，其旨在模拟人体肌肉作用效果，在腿部安装压缩空气气缸，通过精密控制传感器读取运动意图，在合适的时刻给予合适的助力，实现人体力量和运动表现的提升。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种下肢外骨骼助力装置，其包括左腿部助力装置和右腿部助力装置中的至少一种，所述左腿部助力装置和右腿部助力装置的结构相同；每一腿部助力装置均包括气动系统、脚部固定部、小腿连接部、脚腕固定部、小腿固定部、大腿固定部、大腿根固定部；

其中，脚部固定部与小腿连接部进行固定连接，小腿连接部通过第一气动活塞与小腿固定部活动连接，小腿固定部部分向下延伸并连接脚腕固定部，小腿固定部通过第二气动活塞与大腿固定部活动连接，大腿固定部通过第三气动活塞和第四气动活塞与大腿根固定部活动连接。

为了进一步优化上述装置，本实用新型所采取的技术措施还包括：

进一步地，所述气动系统包括气源装置、气体控制器和气动活塞，所述气源装置为各气动活塞提供压缩空气，所述气体控制器包括关断电磁阀和流量控制阀，其用于控制压缩空气的进气量。

进一步地，所述脚部固定部、脚腕固定部、小腿固定部、大腿固定部、大腿根固定部均为可扩展及紧缩的双层结构。

进一步地，所述脚部固定部为可嵌入穿戴者鞋子底部的夹紧装置或者为可套设穿戴者鞋子整体的脚部穿戴装置；其中所述夹紧装置包括与小腿连接部固定连接的横向杆，在所述横向杆内对称设置可相对于所述横向杆移动且具有限位装置的内移动杆，所述每一内移动杆的端部设置与其连接的夹紧杆；优选地，所述横行杆与内移动杆的连接形式类似于拉杆箱的拉杆结构。