[發明專利]一種輔助負重人體下肢外骨骼

有效

• 申請號: 201610385317.0
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN105798893B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 張建軍;李天宇;王曉慧;李為民;吳錦輝;楊飛飛;蘭萌
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群

1.一種輔助負重人體下肢外骨骼，其特征在于該外骨骼為中心對稱結構，且每側由前部支鏈和后部支鏈兩大部分組成，所述前部支鏈包括腰及骻關節模塊、膝關節模塊、大腿模塊、小腿模塊、踝關節及腳部模塊；腰及骻關節模塊下端通過骻腿轉動副與大腿模塊上端連接，大腿模塊下端通過大小腿轉動副及腿膝轉動副與小腿模塊上端及膝關節模塊前端連接，小腿模塊下端通過腿踝轉動副與踝關節及腳部模塊連接；

所述后部支鏈包括背包模塊、后部連桿和儲能模塊；后部連桿上端與背包模塊后端通過后連桿上轉動副連接，后部支鏈下端與儲能模塊上端及膝關節模塊后端通過后連桿下轉動副及儲能模塊上轉動副連接；外骨骼左半部分和右半部分通過各自背包模塊末端的背包轉動副連接，外骨骼單側前部支鏈上端及后部支鏈上端通過背包架桿前端、腰關節連接軸與腰關節轉動副連接，外骨骼單側前部支鏈及后部支鏈下端通過儲能模塊下連接軸、后腳部連桿與儲能模塊下轉動副連接；

所述儲能模塊包括儲能模塊上連接軸、導缸上連桿、導缸下連桿、導缸上端蓋、可控直線阻尼器、長彈簧擋板、長彈簧、短彈簧擋板、短彈簧、短彈簧導桿、短彈簧擋塊、儲能模塊下連接軸和儲能模塊軸套；所述導缸上連桿與導缸下連桿通過導缸上端蓋與導缸上連桿配合，構成移動副；導缸上端蓋與導缸下連桿連接，導缸上連桿末端安裝長彈簧擋板，導缸下連桿內安裝長彈簧，長彈簧直徑大于短彈簧安裝于導缸下連桿內壁處；短彈簧導桿上端與短彈簧擋板連接、下端安裝短彈簧擋塊，短彈簧導桿從中心穿過短彈簧直至短彈簧與短彈簧擋板接觸，整體嵌套于長彈簧內部并安裝在導缸下連桿內，通過短彈簧擋塊與導缸下連桿配合實現為短彈簧施加預緊力的目的，此設計可在人體步態中起到快速增加儲能模塊儲能速度的效果；可控直線阻尼器安裝于導缸下連桿內，與導缸上連桿配合，通過阻尼控制器控制可控直線阻尼器的鎖死與打開狀態；儲能模塊上連接軸與后部連桿下、膝關節后連桿連接，儲能模塊下連接軸通過儲能模塊軸套與后腳部連桿連接。

2.根據權利要求1所述的輔助負重人體下肢外骨骼，其特征在于所述長彈簧為壓簧或直線氣缸，壓簧長度140mm-170mm，直徑40mm-50mm，剛度為0.05-0.1kgf/mm；所述短彈簧為壓簧或直線氣缸，壓簧長度100mm-130mm，直徑25mm-35mm，剛度為0.2-0.5kgf/mm。

3.根據權利要求1所述的輔助負重人體下肢外骨骼，其特征在于所述預緊力為背包重量的15-50%。