[發明專利]一種自動切換的膝關節助力機構

有效

• 申請號: 201611189116.X
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106625596B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 王興松;楊明星;萬詩龍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種自動切換的膝關節助力機構，該機構主要由大腿支撐桿、小腿支撐桿、關節軸承、軸承支座、彈簧壓縮桿、滑動件、固定件、鉸接件、滑動支撐桿和足底支撐件組成。大腿支撐桿通過關節軸承和軸承支座與小腿支撐桿連接；彈簧壓縮桿上端通過鉸接件和固定件固定于大腿支撐桿的下端，壓縮桿下端通過另一鉸接件固定于小腿支撐桿上的滑動件；滑動件與小腿支撐桿內部的滑動支撐桿通過銷軸過盈固定在一起；足底支撐件通過螺釘緊定于小腿支撐桿底部，用來承受來自膝關節的重力。在足底著地時膝關節彎曲，彈簧桿工作產生助力效果，而人體行走時足底件離開地面，滑動支撐桿自由，彈簧桿不會壓縮工作，因而不會對人體造成行走干涉。

技術領域

本發明涉及一種新型的機械外骨骼機構，具體說來，是一種可自動切換的膝關節助力機構。

背景技術

在人體活動中，膝關節是承受人體負擔最大的部位，尤其在人體下蹲時對膝關節產生的負擔尤為更甚，膝關節也容易疲勞，造成人們一些關節炎之類的病癥，機械外骨骼則是解決這一問題的有效工具。在外骨骼助力領域，人們總是希望獲得一種純被動的膝關節助力機構，不需要額外的動力結構，只需要用彈簧儲能原件完成即可；一般的膝關節被動助力機構都會使用彈簧，彈簧可以在人體下蹲時被壓縮產生助力效果，然而這種類似結構都存在一個問題，無法解決人體行走時膝關節彎曲引起的彈簧干涉。本發明即是對該問題的一種具體解決方案。

發明內容

針對上述問題，本法民提供一種自動切換的膝關節助力機構，該機構可以穿戴在人的下肢，在人體下蹲時，對人的膝關節起助力作用；在人體正常抬腿行走時，該機構不會干涉影響人體的正常運動動作。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種自動切換的膝關節助力機構，包括：

設置在自動切換裝置上端的大腿支撐桿1；

設置在大腿支撐桿1和小腿支撐桿4之間的自動切換裝置，其包括設置在自動切換裝置上端的固定件7、設置在固定件7下端的關節軸承2、設置在關節軸承2下端的軸承支座3、設置在軸承支座3下端的滑動件11、設置在滑動件11內部的滑動軸承12、分別鉸接在固定件7和滑動件11上的上鉸接件90和下鉸接件902、設置在上鉸接件90和下鉸接件902之間的壓縮彈性件10以及順次穿過上鉸接件90、壓縮彈性件10和下鉸接件902的滑動桿8，其中，所述大腿支撐桿1的下端和關節軸承2上端之間通過上螺紋桿1901固定連接，所述上螺紋桿1901穿過固定件7上的通孔，關節軸承2的下端能轉動地安裝在軸承支座3上，所述滑動桿8的上端設置有桿帽，下端安裝有螺母1601，所述上鉸接件90和下鉸接件902被限定在滑動桿8的桿帽和螺母1601之間；

設置在軸承支座3下端的小腿支撐桿4，所述小腿支撐桿4穿過滑動軸承12的內部，其上端通過下螺紋桿1902固定在軸承支座3底座的沉頭式通孔內；

設置在小腿支撐桿4內部并能在小腿支撐桿4內部上下滑動的滑動支撐桿5，所說滑動支撐桿5的上端和滑動件11的上端分別設置有相互對應的兩個安裝孔，通過上銷軸1801和下銷軸1802插入兩個安裝孔中將滑動支撐桿5和滑動件11相互固定，所述滑動軸承12被限位在上銷軸1801和下銷軸1802之間；所述小腿支撐桿4的側邊開設一滑槽，所述上銷軸1801和下銷軸1802順次穿過滑動件11的安裝孔、滑槽和滑動支撐桿5，并能在滑槽內上下滑動。

進一步地，還包括足底支撐件6，并通過螺釘固定在小腿支撐桿4的底部。

進一步地，所述上銷軸1801和下銷軸1802分別與滑動支撐桿5的安裝孔與滑動件11的安裝孔之間是過盈固定。

進一步地，所述滑動桿8分別與上鉸接件901和下鉸接件902之間滑動連接，壓縮彈性件10套在滑動桿8上，滑動桿8的下端還安裝有滑動桿螺母1601。

進一步地，所述滑動件11與滑動軸承12同心配合。