[发明专利]一种无动力下肢外骨骼装置

说明书

一种无动力下肢外骨骼装置，包括从上至下依次连接的腰部、髋关节、大腿、膝关节、小腿、踝关节和足部；腰部包括中板、两个柔性模块、两个腰板和两个滑动体，中板为矩形伸缩架结构，中板固定安装在腰部后侧，两个柔性模块的结构相同且左右对称固定在中板两侧，两个柔性模块另一端与腰板后侧固定连接，两个腰板的前侧均设置有腰带扣，两个腰带扣之间连接有腰绑带，两个滑动体分别左右对称滑动设置在两个腰板上，滑动体一端通过腰板上的轨道槽与腰板连接，另一端与髋关节底壳铰接。本发明结构简单、运动灵活、舒适性高、易于穿戴，能有效减轻身体负担，辅助穿戴者行走，帮助下肢无力者恢复步行能力。

技术领域

本发明属于外骨骼助力装置技术领域，具体涉及一种无动力下肢外骨骼装置。

背景技术

外骨骼助力装置是一种仿人体的骨骼构造且协同穿戴者运动的机械装置，用于辅助穿戴者行走。外骨骼按是否使用能源划分为无动力外骨骼和动力外骨骼。

动力外骨骼需要能源提供动力，如内燃机、电池等装置，除此之外还需要电机、传感器、控制器等元器件，导致动力外骨骼结构复杂、续航能力弱、价格昂贵、维修费用高，不利于推广使用。

无动力外骨骼不需要额外的动力来源，相对于动力外骨骼，其结构简单、续航能力强、价格便宜、方便维修，有利于推广使用。

现有的无动力外骨骼灵活性和穿戴舒适性较差，且无弹性储能机构，不能实现运动省力。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、运动灵活、舒适性高、易于穿戴、结构尺寸可调节、能使正常穿戴者省力、下肢运动障碍者部分恢复正常运动的无动力下肢外骨骼装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无动力下肢外骨骼装置，其特征在于，包括从上至下依次连接的腰部、髋关节、大腿、膝关节、小腿、踝关节和足部；所述腰部包括中板、两个柔性模块、两个腰板和两个滑动体，中板为矩形伸缩架结构，中板固定安装在腰部后侧，两个柔性模块的结构相同且左右对称固定在中板两侧，两个柔性模块另一端与腰板后侧固定连接，两个腰板的前侧均设置有腰带扣，两个腰带扣之间连接有腰绑带，两个滑动体分别左右对称滑动设置在两个腰板上，滑动体一端通过腰板上的轨道槽与腰板连接，另一端与髋关节底壳铰接；所述髋关节包括两组髋关节仿骨架，两组髋关节仿骨架的结构相同且左右对称设置，两组髋关节仿骨架的上侧分别与两个腰部的滑动体固定连接；所述大腿包括两组大腿仿骨架，两组大腿仿骨架的结构相同且左右对称设置，两组大腿仿骨架的上侧分别与两个髋关节仿骨架的下侧固定连接；所述膝关节包括两组膝关节仿骨架，两组膝关节仿骨架的结构相同且左右对称设置，两组膝关节仿骨架的上侧分别与两组大腿仿骨架的下侧固定连接；所述小腿包括两组小腿仿骨架，两组小腿仿骨架与大腿仿骨架的结构相同，且左右对称设置，两组小腿仿骨架的上侧分别与两组膝关节仿骨架的下侧固定连接；所述踝关节包括两组踝关节仿骨架，两组踝关节仿骨架的结构相同且左右对称设置，两组踝关节仿骨架的上侧分别与两组小腿仿骨架的下侧固定连接，左侧的踝关节仿骨架包括球壳和球形关节，球壳与小腿部仿骨架的下端连接，球形关节下端与足仿骨架固定连接，球形关节沿球壳内的弧形槽孔转动，球形关节也沿球壳外弧形槽转动；所述足部包括两组足仿骨架，两组足仿骨架的结构相同且左右对称设置，两组足仿骨架的上侧分别与两组踝关节仿骨架的下侧铰接，左侧的足仿骨架包括三角支架和脚板，三角支架上端通过销轴与踝关节的球形关节连接，三角支架下端通过螺钉与脚板固定连接。

髋关节仿骨架包括底壳、上壳和扭簧，底壳一端与滑动体固定连接，底壳另一端与上壳转动连接，上壳与大腿仿骨架固定连接，底壳和上壳包裹扭簧，扭簧一端与底壳接触，扭簧另一端与上壳接触。

大腿仿骨架包括外壳管、丝杆管套、丝杆和螺母，外壳管包裹在丝杆管套外，外壳管一端通过弓形连接件与膝关节仿骨架固定连接，外壳管另一端悬空，丝杆管套包裹在丝杆外，丝杆管套一端与髋关节仿骨架固定连接，丝杆管套另一端与螺母固定连接，螺母通过在丝杆上轴向位移调节大腿仿骨架长度。