本发明专利技术公开一种关节模组，关节模组设置有至少一卷簧盒和与之相适配抱死制动所述卷簧盒的制动器，且所述卷簧盒和所述制动器在关节转动轴线方向上相对固定，使卷簧盒在制动器制动下进行固定限制转动，卷簧盒中的卷簧开始蓄力，从而使得关节的助力模式可切换；又在此基础上公开了一种抬腿状态自由弯曲的助力下肢外骨骼，在髋关节和膝关节均安装上述关节模组，可以将整个下肢外骨骼实现助力模式的切换，使得外骨骼可以完全符合人体运动学规律助力，穿戴舒适，普及性极强，深受各个作业领域的青睐；另外，还结合该助力下肢外骨骼公开了一种全身外骨骼，该外骨骼不仅下肢具有上述助力特点，在上肢也能具有一定的助力，从而使外骨骼具有更强性能的助力效果。骼具有更强性能的助力效果。骼具有更强性能的助力效果。
【技术实现步骤摘要】
一种关节模组、抬腿状态自由弯曲的助力下肢外骨骼及全身外骨骼
[0001]本专利技术涉及绑缚于人体助力的外骨骼
，具体涉及一种关节模组、抬腿状态自由弯曲的助力下肢外骨骼及全身外骨骼。
技术介绍
[0002]随着物流、军事、医疗、消防等方面的发展，特别是一些特殊环境，需要相关作业工员长时间处于弯腰、半蹲的状态或背负物资长距离行走，长时间维持同一姿势和超负重行走很容易出现疲惫、注意力下降等情况，导致工作效率下降，危险性增加，给相关单位不仅带来了任务无法有效完成而且还给作业人员带来了许多健康、安全隐患。
[0003]目前，已有大量的外骨骼出现在辅助物流搬运、军队后勤、医疗康复、消防救援等领域，由于有源动力辅助的方式受作用力识别、输出控制系统等技术瓶颈的限制，以及结构上体积庞大、重力大、不利于穿戴，而不被选择，因此被动式助力的外骨骼深受各个领域的青睐。
[0004]现有的无源外骨骼基本主要为穿戴式的腰部助力，下肢无法助力，如专利号为CN2017120225U、CN208147844U、CN107150335A、CN107150335A，随都有助力功能但只限于腰部，并且只有工作模式，需要步行时，无法大跨度地迈步，增加了步行负担。专利号CN2021102202455、CN200910088396.9、CN201910223205.9、CN201610300374.4，随然都实现整个下肢的助力，但是仍然没有解决只有工作模式，被动的蓄力装置，在人体穿戴行走时，会对抬腿完全的状态限制，行走不正常，行走费力。因此，被动式外骨骼的下肢符合人体正常行走运动的实时助力亟需解决。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具有可蓄能、预紧力较大、模式自动切换、穿戴方便、通用性强、符合人体行走运动腿部弯曲运动规律等特点的助力外骨骼。
[0006]一方面，为解决以上技术问题，本专利技术提供一种关节模组，所述关节模组设置有至少一卷簧盒和与之相适配抱死制动所述卷簧盒的制动器，且所述卷簧盒和所述制动器在关节转动轴线方向上相对固定，使卷簧盒在制动器制动下进行固定限制转动，卷簧盒中的卷簧开始蓄力。
[0007]作为一些实施例中优选的技术方案，所述卷簧盒为柱状结构，所述制动器为与之外侧壁包裹相适配的制动毂，所述卷簧盒侧面上设有摩擦层，所述摩擦层为均匀分布的凸起条或凸起点或齿条，所述制动毂为圆环或至少两段相互铰接的弧环段。
[0008]作为一些实施例中优选的技术方案，所述卷簧盒为圆形碟片状结构，所述制动器为与之圆形端面夹持相适配的制动卡钳。
[0009]作为一些实施例中优选的技术方案，所述关节模组还包括：法兰底座，法兰外壳，与法兰底座平行并且通过螺栓连接形成侧面镂空的柱形壳体，用于内部安装所述卷簧盒和
