一种膝关节助力外骨骼制造技术

本申请提供一种膝关节助力外骨骼，包括大腿结构、小腿结构、连杆结构和设置于连杆结构上的齿轮结构；大腿结构通过连杆结构与小腿结构活动连接；大腿结构上设有储能组件；齿轮结构包括随连杆结构转动的主动轮组，驱动储能组件储能的中间轮组，以及限定中间轮组沿预设方向转动的锁定机构；主动轮组与中间轮组传动连接；锁定机构包括锁定器组件、棘齿、传动轮、第一棘轮机构和锁定轮；锁定器组件随主动轮组转动；棘齿设置于锁定器组件的活动端并且限定锁定轮沿预设方向转动；传动轮与中间轮组啮合连接并且通过第一棘轮机构与锁定轮传动连接；第一棘轮机构用于带动锁定轮沿预设方向逆向转动。本申请的装置可以实现屈膝后自动锁死，不提供助力。提供助力。提供助力。

【技术实现步骤摘要】
一种膝关节助力外骨骼


[0001]本申请涉及步行辅助装置领域，特别是一种膝关节助力外骨骼。

技术介绍

[0002]截止2019年年末，我国患有膝关节炎的人数高达1.2亿人次，膝关节外骨骼可以帮助患有膝关节相关疾病的患者在其行走时提供一定的助力，提高行走时的耐久度和膝关节的承载力，从而提高此类人群的生活质量。
[0003]现有一种无动力膝关节外骨骼，其在膝关节部分采用了双转点铰链式结构，一定程度上与膝关节的运动的模式相似。同时其加入了可手动操作的姿态调节结构，使用者在处于坐姿或蹲姿时可通过手动调节旋钮，从而让装置不提供辅助力。
[0004]但是，现有膝关节外骨骼仿生程度不足，使用者长时间使用时可能会产生不适感；此外，现有无源膝关节外骨骼无法根据使用者所处姿态自动决定是否提供辅助力，部分产品可以由使用者手动调节，但手动调节的方式不够便捷。

