[发明专利]一种辅助机械肢体装置

说明书

本发明涉及一种辅助站立和行走的辅助机械肢体装置。该装置包括基座、柔性固定带、髋关节、大腿机构、小腿机构和末端执行器。本发明设置有10个自由度，基座杆两端固定槽有2个自由度，根据身体的宽度，基座连接架可调节安装在基座杆上；每个肢体支撑部分有4个自由度，髋关节在矢状面和冠状面上的2个旋转自由度，膝关节1个移动自由度，及执行末端球面连接1个旋转自由度；髋关节采用球形关节，双电机驱动球形关节相对于垂直地面方向在矢状面内可进行‑30°～120°转动，在冠状面内可进行0°～45°转动。本发明结构简单、制造和使用方便，且控制方式可自由选择手动和自动，实用性强，符合老人及医疗等需求人群的人性化使用需求。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种辅助站立和行走的辅助机械肢体装置。

背景技术

随着社会的不断的发展，老年人口比重的提高，老龄化现象愈来愈严重。尽管老龄化是社会进步的重要标志，同时带来了一系列的社会问题，其中一个突出的问题，那就是医疗和老年养护的成本逐渐增加。老年人行动不便，对行走辅助装置的需求日益增加，市场中常见的老年人行走辅助装置有拐杖、外骨骼机器人、轮椅等。开发一种辅助机械肢体装置，是能够辅助人体运动的智能装置，当老年人的手脚不听使唤或者身体功能缺失时，这类辅助机械肢体装置将取而代之。此外，辅助机械肢体装置还能够应用在医疗领域，在手术过程中给医生和护士提供支撑，避免由于手术时间过长，导致医生过于疲劳、提高了手术的安全性，改善了手术环境，使手术过程更加人性化。

发明内容

为实现上述目的，本发明设计了一种结构简单、使用方便的辅助站立和行走的辅助机械肢体装置。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种辅助机械肢体装置，包括基座、柔性固定带、髋关节、大腿机构、小腿机构和末端执行器，其中：

基座由后背支架、基座杆和基座连接架构成，后背支架上安装有基座杆，基座杆两端固定连接基座连接架，即基座连接架位于后背支架的两侧；后背支架上安装柔性的固定带，通过柔性固定带将基座的通过柔性连接方式固定在使用者的身体上；

进一步地，所述的后背支架与基座杆之间采用过盈连接，保证后背架的位置稳定不动；

进一步地，所述的基座杆两端固定连接基座连接架，基座杆两端间隔设置固定槽，基座连接架卡合安装在基座杆的固定槽上，采用弹性挡圈固定，从而根据使用者身体形态不同，调节基座连接架在基座杆两端的安装位置，即根据两基座连接架之间的宽度要求，调节基座连接架卡合安装在所需宽度距离的基座杆两端的固定槽上。

进一步地，所述的柔性固定带包括腰带、肩带和腿带。

髋关节包括球形关节、球形关节连接架、球形关节外架和两个电机，球形关节连接架通过固定安装在基座连接架上，球形关节连接架固定连接球形关节外架和第一电机；第一电机通过法兰盘连接第二电机连接架，第二电机连接架固定连接第二电机；第二电机固定连接球形关节；球形关节安装在球形关节外架内且可在球形关节外架内转动；

进一步地，所述的第二电机固定连接球形关节，第二电机与球形关节之间通过花键连接。

进一步地，所述的球形关节在矢状面内转动的角度相对于垂直地面方向为-30°～120°之间，球形关节在矢状面内转动的角度范围为0°～150°。

进一步地，所述的球形关节在冠状面内转动的角度范围相对于垂直地面方向为0°～45°。

进一步地，所述的髋关节的球形关节内安装加速度和陀螺仪传感器，用来监测球形关节的加速度和转动角度变化，防止球形关节转动过大。