[发明专利]一种旋转缓冲助力机构和外骨骼踝关节缓冲助力装置

说明书

本发明提供了一种旋转缓冲助力机构和外骨骼踝关节缓冲助力装置,其中该机构包括旋转外扩组件、弹性复位件以及内撑异构件；所述旋转外扩组件包括第一旋转件和第二旋转件，所述第一旋转件和所述第二旋转件围合形成一可外扩舱室；所述弹性复位件连接于所述第一旋转件和第二旋转件的自由端；所述内撑异构件可旋转地设于所述可外扩舱室内。当外力驱使内撑异构件在可外扩舱室内旋转时，内撑异构件施加力做功被转化成弹性势能存储，存储过程中起到了一个缓冲和阻尼力的作用，当外力结束后，弹性势能被释放转化为动能帮助两个旋转件的自由端靠近，起到助力的作用。

技术领域

本发明涉及医疗康复器械技术领域，尤其涉及一种旋转缓冲助力机构和外骨骼踝关节缓冲助力装置。

背景技术

随着医疗科学技术的不断发展，康复治疗成为一门促进患者和残疾人身心功能康复的新的治疗学科，同时也是一门新的技术专业。它的目的是使人们能够尽可能地恢复日常生活、学习、工作和劳动，以及社会生活的能力，融入社会，改善生活质量。

由于脑血管病、脑外伤等病因导致肢体失去活动能力，肌肉萎缩的患者，往往靠借助外力被动运动进行康复训练，从而帮助患者恢复肢体力量。在患者通过康复机器人实现被动训练时，既有效地避免穿戴者因缺乏运动而造成的肌肉萎缩问题，又有效的提高穿戴者的康复效果。在康复训练中，关节的康复是较为重要的康复对象，以踝关节为例，在现有踝关节装置中：

①参考“东南大学”“一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构”专利，专利申请公布号CN105616113 A。此种外骨骼踝关节采用了背屈被动弹簧储能单元与跖屈被动弹簧储能单元，通过弹簧支撑单元与踝关节单元连接，并以足侧面板为固定基座，运动时分别完成背屈与跖屈被动储能。可以在使用者行走时储存和释放能量实现缓冲减震和自动复位。1、该方案在产品定型后，完成背屈和跖屈动作时，踝关节处的转动扭力也被设定而无法调整，针对不同用户群体，因体型的差异如肥胖、标准、瘦小，踝关节处所需的扭力也略有不同，用户体验不够完美。2、若弹簧弹性选择较小，则缓冲效果不好，如弹簧弹性选择较大，则在安装预紧时，装配体验不是很好。3、该设计方案体积稍大，对外观造型略有影响。

②参考“浙江大学”的“外骨骼缓冲助力的踝关节”专利，专利授权公告号CN104161610B。包括踝球窝、踝球头、橡胶垫圈和踝座；所述踝座中间开有一孔，该孔与所述踝球头上的轴过盈配合连接，所述踝球窝与踝球头铰接，该踝球头上焊接着一个凸台，踝球窝上开有一个槽，踝球头上的凸台可以从槽内伸出，所述橡胶垫圈置于踝座与踝球窝之间，橡胶垫圈与踝球窝的接触面是平面；踝关节在足部屈伸、外展内收的时候橡胶垫圈会被压缩，储存能量，恢复原形时候释放能量，从而达到缓冲、助力的作用。该方案在产品定型后，完成背屈和跖屈动作时，踝关节处的转动扭力也被设定而无法调整，针对不同用户群体，因体型的差异如肥胖、标准、瘦小，踝关节处所需的扭力也略有不同，用户体验不够完美。使用橡胶垫圈储能，长久之后橡胶会磨损和老化，影响产品可靠性和使用寿命，而且该方案使用的橡胶储能效果有待考量。

③参考“北京工道风行智能技术有限公司”的“液压仿生踝关节”专利，专利申请公布号CN111084681 A。包括：固定座，下端可与碳纤维储能脚连接；液压缓冲机构，压装在固定座上，且液压缓冲机构的转轴与冠状轴相平行，用来提供仿生踝关节跖曲运动和背曲运动时的阻尼力；四棱台结构件，上端可与假肢接受腔连接，下端与液压缓冲机构的转轴连接，四棱台结构件可围绕液压缓冲机构的转轴进行前后向的旋转摆动。该方案需要液压装置，成本高，而且会带来重量和体积的增加。为此本发明才应运而生。

发明内容

鉴于上述情况，本发明首要目的在于提供一种旋转缓冲助力机构，用于针对不同体型所需，能够调节关节扭力大小，带有缓冲和复位功能（即阻力缓冲和助力复位）的外骨骼关节机构。该机构包括：

旋转外扩组件，所述旋转外扩组件包括第一旋转件和第二旋转件，所述第一旋转件和所述第二旋转件围合形成一可外扩舱室，所述第一旋转件和所述第二旋转件的一端均为枢接的枢接端，另一端均为自由端；