一种无源下肢外骨骼制造技术

本发明专利技术涉及一种无源下肢外骨骼，包括：腰部模块、髋关节助力模块、大腿长度调节模块、膝关节助力模块、小腿长度调节模块和踝关节助力模块；髋部助力结构包括直簧、偏心轮和调节旋钮，偏心轮和大腿固定杆连接，调节旋钮连接直簧；大腿长度调节模块包括大腿固定杆和膝部固定杆，大腿固定杆和膝部固定杆通过调节杆件固定。本发明专利技术的有益效果是：通过柱销配合柱销孔调节腰圈维度，通过螺孔调节髋关节助力模块的安装位置；当调节按钮在调节杆件内侧槽内滑动，大腿固定杆和膝部固定杆在垂直方向上可以进行大腿的长度调节；通过直簧和偏心轮的配合实现无源助力；脚踝弹簧可以根据不同的负重指标进行更换。标进行更换。标进行更换。

【技术实现步骤摘要】
一种无源下肢外骨骼


[0001]本专利技术属于下肢外骨骼
，尤其涉及一种无源下肢外骨骼。

技术介绍

[0002]无源下肢外骨骼作为一种助力装置得到了广泛应用，CN114102564A提出的无源下肢外骨骼的助力装置及方法包括如下部件：腰板；髋关节机构，包括髋关节凸轮、髋关节端盖、直簧和髋关节固定端，髋关节凸轮装配于髋关节端盖的上端，髋关节凸轮通过端面轴承与腰板相接触，直簧与髋关节端盖的下端转动连接，直簧的下端与髋关节固定端连接；外骨骼大腿，外骨骼大腿的上端与髋关节端盖连接；膝关节储能机构，包括膝关节组件、弹性杆和脚部组件，弹性杆的上端与膝关节组件连接，弹性杆的下端与脚部组件连接，膝关节组件与外骨骼大腿的下端连接，膝关节储能机构用于存储和释放人体在行走过程中的重力势能；外骨骼小腿，外骨骼小腿的上下两端分别与膝关节组件、脚部组件连接。
[0003]该结构通过直簧的储能与释放形式来实现助力，但直簧助力效果需要在较大形变情况下才比较明显，一般需要人体关节角度较大，对于正常行走基本不形成助力效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种无源下肢外骨骼。
[0005]这种无源下肢外骨骼，包括腰部模块、髋关节助力模块、大腿长度调节模块、膝关节助力模块、小腿长度调节模块和踝关节助力模块；腰部模块包括腰圈和背架，背架底部设有背架调节板，背架调节板两侧连接有腰圈；腰圈一端通过柱销孔和柱销连接背架调节板，腰圈另一端设有数个螺孔；髋关节助力模块通过髋部固定杆连接腰圈的螺孔，髋部固定杆连接髋部助力结构，髋部助力结构包括直簧和偏心轮，偏心轮连接大腿固定杆；大腿长度调节模块包括大腿固定杆和膝部固定杆，大腿固定杆和膝部固定杆通过调节杆件固定；调节杆件的内侧槽内设有调节按钮，调节按钮内通过插槽连接有调节卡板和调节弹簧；当调节按钮挤压调节弹簧，大腿固定杆和膝部固定杆变为滑动连接；踝关节助力模块包括脚踝滑动杆、踝关节助力结构和鞋子连接块，踝关节助力结构包括大头螺栓和助力弹簧，大头螺栓的螺杆设于助力弹簧圈内，脚踝滑动杆底端接触大头螺栓的螺头。
[0006]作为优选：腰圈为刚性；背架中部设有腰带，背架调节板两侧的腰圈之间也设有腰带；所述腰带设有插扣。
[0007]作为优选：膝关节助力模块的结构和髋关节助力模块相同；小腿长度调节模块的结构和大腿长度调节模块相同。
[0008]作为优选：髋部助力结构的偏心轮通过连接片连接调节铰链，调节铰链另一端连接大腿长度调节模块；膝关节助力模块和小腿长度调节模块的连接处也设有铰链。
[0009]作为优选：髋部助力结构还包括调节旋钮，调节旋钮连接直簧；髋部助力结构内直
