[發(fā)明專利]十自由度下肢助行器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310274356.X
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN103349603A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張峻霞;胡俊義;溫泉;蘇海;王新亭;張琰;戴鳳智
• 申請（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及下肢助行裝置，特別是一種輔助支撐下肢癱瘓患者重新站立行走的具有動力操作和自主平衡性的十自由度下肢助行器。

背景技術(shù)

動力式助行器工程是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步與人體康復(fù)需求相結(jié)合的成果，目的是研究開發(fā)對下肢癱瘓者進(jìn)行行走功能評估、診斷、恢復(fù)、步行代償以及護(hù)理所需的各種助行設(shè)備。目前，世界上約有10余家實驗室在從事可穿戴型助行器的研究，且大多是用于正常人的助力或是下肢功能障礙患者的康復(fù)，很少有用于幫助下肢癱瘓者重新站立行走的裝置的研究。且現(xiàn)有的研究多是采用電機(jī)直接驅(qū)動或是氣動，造價也都比較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種幫助下肢癱瘓者重新站立行走的具有動力操作和自主平衡性的十自由度下肢助行器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種十自由度下肢助行器，其特征在于：由腰部支撐架及對稱位于腰部支撐架兩側(cè)下部的下肢組件構(gòu)成，該下肢組件均由大腿支撐桿、小腿支撐桿、腳部組件、髖關(guān)節(jié)球面副、膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動副、踝關(guān)節(jié)球面副、髖關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、膝關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、踝關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、髖關(guān)節(jié)輔助驅(qū)動器及踝關(guān)節(jié)輔助驅(qū)動器構(gòu)成，大腿支撐桿的上端通過髖關(guān)節(jié)球面副安裝于腰部支撐架下部，小腿支撐桿通過膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動副安裝于大腿支撐桿下端，腳部組件通過踝關(guān)節(jié)球面副安裝于小腿支撐桿下端，大腿支撐桿與腰部支撐架之間安裝有髖關(guān)節(jié)主驅(qū)動器，大腿支撐桿與小腿支撐桿之間安裝有膝關(guān)節(jié)主動驅(qū)動器，小腿支撐桿與腳部組件之間安裝有踝關(guān)節(jié)主驅(qū)動器，腰部支撐架與大腿支撐桿的外側(cè)安裝膝關(guān)節(jié)輔助驅(qū)動器，小腿支撐桿與腳部組件外側(cè)安裝踝關(guān)節(jié)輔助驅(qū)動器。

而且，所述的腰部支撐架、大腿支撐桿中部、小腿支撐桿中部和腳部組件均設(shè)置有緊固帶。

而且，所述的腰部支撐架由腰部主支撐桿及對稱的兩腰側(cè)桿通過直角連接件固裝而成。

而且，所述的腳部組件由腳側(cè)板及腳底板構(gòu)成，腳底板由前腳板及后腳板采用彈性件連接而成，后腳板與腳側(cè)板垂直固裝。

而且，所述髖關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、膝關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、踝關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、髖關(guān)節(jié)輔助驅(qū)動器及踝關(guān)節(jié)輔助驅(qū)動器均采用電動推桿。

而且，所述髖關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、膝關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、踝關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、髖關(guān)節(jié)輔助驅(qū)動器及踝關(guān)節(jié)輔助驅(qū)動器均連接至一控制器。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：

1.本發(fā)明的十自由度下肢助行器，每條下肢組件都具有五個自由度（包括髖關(guān)節(jié)的屈伸自由度和外展內(nèi)收自由度，膝關(guān)節(jié)的屈伸自由度，踝關(guān)節(jié)的屈伸自由度和外展內(nèi)收自由度），并且通過各驅(qū)動器（電動推桿）對每個自由度都進(jìn)行驅(qū)動，通過對髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的屈伸自由度進(jìn)行驅(qū)動實現(xiàn)模擬人體正常行走時的運動。通過對踝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的外展內(nèi)收自由度進(jìn)行驅(qū)動實現(xiàn)對助行器重心位置的調(diào)節(jié)，從而使重心能夠落在行走時的支撐多邊形之內(nèi)，實現(xiàn)助在行器行走時能自主的保持平衡。

2.本發(fā)明的十自由度下肢助行器，腳底板采用分離的前腳板和后腳板通過彈簧片連接組成，解放了腳趾關(guān)節(jié)的自由度。

3.本發(fā)明的十自由度下肢助行器，腰部支撐架以及大小腿桿件都采用市面上的標(biāo)準(zhǔn)鋁型材，在保證強(qiáng)度的同時減輕助行器重量，降低了成本。

4.本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)合理，每條腿都具有五個自由度，從而實現(xiàn)輔助支撐下肢癱瘓患者重新站立行走的目的，具有動力操作同時具有自主平衡性，是一種具有較高創(chuàng)新性的動力式下肢助行裝置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的左視圖。

附圖說明：

1-腰部主支撐桿、2-直角連接件、3-兩腰側(cè)桿、4-髖關(guān)節(jié)球面副、5-髖關(guān)節(jié)輔助驅(qū)動器、6-髖關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、7-膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動副、8-小腿支撐桿、9-踝關(guān)節(jié)輔助驅(qū)動器、10-踝關(guān)節(jié)球面副、11-膝關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、12-大腿支撐桿、13-踝關(guān)節(jié)主驅(qū)動器、14-腳側(cè)板、15-后腳板、16-彈性件、17-前腳板。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種十自由度下肢助行器，其由腰部支撐架及對稱位于腰部支撐架兩側(cè)下部的下肢組件構(gòu)成。腰部支撐架由腰部主支撐桿1及對稱的兩腰側(cè)桿3通過直角連接件2固裝而成。