[发明专利]被动助行下肢外骨骼

说明书

本发明公开了一种被动助行下肢外骨骼，包括大腿固定单元、小腿固定单元和位于膝关节处的执行单元；大腿固定单元、小腿固定单元分别用于与大腿、小腿相贴合并固定，执行单元包括阻尼器和传感器电路，执行单元与大腿固定单元、小腿固定单元均连接且通过阻尼器控制膝关节的转动灵活性，传感器电路用于检测人体行走过程的腿部状态，当检测到大腿抬起处于摆动阶段时调节阻尼器阻尼值变小使膝关节可转动，当检测到腿落地处于支撑阶段时调节阻尼器阻尼值增大使膝关节锁死。本发明外骨骼可以使得行走过程中按照需要使得膝关节自由摆动或是锁死以提供支撑保护膝关节或调节膝关节的转动速度，且结构小巧紧凑，可使穿戴更舒适。

技术领域

本发明属于助力外骨骼技术领域，涉及一种下肢外骨骼，尤其涉及一种被动助行下肢外骨骼。

背景技术

随着人们对于康复设备的需求，很多康复外骨骼应运而生。目前的康复下肢外骨骼多是为全身瘫痪患者设计的可以辅助其行走的双侧下肢外骨骼，该类外骨骼价格昂贵笨重不适宜推广和使用。此外，很多脑卒中患者往往是偏瘫，表现为单侧身体无力，双侧下肢外骨骼也不适用。对于下肢瘫痪患者，很多表现为下肢无力，走路过程中容易跌倒，而这主要是因为膝关节支撑力不足引起。目前已经有些针对膝关节的康复设备，但是该类设备多采用电驱动式，且不可穿戴行走，只能进行躺卧训练或坐姿训练，即使能穿戴，穿戴舒适度也得不到保证。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种被动助行下肢外骨骼，可以根据人体的行走过程对提供的阻尼进行调节。

本发明采用的技术方案如下：

一种被动助行下肢外骨骼，包括大腿固定单元、小腿固定单元和位于膝关节处的执行单元；所述大腿固定单元用于与大腿相贴合并固定，小腿固定单元用于与小腿相贴合并固定，所述执行单元包括阻尼器和传感器电路，所述执行单元与大腿固定单元、小腿固定单元均连接且通过阻尼器控制膝关节的灵活性，传感器电路用于检测人体行走过程，当检测到大腿抬起处于摆动阶段时调节阻尼器阻尼值变小使膝关节可转动，当检测到腿落地处于支撑阶段时调节阻尼器阻尼值增大使膝关节锁死。

上述技术方案中，进一步的，所述执行单元中还设置有控制器，控制器内预设有调节算法或程序，用于根据传感器电路的检测信号实时调节阻尼器的阻尼大小。

进一步的，所述的阻尼器包括阻尼壳及其内形成的一圆柱形密封腔体，所述密封腔体的内壁设有一阻尼台，在密封腔体内部还设有一阻尼轴，阻尼轴侧面具有阻尼轴臂，所述阻尼轴的旋转中心与所述密封腔体同轴且一端伸出密封腔体与小腿固定单元固定连接，阻尼轴与阻尼台共同将密封腔体分隔为两个独立的腔体，各腔体内注满液体，所述阻尼器还包括调节轴，调节轴上设置有油槽，通过调节轴的转动可使得上述两个腔体通过由油槽和阻尼台所形成的槽口连通或彼此独立，且所述槽口的大小可随调节轴的转动而改变；调节轴一端固定连接有电机，在大腿固定单元上设置有电机座，所述电机安装于电机座内。

进一步的，所述调节轴一端伸入所述密封腔体内成为阻尼台的一部分，另一端与所述电机固定，所述的调节轴上的油槽满足：转动调节轴时可使得调节轴与阻尼台的接触面在无缝和形成槽口之间变化，形成槽口后可使得两个腔体连通，且随调节轴的转动可改变所形成槽口的大小。

更进一步的，所述的调节轴的轴线垂直于阻尼轴轴线设置。或者所述的调节轴的轴线平行于所述阻尼轴轴线设置。

进一步的，所述的调节轴同轴设置于阻尼轴外部共同形成可调阻尼轴，且调节轴与阻尼轴仍可相对转动，转动调节轴，可以使得可调阻尼轴与阻尼台共同将密封腔体分隔为两个独立的腔体，当转动调节轴至调节轴上的油槽与阻尼台形成槽口则将两个腔体连通，且随调节轴的转动可改变所形成槽口的大小。

进一步的，上述任一方案中可以在所述的阻尼台上开有沟槽，所述沟槽在阻尼台厚度方向并不贯穿整个阻尼台，所述油槽与所述沟槽连通时即将两个腔体连通。