[发明专利]新型穿戴式下肢外骨骼机构

权利要求书

1.一种新型穿戴式下肢外骨骼机构，其特征在于：包括上肢穿戴部件、大腿并联机构、小腿并联机构、足端穿戴部件及柔性膝关节；

所述上肢穿戴部件设置于所述大腿并联机构上方，所述大腿并联机构设置于所述小腿并联机构上方，所述小腿并联机构设置于所述足端穿戴部件上方，所述柔性膝关节设置于所述大腿并联机构和小腿并联机构之间；

所述上肢穿戴部件包括穿戴结构、系扣装置、调节环与负重装置；

所述大腿并联机构包括大腿前侧链、大腿后侧链、大腿侧链与小腿环，所述大腿侧链包括大腿侧链上段、大腿侧链中段与大腿侧链下段；

所述小腿并联机构包括小腿前侧链、小腿后侧链、小腿侧链与大腿环；

所述足端穿戴部件包括刚性可调部件、柔性部件、后摆板件，扭簧与足端连接口；

所述柔性膝关节包括弹性中间物与连接轴。

2.根据权利要求1所述的新型穿戴式下肢外骨骼机构，其特征在于：所述穿戴结构由柔性材料和刚性部件共同组成，柔性材料用于固联并贴合人体，其前部有系扣装置，可用于穿戴者调节贴身程度；

所述刚性部件位于穿戴结构下部，与负重装置与调节环共同组成位于髋部的环形结构，用于力的传递所述负重装置采用铝合金制成，并与穿戴结构固定连接。

3.根据权利要求1所述的新型穿戴式下肢外骨骼机构，其特征在于：负重装置位于穿戴者背部与穿戴装置固定连接；调节环位于穿戴结构下部且二者通过转轴和轴承连接，保证二者装配关系并进行力的传递，调节环前端有系扣装置，调节环实现在水平面内的开合进而达到穿戴者调节贴合人体的目的；调节环留有竖直向下的通孔，用于连接大腿前侧链；穿戴装置通过两侧转轴与轴承和大腿侧链上段连接，并实现大腿侧链上段矢状面内的摆动，配合大腿并联机构中大腿前侧链缩短大腿前侧链和大腿后侧链伸长完成髋关节屈伸运动。

4.根据权利要求1所述的新型穿戴式下肢外骨骼机构，其特征在于：所述上肢穿戴部件采用同人体解剖学相同曲线设计采用了外伸杆件；

所述外伸杆件固定于穿戴结构下部并用于连接大腿后侧链。

5.根据权利要求4所述的新型穿戴式下肢外骨骼机构，其特征在于：所述小腿环位于穿戴者膝盖下方，通过大腿前侧链、大腿后侧链和大腿侧链连接上肢穿戴部件；

所述大腿前侧链连接穿戴结构与小腿环；

所述大腿后侧链连接穿戴结构外伸杆件与小腿环；

所述小腿环与小腿侧链连接；

所述大腿前侧链、大腿后侧链均由上下杆件组成，杆件之间安装有弹簧用于实现上下杆件轴向伸缩与相对旋转。

6.根据权利要求1所述的新型穿戴式下肢外骨骼机构，其特征在于：所述大腿环位于穿戴者膝盖上方，通过小腿前侧链、小腿后侧链和小腿侧链连接足端连接口与刚性可调结构的后部；

所述小腿前侧链通过万向节连接内侧足端连接口，小腿后侧链通过万向节连接外侧足端连接口；

所述大腿环与大腿侧链连接；

所述大腿前侧链、小腿后侧链均由上下杆件组成，杆件之间安装有弹簧用于实现上下杆件轴向伸缩与相对旋转。

7.根据权利要求1所述的新型穿戴式下肢外骨骼机构，其特征在于：刚性可调部件由环形件和板条件组成并通过螺钉连接固定；

所述足端连接口固定连接刚性可调部件上部，所述后摆板件通过轴与轴承连接足端连接口；

两侧的板条件和后摆板件之间通过螺栓连接并贯穿鞋底柔性部件，底柔性部件并实现围绕螺栓的转动；

所述扭簧一端连接于足端连接口，另一端通过螺母固定于后摆板件；

所述后摆板件用于实现围绕足端连接口和刚性可调部件连接处转动的运动，从而实现足端穿戴部件长度方向的调节，在扭簧的作用下对后摆板件产生力矩，使后部柔性部件紧贴于穿戴者脚跟。

8.根据权利要求1所述的新型穿戴式下肢外骨骼机构，其特征在于：两个所述弹性中间物通过连接轴相连接；

两个所述弹性中间物又分别通过螺母与大腿侧链下段和小腿侧链连接固定，完成力与力矩的传递进而实现大腿侧链下段和小腿侧链的相对转动，对应人体膝关节的屈伸运动。