[實用新型]助力式膝關(guān)節(jié)外骨骼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921159566.3
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN211382522U
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付成龍;馬亮;黃冠;冷雨泉;朱瀚韜;錢躍鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

本實用新型提供了一種助力式膝關(guān)節(jié)外骨骼，包括穿戴組件、助力組件以及動力裝置，穿戴組件包括綁定于腰部的腰部穿戴件、綁定于大腿上的大腿穿戴件以及綁定于小腿上的小腿穿戴件，動力裝置與腰部穿戴件相連；助力組件包括用于拉動小腿穿戴件的鮑登線芯和用于引導(dǎo)鮑登線芯拉伸的鮑登線套，鮑登線套的頂端固定于動力裝置上，鮑登線套的底端固定于大腿穿戴件上，鮑登線芯的兩端分別與動力裝置的輸出端和小腿穿戴件相連。則在穿戴使用時，動力裝置帶動鮑登線芯拉動小腿穿戴件，以對膝關(guān)節(jié)的伸展運動起到助力作用。本實用新型提供的助力式膝關(guān)節(jié)外骨骼，結(jié)構(gòu)緊湊，體型小，重量輕，降低了對人體正常行走步態(tài)的影響和限制。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于可穿戴外骨骼技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種助力式膝關(guān)節(jié)外骨骼。

背景技術(shù)

近年來，隨著社會老齡化人群的逐步增加，由人體自然衰老與疾病導(dǎo)致的肢體運動功能障礙，影響了越來越多老年人的日常生活與出行，因此針對老年人行走助力、輔助康復(fù)訓(xùn)練等開發(fā)的機械助力式外骨骼得到了廣泛推廣應(yīng)用。機械助力式外骨骼，可以通俗地理解成可穿戴機器人，它具有外骨骼肢體和外骨骼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，外骨骼肢體由金屬等剛性材料制造并由各外骨骼關(guān)節(jié)連接，在關(guān)節(jié)處的液壓裝置直接驅(qū)動作用下，外骨骼關(guān)節(jié)驅(qū)動外骨骼肢體帶動穿戴者的肢體運動，從而對老年人的行走達到良好的助力效果。

然而，當(dāng)前可穿戴的外骨骼膝關(guān)節(jié)助力機器人，通常采用液壓裝置直接在人體膝關(guān)節(jié)處進行助力驅(qū)動，需要較大功率電機驅(qū)動，導(dǎo)致腿部運動慣量較大，穩(wěn)定性較差，影響腿部正常的自由活動，破壞人體行走的自然生物力學(xué)特性，導(dǎo)致行動笨拙；體型大，重量重，腿部負重感強烈，造成人體膝關(guān)節(jié)運動與外骨骼膝關(guān)節(jié)運動的協(xié)調(diào)性較差，難以使老年人或其他弱行走能力障礙人士保持自然的步態(tài)行走。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種助力式膝關(guān)節(jié)外骨骼，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的可穿戴的外骨骼膝關(guān)節(jié)助力機器人，體型大，重量重，對人體正常行走步態(tài)影響和限制較大的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是提供一種助力式膝關(guān)節(jié)外骨骼，包括用于供穿戴的穿戴組件、用于向膝關(guān)節(jié)的伸展運動提供助力的助力組件以及用于向所述助力組件提供驅(qū)動動力的動力裝置，所述穿戴組件包括用于穿戴并綁定于腰部的腰部穿戴件、用于穿戴并綁定于大腿上的大腿穿戴件以及用于穿戴并綁定于小腿上的小腿穿戴件，所述動力裝置與所述腰部穿戴件相連；所述助力組件包括用于拉動所述小腿穿戴件與所述大腿穿戴件發(fā)生相對運動以對膝關(guān)節(jié)助力的鮑登線芯和用于引導(dǎo)所述鮑登線芯拉伸的鮑登線套，所述鮑登線套的頂端固定于所述動力裝置上，所述鮑登線套的底端固定于所述大腿穿戴件上，所述鮑登線芯的一端與所述動力裝置的輸出端相連，所述鮑登線芯的另一端與所述小腿穿戴件相連。

進一步地，所述助力組件還包括用于支撐于膝蓋部位并具有彈性的膝關(guān)節(jié)支撐板，所述膝關(guān)節(jié)支撐板的一端與所述大腿穿戴件固定相連，所述膝關(guān)節(jié)支撐板的另一端與所述小腿穿戴件滑動相連，且所述鮑登線芯伸出所述鮑登線套的部分支撐于所述膝關(guān)節(jié)支撐板上。

進一步地，所述膝關(guān)節(jié)支撐板上設(shè)有用于限位所述鮑登線芯的導(dǎo)向槽，所述鮑登線芯伸出所述鮑登線套的部分置于所述導(dǎo)向槽中。

進一步地，所述膝關(guān)節(jié)支撐板上設(shè)有用于將所述鮑登線芯限定于所述導(dǎo)向槽中的壓線條。

進一步地，所述助力式膝關(guān)節(jié)外骨骼還包括固定于所述小腿穿戴件上的連接座，所述鮑登線芯的另一端與所述連接座相連，且所述連接座上設(shè)有供所述膝關(guān)節(jié)支撐板遠離所述大腿穿戴件的一端滑動插入的滑槽。

進一步地，所述膝關(guān)節(jié)支撐板包括支板和與所述支板一體成型的連接臂，所述支板遠離所述連接臂的一端與所述大腿穿戴件固定相連，所述連接臂滑動插入所述滑槽中。

進一步地，所述滑槽的內(nèi)側(cè)壁上凸設(shè)有導(dǎo)向凸塊，所述連接臂上設(shè)有配合所述導(dǎo)向凸塊的導(dǎo)向槽。