[發明專利]一種人體下肢助力設備

有效

• 申請號: 201811457327.6
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109464264B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 唐術鋒;曹建國;王國慶;李俊;郭子瑞
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61H3/00
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 何悅

本發明公開了一種人體下肢助力設備，涉及康復助老助殘設備領域，包括腰部裝置，腰部裝置上連接有背部裝置，其兩側連接有腿部裝置；腰部裝置包括髖關節內收/外展機構和髖關節內/外旋機構，可模擬人體運動時髖關節處的運動過程；腿部裝置包括依次連接的髖關節裝置、膝關節裝置、踝關節裝置和腳部裝置；髖關節裝置包括髖關節諧波減速模組，通過髖關節諧波減速模組進行髖關節運動驅動；膝關節裝置包括膝關節諧波減速模組，通過膝關節諧波減速模組進行膝關節的運動驅動，還包括用于實現膝關節處多旋轉中心的屈曲/伸展運動的相互嚙合的大腿關節齒輪和小腿關節齒輪。該設備的助力運動過程更接近人體骨骼的實際運動過程，助力效果好，穿戴舒適性強。

技術領域

本發明涉及康復助老助殘設備領域，具體為一種人體下肢助力設備。

背景技術

世界范圍內，有著大量不同程度的下肢運動障礙患者，由于下肢運動能力受損，其生活質量在較大程度上受到影響。據臨床醫學研究顯示，合理有效的康復訓練能使部分患者得到一定程度的恢復。

此外，隨著日益加劇的人口老齡化，世界各國每年都需要花費巨大的物力和財力，來解決人口老齡化帶來的諸多問題。多數老年人在到達一定年齡后，身體機能大幅度減弱，出現行走緩慢、爬坡或爬樓梯困難，無法長時間站立或行走，甚至需要依靠輪椅等設備進行日常的起居活動，極大地影響了生活的幸福度。

目前，現有人體下肢助力設備主要是各種外骨骼機器人，但大多數外骨骼機器人在膝關節處的結構多采用單中心的旋轉運動來輔助患者膝關節運動，而據人體解剖學研究表明，人體膝關節是一個滑車球狀關節，在運動時，通常表現出瞬時轉動中心的滑移，即多中心的旋轉運動。因此，患者在穿戴這些外骨骼進行助力時，由于其仿生結構的運動原理與人體骨骼的實際運動原理存在一定差異，故其助力效果和穿戴的舒適性仍有待改善。本申請設計了一款人體下肢助力設備，旨在為助老、助殘及康復治療領域提供一種可行的解決方案，并有效的解決了現有外骨骼機器人設備存在的一些不足。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種人體下肢助力設備。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種人體下肢助力設備，包括背負裝置、腰部裝置和兩個對稱設置的腿部裝置，所述腿部裝置包括髖關節裝置、膝關節裝置、踝關節裝置、腳部裝置和若干腿部綁縛裝置；

所述背負裝置包括背部擋板、承重托板和電控箱，所述背部擋板與承重托板連接，所述電控箱設置于所述承重托板上；

所述腰部裝置包括髖關節內收/外展機構、腰部綁帶和兩個髖關節內/外旋機構，所述髖關節內收/外展機構包括腰部連接桿、兩個髖關節內收/外展軸和兩個髖關節內收/外展轉動桿，所述腰部連接桿的兩個側面分別與所述背部擋板和腰部綁帶的中部連接，所述腰部連接桿的兩端均通過所述髖關節內收/外展軸與一個所述髖關節內收/外展轉動桿的一端鉸接，所述髖關節內/外旋機構包括調節板、固定塊、轉動塊、髖關節內/外旋軸和L型連接塊，所述髖關節內收/外展轉動桿遠離腰部連接桿的一端加工有調節用長孔，所述調節板與所述髖關節內收/外展轉動桿連接，所述固定塊與所述調節板連接，所述固定塊通過所述髖關節內/外旋軸與所述轉動塊的一端鉸接，所述轉動塊的另一端與所述L型連接塊連接，所述L型連接塊遠離所述轉動塊的一端設置有綁帶穿孔，所述腰部綁帶的兩端分別穿過兩個所述L型連接塊的綁帶穿孔；

所述髖關節裝置包括髖關節法蘭、髖關節諧波減速模組、緩沖盤a、緩沖扭簧a和髖關節擺臂，所述L型連接塊上加工有調節用長孔，所述髖關節法蘭上設有連接板，所述連接板與所述L型連接塊連接，所述髖關節法蘭的法蘭圈與所述髖關節諧波減速模組連接，所述髖關節諧波減速模組的輸出軸與所述緩沖盤a的一端連接，所述緩沖盤a的另一端與所述髖關節擺臂的一端傳動連接，所述緩沖扭簧a的兩端分別與所述緩沖盤a與髖關節擺臂連接；