一种无动力行走助力柔性外骨骼装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无动力行走助力柔性外骨骼装置，包括行走装置和动力装置，所述行走装置设置在人的下肢上，并与动力装置相互联动，以接收动力装置输出的动力并带动人的下肢行走，所述动力装置包括脚踏机构和联动机构，所述脚踏机构设置于人的鞋底上，用于供人踩踏输出动力，所述联动机构设置于人的腿上，并与脚踏机构联动，还与行走装置联动，用于接收脚踏机构的输出动力，并将动力传递至行走装置以驱动行走装置行走。本发明专利技术的无动力行走助力柔性外骨骼装置，通过脚踏机构和联动机构的设置，便可以有效的实现一个将人行走的过程中脚踩的动力传递到行走装置的效果，如此结构简单、成本低且不需要依靠外动力源。

A flexible exoskeleton device with unpowered walking support

The invention discloses an unpowered walking support flexible exoskeleton device, including a walking device and a power device. The walking device is arranged on a human lower limb and is linked to a power device to receive power output from a power device and walk with moving lower limbs. The power device includes a foot mechanism and a linkage machine. The pedal mechanism is set on the sole of the person's shoe, which is used for people to tread the output power. The linkage mechanism is set on the human leg, linkage with the foot mechanism and linkage with the walking device to receive the output power of the foot mechanism, and transfer the power to the walking device to drive the walking device. The unpowered walking support flexible exoskeleton device of the invention can effectively realize the effect of the power of foot stepping in the process of walking through the setting of the foot mechanism and the linkage mechanism, so the structure is simple, low cost and no need to rely on the external power source.

【技术实现步骤摘要】
一种无动力行走助力柔性外骨骼装置
本专利技术涉及一种行走装置，更具体的说是涉及一种无动力行走助力柔性外骨骼装置。
技术介绍
行走运动是人体最重要的肢体运动之一，与人们的日常生活密切相关。许多人在日常工作和生活中需要进行长时间、长距离的行走运动，如护士、城市环卫工人、管道维护人员及军事人员等，其工作过程中大部分时间内处于行走状态，繁忙的工作和长时间的行走会极大的影响他们的工作效率和生活质量。同时随着社会经济的高速发展及人们对自然界探索的不断深入，如自然资源的探测、户外探险活动等对人体行走运动的能力提出了更高的要求。长时间、长距离的行走经常会导致身体不适及肌肉疲劳等症状，长期性的肌肉疲劳更是引起肌肉组织损伤的最主要原因，严重的肌肉损伤甚至会导致肾功能衰竭等后果。肌肉组织损伤会极大地影响人体进行正常肢体运动的能力，降低生活质量，而且肌肉组织损伤对人体的损害是无法挽回的。因此，为了对人体进行更好的保护，研究一种便于穿戴、能够辅助人体下肢进行正常行走运动的装置十分必要。自19世纪60年代以来，工程师们不断的在设计一种机器，以使人们走路变得更加轻便简单。下肢外骨骼机器人具有增强人体机能和辅助下肢康复训练的功能，这些功能可以帮助人们更好的行走，在军事和医疗领域具有很好的发展前景，逐渐成为机器人领域的研究热点。