[发明专利]防倾倒下肢外骨骼装置

说明书

本发明属于外骨骼技术领域，具体为防倾倒下肢外骨骼装置，包括下肢外骨骼和平衡系统。平衡系统包括呈环形的保持架，以及同心设置环形隔离管，且在隔离管内设置离心装置；离心装置包括顺着环形通道等间距分布的两个配重体，以及连接所有配重体的环状连接架，且连接架能够在隔离管内原位转动；平衡系统还包括风机组件，风机组件的风道连接隔离管并驱动环形通道内部的气体流动。风机组件能够加速环形通道内的气流流速，从而推动配重体转动，两个高速离心运动的配重体会全方位扶正下肢外骨骼，从而避免穿戴下肢外骨骼的使用者倾倒；另外，平衡系统设置在下肢外骨骼的髋关节上方，其不会直接作用于使用者，因此不会影响使用者对下肢外骨骼的使用体验。

技术领域

本发明属于外骨骼技术领域，具体为防倾倒下肢外骨骼装置。

背景技术

下肢外骨骼能够辅助下肢功能不全的人进行简单的行走动作，具有两条腿部外骨骼以及腰部固定件。下肢外骨骼的使用者通常具备腰部以上的正常功能，其可以在类似于拐杖装置的辅助下保持身体平衡，从而防止在行走时倾倒，这会耗费过多使用者体力，且依然存在倾倒的可能；为了解放使用者双手，可以通过在下肢外骨骼外周加装支撑结构以起到防倾倒效果，例如公开为CN115192396A的现有技术公开的基于下肢外骨骼康复机器人的摔倒保护系统，又如公开为CN217186903U的现有技术公开的一种用于下肢骨关节病患者的穿戴式助行器，这类技术方案会增加整个装置的占位空间，使得使用者的可移动范围受限，同时，外置的辅助架会给使用者带来强烈的心理冲击，影响其使用感受。

发明内容

本发明的目的在于提供防倾倒下肢外骨骼装置，通过利用离心装置对下肢外骨骼进行全方位扶正，该方案在起到防倾倒的基础上，既可以消除背景技术中提到的现有技术方案存在的各种缺陷，又不会增加使用者穿戴该外骨骼装置的难度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：防倾倒下肢外骨骼装置，包括下肢外骨骼，该装置还包括平衡系统，平衡系统通过安装组件安装在下肢外骨骼的髋关节上方；所述平衡系统包括呈环形的保持架，保持架的外围同心设置环形隔离管，且在隔离管内的环形通道内设置离心装置；所述离心装置包括顺着环形通道等间距分布的偶数个配重体，以及连接所有配重体的环状连接架，且连接架能够在隔离管内原位转动；平衡系统还包括风机组件，风机组件的风道连接隔离管并驱动环形通道内部的气体流动。

在上述技术方案中，设置的配重体在保持架的约束下保持固定间距，当风机组件启动后，环形通道内的气流逐渐加快流速，流动的气流推动配重体以及保持架开始转动，由于配重体均做离心运动，且两者对称设置，这会使得两者对保持架具有对称的牵引作用，保持架将这个受力状态作用给整个平衡系统，从而使平衡系统在沿着配重体连线的方向保持平衡，而由于配重体是高速转动状态，因此在单位时间内整个平衡系统会在同一方位出现多次平衡时刻，对于下肢外骨骼来说，平衡系统的这种动态平衡状态会全方位对其进行扶正，从而避免穿戴下肢外骨骼的使用者倾倒；且在平衡系统运行的过程中，高速流动的气流会带走隔离管内因部件摩擦产生的热量，因此，采用风机组件可以有效防止平衡系统内部高温。另外，平衡系统设置在下肢外骨骼的髋关节上方，其不会直接作用于使用者，因此不会影响使用者对下肢外骨骼的使用体验。

作为优选方案，隔离管靠近保持架的一侧开放，并且保持架的外圆周面作为隔离管的环形通道的内侧面，并在该外圆周面的中部设置一圈滑轨，所述连接架上设置多个与滑轨配合的滑块；所述配重体不接触隔离管以及保持架，并使配重体与环形通道的侧壁预留间隙。采用滑块与滑轨连接的方式安装保持架可以使保持架受到较小的摩擦力，同时，可以保证其在环形通道内具有稳定的安装位置，进而保证配重体在环形通道中高速运动时运行轨迹稳定，另外，在配重体的周围预留间隙既可以减小摩擦，同时可以使部分气流从间隙通过，这有利于在环形通道内形成稳定的流速，避免气流全部作用于配重体上而导致配重体的加速度突然变大又突然变小。