[發(fā)明專利]一種多級儲能助力外骨骼

有效

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• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105943315B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 曹恩國;馬冬妮;沈逸豪
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00;B25J9/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司23211
• 代理人: 耿曉岳

技術領域

本專利涉及一種多級儲能助力外骨骼，屬于醫(yī)療康復器械類。

背景技術

目前，殘疾人以及行走不方便的人的出行問題越來越明顯，特別是老齡化問題加重，方便步行輔助設備的需求就很明顯。大多用材料模擬緩沖，或只是簡單支撐，滿足殘疾人的行走。然而能量的存儲集中利用在殘疾人運動領域，高能量存儲的義肢，由于彈性韌性高，每一步都有極強地彈力不適合正常步行。特別是中老年殘疾人或是正常人，義肢或是可穿戴外骨骼都需要一個從正常步行角度考慮的機械結構，解決著地階段能量存儲不反彈，前行階段能量釋放助力的問題。

為了克服上述現(xiàn)有的生產問題，本專利提供了一種多級儲能助力外骨骼，在于模擬正常的腳步運動起到緩沖儲能的功能并且通過儲能腳后部的彈簧開關進行控制其他輔助行走部件。

發(fā)明內容

針對上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種多級儲能助力外骨骼，本多級儲能助力外骨骼結構簡單，能夠輔助正常出行，并且解決著地階段能量存儲不反彈，前行階段能量釋放助力的問題。

為解決上述技術問題，本專利采用如下技術方案：一種多級儲能助力外骨骼：包括小腿支撐結構、彈簧儲能助力結構、腳部控制開關結構；所述小腿支撐結構包括連接關節(jié)1，小腿支撐板件2，小腿包裹部件3，小腿束帶4，拉力連動桿6，腳部活動軸9，腳部固定部件10，腳底支撐板件11；所述小腿包裹部件3設置在小腿支撐板件2上；所述小腿支撐板件2通過腳部活動軸9 與腳底支撐板件11連接；所述腳部固定部件10固定在腳底支撐板件11上；來實現(xiàn)小腿的穿戴；所述彈簧儲能助力結構包括支撐面板18、齒輪傳送裝置、彈簧儲能裝置；所述支撐面板18設置在彈簧儲能裝置的兩邊；所述彈簧儲能裝置包括彈簧套筒8和設置在彈簧套筒8中的彈簧7，以及彈簧上方的活塞22；所述彈簧上方的活塞22通過齒條板14與齒輪傳送裝置固定連接；所述齒輪傳送裝置包括齒輪16、單向鎖死裝置和聯(lián)動抱死裝置；所述齒輪16與齒條板14下方的齒條咬合；所述單向鎖死裝置設置在齒輪16的內部，其包括棘輪17；所述棘輪17的兩端固定在支撐面板上；所述聯(lián)動抱死裝置包括油碟剎片15、油碟剎夾片器5以及油碟導線19；所述油碟剎片15通過螺絲與棘輪17固定；所述油碟剎夾片器5設置在支撐面板18的外部；所述油碟導線的一端連接油碟剎夾片器5，一端與腳部控制開關結構連接；所述腳部控制開關結構包括腳部支撐面板20、橡膠插槽12，彈簧開關21；所述彈簧開關設置在腳部支撐面板20 的后腳跟處。

所述小腿支撐板件2與小腿包裹部件3通過螺母固定鏈接。

所述小腿包裹部件3中設置有卡槽，所述小腿束帶4穿過小腿包裹部件 3，通過卡槽固定。

所述小腿支撐結構通過連接關節(jié)1與支撐面板18相連。

所述支撐面板18與齒條板14通過聯(lián)動杠桿13連接；所述聯(lián)動杠桿13 通過拉力連動桿6與小腿支撐板件2連接，齒條板14的運動，從而實現(xiàn)裝置的整體運動。

所述小腿支撐結構的腳底支撐板件11前段插在橡膠插槽12上與腳部控制開關結構固定。

所述齒條板14與彈簧儲能裝置的上端的活塞連接。

所述彈簧儲能裝置的中彈簧套筒8的下部與支撐面板18連接，彈簧7 放置于彈簧套筒8之中。

所述聯(lián)動抱死裝置的油壓夾片器5與支撐面板18用螺母相連接；所述油碟剎片15卡在油壓夾片器5中間。

所述單向鎖死裝置中棘輪17內部設置有軸承，所述棘輪17側面通過螺母與齒輪傳動裝置中的齒輪16相連。

所述橡膠插槽12固定在腳部支撐面板20上。

本發(fā)明所述使用方法為：當使用者向前步行時，腳后跟先著地，腳后跟踩到彈簧開關21，彈簧開關21閉合，碟剎壓力通過油碟剎引線19傳輸?shù)接偷鷦x夾片器5上，油碟剎夾片器5閉合碟剎片15抱死，從而棘輪17中的軸承固定鎖住，棘輪17只能單項順時針旋轉。邁出去后，人由于自身壓力踩在腳底支撐板件11上，由于腳部支撐面板20前端在橡膠卡槽12處固定，腳底支撐板件11被壓力踩下去，腳步活動軸9的夾角變小，拉力連動桿6向下把壓力傳輸?shù)铰?lián)動杠桿13，使得齒條板14帶動下方的齒條下壓，同時彈簧套筒上方的活塞帶動彈簧7發(fā)生形變。齒條板14向下移動的過程中帶動咬合的齒輪16順時針轉動帶動棘輪17順時針轉動。當人體壓力使彈簧壓到最低的之后，彈簧需要釋放，但是由于碟剎片15抱死，導致棘輪17的軸不能逆時針旋轉，彈簧不能釋放，人不會受到彈簧向上的彈力。