[发明专利]一种长度可调式下肢外骨骼机构

说明书

一种长度可调式下肢外骨骼机构，包括腰部支板、四根腿骨骼及两个脚支撑机构；腿骨骼采用电机驱动，骨骼杆为伸缩结构，电机及转轴可轴向移动，电机整体不可转动，骨骼杆内设有丝杆，底部一节骨骼杆内固装丝母，丝母与丝杆配装，丝杆与转轴之间设有锥齿轮组，顶部一节骨骼杆上方设有关节支架，转轴与关节支架间设有卡装配合的限位块和限位槽。当需要调整骨骼长度时，电机向内移动，转轴与关节支架间的限位块和限位槽脱离，锥齿轮组啮合，启动电机，依次通过转轴和锥齿轮组带动丝杆转动，以驱动丝母沿丝杆轴向移动，实现骨骼杆的伸缩。当需要抬腿和曲腿时，电机向外移动，限位块回到限位槽内，锥齿轮组分离，启动电机，实现骨骼杆的摆转。

技术领域

本发明属于可穿戴设备技术领域，特别是涉及一种长度可调式下肢外骨骼机构。

背景技术

下肢外骨骼机构作为一种可穿戴设备，已经在诸多领域得到长足发展，例如在军事领域可以提高士兵的单兵作战能力，在物流领域可以提高单人单次的货物搬运重量，在医疗领域可以提高部分下肢残疾人士的自主行走能力。因此，下肢外骨骼机构在未来具有良好的发展前景。

但是，目前的下肢外骨骼机构在设计中普遍存在骨骼长度不可调的局限性，因为未来的下肢外骨骼机构必然会成为公共产品，个人定制产品只能是极少数。当下肢外骨骼机构应用在军事领域时，不可能每一个士兵都标配一套下肢外骨骼机构，必然是几个士兵共用一套，而士兵们的身高不可能完全相同，对于身高不同的士兵来说，在穿戴上下肢外骨骼机构时，必然有一些士兵会出现穿戴不适配的情况，这显然会影响到下肢外骨骼机构的使用效能。同理，在物流领域和医疗领域内，使用者同样存在身高各异的情况，如果骨骼长度不可调，则会影响下肢外骨骼机构的适用范围。

为此，少数下肢外骨骼机构将骨骼长度设计成可调式，例如采用骨骼设计成两节，两节骨骼之间重叠布设，且两节骨骼之间由定位插销和螺母进行固定，当使用者与下肢外骨骼机构的骨骼长度不匹配时，需要手动拆下螺母和定位插销，然后调整两节骨骼的拼接长度，最后再重新安装定位插销并用螺母锁紧，但是用于插装定位插销的定位销孔的数量和位置都是固定的，导致骨骼的长度调整范围都是断续的，并且长度调整范围很窄。另外，还有少数下肢外骨骼机构也具有骨骼长度可调节能力，但其采用的结构形式存在较大弊端，该结构形式便是利用液压伸缩杆或气压伸缩杆作为骨骼主体，虽然具备了骨骼长度调节能力，液压伸缩缸或气压伸缩缸还需要配备相配套的液动或气动控制设备，这会导致下肢外骨骼机构的整体质量过大，同时存在能耗高和噪音大的缺点，因此会严重影响下肢外骨骼机构的使用效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种长度可调式下肢外骨骼机构，具有结构简单、长度调节精度高、质量轻、能耗低、噪音小的特点。