[发明专利]一种被动式下肢运动助力外骨骼装置

说明书

本发明公开了一种被动式下肢运动助力外骨骼装置，包括膝关节助力机构，膝关节助力机构包括两个膝关节助力组件，膝关节助力组件大腿连接盘和小腿连接盘，大腿连接盘上设有第一凸起，小腿连接盘上设有第二凸起，还包括多个扭簧，多个所述扭簧分别套设在所述第一凸起和（或）所述第二凸起上，还包括第一限位凸起和（或）第二限位凸起，扭簧的一端作为固定端固定在大腿连接盘和（或）小腿连接盘上，另一端作为活动端在大腿连接盘和小腿连接盘相对转动角度达到设定值时与第一限位凸起和（或）第二限位凸起相抵。本发明实现了在平路行走时不提供助力，仅在登山、上下楼梯等大角度运动时才提供助力的目的。

技术领域

本发明涉及穿戴设备技术领域，具体涉及一种被动式下肢运动助力外骨骼装置。

背景技术

外骨骼一种能够穿戴在人体上的结构，它能够把人体做出的行为和机械系统的动能紧密联系起来，与此同时，为人提供需要的额外动力，进而增强人体运动机能；外骨骼根据穿戴部位的不同分为上肢外骨骼和下肢外骨骼，上肢外骨骼穿戴在人体上肢，主要为人体上肢的搬运提供助力，下肢外骨骼穿戴在人体的下肢，主要为人体下肢的运动提供助力。

下肢外骨骼又分为主动式下肢外骨骼和被动式下肢外骨骼，如公开号为CN106361541A的发明专利申请文件中就公开了一种主动式的膝关节负重助力外骨骼装置，包括脚底板，所述脚底板的外侧端设置有踝关节，所述踝关节与小腿杆件相铰接，所述小腿杆件又与大腿杆件相铰接，所述脚底板的后侧端与大腿杆件之间铰接有驱动大腿杆件运动的伺服电动缸组件，所述脚底板上布置有若干压力传感器，所述压力传感器与控制模块电性连接，所述控制模块与伺服电动缸组件电性连接；这种主动式的外骨骼装置通过伺服电动缸组件带动大臂杆件的运动为人体下肢提供助力，因此主动式的外骨骼装置往往需要增设额外的驱动机构，进而导致整个外骨骼装置的结构复杂，成本较高，故主动式的外骨骼装置主要应用在军事和康复领域，因此，研究出更适合人们在日常行走使用的被动式的外骨骼装置也越来越多。

如公开号为CN109176478A的发明专利申请文件中公开了一种膝关节被动助力装置，包括大腿支架和小腿支架，大腿支架和小腿支架通过转轴连接，转轴固定设于小腿支架的上端，大腿支架的外侧设有弹簧，弹簧的一端与大腿支架的上部固定连接，另一端通过钢丝绳与设置于转轴的圆盘结构连接；小腿支架摆动带动转轴转动，转轴带动圆盘结构转动使钢丝绳拉伸弹簧。上述被动式膝关节助力装置在实际使用过程中会存在下面的问题：1、钢丝绳是套设在圆盘结构上的，当转轴带动圆盘结构转动使钢丝绳拉绳弹簧时，钢丝绳在圆盘结构上滑动并具有摩擦力，长期使用会使得钢丝绳在该摩擦力的作用下发生断裂，进而使得整个膝关节被动助力装置损坏；2、当穿戴该助力装置的人体在平路上行走不需要助力时，转轴仍然会带动圆盘结构转动使得钢丝绳拉伸弹簧对人体膝关节提供助力，这样使得人体在平路上行走屈膝时，会额外增加钢丝绳拉伸弹簧的作用力，进而增加人体在平路上行走不需要助力时的运动负荷和不舒适感。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种在平路行走时不提供助力，仅在登山、上下楼梯等大角度运动时才提供助力，且使用性能更加可靠的被动式下肢运动助力外骨骼装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：