[发明专利]一种基于绳传动的可穿戴式柔性踝关节助力机构

权利要求书

1.一种基于绳传动的可穿戴式柔性踝关节助力机构，其特征在于，包括了绳传动机械模块，弹簧回复模块，足部穿戴模块和小腿穿戴模块四个模块，通过舵机驱动柔性绳拉动足部穿戴模块实现足部的背屈运动，再通过弹簧回复模块拉动回复实现足部的跖屈运动，从而辅助踝关节运动障碍患者行走助力；整体结构紧凑，穿戴方便且舒适。

2.如权利要求1所述的绳传动机械模块，其特征在于搭载了驱动舵机和传动装置，是所有模块的动力源，具有很重要的作用。

3.如权利要求2所述的传动装置，其特征在于由连接板，绕线盘和卡线滑轮等组成，其中连接板起到连接舵机与绕线盘等的作用，同时在后方设计有缝槽，是为了插入魔术贴带，再与小腿穿戴模块相连接。

4.如权利要求1所述的足部穿戴模块，其特征在于由一体式鞋垫和可穿戴鞋部分组成，是传动结构，将驱动舵机的拉力传动到脚部，拉动脚部进行背屈运动，同时也是患者穿戴到脚上的柔性穿戴部分。

5.如权利要求4所述的一体式鞋垫，其特征在于集传感与穿戴为一体的末端执行机构，起到了辅助脚部运动和实时检测踝关节信息等作用。

6.如权利要求4所述的一体式鞋垫，其特征在于是一种三层式的一体式鞋垫，该三层结构由上到下分别是上层柔性鞋垫，中间层结构件和下层柔性鞋垫，它们之间通过双面扣铆钉进行连接。

7.如权利要求6所述的中间层结构件，其特征在于由中间层前端结构和中间层后端结构组成，另外还要安装分布式传感器；中间层前端的是起到绳索的连接作用，绳传动绳索最终作用点应该位于鞋垫侧面两端，而该中间层前端就是确定了绳索末端作用点，位于该结构的两侧最外侧的小孔处，其它的孔是为了双面扣铆钉铆合的作用孔；中间层后端的主要作用是连接弹簧末端，起到连接作用和承受力的作用，其他孔也是为了双面扣铆钉铆合的作用孔；其材料为3D打印PLA材料作为两个结构件材料。

8.如权利要求1所述的弹簧回复模块，其特征在于主要由拉力弹簧和连接装置构成，能在背屈阶段储存弹性势能，在跖屈阶段靠弹力辅助跖屈。弹簧的储能阶段主要是来自于支撑相人身体前倾的过程和摆动相舵机拉动绳索辅助背屈的过程。

9.如权利要求8所述的拉力弹簧，其特征在于长度为500mm，弹性系数为0.38N/mm的不锈钢材料的拉力弹簧。

10.如权利要求1所述的小腿穿戴模块，其特征在于采用可自由调节的小腿绑带与魔术贴带组成，将绳传动机械模块束缚到小腿处，起到连接的作用，同时也搭载了弹簧回复模块。

11.如权利要求1所述的小腿穿戴模块，其特征在于小腿绑带选用透气性良好的高弹潜水布料，绑带材质柔软贴合小腿轮廓，而且强度大不易拉伸变形，可以承受绳传动机械模块的力而不会发生显著变形从而影响精度；小腿绑带与绳传动机械模块采用魔术贴带进行连接，穿戴方便可调。