[实用新型]一种膝关节助力装置

说明书

本申请提供了一种膝关节助力装置，包括刚度调节装置、动力机构，刚度调节装置包括第一固定座、第二固定座、输出轴、锁紧装置，第一固定座和第二固定座分别可滑动的套设在输出轴的第一端部和第二端部，输出轴上套设有第一弹性元件、第二弹性元件，所述的第一弹性元件的一端作用于所述的锁紧装置，另一端部作用于所述的第一固定座，所述的第二弹性元件的一端部作用于输出轴，另一端部作用于所述的第一固定座，所述的锁紧装置具有锁紧状态和解锁状态，当锁紧装置位于锁紧状态时，所述的锁紧装置被固定于所述的输出轴上；当锁紧装置位于解锁状态时，所述的锁紧装置与所述的输出轴可相对滑动，所述的动力机构用于驱动所述的输出轴沿其轴向移动。

技术领域

本申请涉及一种膝关节助力装置，是一种可穿戴型下肢外骨骼助力机器人。

背景技术

随着老年化社会的来临，越来越多的老年人容易遭受中风影响，丧失正常行走的能力。在行走过程中，下肢运动包含站立阶段(standing phase)以及摆动阶段(swingphase),在站立阶段(standing phase)膝盖需要承受上肢重量，大腿肌肉需要为膝关节提供高值扭矩，在摆动阶段(swing phase)下肢悬浮空中，膝关节自由伸展，大腿肌肉只需要提供小值扭矩，所以，在行走过程中，下肢膝关节表现为变刚度特性。

外骨骼是一种能维持或增强人体生理机能的可穿戴设备，在军事、医疗、助老助残等方面具有广阔应用前景。下肢外骨骼作为其中一种，旨在助力人体行走。在军事领域中，下肢外骨骼可增长徒步距离，提升负重能力，降低肌肉损伤风险，从而提升单兵作战能力。在医疗领域，下肢外骨骼可以用于患者的步态康复和残疾人的辅助行走。在助老领域，下肢外骨骼可以帮助老年人恢复行走能力。

近几年，由于中风引起的下肢瘫痪人群明显增加，可穿戴式下肢外骨骼的出现能够为穿戴者提供正常行走过程中下肢关节所需要的扭矩，帮助穿戴者行走以及康复。但是，在正常行走步态周期过程中，下肢站立阶段与摆动阶段膝关节与踝关节所需要的扭矩大小不同，所以需要为下肢助力外骨骼设计一种能够改变刚度大小的调节装置。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种膝关节助力装置。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种膝关节助力装置，所述的膝关节助力装置包括刚度调节装置、动力机构，所述的刚度调节装置包括第一固定座、第二固定座、输出轴、锁紧装置，所述的第一固定座和第二固定座分别可滑动的套设在输出轴的第一端部和第二端部，所述的输出轴上套设有第一弹性元件、第二弹性元件，所述的第一弹性元件的一端作用于所述的锁紧装置，另一端部作用于所述的第一固定座，所述的第二弹性元件的一端部作用于输出轴，另一端部作用于所述的第一固定座，所述的锁紧装置具有锁紧状态和解锁状态，当所述的锁紧装置位于锁紧状态时，所述的锁紧装置被固定于所述的输出轴上；当所述的锁紧装置位于解锁状态时，所述的锁紧装置与所述的输出轴可相对滑动，所述的动力机构用于驱动所述的输出轴沿其轴向移动。

优选地，所述的锁紧装置包括驱动机构、紧固件及滑动件，所述的滑动件可滑动地套设在所述的输出轴上，所述的滑动件位于第二固定座与第一弹性元件之间，且所述的第一弹性元件的一端部作用于所述的滑动件，所述的紧固件通过一轴孔套设在所述的输出轴上，所述的输出轴与轴孔间隙配合，当所述的锁紧装置位于锁紧状态时，所述的紧固件的轴孔的轴线与所述的输出轴呈一夹角，所述的输出轴卡于所述的轴孔内；当所述的锁紧装置位于解锁状态时，所述的紧固件的轴孔的轴线与所述的输出轴大致平行，所述的输出轴能够在所述的轴孔内滑动。

优选地，所述的驱动机构包括用于对所述的紧固件施加一朝向第一固定座的弹力的加载件、用于驱动所述的紧固件向第二固定座方向移动的驱动组件，所述的驱动组件包括一第一驱动电机、被所述的第一驱动电机驱动的蜗杆、与所述的蜗杆配合的蜗轮，所述的蜗轮上设置有第一施压部，当蜗轮转动时，所述的加载件设置有第二施压部，所述的第一施压部和第二施压部分别抵压在所述的紧固件的两侧。