所述制动器；卷簧轴，用于转动配合连接法兰底座和法兰外壳螺栓连接后形成的柱形壳体和卷簧盒且分别与法兰底座、法兰外壳和卷簧盒转动连接；卷簧，位于卷簧盒内靠近所述法兰底座侧，用于连接卷簧轴和卷簧盒；第一轴承，套接于法兰底座内；单向轴承，套接于卷簧轴上；单向轴承轴承座，套接于第一轴承和单向轴承之间，用于使单向轴承轴承座相对由制动器制动后限制转动的卷簧盒和卷簧轴进行单一方向的旋转；第二轴承，用于卷簧盒与卷簧轴之间的转动连接；卷簧轴盖，位于法兰外壳的中心，用于卷簧轴在轴向上固定；第三轴承，用于卷簧轴盖与法兰外壳之间的转动连接。
[0010]作为一些实施例中优选的技术方案，所述单向轴承轴承座的单一旋转方向与卷簧非蓄力卷裹转动方向一致。
[0011]第二方面，为解决以上技术问题，本专利技术还提供一种抬腿状态自由弯曲的助力下肢外骨骼，包括髋摆基座、大腿转臂、小腿转臂及脚板，所述髋摆基座和所述大腿转臂之间、所述大腿转臂与所述小腿转臂之间均设置有关节模组，两个所述关节模组中至少一个为上述任一项所述的关节模组，所述小腿转臂与所述脚板铰接连接，所述脚板上设置有按压闸板组件，所述按压闸板组件与所述关节模组之间设置有连接组件，所述按压闸板组件与所述关节模组通过所述连接组件进行动力连接；
[0012]其中，所述按压闸板组件包括两个不同水平面高度的副脚板及固定导向两个所述副脚板的导向夹，所述导向夹通过所述连接组件将机械动力传输至所述制动器制动卷簧盒，所述连接组件为机械传输结构。
[0013]作为一些实施例中优选的技术方案，所述法兰底座侧面与大腿转臂上方和/或小腿转臂上方固定连接，所述单向轴承轴承座侧面与所述髋摆基座和/或大腿转臂下方固定连接。
[0014]作为一些实施例中优选的技术方案，所述脚板包括前脚掌、后脚掌及侧面用于铰接连接二者的连接架。
[0015]作为一些实施例中优选的技术方案，两个所述副脚板为前脚掌的一部分。
[0016]作为一些实施例中优选的技术方案，所述导向夹包括两个导向柱、与所述导向柱套接的导向块以及套接在所述导向柱上位于所述导向块底部的复位弹簧，所述导向块为水平面较高的所述副脚板的一部分，两个所述导向柱为水平面较低的所述副脚板的一部分。
[0017]作为一些实施例中优选的技术方案，所述导向夹设置于前脚掌侧面，所述连接架与所述导向块铰接连接。
[0018]作为一些实施例中优选的技术方案，所述导向夹设置于所述前脚掌前侧，所述连接架与水平面高度较低的所述副脚板侧面铰接连接。
[0019]作为一些实施例中优选的技术方案，所述机械传输结构为刹车线管，所述刹车线管两端直接分别与所述导向夹和所述制动器连接端连接，使导向夹内部的绳索相对线管移动进行对制动器的驱动。
[0020]作为一些实施例中优选的技术方案，所述机械传输结构具体为气动管传输机构，具体为包括设置在导向夹上压缩气泵、设置在制动器上压缩执行器及两端分别与压缩气泵输出端和压缩执行器输入端连接的压缩空气管，所述压缩执行器具体可为气缸。
[0021]作为一些实施例中优选的技术方案，所述机械传输结构为液压管传输机构，具体为包括设置在所述导向夹上的输出油缸、设置在所述制动器上的输入油缸及连接输入油缸
和输入油缸的液压油管。
[0022]作为一些实施例中优选的技术方案，所述大腿转臂由大腿套板和大腿插板组成可伸缩长度，所述大腿套板上设有绑缚件一，所述小腿转臂由小腿套板和小腿插板组成可伸缩长度，所述小腿套板上设有绑缚二。
