[发明专利]一种踝关节助力外骨骼装置及助力鞋

说明书

本申请提供一种踝关节助力外骨骼装置及助力鞋。该装置包括腿部组件、脚部组件和弹性件；其中，腿部组件包括腿部框架，腿部框架用于绕设在用户的腿部；脚部组件，与腿部框架转动连接，用于穿戴在用户的脚部；弹性件，设置在腿部框架和脚部组件的连接处，用于在腿部框架和脚部组件之间的夹角在预设角度范围内变化时发生弹性形变或恢复自然状态，以储存或释放能量；该踝关节助力外骨骼装置不仅能够存储用户行走过程中的负功，并在需要做正功时反馈给用户，以为用户提供行走助力，且能够大大降低对用户腿部肌肉发力的影响。

技术领域

本发明涉及外骨骼助力技术领域，尤其涉及一种踝关节助力外骨骼装置及助力鞋。

背景技术

工业外骨骼是一种新兴的工业用可穿戴式助力设备，其中，穿戴式行走助力外骨骼能够为用户提供行走的随动支撑力，在自由跟随用户运动的情况下为用户提供助力。

目前，行走助力外骨骼一般分为主动式助力外骨骼和被动式外骨骼；其中，主动式外骨骼一般具有电机或液压等力输出系统，主动提供行走时关节所需要的力；被动式外骨骼是通过储存用户在行走过程中做负功的能量，然后在用户需要做主动功时，反馈给用户；但主动式外骨骼往往系统较重，给用户带来较大的额外消耗，且主动式外骨骼还受电量的约束；而被动式外骨骼则相对较轻，且可靠性高。因此，被动式外骨骼受到人们的广泛关注。

然而，现有的被动式外骨骼是通过柔性绑带直接绑缚在用户的小腿肚上，且弹性件的一端是直接连接在柔性绑带上，为保证弹性件能够在用户行走过程中正常存储或释放能量，需要将柔性绑带紧紧绑缚在用户的小腿肚上，但这样会严重影响用户腿部肌肉的发力。

发明内容

本申请提供一种踝关节助力外骨骼装置及助力鞋，该踝关节助力外骨骼装置不仅能够存储用户行走过程中的负功，并在需要做正功时反馈给用户，以为用户提供行走助力，且能够大大降低对用户腿部肌肉发力的影响。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种踝关节助力外骨骼装置。该装置包括腿部组件、脚部组件和弹性件；其中，腿部组件包括腿部框架，所述腿部框架用于绕设在用户的腿部；脚部组件，与所述腿部框架转动连接，用于穿戴在所述用户的脚部；弹性件，设置在所述腿部框架和所述脚部组件的连接处，用于在所述腿部框架和所述脚部组件之间的夹角在预设角度范围内变化时发生弹性形变或恢复自然状态，以储存或释放能量。

其中，所述腿部框架呈半包围结构；且所述腿部组件还包括第一绑带，所述第一绑带与所述腿部框架连接，用于将所述腿部框架与所述用户的腿部固定。

其中，所述第一绑带包括相对设置的第一左绑带和第一右绑带，所述第一左绑带和所述第一右绑带分别设置在所述腿部框架的两侧，以通过所述第一左绑带和所述第一右绑带将所述腿部框架与所述用户的腿部固定。

其中，所述脚部组件包括脚部框架和第二绑带；其中，脚部框架用于与所述用户的鞋底接触；第二绑带与所述脚部框架连接，用于绕设所述用户的鞋面以将所述脚部框架与所述用户的鞋体固定。

其中，所述脚部框架朝向所述用户的鞋底的一侧表面设置有若干防滑凸起。

其中，所述第二绑带包括第二左绑带和第二右绑带，所述第二左绑带和第二右绑带分别设置在所述脚部框架的相对两侧，以通过所述第二左绑带和第二右绑带将所述脚部框架与所述用户的鞋体固定。

其中，所述弹性件为卷簧，所述腿部框架用于与所述脚部组件连接的部位设置有一弧形槽，所述脚部组件用于与所述腿部框架连接的部位设置有一固定孔，所述卷簧的一端伸入所述弧形槽中，以与所述腿部组件滑动连接，所述卷簧的另一端伸入所述固定孔中，以与所述脚部组件固定连接。

其中，还包括两组连接组件，用于连接所述腿部组件、所述弹性件和所述脚部组件。