技术实现思路

[0005]鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种膝关节助力外骨骼，包括：
[0006]一种膝关节助力外骨骼，包括：在穿戴时，固定于穿戴者大腿靠近膝关节位置的大腿结构，固定于穿戴者小腿位置的小腿结构，对应于穿戴者膝关节位置的连杆结构，以及设置于所述连杆结构上的齿轮结构；所述大腿结构通过所述连杆结构与所述小腿结构活动连接；所述大腿结构上设有当穿戴者膝关节屈曲时储能，并且当穿戴者膝关节伸展时放能的储能组件；
[0007]所述齿轮结构包括随所述连杆结构转动的主动轮组，用于驱动所述储能组件储能的中间轮组，以及用于限定所述中间轮组转向的锁定机构；所述主动轮组与所述中间轮组传动连接；所述锁定机构包括锁定器组件、棘齿、传动轮、第一棘轮机构和锁定轮；所述锁定器组件设置于所述主动轮组上并且随所述主动轮组转动；所述棘齿设置于所述锁定器组件的活动端并且用于限定所述锁定轮沿所述预设方向转动；所述传动轮与所述中间轮组啮合连接并且通过所述第一棘轮机构与所述锁定轮传动连接；所述第一棘轮机构用于带动所述锁定轮沿所述预设方向逆向转动；
[0008]当所述主动轮组通过所述锁定器组件带动所述棘齿与所述锁定轮啮合连接后，所述锁定轮被锁定，与所述锁定轮通过所述第一棘轮机构和所述传动轮传动连接的所述中间轮组的转动方向被锁定为所述预设方向。
[0009]优选地，所述齿轮结构还包括第二棘轮机构；所述第二棘轮机构设置在所述主动轮组的传动轴上并且用于带动所述中间轮组沿所述预设方向转动；
[0010]当所述主动轮组通过所述锁定器组件带动所述棘齿与所述锁定轮分离后，所述锁定轮被解锁，与所述锁定轮通过所述第一棘轮机构和所述传动轮传动连接的所述中间轮组
能够沿所述预设方向逆向转动。
[0011]优选地，所述锁定器组件包括随所述主动轮组转动的夹具，与所述夹具固定连接的锁定器，以及与所述锁定器滑动连接的滑动件；所述锁定器表面设有供所述滑动件滑动的滑槽；所述棘齿与所述滑动件转动连接。
[0012]优选地，所述连杆结构包括设置于所述大腿结构端部的装配件，与所述装配件转动连接的驱动板，与所述驱动板转动连接的齿轮支架，以及分别与所述齿轮支架和所述装配件转动连接的连接杆；所述装配件、所述驱动板、所述齿轮支架和所述连接杆构成四连杆结构；
[0013]所述齿轮支架与所述小腿结构的端部固定连接；所述齿轮结构转动设置于所述齿轮支架上；所述驱动板的端部与所述主动轮组连接。
[0014]优选地，所述四连杆中所述装配件、所述驱动板、所述齿轮支架和所述连接杆的长度比例为59：89：70：40。
[0015]优选地，所述主动轮组包括与所述连杆结构连接的主动轮，以及与所述主动轮啮合的从动轮；所述锁定器组件设置在所述从动轮的传动轴上；
[0016]所述中间轮组包括与所述从动轮传动连接的中间轮，与所述中间轮啮合的绕线轮，以及设置于所述绕线轮传动轴上的绕线盘；所述绕线盘内部设有用于驱动所述储能组件储能的绳索。
[0017]优选地，所述大腿结构包括大腿框架和设置于所述大腿框架上的所述储能组件；
[0018]所述储能组件包括弹性元件，设置于所述大腿框架上的固定柱，用于将所述弹性元件固定在所述大腿框架上的固定支架，以及设置于所述弹性元件端部的滑轮；所述绳索的一端与所述固定柱连接，另一端通过所述滑轮与所述绕线轮连接。
[0019]优选地，所述大腿框架为对称的倒Y形结构，所述弹性元件设置于所述大腿框架对称轴的位置；所述储能组件上与所述固定柱相对的位置还设有限位轮；所述绳索的一端与所述固定柱连接，另一端依次通过所述滑轮和所述限位轮与所述绕线轮连接。
[0020]优选地，所述小腿结构包括相对设置的第一小腿连杆和第二小腿连杆；
[0021]所述第一小腿连杆和所述第二小腿连杆分别通过所述连杆结构与所述大腿框架的端部活动连接。
[0022]优选地，所述大腿框架的端部设有大腿绑带；所述第一小腿连杆和所述第二小腿连杆的端部均设有小腿绑带。
[0023]本申请具有以下优点：
[0024]在本申请的实施例中，通过在穿戴时，固定于穿戴者大腿靠近膝关节位置的大腿结构，固定于穿戴者小腿位置的小腿结构，对应于穿戴者膝关节位置的连杆结构，以及设置于所述连杆结构上的齿轮结构；所述大腿结构通过所述连杆结构与所述小腿结构活动连接；所述大腿结构上设有当穿戴者膝关节屈曲时储能，并且当穿戴者膝关节伸展时放能的储能组件；所述齿轮结构包括随所述连杆结构转动的主动轮组，用于驱动所述储能组件储能的中间轮组，以及用于限定所述中间轮组转向的锁定机构；所述主动轮组与所述中间轮组传动连接；所述锁定机构包括锁定器组件、棘齿、传动轮、第一棘轮机构和锁定轮；所述锁定器组件设置于所述主动轮组上并且随所述主动轮组转动；所述棘齿设置于所述锁定器组件的活动端并且用于限定所述锁定轮沿所述预设方向转动；所述传动轮与所述中间轮组啮
合连接并且通过所述第一棘轮机构与所述锁定轮传动连接；所述第一棘轮机构用于带动所述锁定轮沿所述预设方向逆向转动；当所述主动轮组通过所述锁定器组件带动所述棘齿与所述锁定轮啮合连接后，所述锁定轮被锁定，与所述锁定轮通过所述第一棘轮机构和所述传动轮传动连接的所述中间轮组的转动方向被锁定为所述预设方向，可以实现如下效果：当所述储能组件储能完成后，若穿戴者的膝关节保持静止，则装置自动锁死，不释放储能；采用本申请的方案，穿戴者在完成屈膝后无需手动调节锁定开关，使用上更加方便，能够满足不同场景下的使用需求。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本申请一实施例提供的一种膝关节助力外骨骼的结构示意图；
[0027]图2是本申请一实施例提供的一种膝关节助力外骨骼中大腿结构的正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膝关节助力外骨骼，其特征在于，包括：在穿戴时，固定于穿戴者大腿靠近膝关节位置的大腿结构，固定于穿戴者小腿位置的小腿结构，对应于穿戴者膝关节位置的连杆结构，以及设置于所述连杆结构上的齿轮结构；所述大腿结构通过所述连杆结构与所述小腿结构活动连接；所述大腿结构上设有当穿戴者膝关节屈曲时储能，并且当穿戴者膝关节伸展时放能的储能组件；所述齿轮结构包括随所述连杆结构转动的主动轮组，用于驱动所述储能组件储能的中间轮组，以及用于限定所述中间轮组转向的锁定机构；所述主动轮组与所述中间轮组传动连接；所述锁定机构包括锁定器组件、棘齿、传动轮、第一棘轮机构和锁定轮；所述锁定器组件设置于所述主动轮组上并且随所述主动轮组转动；所述棘齿设置于所述锁定器组件的活动端并且用于限定所述锁定轮沿所述预设方向转动；所述传动轮与所述中间轮组啮合连接并且通过所述第一棘轮机构与所述锁定轮传动连接；所述第一棘轮机构用于带动所述锁定轮沿所述预设方向逆向转动；当所述主动轮组通过所述锁定器组件带动所述棘齿与所述锁定轮啮合连接后，所述锁定轮被锁定，与所述锁定轮通过所述第一棘轮机构和所述传动轮传动连接的所述中间轮组的转动方向被锁定为所述预设方向。2.根据权利要求1所述的外骨骼，其特征在于，所述齿轮结构还包括第二棘轮机构；所述第二棘轮机构设置在所述主动轮组的传动轴上并且用于带动所述中间轮组沿所述预设方向转动；当所述主动轮组通过所述锁定器组件带动所述棘齿与所述锁定轮分离后，所述锁定轮被解锁，与所述锁定轮通过所述第一棘轮机构和所述传动轮传动连接的所述中间轮组能够沿所述预设方向逆向转动。3.根据权利要求2所述的外骨骼，其特征在于，所述锁定器组件包括随所述主动轮组转动的夹具，与所述夹具固定连接的锁定器，以及与所述锁定器滑动连接的滑动件；所述锁定器表面设有供所述滑动件滑动的滑槽；所述棘齿与所述滑动件转动连接。4.根据权利要求1所述的外骨骼，其特征在于，所述连杆结构包括设置于所述大腿结构端部的装配件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚世龙，黄谆，张一鸣，李心平，叶晶，陈功，王宏强，
申请(专利权)人：深圳市迈步机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：