国外研究中，美国一家电气公司研制出一款可穿戴的单兵装备，用于增强士兵的持重及负重能力，缓解士兵长距离负重行军引起的疲劳″日本筑波大学研制的助力腿，该装置通过采集贴在人皮肤上的肌电传感器信号精确控制实现助力行走。国内助力装置研究也发展迅速中国兵器工业集团公司研制了单兵外骨骼系统，适用于侦察、巡逻等行动任务！这些助力装置结构复杂，需要外部动力源，如电池″电机等，成本高，多用于军事领域，这与军工中有完善的后勤保障有关。如果该类产品用于民用，当动力源缺失时，助力装置成为累赘，实用性不高。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种结构简单、成本低、不依靠外动力源的无动力行走助力柔性外骨骼装置。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种无动力行走助力柔性外骨骼装置，包括行走装置和动力装置，所述行走装置设置在人的下肢上，并与动力装置相互联动，以接收动力装置输出的动力并带动人的下肢行走，所述动力装置包括脚踏机构和联动机构，所述脚踏机构设置于人的鞋底上，用于供人踩踏输出动力，所述联动机构设置于人的腿上，并与脚踏机构联动，还与行走装置联动，用于接收脚踏机构的输出动力，并将动力传递至行走装置以驱动行走装置行走。作为本专利技术的进一步改进，所述脚踏机构包括嵌设在左脚鞋底内的左气囊和嵌设在右脚鞋底内的右气囊，所述联动机构包括贴设在人的左右腿上并沿着人的左右腿延伸的左通气管道和右通气管道，所述左通气管道的一端与左气囊连接并相互连通，所述右通气管道的一端与右气囊连接并相互连通，所述行走装置包括用于套接在人腰上的固定环、左气动杆和右气动杆，所述左气动杆的一端和右气动杆的一端均与固定环固定连接，所述左气动杆相对于固定环的另一端固定在人的左膝盖的位置上，所述右气动杆相对于固定环的另一端固定在人的右膝盖的位置上，所述左气动杆与固定环连接的一端与左通气管道相对于左气囊的另一端连接并相互连通，所述右气动杆与固定环连接的一端与右通气管道相对于右气囊的另一端连接并相互连通，当左气囊被踩下压缩时，左气动杆充气伸长，推动左膝盖向下运动，右气囊膨胀，右气动杆被抽气缩短，拉动右膝盖向上运动，当右气囊被踩下压缩时，右气动杆充气伸长，推动右膝盖向下运动，左气囊膨胀，左气动杆被抽气缩短，拉动左膝盖向上运动。作为本专利技术的进一步改进，所述左气动杆相对于固定环的另一端固定连接有左套环，所述右气动杆相对于固定环的另一端固定连接有右套环，所述左套环套接在人左腿膝盖上方大腿的位置上，所述右套环套接在人右腿膝盖上方大腿的位置上，所述左套环和右套环均为弹性伸缩带，所述左气动杆相对于固定环的另一端和右气动杆相对于固定环的另一端，分别与两条弹性伸缩带固定连接，所述弹性伸缩带的两端通过魔术贴固定连接，以套接在人左腿膝盖和右腿膝盖的上方的位置上，当弹性伸缩带固定在人腿上时，弹性伸缩带被拉伸产生弹力。作为本专利技术的进一步改进，所述左气动杆和右气动杆均为气动肌肉，所述固定环包括固定带和设置在固定带一端的锁扣，所述固定带相对于锁扣的另一端伸入到锁扣内被锁扣锁定，以将固定带形成一个环套接在人的腰上，所述左气动杆的一端和右气动杆的一端均固定在固定带上。作为本专利技术的进一步改进，所述左气囊和右气囊均包括囊体和设置在囊体内驱动囊体压缩复位的复位组件，所述囊体呈长条波纹管状，其一端与鞋底固定连接，另一端与地面相接触，所述复位组件包括复位弹簧，该复位弹簧的两端分别与囊体的两端同轴固定，所述囊体与鞋底连接的一端开设有透气孔，所述左通气管道相对于左气囊的一端和右通气管道相对于右气囊的一端分别与两个透气孔固定连接并与透气孔相互连通。作为本专利技术的进一步改进，所述左通气管道的管体与左套环的弹性伸缩带固定连接，所述右通气管道的管体与右套环的弹性伸缩带固定连接。作为本专利技术的进一步改进，所述左气动杆和右气动杆均为气动肌肉，所述固定环包括环状的弹性充气管体，当固定环固定到人的腰上时，弹性充气管体充气套在人的腰上固定，所述弹性充气管体包括左管体和右管体，所述左通气管道相对于左气囊的另一端和左气动杆的一端均与左管体相互连接并连通，所述右通气管道相对于右气囊的另一端和右气动杆的一端均与右管体相互连接并连通。作为本专利技术的进一步改进，所述左通气管道和右通气管道的外管壁上均设有若干个沿左通气管道和右通气管道长度方向排布的粘贴扣，所述粘贴扣为魔术扣，用于粘贴到人的裤腿上。