[发明专利]通过使用负载外骨骼来减少人在稳定行走时的氧损耗的装置和方法

摘要

一种下肢外骨骼(100)，包括：至少一个动力单元(201)；用于搁置在地面(130)上的两个腿部支撑件(101，102)；两个膝关节(107，108)，用于使各自相应的所述腿部支撑件(101，102)的大腿连接件(103，104)和小腿连接件(105，106)之间能够进行弯曲和伸展；可旋转地连接至所述腿部支撑件(101，102)的外骨骼躯干(109)；以及两个髋部执行器(145，146)，用于在所述外骨骼躯干(109)和所述腿部支撑件(101，102)之间产生扭矩。使用时，所述髋部执行器(145，146)在步态站立期产生扭矩，以使所述腿部支撑件(101，102)相对于所述外骨骼躯干(109)向后运动，因而向前推动所述外骨骼躯干(109)。第二扭矩使所述腿部支撑件(101，102)相对于所述外骨骼躯干(109)向前运动、进入步态迈步期。这样就降低了外骨骼(100)穿用者的氧消耗和心率。

主权项

一种下肢外骨骼，该下肢外骨骼可与人连接；所述下肢外骨骼除了其他元件外，还包括：与使用者的上肢连接的外骨骼躯干；第一腿部支撑件和第二腿部支撑件，每个腿部支撑件分别包括可旋转地连接至外骨骼躯干的大腿连接件，其中所述第一腿部支撑件和第二腿部支撑件与使用者的下肢连接，且在步态站立期搁置在地面上，在步态迈步期相对于地面运动；第一髋部执行器和第二髋部执行器，分别在所述外骨骼躯干和所述第一和第二腿部支撑件之间产生扭矩；至少一个动力单元，除了其他元件外，该动力单元可以为所述髋部执行器提供能量，其中，在稳定行走的每个周期中，所述动力单元以以下方式激活所述髋部执行器：a)当所述第一腿部支撑件撞击地面且进入步态站立期时，所述第一腿部支撑件的髋部执行器快速产生第一单向扭矩，使所述第一腿部支撑件相对于所述外骨骼躯干向后运动，因而向前推动所述外骨骼躯干，直至所述第二腿部支撑件撞击地面时为止，b)当所述第二腿部支撑件撞击地面且进入步态站立期时，所述第二腿部支撑件的髋部执行器快速产生第二单向扭矩，该第二单向扭矩使所述第一腿部支撑件相对于所述外骨骼躯干在一个方向上向前运动，直至所述第一腿部支撑件离开地面时为止。