[发明专利]一种足部助力外骨骼装置

摘要

本发明公开了一种足部助力外骨骼装置，包括储能扭簧、足底支撑部件、脚掌能量锁放部件、脚跟能量锁放部件、复位弹簧、脚跟脚掌支撑部件；复位弹簧设置于脚跟脚掌支撑部件和足底支撑部件之间；储能扭簧套设于足底支撑部件上固定的扭簧安装轴上，储能扭簧与脚掌相对端第一扭簧臂，储能扭簧与脚跟相对端为第二扭簧臂；脚掌能量锁放部件设置于足底支撑部件的首端，脚跟能量锁放部件设置于足底支撑部件的尾端；在步态周期中扭簧实现脚跟着地的碰撞能量吸收，通过足底压力的变化控制能量在脚蹬地时于前脚掌释放，实现步行助力，装置结构简单，制造和使用方便，在前脚掌蹬地时提供助力更加符合人体步行的受力感受，助力效果显著，人机协调性好。

主权项

1.一种足部助力外骨骼装置，其特征在于：包括储能扭簧、足底支撑部件、脚掌能量锁放部件、脚跟能量锁放部件、复位弹簧、脚跟脚掌支撑部件；所述脚跟脚掌支撑部件设置于所述足底支撑部件的顶部，所述脚跟脚掌支撑部件的顶部用于固定人体足部；所述复位弹簧设置于所述脚跟脚掌支撑部件和所述足底支撑部件之间；所述足底支撑部件的顶部固定有一第一扭簧安装轴，所述储能扭簧套设于所述第一扭簧安装轴上，所述储能扭簧与脚掌相对的首端为第一扭簧臂，所述储能扭簧与脚跟相对的尾端为第二扭簧臂；所述脚掌能量锁放部件设置于所述足底支撑部件的首端，所述脚跟能量锁放部件设置于所述足底支撑部件的尾端；初始状态下，所述脚掌能量锁放部件锁定所述储能扭簧的第一扭簧臂，所述脚跟能量锁放部件与所述第二扭簧臂相对，所述第二扭簧臂处于待锁定状态；足部行走时，脚跟与地面接触下压所述第二扭簧臂，所述储能扭簧储能，所述第二扭簧臂下压过程中被所述脚跟能量锁放部件锁定；全脚掌着地后，脚掌压力增加，下压所述脚掌能量锁放部件，第一扭簧臂解锁，释放所述储能扭簧储存的能量为步行提供助力；所述储能扭簧释放助力后，所述脚跟能量锁放部件受力变小，脚后跟抬起，所述第二扭簧臂解锁复位；进一步蹬地后整体足底助力外骨骼装置随脚进入悬空状态，在所述复位弹簧推动下，脚跟下的所述脚跟脚掌支撑部件与所述足底支撑部件距离增加，所述第二扭簧臂绕所述第一扭簧安装轴逆时针旋转，使得所述第一扭簧臂同样绕所述第一扭簧安装轴逆时针旋转，进而所述脚掌能量锁放部件锁定所述第一扭簧臂，装置回复初始状态，在步态周期中实现能量回馈。