[發明專利]一種穿戴式下肢助力外骨骼

有效

• 申請號: 201310262919.3
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103315834A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 姚燕安;武建昫
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: A61F4/00
• 分類號: A61F4/00;A61H3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種穿戴式下肢助力外骨骼,其特征在于：該穿戴式下肢助力外骨骼包括左側腿（A）、右側腿（C）、載物架（B）；

所述的載物架（B）包括插桿（B1）、支撐架（B2）、卡帶（B3）和背包架（B4）；

支撐架（B2）與插桿（B1）通過支撐架邊緣的卡具與插桿（B1）的桿部（B1c）固接；背包架（B4）與支撐架（B2）固接；卡帶（B3）與背包架（B4）固接，用于固定穿戴式下肢助力外骨骼所裝載重物；

所述的左側腿（A）為單自由度連桿機構，左側腿（A）上的左第一連接桿（A1）和載物架（B）上的插桿（B1）通過左第一連接桿（A1）端部插槽和插桿（B1）的左插頭（B1a）配合固接；左側腿（A）上布置左大腿綁帶（A11）、左小腿綁帶（A12）和左足綁帶（A13）連接人體下肢；左側腿（A）上安裝有左電機（A20），驅動左第六連接桿（A6），帶動左側腿（A）運動；

所述的右側腿（C）為單自由度連桿機構，右側腿（C）上的右第一連接桿（C1）和載物架（B）上的插桿（B1）通過右第一連接桿（C1）端部插槽和插桿（B1）的右插頭（B1b）配合固接；右側腿（C）上布置右大腿綁帶（C11）、右小腿綁帶（C12）和右足綁帶（C13）連接人體下肢；右側腿（C）上安裝有右電機（C20），驅動右第六連接桿（C6），帶動右側腿（C）運動；

通過上述連接，完成所述穿戴式下肢外骨骼組裝，左側腿（A）上的左電機（A20）、右側腿（C）上安裝右電機（C20）分別帶動左第六連接桿（A6）、右第六連接桿（C6），實現該穿戴式下肢外骨骼機構步行。

2.根據權利要求1所述的穿戴式下肢助力外骨骼，其特征在于：

所述的左側腿（A）包括左第一到左第九連接桿（A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9）、左傳動齒輪（A10）、左第一到左第六銷軸（A14、A15、A16、A17、A18、A19）、左大腿綁帶（A11）、左小腿綁帶（A12）、左足綁帶（A13）、左電機（A20）；

左第一連接桿（A1）由一個L型桿件和一個Y型桿件固連而成；L型桿件短端布置插槽，L型折彎處與長端端部各開有一個安裝孔；Y型桿件的Y型端作為卡具與L型桿件固連，另一端布置電機安裝孔與電機輸出軸孔；

