一种带支撑的下肢助力行走装置制造方法及图纸

一种带支撑的下肢助力行走装置，主要由腰部支架①、脚部支架②、大腿关节③、小腿关节④、歇息支撑和锁定装置⑤、驱动电机⑥以及电源系统⑦、传感系统⑧、控制系统⑨和通讯报警系统⑩所组成。其中大腿关节③和小腿关节④带动使用者前进并具有长度调节功能，以适应不同使用者的身高和腿长要求；歇息支撑和锁定装置⑤也具有随大腿关节③和小腿关节④运动变化的长度调节功能,其功能是在使用者需要歇息时锁定，直接将身体及机器重力传导在地面上，以避免人体关节受力或驱动电机的超载破坏；通讯报警系统可根据使用者的意愿或出现紧急情况时向路人、亲属或相关机构发出报警求救信号。

【技术实现步骤摘要】
一种带支撑的下肢助力行走装置
本专利技术涉及一种助力机械外骨骼设备领域，具体地说是一种带支撑的下肢助力行走装置。技术背景随着科学技术的快速发展，一种能够减轻人体劳动强度、提高工作效率、增加人体负重能力、被称作机械外骨骼的各种助力装置应运而生，而这种装置因为在帮助下肢损伤或肌力退化患者恢复行走功能方面的巨大潜力而受到许多研究者的格外重视。针对老年人行走缓慢吃力的状况，研发一种适合他们外出的助力装备，不仅能够帮助老年人有效融入社会、恢复生活自信、在一定程度上缓解老龄化带来的社会压力和家庭压力，而且也会为社会创造相当可观的经济价值。除国内外早期公开的多种专利技术外，近期的专利申请也层出不穷。典型的如申请号为201620012709.8、201610790485.8、201610710034.9、201610699168.5、201610676548.7、201610520405.7、201610511532.0、201610300374.4、201610115341.2、201510187605.0的中国专利技术或技术专利申请分别公开了不同的下肢助力机械外骨骼技术。然而这些专利技术或多或少地存在着一定的缺点，要么结构复杂、体积庞大，过于笨重，要么价格昂贵，一般家庭无法承受，推广起来相当困难。更加重要的是，相关的技术均未考虑需要配戴助力装置的老年人，不仅自身行动迟缓，而且时间相对悠闲、有时中途需要停歇的特点，大多数设计都不具备歇息支撑和机构锁定的功能，从而使装置的力学稳定性和使用可靠性存在相当大的隐患。本专利技术的目的就是提供一种结构简单、稳定可靠、带有歇息支撑和锁定功能的下肢助力行走装置。
技术实现思路
本专利技术所述的带支撑的下肢助力行走装置主要由腰部支架、脚部支架、大腿关节、小腿关节、驱动电机、歇息支撑和锁定装置以及电源系统、传感系统、控制系统和通讯报警系统所组成。所述的腰部支架包括腰部活动销轴、腰部活动关节、腰部束带、侧面护板等部件。所述的脚部支架包括脚踏底板、脚部束带、连接支架等部件。所述的大腿关节和小腿关节包括长度调节机构、腿部束带、锁紧装置等部件。所述的歇息支撑和锁定装置包含可调长度支撑机构和电磁式锁紧装置。所述的驱动电机主要用于大腿关节和小腿关节的驱动。所述的电源系统主要为驱动电机及歇息支撑和锁定装置中的锁定装置提供动力。所述的传感系统主要应用压力传感器提取两下肢运动的动作信号。所述的控制系统主要根据传感器信号或使用者的手动信号用于对驱动电机和歇息支撑和锁定装置中的锁定装置进行操控。所述的通讯报警系统主要根据使用者的意愿或出现紧急情况（如摔倒）时向路人、亲属或相关机构（如120）发出报警求救信号。附图说明图1给出了本专利技术的一个具体实施例的结构示意图。图2给出了所述大、小腿长度调节机构的另一个具体实施例的结构示意图。图3给出了所述歇息支撑和锁定装置的另一个具体实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合图例说明本专利技术的详细实施办法。本专利技术所述的带支撑的下肢助力行走装置如图1所示，腰部支架①、脚部支架②分别位于结构的顶部和底部，通过前部的大腿关节③、小腿关节④及后部的歇息支撑和锁定装置⑤连接在一起，四只驱动电机⑥分别安装在腰部支架①和大腿关节③、大腿关节③和小腿关节④的连接轴上。所述的腰部支架①由腰部活动销轴11、腰部活动关节12、腰部束带13、侧面护板14组成，其中腰部活动关节12带有长度可调节功能。所述的脚部支架②由脚踏底板21、脚部束带22、连接支架23组成。所述的大腿关节③由圆形调节杆31、圆形调节管32和锁紧螺母33组成；其中圆形调节杆31和圆形调节管32组成长度调节机构；所述的大腿关节3上装有一个腿部束带34。所述的小腿关节④由圆形调节杆41、圆形调节管42和锁紧螺母43组成；其中圆形调节杆41和圆形调节管42组成长度调节机构；所述的小腿关节④上装有一个腿部束带44。