[发明专利]一种基于滑块传动的助力行走装置

权利要求书

1.一种基于滑块传动的助力行走装置，其特征在于：包括分别协助左右腿迈步的两个助力装置，两个助力装置之间设有连接架（1），连接架（1）的前部具有腰带（2），两个助力装置呈对称设置；

所述助力装置包括机架（3）、保护壳（4）、轴（5）、内侧锥齿轮（6）、外侧锥齿轮（7）、挡板（8）、圆盘滑块（9）、电机（10）、滑块位移件（11）、大腿托板（12）、驱动锥齿轮（13）；

所述机架（3）固定在连接架（1）上，所述保护壳（4）盖合于机架（3），保护壳（4）底部具有开口，所述轴（5）安装于保护壳（4）和机架（3）的之间，轴（5）呈水平安装，轴（5）垂直于人的行走方向，所述轴（5）的中间位置具有轴向的花键；

所述圆盘滑块（9）安装于轴（5）上，圆盘滑块（9）圆心位置设有花键孔，圆盘滑块（9）位于轴（5）的花键区域活动；所述圆盘滑块（9）两侧的圆形边缘一周均设有齿形结构；所述圆盘滑块（9）的外圆一周开设有环形的位移件导轨槽；

所述挡板（8）固定连接于轴（5）上，挡板（8）的内侧面上设有一对挡块（14）；

所述内侧锥齿轮（6）和外侧锥齿轮（7）均转动连接于轴（5）上，轴（5）分别贯穿于内侧锥齿轮（6）和外侧锥齿轮（7）的中心，内侧锥齿轮（6）位于挡板（8）与圆盘滑块（9）之间，外侧锥齿轮（7）位于圆盘滑块（9）外侧的轴（5）上，内侧锥齿轮（6）的锥齿面和外侧锥齿轮（7）的锥齿面相对设置，内侧锥齿轮（6）和外侧锥齿轮（7）相对的面上分别设有一圈齿形结构，内侧锥齿轮（6）的齿形结构可与圆盘滑块（9）内侧的齿形结构相互啮合，外侧锥齿轮（7）的齿形结构可与圆盘滑块（9）外侧的齿形结构相互啮合；

所述驱动锥齿轮（13）由电机（10）驱动单向转动，电机（10）固定于保护壳（4）内，驱动锥齿轮（13）位于内侧锥齿轮（6）和外侧锥齿轮（7）之间，且分别与内侧锥齿轮（6）和外侧锥齿轮（7）啮合；

所述大腿托板（12）的上端位于保护壳（4）内，上端具有套于轴（5）的套圈，下端设有脚踩的压力传感器（15），大腿托板（12）贯穿于保护壳（4）底部的开口，所述大腿托板（12）限位于挡板（8）内侧面的一对挡块（14）之间；

所述保护壳（4）内固定设有导向杆（16），导向杆（16）平行于轴（5），所述滑块位移件（11）设置在导向杆（16）上，滑块位移件（11）的头部嵌于圆盘滑块（9）外圆一周的位移件导轨槽内，所述滑块位移件（11）两侧的导向杆（16）上套有复位弹簧（17）；

所述保护壳（4）内还固定设有内侧电磁铁（18）和外侧电磁铁（19），内侧电磁铁（18）和外侧电磁铁（19）位于滑块位移件（11）的两侧，驱动滑块位移件（11）沿导向杆（16）活动，压力传感器（15）信号连接内侧电磁铁（18）和外侧电磁铁（19）；

所述机架（3）内侧设有迈步传感器（20），迈步传感器（20）位于大腿托板（12）摆动路径内，迈步传感器（20）位于机架（3）与地面垂直线的前方位置，迈步传感器（20）信号连接电机（10）；

所述机架（3）内侧设有两个极限传感器（26），两个极限传感器（26）分别位于机架（3）与地面垂直线的两侧，极限传感器（26）信号连接内侧电磁铁（18）和外侧电磁铁（19）；

所述内侧锥齿轮（6）、外侧锥齿轮（7）、圆盘滑块（9）的齿形结构均为一端直角，另一端为大于90度的斜角；

所述连接架（1）内置电源模块（21）、控制模块（22）、语音播报模块（23），连接架（1）外设有控制器（24），控制器（24）上具有电量显示屏、步速调节旋钮、行走模式按键、攀爬模式按键、电源开关；

所述大腿托板（12）的下端为脚踩板，压力传感器（15）设置在脚踩板上，脚踩板上具有脚部固定带；大腿托板（12）连接脚踩板的部分为弹簧线圈（25）；大腿托板（12）内侧还设有大腿固定带；

使用过程如下：步骤1.按下电源开关，装置通电，在滑块位移件两侧的复位弹簧作用下，滑块位移件与内侧锥齿轮和外侧锥齿轮均处于分离状态，即处于空挡状态；步骤2.固定好腰带、脚部固定带、大腿固定带，在控制器上选择行走模式，并调节步速调节旋钮，改变电机转速，实现步速调节；步骤3.人为迈出左腿或右腿，带动大腿托板向前转动，迈步传感器受压，向控制模块发出信号，电机转动，带动驱动锥齿轮转动，驱动内侧锥齿轮和外侧锥齿轮同时转动；步骤4.同时，外侧电磁铁得电吸合，推动滑块位移件在导向杆上移动，滑块位移件带动圆盘滑块靠向内侧锥齿轮，复位弹簧被压缩，圆盘滑块的齿形结构与内侧锥齿轮的齿形结构啮合，内侧锥齿轮带动圆盘滑块转动，圆盘滑块带动轴以及挡板同步转动，挡板通过一对挡块带动大腿托板向前转动，提供摆动助力，带动人腿实现抬腿动作；步骤5.当使用者腿部迈出后，脚部进一步着地踩踏时，压力传感器受压感应，发出信号，外侧电磁铁断电，复位弹簧释放压缩力推出滑块位移件，与此同时，电机反转0.2秒后继续正转；步骤6.恢复空挡状态后，大腿托板处于自由旋转状态，之前迈出的腿可自由向后退，另一腿部的助力装置重复上述动作，两个助力装置交替协同启动，协助使用者向前迈腿进行走步动作；步骤7.在控制器上选择攀登模式下，在步骤4中，外侧电磁铁断电，内侧电磁铁得电吸合，推动滑块位移件在导向杆上移动，驱动滑块位移件带动圆盘滑块靠向外侧锥齿轮，外侧锥齿轮的齿形结构与圆盘滑块的齿形结构啮合，外侧锥齿轮带动圆盘滑块、轴以及挡板反向同步转动，挡板通过一对挡块带动大腿托板向后转动，提供支撑助力，实现收腿动作，帮助使用者进行爬楼；步骤8.当大腿托板向后退经过迈步传感器，向控制模块发出信号，电机继续反转0.2秒后停止转动，此时内侧电磁铁、外侧电磁铁均处于断电，在复位弹簧的作用下，滑块位移件与内侧锥齿轮和外侧锥齿轮均处于分离状态，大腿托板处于可自由旋转状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于滑块传动的助力行走装置，其特征在于：所述保护壳（4）内以及机架（3）内均设有导向杆套筒，导向杆（16）的两端均置于导向杆套筒内。