[发明专利]一种穿戴式可伸缩下肢外骨骼助力装置及方法

权利要求书

1.一种穿戴式可伸缩下肢外骨骼助力装置，其特征在于，包括外部平衡架(2)、腰部升降机构、大腿固定机构、小腿固定机构、脚板固定机构、脚轮和电源控制机构；所述外部平衡架(2)上固定有包括导轨和导轨钳制器构成的腰部升降机构，大腿固定机构通过髋关节盘式电机(8)连接在腰部升降机构的腰部伸缩杆上，小腿固定机构通过膝关节盘式电机(9)连接在大腿固定机构下部，脚板固定机构连接在小腿固定机构底部；

使用者通过手机APP连接电源控制机构控制髋关节盘式电机(8)和膝关节盘式电机(9)同时动作，带动使用者的大腿和小腿转动，实现移动；通过脚轮实现原地固定、转弯和刹车；通过使用者控制导轨钳制器使得腰部升降机构沿导轨升降，实现起立、下蹲。

2.根据权利要求1所述的一种穿戴式可伸缩下肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述外部平衡架(2)为前部开口的框架结构，腰部固定机构固定在外部平衡架(2)后框架内部，电源控制机构安装在外部平衡架(2)的后端。

3.根据权利要求1所述的一种穿戴式可伸缩下肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述腰部升降机构包括导轨固定后板(31)，导轨固定后板(31)上固定一对导轨(20)，导轨(20)上设有滑块(23)和导轨钳制器(6)，腰部连接板(7)连接在滑块(23)上，通过导轨钳制器(6)控制腰部连接板(7)沿滑块(23)上下移动。

4.根据权利要求3所述的一种穿戴式可伸缩下肢外骨骼助力装置，其特征在于，在腰部连接板(7)两端分别连接有一对腰部伸缩杆，一对腰部伸缩杆端部分别连接有髋关节盘式电机(8)。

5.根据权利要求1所述的一种穿戴式可伸缩下肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述大腿固定机构包括相互套接的一对大腿内杆(11)和一对大腿外杆(10)，一对大腿内杆(11)分别连接在髋关节盘式电机(8)上，一对大腿外杆(10)连接膝关节盘式电机(9)。

6.根据权利要求5所述的一种穿戴式可伸缩下肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述小腿固定机构包括相互套接的一对小腿内杆(14)和小腿外杆(15)，一对小腿内杆(14)分别连接在膝关节盘式电机(9)上，小腿外杆(15)连接脚板固定机构。

7.根据权利要求6所述的一种穿戴式可伸缩下肢外骨骼助力装置，其特征在于，一对大腿外杆(10)上分别连接有大腿绑带板(18)，一对小腿外杆(15)上连接有小腿绑带板(16)，大腿外杆(10)和小腿绑带板(16)通过弹力绑带(34)紧固。

8.根据权利要求7所述的一种穿戴式可伸缩下肢外骨骼助力装置，其特征在于，髋关节盘式电机(8)与膝关节盘式电机(9)之间倾斜15-20°；小腿固定机构与膝关节盘式电机(9)保持在同一垂线上。

9.根据权利要求1所述的一种穿戴式可伸缩下肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述外部平衡架(2)的底部连接四个脚轮连接板(3)，前侧两个脚轮连接板(3)连接缓震万向轮(1)，后侧两个脚轮连接板(3)连接缓震定向轮(12)；缓震万向轮(1)和缓震定向轮(12)上设有缓震弹簧(30)和刹车板(29)。

10.一种权利要求1-9任一项所述装置的行走方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)使用者调节大腿外杆与大腿内杆、小腿外杆与小腿内杆、左腰部伸缩杆与右腰部伸缩杆，将自身型体穿戴进大腿绑带板(18)和小腿绑带板(16)，并将身体于固定腰部连接板(7)上；

2)使用者用脚将前端两侧缓震定向轮(12)后侧的刹车踏脚踩下，将下肢外骨骼助力机械装置固定在原地；

3)使用者使用弹力绑带将腿部分别固定在大腿绑带板(18)和小腿绑带板(16)上；

4)使用者通过手机APP连接电源控制机构，控制髋关节盘式电机(8)和膝关节盘式电机(9)同时动作产生扭矩，带动使用者大腿和小腿转动，实现前进和后退；

5)使用者通过缓震定向轮(12)实现转弯，通过缓震定向轮上的缓震弹簧实现平稳性；

6)使用者旋转导轨钳制器，通过滑块与导轨配合，进行起立、下蹲动作；

7)完成起立、下蹲动作后，使用者反向旋转导轨钳制器手柄锁紧导轨钳制器，重新进行其他运动。