本专利技术的有益效果，通过行走装置的设置，便可以有效的在人们行走的过程中对于人的下肢实现一个行走助力的效果，减轻人们的下肢的负担，而通过动力装置的设置，便可以有效的提供一个动力给行走装置，使得行走装置的能够很好的带动人的下肢进行行走了，而将动力装置设置成脚踏机构和联动就，便可以利用脚踏机构有效的将人行走过程中所产生的踩踏力进行转化后输出，而通过联动机构的设置，便可以有效的将脚踏机构所输出的动力传递到行走装置内，如此行走装置便可以接收动力进行助力行走了，相比于现有技术中的助力行走装置，通过脚踏机构实现了利用了人的行走的脚踏力作为主要动力，相比于现有技术中的助力装置需要通过外部的动力源进行动力驱动的结构，不会出现动力缺失导致的动力源成累赘的问题。附图说明图1为本专利技术的无动力行走助力柔性外骨骼装置的整体结构图；图2为脚踏机构的整体结构图；图3为固定环实施例2的整体结构图。具体实施方式下面将结合附图所给出的实施例对本专利技术做进一步的详述。参照图1至3所示，本实施例的一种无动力行走助力柔性外骨骼装置，包括行走装置1和动力装置2，所述行走装置1设置在人的下肢上，并与动力装置2相互联动，以接收动力装置2输出的动力并带动人的下肢行走，所述动力装置2包括脚踏机构21和联动机构22，所述脚踏机构21设置于人的鞋底上，用于供人踩踏输出动力，所述联动机构22设置于人的腿上，并与脚踏机构21联动，还与行走装置1联动，用于接收脚踏机构21的输出动力，并将动力传递至行走装置1以驱动行走装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无动力行走助力柔性外骨骼装置，包括行走装置(1)和动力装置(2)，所述行走装置(1)设置在人的下肢上，并与动力装置(2)相互联动，以接收动力装置(2)输出的动力并带动人的下肢行走，其特征在于：所述动力装置(2)包括脚踏机构(21)和联动机构(22)，所述脚踏机构(21)设置于人的鞋底上，用于供人踩踏输出动力，所述联动机构(22)设置于人的腿上，并与脚踏机构(21)联动，还与行走装置(1)联动，用于接收脚踏机构(21)的输出动力，并将动力传递至行走装置(1)以驱动行走装置(1)行走。

【技术特征摘要】
1.一种无动力行走助力柔性外骨骼装置，包括行走装置(1)和动力装置(2)，所述行走装置(1)设置在人的下肢上，并与动力装置(2)相互联动，以接收动力装置(2)输出的动力并带动人的下肢行走，其特征在于：所述动力装置(2)包括脚踏机构(21)和联动机构(22)，所述脚踏机构(21)设置于人的鞋底上，用于供人踩踏输出动力，所述联动机构(22)设置于人的腿上，并与脚踏机构(21)联动，还与行走装置(1)联动，用于接收脚踏机构(21)的输出动力，并将动力传递至行走装置(1)以驱动行走装置(1)行走。2.根据权利要求1所述的无动力行走助力柔性外骨骼装置，其特征在于：所述脚踏机构(21)包括嵌设在左脚鞋底内的左气囊(211)和嵌设在右脚鞋底内的右气囊(212)，所述联动机构(22)包括贴设在人的左右腿上并沿着人的左右腿延伸的左通气管道(221)和右通气管道(222)，所述左通气管道(221)的一端与左气囊(211)连接并相互连通，所述右通气管道(222)的一端与右气囊(212)连接并相互连通，所述行走装置(1)包括用于套接在人腰上的固定环(11)、左气动杆(12)和右气动杆(13)，所述左气动杆(12)的一端和右气动杆(13)的一端均与固定环(11)固定连接，所述左气动杆(12)相对于固定环(11)的另一端固定在人的左膝盖的位置上，所述右气动杆(13)相对于固定环(11)的另一端固定在人的右膝盖的位置上，所述左气动杆(12)与固定环(11)连接的一端与左通气管道(221)相对于左气囊(211)的另一端连接并相互连通，所述右气动杆(13)与固定环(11)连接的一端与右通气管道(222)相对于右气囊(212)的另一端连接并相互连通，当左气囊(211)被踩下压缩时，左气动杆(12)充气伸长，推动左膝盖向下运动，右气囊(212)膨胀，右气动杆(13)被抽气缩短，拉动右膝盖向上运动，当右气囊(212)被踩下压缩时，右气动杆(13)充气伸长，推动右膝盖向下运动，左气囊(211)膨胀，左气动杆(12)被抽气缩短，拉动左膝盖向上运动。3.根据权利要求2所述的无动力行走助力柔性外骨骼装置，其特征在于：所述左气动杆(12)相对于固定环(11)的另一端固定连接有左套环(121)，所述右气动杆(13)相对于固定环(11)的另一端固定连接有右套环(131)，所述左套环(121)套接在人左腿膝盖上方大腿的位置上，所述右套环(131)套接在人右腿膝盖上方大腿的位置上，所述左套环(121)和右套环(131)均为弹性伸缩带(3)，所述左气动杆(12)相对于固定环(11)的另一端和右气动杆(13)相对于固定环(11)的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，
申请(专利权)人：温州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33