簧的初始长度由调节旋钮插入髋部助力结构内的深度决定。
[0010]作为优选：大腿固定杆连接有大腿绑缚结构，大腿固定杆上设有多个不同高度的孔位，大腿绑缚结构通过螺丝连接大腿固定杆上的孔位。
[0011]作为优选：踝关节助力模块中脚踝滑动杆顶端连接小腿长度调节模块；踝关节助力结构还包括外壳，外壳包裹在大头螺栓、助力弹簧和螺母的外侧，脚踝滑动杆的下段插在踝关节助力结构的外壳中，脚踝滑动杆在垂直高度方向上开有一定长度的滑槽，踝关节助力结构通过脚踝销轴连接脚踝滑动杆的滑槽；助力弹簧底部端通过螺母连接鞋子连接块的底面。
[0012]作为优选：踝关节助力模块还包括脚踝铰链，脚踝铰链一端连接小腿长度调节模块，另一端通过脚踝销轴连接脚踝滑动杆。
[0013]这种无源下肢外骨骼的穿戴方法，包括以下步骤：步骤一、根据负重的情况选择踝关节助力模块内的助力弹簧并进行安装，通过鞋子连接块进行踝关节助力模块的穿戴；步骤二、调节小腿长度调节模块整体长度并进行绑缚；再调节大腿长度调节模块的整体长度，进行绑缚；步骤三、将髋关节助力模块上髋部固定杆对齐穿戴者的髋部，用螺丝将髋关节助力模块固定在腰圈的对应螺孔上，再根据穿戴者腰围调节腰部模块上的腰圈插入背架调节板的深度，并通过柱销固定；将腰带系上，完成无源下肢外骨骼的穿戴；步骤四、根据负重需要调节膝关节助力模块和髋关节助力模块的调节旋钮。
[0014]作为优选，步骤一中：脚踝滑动杆通过滑槽和脚踝销轴限位，踝关节助力模块内的助力弹簧的安装方法为，拆除脚踝滑动杆滑槽内的脚踝销轴，拆下大头螺栓后取出助力弹簧进行更换，再装入大头螺栓，将脚踝滑动杆插回踝关节助力结构内，并重新安装脚踝销轴完成限位。
[0015]本专利技术的有益效果是：1）本专利技术在腰圈上设置有多个柱销孔和螺孔，可以通过柱销配合柱销孔调节腰圈维度，还可以通过螺孔使髋关节助力模块的安装位置匹配不同身材人体，提升了舒适性。
[0016]2）本专利技术在设计了一种调节杆件，当调节按钮在调节杆件内侧槽内滑动，大腿固定杆和膝部固定杆的连接松开，在垂直方向上变为滑动连接，进而可以进行大腿的长度调节；还通过同样的结构原理，设有小腿长度调节模块，可以进行小腿的长度调节。
[0017]2）本专利技术髋关节助力模块和膝关节助力模块的助力结构通过直簧和偏心轮的配合实现无源助力；直簧连接有调节旋钮，可以通过调节旋钮调节直簧预应力，以应对不同的负重情况。
[0018]3）膝关节助力模块设有铰链，使外骨骼的膝关节可以外展内收；髋部助力结构和踝关节助力模块也设有对应的铰链，便于穿戴。
[0019]4）踝关节助力模块的踝关节助力结构内设有脚踝弹簧，该脚踝弹簧可以根据不同的负重指标进行更换，从而满足不同负重下的不同助力效果。
附图说明
[0020]图1为本专利技术各模块连接示意图；
图2为本专利技术腰部模块的结构图；图3为本专利技术助力模块的示意图；图4为本专利技术长度调节模块的结构图；图5为本专利技术踝关节助力模块的结构图；图6为本专利技术踝关节助力结构内部结构示意图。
[0021]附图标记说明：腰部模块1、髋关节助力模块2、大腿长度调节模块3、膝关节助力模块4、小腿长度调节模块5、踝关节助力模块6、插扣101、腰带102、腰圈103、柱销104、背架调节板105、背架106、髋部固定杆201、髋部助力结构202、调节铰链203、大腿固定杆301、大腿绑缚结构302、调节按钮303、调节弹簧304、调节卡板305、调节杆件306、膝部固定杆307、脚踝铰链601、脚踝销轴602、脚踝滑动杆603、踝关节助力结构604、鞋子连接块605、大头螺栓6041、助力弹簧6042、螺母6043。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。