[0023]第三方面，本专利技术还提供一种全身外骨骼，包括腰部支架、对称安装在腰部支架两侧的助力下肢外骨骼、肩部背板、安装在所述腰部支架和肩部背板中部之间的弹性背板及安装在所述腰部支架上位于所述臂力棒背板底部的货板，所述助力下肢外骨骼为上述任一项的所述助力下肢外骨骼。
[0024]作为一些实施例中优选的技术方案，所述弹性背板为多个臂力棒并排组成或塑性板材或两端由弹簧连接并具有转动中心的连杆组件。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有的如下优点：
[0026]本专利技术的穿戴式外骨骼具有膝关节和髋关节安装可储能、预紧力较大、可自动切换是否需预紧的双本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种关节模组，其特征在于，所述关节模组设置有至少一卷簧盒和与之相适配抱死制动所述卷簧盒的制动器，且所述卷簧盒和所述制动器在关节转动轴线方向上相对固定，使卷簧盒在制动器制动下进行固定限制转动，卷簧盒中的卷簧开始蓄力。2.根据权利要求1所述的关节模组，其特征在于，所述卷簧盒为柱状结构，所述制动器为与之外侧壁包裹相适配的制动毂，所述卷簧盒侧面上设有摩擦层，所述摩擦层为均匀分布的凸起条或凸起点或齿条，所述制动毂为圆环或至少两段相互铰接的弧环段；或者，所述卷簧盒为圆形碟片状结构，所述制动器为与之圆形端面夹持相适配的制动卡钳。3.根据权利要求1所述的关节模组，其特征在于，所述关节模组还包括：法兰底座，法兰外壳，与法兰底座平行并且通过螺栓连接形成侧面镂空的柱形壳体，用于内部安装所述卷簧盒和所述制动器；卷簧轴，用于转动配合连接法兰底座和法兰外壳螺栓连接后形成的柱形壳体和卷簧盒且分别与法兰底座、法兰外壳和卷簧盒转动连接；卷簧，位于卷簧盒内靠近所述法兰底座侧，用于连接卷簧轴和卷簧盒；第一轴承，套接于法兰底座内单向轴承，套接于卷簧轴上；单向轴承轴承座，套接于第一轴承和单向轴承之间，用于使单向轴承轴承座相对由制动器制动后限制转动的卷簧盒和卷簧轴进行单一方向的旋转；第二轴承，用于卷簧盒与卷簧轴之间的转动连接；卷簧轴盖，位于法兰外壳的中心，用于卷簧轴在轴向上固定；第三轴承，用于卷簧轴盖与法兰外壳之间的转动连接。4.根据权利要求3所述的关节模组，其特征在于，所述单向轴承轴承座的单一旋转方向与卷簧非蓄力卷裹转动方向一致。5.一种抬腿状态自由弯曲的助力下肢外骨骼，包括髋摆基座、大腿转臂、小腿转臂及脚板，所述髋摆基座和所述大腿转臂之间、所述大腿转臂与所述小腿转臂之间均设置有关节模组，其特征在于，两个所述关节模组中至少一个为权利要求1
‑
4任一项所述的关节模组，所述小腿转臂与所述脚板铰接连接，所述脚板上设置有按压闸板组件，所述按压闸板组件与所述关节模组之间设置有连接组件，所述按压闸板组件与所述关节模组通过所述连接组件进行动力连接；其中，所述按压闸板组件包括两个不同水平面高度的副脚板及固定导向两个所述副脚板的导向夹，所述导向夹通过所述连接组件将机械动力传输至所述制动器制动卷簧盒，所述连接组件为机械传输结构。6.根据权利要求5所述的抬腿状态自由弯曲的助力下肢外骨骼，所述法兰底座侧面与大腿转臂上方和/或小腿转臂上方固定连接，所述单...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁林超，谢孙耘翰，廖一帆，娄宇杰，钱铖，马云鹏，何国平，
申请(专利权)人：杭州太希智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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