[发明专利]踝关节助力装置

说明书

本发明公开一种踝关节助力装置，该踝关节助力装置包括脚踝助力组件、拉动组件以及离合组件。脚踝助力组件包括固定底座与第一弹性组件，固定底座用于与用户的脚踝保持相对固定，第一弹性组件的一端与固定底座连接；拉动组件包括小腿绑缚，小腿绑缚用于绑缚于用户的小腿上；离合组件包括大腿绑缚与离合件，大腿绑缚用于绑缚于用户的大腿上，离合件与大腿绑缚连接。通过上述方式，本发明可以为用户提供踝关节助力。

技术领域

本发明涉及关节助力领域，特别涉及到一种踝关节助力装置。

背景技术

踝关节是人体运动中一个十分重要的关节，在行走过程中踝关节输出扭矩可达250Nm，功率可达200W，因此在外骨骼、康复医疗、助残器械领域，踝关节助力装置已成为研究热点。

现有的踝关节助力装置主要包括动力源驱动型踝关节助力装置和无动力型踝关节助力装置。动力源驱动型踝关节助力装置由于动力元件、减速装置、电源装置，导致整个助力装置重量增加，体积庞大，穿戴不便，运动迟缓、续航能力差等问题。无动力型踝关节均包含与小腿结合的刚性框架，且助力与非助力离合实现方式依赖地面反作用力，导致离合器结构复杂。因此，现有的动力源驱动型踝关节助力装置和无动力型踝关节助力装置均具有较大的重量，且助力方式较为复杂，不便进行穿戴。

发明内容

本发明主要提供一种踝关节助力装置，以解决现有技术中踝关节助力装置助力方式复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种踝关节助力装置，所述助力装置包括:脚踝助力组件，包括固定底座与第一弹性组件，所述固定底座用于与用户的脚踝保持相对固定，所述第一弹性组件的一端与所述固定底座连接；拉动组件，包括小腿绑缚，所述小腿绑缚用于绑缚于所述用户的小腿上；离合组件，包括大腿绑缚与离合件，所述大腿绑缚用于绑缚于所述用户的大腿上，所述离合件与所述大腿绑缚连接；其中，当所述用户的漆关节处于伸直状态时，所述离合件在所述大腿绑缚拉动下将所述第一弹性组件的另一端与所述小腿绑缚进行锁定，以使得在所述用户的小腿前倾过程中，由所述小腿绑缚拉动所述第一弹性组件进行储能，并在所述用户的脚踝跖屈离地过程中，由所述第一弹性组件通过所述固定底座为所述用户的脚踝提供助力；当所述用户膝关节处于弯曲状态时，所述离合件释放所述第一弹性组件的另一端与所述小腿绑缚之间的锁定。

根据本发明提供的一实施方式，所述拉动组件进一步包括第二弹性组件，所述第二弹性组件连接所述小腿绑缚和所述第一弹性组件的另一端，用于在所述用户的小腿摆动伸展过程中产生比所述第一弹性组件更大的弹性形变量，并在所述用户的膝关节回复到所述伸直状态的过程中，将所述第一弹性组件的另一端复位至预定位置，以使得所述离合件能够将所述第一弹性组件的另一端与所述小腿绑缚进行锁定。

根据本发明提供的一实施方式，所述第二弹性组件包括弹性绳与刚性绳，所述弹性绳的一端连接于所述小腿绑缚上，所述弹性绳的另一端与所述刚性绳的一端连接，所述刚性绳的另端与所述第一弹性组件的另一端连接，其中所述刚性绳的弹性系数大于所述第一弹性组件，所述第一弹性组件的弹性系数大于所述弹性绳。

根据本发明提供的一实施方式，当所述用户的膝关节处于伸直状态时，所述大腿绑缚拉动离合件将所述刚性绳压持于所述小腿绑缚上，进而实现所述第一弹性组件的另一端与所述小腿绑缚之间的锁定。

根据本发明提供的一实施方式，所述离合件包括杠杆，所述杠杆与所述小腿绑缚铰接，所述杠杆的一端与所述大腿绑缚连接，进而在所述大腿绑缚的拉动下，带动所述杠杆的另一端将所述刚性绳压持于所述小腿绑缚上。

根据本发明提供的一实施方式，所述杠杆的一端与所述杠杆的铰接点之间的距离大于所述杠杆的另一端与所述杠杆的铰接点，当所述用户的膝关节处于弯曲状态时，所述杠杆在自身重力的作用下进行翻转，进而使得所述杠杆的另一端与所述小腿绑缚分离，并释放所述刚性绳。

根据本发明提供的一实施方式，所述离合件还包括连接绳，所述连接绳的一端与所述大腿绑缚连接，所述连接绳的另一端与所述杠杆的一端连接。