[发明专利]一种基于能量回馈的下肢助力装置

说明书

技术领域

本发明涉及可再生能源领域，具体涉及一种能够实现能量回馈的下肢助力装置。

背景技术

随着科学技术的发展，可穿戴设备越来越多地走进人们的生活。利用可穿戴式的人体动能捕获装置为可穿戴的电子设备供电也成为人们关注的热点。然而，人体动能捕获器在捕获能量的同时，是以人体支出额外生物能为代价的。人体支出的这部分额外生物能可能会影响人的正常活动，给人体带来不适感。因此，有必要寻找一种新的方法，既可以辅助人体的运动，减少生物能的支出，同时还能够捕获人体动能，且不给人体带来不适感。

发明内容

为解决上述问题，提出了一种可实现能量回馈的下肢助力装置，它利用特殊的机构辅助人体下肢关机运动加速或减速，从而部分代替人体肌肉的功能，实现人体行走的助力，同时捕获人体动能并转换为电能。

本发明实现发明目的的具体技术方案是：

一种基于能量回馈的下肢助力装置，包括分别穿戴与人体的腰部和两腿部的腰部装置和腿部装置、连接腰部装置和腿部装置的拉索， 所述的腿部装置包括固定在大腿外侧的上支板、固定在小腿外侧的下支板、和膝关节轴同轴的转轴、绕线轮，所述上支板与转轴固定连接，所述下支板与绕线轮固定连接，所述绕线轮与转轴可转动地同轴相连，所述绕线轮上设置有同时与绕线轮和转轴相作用的第一发条弹簧组件；所述的腰部装置通过束带固定在人体的腰部，包括连接束带的底座、固定在底座一端的安装板、固定在所述底座上的电机组件、同轴地连接于所述电机组件输出端的滚轮和第二通发条弹簧组件；所述的拉索一端缠绕固定在绕线轮上，另一端缠绕固定在所述滚轮上。

进一步地，所述的电机组件包括发电机、加速齿轮组、蓄电装置，所述加速齿轮组的壳体一端与发电机通过螺纹连接成一体，所述发电机通过螺纹连接安装板，所述安装板通过螺钉与底座固连，所述加速齿轮组的输出轴与所述发电机的输入轴相连接，所述蓄电装置与发电机电路连接。

进一步地，所述的第二发条弹簧组件包括用于固定缠绕所述拉索滚轮、卷簧盖、位于卷簧盖内的第二发条弹簧、卷簧封盖，所述的滚轮同轴地固定在所述加速齿轮组的输入轴上，所述的卷簧盖通过螺钉与安装板固定连接，所述第二发条弹簧的内圈与滚轮固连，外圈与卷簧盖固连，所述的卷簧盖密封固定在所述卷簧盖的开口处。

进一步地，所述底座靠近人体的一面设置有螺纹孔以及用于套在束带上的矩形槽，使用紧固件固定底座和束带。

进一步地，所述的上支板通过大腿紧固组件固定在大腿外侧，所述的大腿紧固组件包括紧贴大腿前后侧的上固定板、通过螺钉固定连接在所述上固定板中部的弧形上连接环、使所述上固定板的与人体大腿紧密贴合的上绑带，所述上连接环中间部位及上支板上设置有若干相同间距的螺纹孔，通过螺纹紧固件将上支板固定连接上连接环；

所述的下支板通过小腿紧固组件固定在小腿外侧，所述的小腿紧固组件包括紧贴小腿前后侧的下固定板、通过螺钉固定连接在所述下固定板中部的弧形下连接环、使所述下固定板的与人体小腿紧密贴合的下绑带，所述下连接环中间部位及下支板上设置有若干相同间距的螺纹孔，通过螺纹紧固件将下支板固定连接下连接环。

进一步地，所述的上固定板和下固定板的横截面呈弧形，采用弹性材料。

进一步地，所述的上固定板和下固定板的上、下端均设置有定位小槽，所述上绑带及下绑带穿过所述定位小槽分别将上固定板和下固定板与人体大腿及小腿紧密贴合固定。

进一步地，所述上支板和下支板上沿长度方向均设置有若干组相同间距的螺纹孔。

进一步地，所述的上支板上通过螺钉还固定设置有导向器，所述导向器的中心设置有供拉索穿过的小孔。

进一步地，所述第一发条弹簧组件包括外卷簧盖、内卷簧盖、第一发条弹簧，所述外卷簧盖与绕线轮固定连接，所述内卷簧盖与外卷簧盖固定连接，所述第一发条弹簧的外圈与内卷簧盖固连，其内圈与转轴固连，当膝关节转动，所述绕线轮相对转轴转动时，第一发条弹簧产生扭转。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：