[发明专利]一种无外部动力输入的省力助步器

权利要求书

1.一种无外部动力输入的省力助步器，包括助步器本体(Ⅰ)、连接套件(Ⅱ)、棘轮机构(Ⅲ)和储能扭簧(Ⅳ)，其特征在于：所述助步器本体(Ⅰ)中的鞋体前部(15)、鞋体后部(1)、鞋体后底(6)通过对应的连接轴采用铰接方式同心配合连接；所述连接套件(Ⅱ)中后轴(5)、中轴(9)、棘轮轴(12)、前轴(13)同心配合连接助步器本体(Ⅰ)中的各组成部件；所述棘轮机构(Ⅲ)中的止逆棘爪(10)与异型棘轮(11)在不同行进状态下啮合，以控制装置止动；所述储能扭簧(Ⅳ)中的扭簧(19)固定安装在棘轮轴(12)周向位置，以便存储踝关节绕轴旋转运动时的动能；其运动过程为：人体处于步态支撑相时，止逆棘爪(10)位于异型棘轮(11)轮齿上方，扭簧(19)随装置角度变化压缩以储存能量，直至全脚掌着地；当处于运动状态时，人在行进中的固有惯性会使止逆棘爪(10)自动越过滑槽，同时之前被压缩的扭簧(19)释放，从而辅助完成行进过程；

所述连接套件(Ⅱ)包括固定块(2)、套筒(3)、T型连杆(4)、后轴(5)、中轴(9)、棘轮轴(12)、前轴(13)和E型扣环(16)，其中固定块(2)、套筒(3)与T型连杆(4)长端通过套筒(3)内置轴同心配合连接，T型连杆(4)短端通过后轴(5)采用铰接方式与鞋体后底(6)连接，滑杆(8)、异型棘轮(11)有齿端与鞋体前部(15)通过中轴(9)同心配合连接，异型棘轮(11)无齿端与鞋体后底(6)通过棘轮轴(12)同心配合连接；上述各连接轴在配合连接之后，均需在其两端辅以E型扣环(16)以约束轴向自由度。

2.根据权利要求1所述的无外部动力输入的省力助步器，其特征在于：所述助步器本体(Ⅰ)包括鞋体前部(15)、鞋体后部(1)、鞋扣(17)、鞋体后底(6)和缓冲胶垫(7、14)，其中鞋体前部(15)通过安装在其上的前轴(13)采用铰接方式与鞋体后部(1)连接，鞋扣(17)通过固定块(2)与鞋体后部(1)连接，缓冲胶垫(7、14)通过胶结方式分别粘连在鞋体后底(6)与鞋体前部(15)；助步器本体(Ⅰ)中除特殊说明外均采用铝制基底，能够保证承受人体自重，缓冲胶垫的可变性橡胶及鞋垫部分海绵鞋垫可使使用者穿着舒适。

3.根据权利要求1所述的无外部动力输入的省力助步器，其特征在于：所述棘轮机构(Ⅲ)包括滑杆(8)、止逆棘爪(10)、异型棘轮(11)和直线弹簧(18)，其中滑杆(8)滑动端与套筒(3)滑动连接，滑杆(8)内安装有止逆棘爪(10)；其运动过程为：通过滑杆(8)内的直线弹簧(18)伸缩控制止逆棘爪(10)回复原位，棘轮机构控制装置的止动，免让储能装置的回复力破坏装置的平衡性，以使使用者在行进过程中可在任意状态保持静止；若人体保持静止时，止逆棘爪(10)与异型棘轮(11)轮齿啮合，从而阻碍上抬趋势；若解除静止状态继续运动，则脚稍需轻微下压，使止逆棘爪(10)越过滑槽，解除啮合状态；若一直保持运动状态，人在行进中的固有惯性会使止逆棘爪(10)自动越过滑槽。

4.根据权利要求1所述的无外部动力输入的省力助步器，其特征在于：所述储能扭簧(Ⅳ)为一个扭簧(19)，其固定安装在棘轮轴(12)周向位置，用于实现踝关节绕轴的旋转运动，即实现踝关节的跖屈/背屈运动自由度；其运动过程为：当人体处于步态支撑相时，止逆棘爪(10)位于异型棘轮(11)轮齿上方，扭簧(19)随装置角度变化压缩以储存能量，直至全脚掌着地；当使用者一直保持运动状态时，人在行进中的固有惯性会使止逆棘爪(10)自动越过滑槽，同时之前被压缩的扭簧(19)释放，从而辅助完成行进过程。