[0023]实施例一作为一种实施例，如图1至图6所示，一种无源下肢外骨骼，腰部模块1、髋关节助力模块2、大腿长度调节模块3、膝关节助力模块4、小腿长度调节模块5和踝关节助力模块6；腰部模块1包括腰圈103和背架106，背架106底部连接背本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无源下肢外骨骼，其特征在于，包括：腰部模块（1）、髋关节助力模块（2）、大腿长度调节模块（3）、膝关节助力模块（4）、小腿长度调节模块（5）和踝关节助力模块（6）；腰部模块（1）包括腰圈（103）和背架（106），背架（106）底部设有背架调节板（105），背架调节板（105）两侧连接有腰圈（103）；腰圈（103）一端通过柱销孔和柱销（104）连接背架调节板（105），腰圈（103）另一端设有数个螺孔；髋关节助力模块（2）通过髋部固定杆（201）连接腰圈（103）的螺孔，髋部固定杆（201）连接髋部助力结构（202），髋部助力结构（202）包括直簧和偏心轮，偏心轮连接大腿固定杆（301）；大腿长度调节模块（3）包括大腿固定杆（301）和膝部固定杆（307），大腿固定杆（301）和膝部固定杆（307）通过调节杆件（306）固定；调节杆件（306）的内侧槽内设有调节按钮（303），调节按钮（303）内通过插槽连接有调节卡板（305）和调节弹簧（304）；当调节按钮（303）挤压调节弹簧（304），大腿固定杆（301）和膝部固定杆（307）变为滑动连接；踝关节助力模块（6）包括脚踝滑动杆（603）、踝关节助力结构（604）和鞋子连接块（605），踝关节助力结构（604）包括大头螺栓（6041）和助力弹簧（6042），大头螺栓（6041）的螺杆设于助力弹簧（6042）圈内，脚踝滑动杆（603）底端接触大头螺栓（6041）的螺头。2.根据权利要求1所述的无源下肢外骨骼，其特征在于：腰圈（103）为刚性；背架（106）中部设有腰带（102），背架调节板（105）两侧的腰圈（103）之间也设有腰带（102）；所述腰带（102）设有插扣（101）。3.根据权利要求1所述的无源下肢外骨骼，其特征在于：膝关节助力模块（4）的结构和髋关节助力模块（2）相同；小腿长度调节模块（5）的结构和大腿长度调节模块（3）相同。4.根据权利要求3所述的无源下肢外骨骼，其特征在于：髋部助力结构（202）的偏心轮通过连接片连接调节铰链（203），调节铰链（203）另一端连接大腿长度调节模块（3）；膝关节助力模块（4）和小腿长度调节模块（5）也通过铰链连接。5.根据权利要求3所述的无源下肢外骨骼，其特征在于：髋部助力结构（202）还包括调节旋钮，调节旋钮连接直簧；髋部助力结构（202）内直簧的初始长度由调节旋钮插入髋部助力结构（202）内的深度决定。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：何龙，毛喜旺，龙亿，
申请(专利权)人：杭州智元研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：