[发明专利]腿部绑缚自动收紧装置及外骨骼

说明书

本发明提供一种腿部绑缚自动收紧装置及外骨骼，其中，腿部绑缚自动收紧装置包括：气囊、气吹以及柔性绑带；气囊初始处于未充气状态，气吹初始处于充气状态，气囊初始状态下的直径小于气吹初始状态下的直径；气囊和气吹均为若干个，若干个气囊和若干个气吹交替地连接于柔性绑带的内侧，且若干个气囊和若干个气吹通过气管彼此连通；柔性绑带两端能够连接形成一适于穿戴的环形结构。本发明通过气吹给气囊充气实现收紧，结构简单试用方便。本发明腿部绑缚自动收紧装置通过人体行走时和绑缚之间的交互力即可完成充气收紧过程，不需要外部供电和驱动装置。本发明腿部绑缚自动收紧装置穿戴方便，避免了手动调节绑缚带长度，卡扣扣合后可自动收紧。

技术领域

本发明涉及外骨骼机器人技术领域，尤其涉及一种腿部绑缚自动收紧装置及外骨骼。

背景技术

外骨骼是一种可穿戴的机电智能系统，可跟随穿戴者的动作获取运动信息或者通过外骨骼自身动力装置起到增强穿戴者身体机能的作用。作为外骨骼的重要组成部分，绑缚系统不仅负责外骨骼与人体的连接与固定，还是外骨骼系统中承担人机交互的物理界面。因在外骨骼的使用过程中需要人体持续穿戴进行操作，所以从可穿戴性的角度关注人机之间的接触状态和交互体验尤为重要，这也是外骨骼性能评价的关键指标之一。

绑缚系统是由作用在肢体、腰部或背部等用于实现人机匹配和协同运动的包覆件所构成的柔性支撑。作为穿戴者与外骨骼刚性结构之间的物理接触界面，绑缚系统也是人体与外骨骼之间运动及力反馈等信息传递的重要渠道。人机之间的高度耦合和人机随动通过绑缚系统实现，其设计除需满足基本穿戴要求与人机联动性等功能外，还期望有助于减缓穿戴疲劳感、增加操作持久力并为穿戴者营造良好的生理与心理感受。

然而，现有的外骨骼腿部绑缚收紧系统主要由魔术贴、能量带、BOA旋钮等组成。上述结构的绑缚收紧系统在穿戴时均需要根据不同人的体型手动调节，需要穿戴者有一段时间的学习过程；使用一段时间后会逐渐松动，影响外骨骼正常的助力效果；调节后多余的长度未经处理会垂吊在绑缚系统上，会影响外骨骼观感及某些工况的使用。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种腿部绑缚自动收紧装置及外骨骼，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提供一种腿部绑缚自动收紧装置，其包括：气囊、气吹以及柔性绑带；

所述气囊初始处于未充气状态，所述气吹初始处于充气状态，所述气囊初始状态下的直径小于所述气吹初始状态下的直径；

所述气囊和气吹均为若干个，若干个气囊和若干个气吹交替地连接于所述柔性绑带的内侧，且所述若干个气囊和若干个气吹通过气管彼此连通；

所述柔性绑带两端能够连接形成一适于穿戴的环形结构。

作为本发明腿部绑缚自动收紧装置的改进，所述气囊初始处于未充气状态时为一圆柱形气囊。

作为本发明腿部绑缚自动收紧装置的改进，所述气吹初始处于充气状态时为一锥形气吹。

作为本发明腿部绑缚自动收紧装置的改进，所述气囊为三个，所述气吹为两个，三个气囊和两个气吹交替排列，并共同连接于一弧形的气管上。

作为本发明腿部绑缚自动收紧装置的改进，所述气囊上还连接有一能够打开或者关闭的出气口。

作为本发明腿部绑缚自动收紧装置的改进，所述腿部绑缚自动收紧装置还包括：挡板和卡扣，所述挡板具有适于穿戴的弧度，所述柔性绑带一端与所述挡板的一端相连接，另一端通过所述卡扣与所述挡板的另一端相连接。

作为本发明腿部绑缚自动收紧装置的改进，所述挡板上形成有若干镂空区域，所述若干镂空区域适于所述挡板弯曲形成所述弧度。