[发明专利]机械式助力型下肢外骨骼

说明书

本发明公开了机械式助力型下肢外骨骼，其包括护腰组件和自适应腿骨骼活动组件，其中，两个所述自适应腿骨骼活动组件分别连接在所述护腰组件两侧的底端，且两个所述自适应腿骨骼活动组件相对称设置，所述自适应腿骨骼活动组件包括髋关节连接件二、股骨杆、护腿一、胫骨骼组件以及气动弹簧组件，所述髋关节连接件二的顶端可转动连接在所述护腰组件一侧的底端。本发明装置为了增加户外使用率，使用了纯机械结构，助力源来源于使用者日常活动中的多余势能，储存在装置的储能元件中在下一个动作时释放起到助力作用，此外为了不同使用人群，结构设计采用模块化设计，只需更换个别组件就可以实现不同的需求。

技术领域

本发明具体涉及机械下肢外骨骼领域，具体是机械式助力型下肢外骨骼。

背景技术

目前，大多数国家的科研机构对外骨骼机器人的研究都处于基础起步阶段，比较领先的国家主要是美国和日本；法国、俄罗斯、韩国等也在外骨骼机器人技术上有所建树；而我国对外骨骼机器人领域的探索比较晚，但随着外骨骼机器欠在社会上的需求量不断增大，我国国家自然科学基金、863和科技支撑计划等也逐渐开展了相应的研究；2004年，海军航空学院开展了关于外骨骼技术的研究，并于2006年首次推出了第一-代外骨骼机器人，之后又展示了第二代外骨骼机器人；该装备以电池为能量来源，通过安置于足底的压力传感器收集步态信息，然后通过h微处理器得发出信息驱动电动机输出动力，从而实现了穿戴者的负重行走四。

除此之外，哈尔滨工业大学开展了关于康复训练的外骨骼机器人的研究:上海大学和浙江大学也分别研制出了不同用途的下肢外骨骼机器人:清华大学、陆军第二炮兵学院、中科院合肥智能研究所、东南大学、海军航空工程学院、南京理工大学、上海大学、浙江大学、哈尔滨工业大学东南大学、中口学技术大学等科研单位也逐渐开始了外将机出技术的研5E。

总体来说，现如今的外骨骼机器人有以下几个问题：

1.续航问题：大多需外接电源，适合室内特种作业不适合户外无充电装置的情况；

2.成本高昂：无论国内国外设备价格都在万元以上，大部分家庭现有的经济水平难以接受这样高昂的额外支出；

3.重量大便携度不高：装置重量偏高在无能源驱动情况下无法运作，整体框架偏大在不使用时存储运输不方便；

4.安全性：电机驱动有一定的风险性，老人无相应的知识。在遇到突发情况时易对人身造成伤害。

发明内容

为此，本发明提出机械式助力型下肢外骨骼以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：机械式助力型下肢外骨骼，其包括护腰组件和自适应腿骨骼活动组件，其中，两个所述自适应腿骨骼活动组件分别连接在所述护腰组件两侧的底端，且两个所述自适应腿骨骼活动组件相对称设置，其特征在于：所述自适应腿骨骼活动组件包括髋关节连接件二、股骨杆、护腿一、胫骨骼组件以及气动弹簧组件，所述髋关节连接件二的顶端可转动连接在所述护腰组件一侧的底端，所述髋关节连接件二的底端固定连接有所述股骨杆的一端，所述股骨杆的另一端固定连接有股骨护腿固定件，且所述股骨护腿固定件的内侧固定有所述护腿一，所述股骨护腿固定件的底端固定有股骨杆气弹簧座一，所述股骨杆气弹簧座一的底端固定有膝关节连接件二，所述膝关节连接件二远离所述股骨杆气弹簧座一的一端采用膝关节轴盖转动连接膝关节连接件一的顶端，所述膝关节连接件一的底端连接有所述胫骨骼组件，且所述胫骨骼组件采用所述气动弹簧组件活动连接所述股骨杆气弹簧座一。

进一步，作为优选，所述胫骨骼组件包括胫骨杆、踝关节支撑件、胫腿护腿固定件、护腿二以及股骨杆气弹簧座二，所述胫骨杆的一端固定连接在所述膝关节连接件一的底端，所述胫骨杆的另一端固定连接有所述踝关节支撑件，所述胫骨杆外表面的上部固定套设有所述胫腿护腿固定件，且所述胫腿护腿固定件的内侧固定设置有所述护腿二，所述胫腿护腿固定件的顶端设置有固定套设在所述胫骨杆外表面上的所述股骨杆气弹簧座二。