左第二連接桿（A2）為鈍角三角形桿件，左第二連接桿（A2）的鈍角頂點處布置齒輪安裝槽與齒輪安裝孔，左第二連接桿（A2）的兩個銳角頂點處布置安裝孔；

左第三連接桿（A3）為鈍角三角形桿件，左第三連接桿（A3）的鈍角頂點處布置齒輪安裝槽與齒輪安裝孔，左第三連接桿（A3）的兩個銳角頂點處布置安裝孔；

左第四、五連接桿（A4、A5）為等腰三角形桿件，左第四、五連接桿（A4、A5）的頂角頂點和兩個底角頂點分別布置安裝孔；

左第六、八連接桿（A6、A8）為二副桿件，左第六、八連接桿（A6、A8）兩端各開有一個安裝孔；其中，左第六連接桿（A6）為曲柄；

左第七連接桿（A7）由L型直角桿部與弧形桿部組成；L型直角桿部直角頂點處、短直角邊端部、長直角邊端部各開有一個安裝孔；

左第九連接桿（A9）為足端踏板，左第九連接桿（A9）中部和端部分別開有一個安裝孔；

左第一連接桿（A1）上L型桿件折彎處的安裝孔與左第二連接桿（A2）銳角頂點處的安裝孔通過左第一銷軸（A14）連接；左第一連接桿（A1）上L型桿件長端端部的安裝孔與左第三連接桿（A3）銳角頂點處的安裝孔通過左第一銷軸（A14）連接；左第二連接桿（A2）鈍角頂點處的齒輪安裝槽放置左傳動齒輪（A10），左傳動齒輪（A10）通過左第二銷軸（A15）與左第二連接桿（A2）上鈍角頂點處的安裝孔配合連接，左第三連接桿（A3）鈍角頂點處的齒輪安裝槽放置左傳動齒輪（A10），左傳動齒輪（A10）通過左第二銷軸（A15）與左第三連接桿（A3）上鈍角頂點處的安裝孔配合連接；分別與左第二、三連接桿（A2、A3）配合連接的兩個左傳動齒輪（A10）組成嚙合齒輪對；左第二連接桿（A2）另一銳角頂點處的安裝孔通過左第三銷軸（A16）與左第四連接桿（A4）的一個底角頂點處安裝孔連接；左第三連接桿（A3）另一銳角頂點處的安裝孔通過左第三銷軸（A16）與左第五連接桿（A5）的一個底角頂點處安裝孔連接；左第四連接桿（A4）頂角頂點處安裝孔通過左第三銷軸（A16）與左第五連接桿（A5）頂角頂點處安裝孔連接；左第四連接桿（A4）另一底角頂點處安裝孔通過左第三銷軸（A16）與左第七連接桿（A7）短直角邊端部安裝孔配合連接；左第五連接桿（A5）另一底角頂點處安裝孔通過左第三銷軸（A16）與左第八連接桿（A8）端部安裝孔配合連接；左第一連接桿（A1）的Y型桿件一端與左電機(A20)固連，左電機（A20）輸出軸穿過Y型桿件與左第六連接桿（A6）端部安裝孔固連，左第六連接桿（A6）另一端部安裝孔通過左第四銷軸（A17）與左第七連接桿（A7）L型直角頂點處安裝孔連接；左第七連接桿（A7）長直角邊端部安裝孔通過左第五銷軸（A18）與左第九連接桿（A9）端部安裝孔連接；左第八連接桿（A8）另一端部安裝孔通過左第五銷軸（A18）與左第九連接桿（A9）中部安裝孔連接；

左大腿綁帶（A11）與左第三連接桿（A3）通過左第六銷軸（A19）連接；左小腿綁帶（A12）與左第七連接桿（A7）通過左第六銷軸（A19）連接；左足綁帶（A13）與左第九連接桿（A9）固連；通過左大腿綁帶（A11）、左小腿綁帶（A12）與左足綁帶（A13）將左側腿（A）外骨骼耦合至人體下肢；

所述的右側腿（C）包括右第一到右第九連接桿（C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9）、右傳動齒輪（C10）、右第一到右第六銷軸（C14、C15、C16、C17、C18、C19）、右大腿綁帶（C11）、右小腿綁帶（C12）、右足綁帶（C13）、右電機（C20）；

右側腿（C）的零件結構、尺寸和連接關系與左側腿（A）相同。

3.根據權利要求2所述的穿戴式下肢助力外骨骼，其特征在于：

所述的左側腿（A）中，兩個左傳動齒輪（A10）可由左第十連接桿（A21）代替；連接方式如下：左第二連接桿（A2）鈍角頂點處安裝孔通過左第二銷軸（A15）與左第十連接桿（A21）端部安裝孔連接；左第三連接桿（A3）鈍角頂點處安裝孔通過左第二銷軸（A15）與左第十連接桿（A21）另一端部安裝孔連接；代替前兩個左傳動齒輪（A10）嚙合中心距與代替后左第十連接桿（A21）兩安裝孔距相等；上述連接方式構成整體閉鏈十桿單側外骨骼的機械部分；右側腿（C）的結構替換方式與左側腿（A）替換方式相同。