[发明专利]一种穿戴式髋关节柔性助力外衣

摘要

本发明涉及一种穿戴式髋关节柔性助力外衣，该柔性助力外衣包括背包组件、外衣本体、2个驱动单元、步态检测单元。人体通过穿戴该柔性助力外衣，实现在行走时对髋关节后伸运动的助力。背包组件通过2条背带背负在肩膀上；外衣本体由2个腿部环带和2条牵引布带组成，腿部环带贴合在正常衣服表面，牵引布带穿戴于大腿后侧，根据步态检测单元的信号，驱动单元通过牵引布带对人体髋关节进行牵引助力。2个驱动单元并排放置在背包组件的下部，各驱动单元包含一组布带卷曲模块，实现对人体髋关节后伸运动的牵引助力，以减小和分担大腿做后伸运动时所需要的作用力/力矩，进而降低人体相应肌肉的能量消耗，实现对人体行走运动的助力。

主权项

一种穿戴式髋关节柔性助力外衣，其特征在于，该柔性助力外衣包括背包组件、外衣本体、驱动单元、步态检测单元；人体通过穿戴该柔性助力外衣，实现在行走时对髋关节后伸运动的助力；背包组件通过2条背带背负在肩膀上；外衣本体由2个腿部环带和2条牵引布带组成，腿部环带贴合在正常衣服表面，牵引布带穿戴于大腿后侧，根据步态检测单元的信号，驱动单元通过牵引布带对人体髋关节进行牵引助力；外衣本体由腿部环带和牵引布带组成；腿部环带穿戴于人体膝关节以上、大腿下部位置，贴合在正常衣服表面；2条牵引布带分别穿戴于大腿后侧，2条牵引布带的上部终端分别固定在左、右2个驱动单元的卷筒上；牵引布带的下部终端竖直贴合于腿部环带上，两者的贴合位置位于大腿的正后面，采用缝合的方式与腿部环带缝合在一起，在腿部环带的偏上方形成锚点A和B；通过驱动单元对2条牵引布带的收回和释放，实现对左髋关节和右髋关节后伸运动的助力；2个驱动单元并排固定在背包组件的下部，各驱动单元包含一组布带卷曲模块，布带卷曲模块牵引布带沿着导向轮运动；驱动单元包括直流电机、减速器、卷筒、惰轮、导向轮，直流电机通过减速器将动力传递至一级传动齿轮，一级传动齿轮通过齿轮啮合的方式驱动二级传动齿轮，二级传动齿轮驱动卷筒，卷筒驱动牵引布带，牵引布带将作用力/力矩施加到人体的髋关节上，从而对人体髋关节的后伸运动进行助力；直流电机与减速器配合，固定在侧板底部；减速器输出轴连接一级传动齿轮，与二级传动齿轮啮合；卷筒的输出轴连接二级传动齿轮，固定在两侧板上部，且与电机及减速器平行放置；牵引布带的末端固定在卷筒上，通过上导向轮，向下延伸至惰轮，再经过下导向轮组，向下延伸至腿部环带；惰轮的两端各固定一个扭矩传感器，扭矩传感器固定在两侧板上，呈悬臂梁结构，惰轮处于悬臂状态，惰轮固定在上导向轮和下导向轮组之间；上导向轮固定在卷筒与惰轮之间；下导向轮组固定在两侧板的下部，由两个平行放置的左导向轮和右导向轮组成，左导向轮和右导向轮之间留有间隙，以便牵引布带穿过下导向轮组。