[實用新型]一種基于氣動肌肉的下肢助力裝置

有效

• 申請號: 201520347055.X
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN204723350U
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 夏田;雷展
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本實用新型涉及一種可輔助人體下肢運動的助力裝置，具體涉及一種基于氣動肌肉的下肢助力裝置。

背景技術

輔助裝置是現實生活中常用的工具，尤其是中老年人在沒有外力輔助的情況下行走在有坡度的路面上或下肢無力的人運動時，這種裝置就能起到輔助的作用，幫助他們實現自如行走。傳統的助力輔助裝置采用液壓驅動或電機驅動造成能源浪費和環境污染，而且慣性力較大、減震效果差，影響穿戴著的舒適度。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于氣動肌肉的下肢助力裝置，以克服上述現有技術存在的缺陷，本實用新型具有輸出功率重量比大、可穿戴性強、能源清潔環保、結構性能穩定、可調性好、便于裝配調整等優點。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于氣動肌肉的下肢助力裝置，包括氣泵控制箱以及儲能助力單元，氣泵控制箱中設有氣泵，氣泵的氣流出口連接有導氣管，導氣管連接至儲能助力單元，儲能助力單元包括拉簧儲能機構以及與導氣管相連的氣動肌肉機構，拉簧儲能機構中設置的拉簧與氣動肌肉機構中設置的氣動肌肉通過皮帶相連，皮帶上設有與之嚙合的皮帶輪。

進一步地，氣泵控制箱通過繃帶固定在人體背部。

進一步地，儲能助力單元固定在支撐架上，其中，拉簧儲能機構和氣動肌肉機構分別固定在支撐架的兩側，皮帶輪固定在支撐架的下部。

進一步地，儲能助力單元為兩個，分別固定在兩個支撐架上，兩個支撐架分別通過繃帶固定在大腿及小腿上，且兩個支撐架固定連接。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果：

本實用新型通過氣動肌肉機構在充氣時產生的縱向力拉動皮帶，進而皮帶帶動皮帶輪轉動，從而為腿部向前屈伸提供了力矩，同時拉簧儲能機構產生彈性勢能為腿部往回運動提供能量，減輕了人行走時下肢發出的力量，達到助力輔助的作用，可用于中老年人行走及運動，解決了中老年人、殘疾人行走不便及運動困難的問題，特別是針對下肢無力、動作不協調的中老年人起到助力行走、協調運動的作用。此裝置主要由氣泵控制系統控制氣泵為氣動肌肉機構提供氣流，通過氣動肌肉的擴張和收縮、拉簧儲能機構的儲能和釋放能量帶動下肢做屈伸移動，該實用新型具有輸出功率重量比大、可穿戴性強、能源清潔環保、結構性能穩定、便于裝配調整等優點。

進一步地，本實用新型由固定在大腿部及小腿部的連接在一起的支撐架做支撐；實現各部分之間的協調運動；由繃帶做構件與身體固定，實現各部件為身體提供力量，帶動下肢運動。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型拉簧儲能結構及啟動肌肉機構的結構示意圖。

其中，1、氣泵控制箱；2、導氣管；3、拉簧儲能機構；4、氣動肌肉機構；5、皮帶；6、皮帶輪；7、支撐架；8、繃帶；9、拉簧；10、氣動肌肉。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述：

參見圖1至圖2，一種基于氣動肌肉的下肢助力裝置，包括通過繃帶8固定在人體背部的氣泵控制箱1，還包括兩個儲能助力單元，氣泵控制箱1中設有氣泵，氣泵的氣流出口連接有導氣管2，導氣管2連接至儲能助力單元，儲能助力單元包括拉簧儲能機構3以及與導氣管2相連的氣動肌肉機構4，拉簧儲能機構3中設置的拉簧9與氣動肌肉機構4中設置的氣動肌肉10通過皮帶5相連，皮帶5上設有與之嚙合的皮帶輪6，兩個儲能助力單元分別固定在兩個支撐架7上，兩個支撐架7分別通過繃帶8固定在大腿及小腿上，且兩個支撐架7固定連接，其中，拉簧儲能機構3和氣動肌肉機構4分別固定在支撐架7的兩側，皮帶輪6固定在支撐架7的下部。

下面對本實用新型的實施過程作進一步詳細說明：

當人在行走或運動時，氣泵控制箱1控制氣泵輸出氣流，氣流通過導氣管2進入氣動肌肉機構4，氣動肌肉機構4由于氣動肌肉10產生橫向擴張、縱向縮短從而產生縱向的拉力拉動皮帶5向上運動，皮帶5通過嚙合力帶動皮帶輪6做向前屈伸運動，同時拉簧儲能機構3的拉簧9被拉伸而產生彈性勢能為皮帶輪6向后做屈伸運動提供能量，這樣皮帶輪6就能實現周期性的屈伸運動，皮帶輪6帶動支撐架7做往復擺動運動，從而帶動人體下肢做往復擺動運動，實現下肢運動的助力效果。在這個過程中，大腿和小腿分別使用一對拉簧儲能機構3和氣動肌肉機構4，實現大腿和小腿的同時助力，拉簧儲能機構3和氣動肌肉機構4配合使用可以實現兩個方向的運動，髖關節和膝關節處的支架為轉動副連接，可以隨著姿勢的變化自動調整角度。