[发明专利]一种足部助力外骨骼装置

权利要求书

1.一种足部助力外骨骼装置，其特征在于：包括储能扭簧、足底支撑部件、脚掌能量锁放部件、脚跟能量锁放部件、复位弹簧、脚跟脚掌支撑部件；

所述脚跟脚掌支撑部件设置于所述足底支撑部件的顶部，所述脚跟脚掌支撑部件的顶部用于固定人体足部；

所述复位弹簧设置于所述脚跟脚掌支撑部件和所述足底支撑部件之间；

所述足底支撑部件的顶部固定有一第一扭簧安装轴，所述储能扭簧套设于所述第一扭簧安装轴上，所述储能扭簧与脚掌相对的首端为第一扭簧臂，所述储能扭簧与脚跟相对的尾端为第二扭簧臂；

所述脚掌能量锁放部件设置于所述足底支撑部件的首端，所述脚跟能量锁放部件设置于所述足底支撑部件的尾端；初始状态下，所述脚掌能量锁放部件锁定所述储能扭簧的第一扭簧臂，所述脚跟能量锁放部件与所述第二扭簧臂相对，所述第二扭簧臂处于待锁定状态；足部行走时，脚跟与地面接触下压所述第二扭簧臂，所述储能扭簧储能，所述第二扭簧臂下压过程中被所述脚跟能量锁放部件锁定；全脚掌着地后，脚掌压力增加，下压所述脚掌能量锁放部件，第一扭簧臂解锁，释放所述储能扭簧储存的能量为步行提供助力；所述储能扭簧释放助力后，所述脚跟能量锁放部件受力变小，脚后跟抬起，所述第二扭簧臂解锁复位；进一步蹬地后整体足底助力外骨骼装置随脚进入悬空状态，在所述复位弹簧推动下，脚跟下的所述脚跟脚掌支撑部件与所述足底支撑部件距离增加，所述第二扭簧臂绕所述第一扭簧安装轴逆时针旋转，使得所述第一扭簧臂同样绕所述第一扭簧安装轴逆时针旋转，进而所述脚掌能量锁放部件锁定所述第一扭簧臂，装置回复初始状态，在步态周期中实现能量回馈。

2.根据权利要求1所述的足部助力外骨骼装置，其特征在于：所述脚跟脚掌支撑部件包括分别与脚掌和脚跟相对的两块支撑板，每块支撑板的顶部均设置有足部固定部件，每块所述支撑板的底部均设置有扭簧限位框，所述扭簧限位框由两个相对设置的矩形框架构成，矩形框架的高度大于所述储能扭簧的直径。

3.根据权利要求2所述的足部助力外骨骼装置，其特征在于：每块所述支撑板的顶部均设置有滑槽，所述足部固定部件为分别设置于所述滑槽两侧的夹板，所述夹板与所述滑槽滑动连接，所述夹板上设置有固定足部的绑带。

4.根据权利要求2所述的足部助力外骨骼装置，其特征在于：两块所述支撑板与所述足底支撑部件之间均设置有所述复位弹簧。

5.根据权利要求2所述的足部助力外骨骼装置，其特征在于：所述第一扭簧臂设置有两个，两个所述第一扭簧臂由所述储能扭簧内侧向首端延伸而出，两个所述第一扭簧臂的端部通过一限位杆连接，两个所述第一扭簧臂之间的所述限位杆的杆体内侧设置有第一锁定槽，所述第一锁定槽与所述脚掌能量锁放部件配合设置，位于两个所述第一扭簧臂外侧的所述限位杆的杆体部分搭接在脚掌端的所述扭簧限位框上；

所述第二扭簧臂设置有两个，两个所述第二扭簧臂由所述储能扭簧外侧向尾端延伸而出，两个所述第二扭簧臂的端部分别设置有卡脚，所述卡脚由所述第二扭簧臂向内侧弯曲而成，每个所述卡脚上均设置有一与所述脚跟能量锁放部件配合设置的第二锁定槽，所述卡脚搭接在脚跟端的所述扭簧限位框上。