[发明专利]一种基于变刚度弹簧的柔性下肢外骨骼

摘要

本发明属于下肢外骨骼机器人领域，公开了一种基于变刚度弹簧的柔性下肢外骨骼，其通过设置n‑1个尼龙细绳和n个弹簧元件，第i尼龙细绳两端分别相对于第i弹簧元件的两端固定，且第i尼龙细绳预留一指定的松弛预留量，以限制第i弹簧元件的最大拉伸长度，i＝1、2、…n‑1，实现运动过程中的刚度变化，运动到不同阶段时不同的尼龙细绳绷直，从而使相应的弹簧元件不能继续拉伸，改变弹簧元件的总刚度，有效地储存能量，但是尼龙细绳不限制弹簧元件的回复，从而使得弹簧元件能在回复时提供助力，最终达到减小人体在行走、蹲起过程中代谢消耗的目的。

主权项

1.一种基于变刚度弹簧的柔性下肢外骨骼，其特征在于，包括腰部组件(100)、右腿模块(200)和左腿模块(300)，其中：右腿模块(200)和左腿模块(300)均分别包括：变刚度弹簧组件(210)、钢丝绳组件(220)和下肢绑带组件(230)；变刚度弹簧组件(210)包括n‑1个尼龙细绳和n个弹簧元件，n‑1个尼龙细绳依次命名为第一尼龙细绳(211)至第n‑1尼龙细绳，n个弹簧元件分别命名为第一弹簧元件(212)至第n弹簧元件且依次串联，n≥2；其中，第i尼龙细绳两端分别相对于第i弹簧元件的两端固定，且第i尼龙细绳预留一指定的松弛预留量，以限制第i弹簧元件的最大拉伸长度，i＝1、2、…n‑1；钢丝绳组件(220)包括钢丝绳(222)，第一弹簧元件(212)首端连接腰部组件(100)，第n弹簧元件尾端连接钢丝绳(222)上端，钢丝绳(222)下端在穿戴时固定于下肢足部。