[发明专利]含惯容的多功能辅助行走外骨骼

说明书

本发明公开了一种含惯容的多功能辅助行走外骨骼，包括底板、限位板、四个球铰、两根斜杆和两根小腿杆，四个球铰呈四边形分布在底板顶面，限位板固定在底板顶面，位于脚跟处，在行走时起限制脚向后滑动，四个球铰两两一组分为两组，第一组位于前脚掌两侧，第二组位于限位板的前方，两根小腿杆紧贴小腿两侧，其底端与分别与第二组球铰转动连接，两根斜杆底端分别与第一组球铰转动连接，顶端分别与两根小腿杆杆身通过转动副转动连接。本发明解决了现有辅助行走外骨骼没有减振功能，或仅采用传统的弹簧‑阻尼减振机构导致减振性能较弱的问题。

技术领域

本发明属于机械外骨骼技术，具体涉及一种含惯容的多功能辅助行走外骨骼。

背景技术

惯容具有两个可自由地相对运动的端点，当一对力作用于两个端点时，两个端点的相对加速度与力成一定比例，该比例值为常数，称为惯性。惯容的主要特点包括：具有两个独立、自由运动的端点；具有较小的质量和独立的惯性；不需要附加任何端点在惯性参考系上；具有有限线性行程，并且服从于整体尺寸的合理约束。

惯容的主要功能包括振动吸收、悬架设计、代替质量等，有着广阔的应用前景。在运输业领域，惯容可以用于飞机起落架的减振，可以用在火车、汽车等各种车辆的悬架系统中提升悬架性能，从而改善乘坐舒适性、轮胎抓地力、车辆可操控性等各种性能指标。在建筑工程领域，惯容可以用于多层建筑结构的减振，有效提高建筑的抗地震能力。

惯容概念提出至今，已经出现了多种结构形式的惯容装置，根据惯容实现形式的不同，惯容可以分为机械惯容和流体惯容两大类。惯容可以通过几种不同的方法实现，例如滚珠丝杠式惯容、扭转式惯容、液压活塞式惯容、液压泵式惯容、螺旋式液体惯容等。

辅助行走外骨骼技术可以使腿部有残疾的人获得行动能力、帮助患有腿部疾病或腿部受伤的病人进行康复治疗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含惯容的多功能辅助行走外骨骼，解决了现有辅助行走外骨骼没有减振功能，或仅采用传统的弹簧-阻尼减振机构导致减振性能较弱的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种含惯容的多功能辅助行走外骨骼，包括底板、限位板、四个球铰、两根斜杆和两根小腿杆，四个球铰呈四边形分布在底板顶面，限位板固定在底板顶面，位于脚跟处，在行走时起限制脚向后滑动，四个球铰两两一组分为两组，第一组位于前脚掌两侧，第二组位于限位板的前方，两根小腿杆紧贴小腿两侧，其底端与分别与第二组球铰转动连接，两根斜杆底端分别与第一组球铰转动连接，顶端分别与两根小腿杆杆身通过转动副转动连接。

斜杆包括第一作动筒和第一减振机构，第一作动筒的下端与第一减振机构的上端固连。

小腿杆包括第二作动筒和第二减振机构，第二作动筒的下端与第二减振机构的上端固连。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）利用惯容可以有效提高机械结构减振性能的特性，提升辅助行走外骨骼的减振性能。

（2）通过减振机构、作动筒使辅助行走外骨骼同时具有减振、调节功能，增强辅助行走外骨骼的实用性，使其可适用于更广泛的应用范围。

附图说明

图1 为本发明所述的含惯容的辅助行走外骨骼的三维图。

图2 为图1的前视图。

图3 为图1的俯视图。

图4 为图1的斜杆的三维图，其中减振机构采用实施例1。

图5 为图1的小腿杆的三维图，其中减振机构采用实施例1。

图6 为图1的减振机构的实施例2图。

图7 为图1的减振机构的实施例3图。

具体实施方式