所述的歇息支撑和锁定装置⑤由调节杆51、调节管52和锁紧装置53所组成，其中调节杆51和调节管52组成可调长度支撑机构；所述的锁紧装置53是一个带锁紧销钉的电磁伸缩开关。所述的电源系统⑦挂在腰部支架①的两个活动关节12上，为四只驱动电机及歇息支撑和锁定装置中的2个锁定装置提供动力。所述的传感系统⑧由装在脚踏底板21、脚部束带22和腿部束带34上的若干只压力传感器组成，分别获取脚掌、脚跟及脚部束带22向上和腿部束带34向前的压力信号。所述的控制系统⑨含有预制程序的处理器，安装在腰部支架①的一个侧面护板14内。将传感系统⑧传来的信号处理后，分别向四只驱动电机及歇息支撑和锁定装置中的2个锁定装置发出动作指令。也可根据使用者的意愿，通过手动操作向上述驱动电机及锁定装置发出动作指令。所述的通讯报警系统⑩含有预制的加速度传感器、定位装置和无线发射装置，安装在腰部支架①的另一个侧面护板14内。遇到剧烈晃动、摔倒或将要摔倒及机器故障等紧急情况时，向路人、亲属手机或相关机构监视系统发出求救信号。使用时，首先调节两个腰部活动关节12的长度，使其与使用者的腰围相适应，然后双脚放在脚踏底板21上，调节圆形调节杆31和圆形调节管32之间以及圆形调节杆41和圆形调节管42之间的相对位置，使其适合使用者的身高和腿长，分别用紧固锁紧螺母33、43使其固定，依次束紧两侧的脚部束带22和腿部束带34，最后束紧腰部束带13。准备工作完毕后，打开控制系统⑨中的电源开关，所述的下肢助力行走装置进入工作状态。当使用者想要行走时，安装在将要迈出的下肢上腿部束带34和脚部束带22的传感器及未迈出的下肢上脚踏底板21的两个传感器将向控制系统⑨发出压力信号，经过控制系统⑨的逻辑计算后，分别向四只驱动电机发出依次动作指令，并按照各传感器信号的变化调整各驱动电机转动的次序和转速。使用者在行走过程中，通过脚踏底板21可以带动调节杆51在调节管52中滑动，以适应上下铰链之间距离的变化。如果需要停顿及休息，控制系统⑨亦可通过各个传感器的压力信号组合做出判断，并分别向四只驱动电机及歇息支撑和锁定装置中的2个锁定装置发出动作指令，使驱动电机停止工作，并使调节杆51和调节管52锁紧，以便全部的载荷直接通过歇息支撑和锁定装置⑤传到地面上，避免关节受力或驱动电机的超载损坏。本专利技术所述的大腿关节③和小腿关节④中的长度调节机构的另一个具体实施例如图2所示。所述的长度调节机构由扁形调节杆31a和扁形调节管32a以及扁形调节杆41a和扁形调节管42a组成；所述的锁紧装置是锁紧销钉33a、43a。使用时，通过调节扁形调节杆31a和扁形调节管32a之间以及扁形调节杆41a和扁形调节管42a之间的相对位置，使其适合使用者的身高和腿长，然后用锁紧销钉33a、43a使其固定。本专利技术所述的歇息支撑和锁定装置⑤的另一个具体实施例如图3所示，它由可调长度支撑机构和电磁式锁紧装置53a所组成。所述的可调长度支撑机构由平衡调节活塞51a和平衡调节油缸52a组成；所述的电磁锁紧装置53a是一个控制油路开闭的电磁阀。正常行走时，平衡油缸中活塞两侧相互贯通，油液可以通过管路和电磁阀上下流动，平衡调节活塞51a可在平衡调节油缸52a内自由运动，以适应上下铰链之间距离的变化。当需要停顿及休息时，控制系统⑨向电磁锁紧装置53a即电磁阀发出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带支撑的下肢助力行走装置，其特征在于它主要由腰部支架、脚部支架、大腿关节、小腿关节、驱动电机、歇息支撑和锁定装置以及电源系统、传感系统、控制系统和通讯报警系统所组成。

【技术特征摘要】
1.一种带支撑的下肢助力行走装置，其特征在于它主要由腰部支架、脚部支架、大腿关节、小腿关节、驱动电机、歇息支撑和锁定装置以及电源系统、传感系统、控制系统和通讯报警系统所组成。2.根据权利要求1所述的腰部支架，其特征在于它由一个腰部活动销轴、一个腰部束带，两个可调节长度的腰部活动关节和两个侧面护板所组成。3.根据权利要求1所述的大腿关节和小腿关节分别由圆形调节杆、圆形调节管和锁紧螺母组成；其中圆形调节杆和圆形调节管组成长度调节机构，以适应使用者身高及腿长变化的需要，锁紧螺母用于对长度调节机构的锁定。4.根据权利要求1所述的大腿关节和小腿关节分别由扁形调节杆、扁形调节管和锁紧销钉组成；其中扁形调节杆和扁形调节管...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琦翔，徐献忠，宋志鹏，刘安，刘雯雯，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41