[发明专利]一种无动力下肢外骨骼机器人

权利要求书

1.一种无动力下肢外骨骼机器人，其特征在于，包括：

鞋体，其包括鞋面和鞋底，所述鞋面设于所述鞋底上，所述鞋底靠近脚跟的一端内部设有第一空腔，所述鞋面上设有一通道，所述通道与所述第一空腔连通；

小腿护套，其与人体小腿相适配；

踝关节离合机构，其包括踝关节护套、固定盒、第一弹性件、滑块、导气管、单向齿状棒和变刚度弹簧，所述固定盒设置在踝关节护套一侧，所述滑块滑动设置在固定盒内，所述滑块一侧与固定盒之间形成一密封腔室，所述第一弹性件设置在密封腔室内且一端与所述滑块一侧连接，所述导气管上端与所述密封腔室连通、下端与所述通道连通，所述变刚度弹簧上端与所述小腿护套连接、下端与所述单向齿状棒上端连接，所述单向齿状棒下端穿过所述固定盒并与所述鞋面连接，所述滑块另一侧与所述单向齿状棒啮合，所述滑块的两侧分别设置凸块，在所述固定盒内壁对应位置设置有滑槽，所述凸块可在所述滑槽内滑动，在使用时，在使用者行走过程中，脚跟着地，此时脚跟下压所述鞋底的第一空腔，所述第一空腔内的空气经所述通道、所述导气管对所述密封腔室进行充气，进而推动所述滑块与所述单向齿状棒啮合；在摆动相中期至支撑相初期，踝关节背伸，所述变刚度弹簧被拉伸，所述单向齿状棒向下运动；在支撑相中期，脚跟离地，所述第一空腔内的压力减小，所述第一弹性件复位并拉动所述滑块与所述单向齿状棒脱离啮合；在所述变刚度弹簧的收缩作用下，经所述单向齿状棒拉动踝关节做趾屈运动，协助人体进行步态行走。

2.如权利要求1所述的无动力下肢外骨骼机器人，其特征在于，还包括：

齿轮环套，对称安装在所述鞋面对应踝关节转动中心处；

连接板，一端与所述齿轮环套外侧连接、另一端与所述踝关节护套连接。

3.如权利要求2所述的无动力下肢外骨骼机器人，其特征在于，还包括：

扭簧，其位于所述齿轮环套内并与所述齿轮环套内壁连接；

棘爪壳体，其安装在所述鞋底两侧，所述棘爪壳体上端开口；

棘爪，位于所述棘爪壳体内，所述棘爪对应开口处的上端与所述齿轮环套

相啮合，所述棘爪上远离开口一侧设有第二弹性件。

4.如权利要求3所述的无动力下肢外骨骼机器人，其特征在于，还包括支撑板，所述支撑板设置在鞋底下端，所述棘爪壳体设置在所述支撑板上，所述支撑板上对应所述棘爪壳体处设有凹槽，所述棘爪壳体下端开口，所述棘爪下端经所述开口伸入凹槽内。

5.如权利要求3所述的无动力下肢外骨骼机器人，其特征在于，所述鞋底内还设有相互连通的第二空腔和第三空腔，所述第三空腔对应脚尖处，所述第二空腔位于所述第三空腔与所述第一空腔之间。

6.如权利要求3所述的无动力下肢外骨骼机器人，其特征在于，所述鞋面对应齿轮环套处设有凸起，所述扭簧套设在所述凸起上。

7.如权利要求2所述的无动力下肢外骨骼机器人，其特征在于，所述连接板两端分别通过螺钉与所述齿轮环套外侧连接、与所述踝关节护套连接。

8.如权利要求3所述的无动力下肢外骨骼机器人，其特征在于，所述棘爪上设有圆柱体，所述第二弹性件套设在圆柱体上。

9.如权利要求4所述的无动力下肢外骨骼机器人，其特征在于，所述棘爪壳体通过螺栓螺接安装在所述支撑板上。