[發明專利]被動助行下肢外骨骼

在審

• 申請號: 202011495645.9
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112618282A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 朱巖;黃家海
• 申請（專利權）人: 杭州添翼機器人有限公司
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種被動助行下肢外骨骼，包括大腿固定單元、小腿固定單元和位于膝關節處的執行單元；大腿固定單元、小腿固定單元分別用于與大腿、小腿相貼合并固定，執行單元包括阻尼器和傳感器電路，執行單元與大腿固定單元、小腿固定單元均連接且通過阻尼器控制膝關節的轉動靈活性，傳感器電路用于檢測人體行走過程的腿部狀態，當檢測到大腿抬起處于擺動階段時調節阻尼器阻尼值變小使膝關節可轉動，當檢測到腿落地處于支撐階段時調節阻尼器阻尼值增大使膝關節鎖死。本發明外骨骼可以使得行走過程中按照需要使得膝關節自由擺動或是鎖死以提供支撐保護膝關節或調節膝關節的轉動速度，且結構小巧緊湊，可使穿戴更舒適。

技術領域

本發明屬于助力外骨骼技術領域，涉及一種下肢外骨骼，尤其涉及一種被動助行下肢外骨骼。

背景技術

隨著人們對于康復設備的需求，很多康復外骨骼應運而生。目前的康復下肢外骨骼多是為全身癱瘓患者設計的可以輔助其行走的雙側下肢外骨骼，該類外骨骼價格昂貴笨重不適宜推廣和使用。此外，很多腦卒中患者往往是偏癱，表現為單側身體無力，雙側下肢外骨骼也不適用。對于下肢癱瘓患者，很多表現為下肢無力，走路過程中容易跌倒，而這主要是因為膝關節支撐力不足引起。目前已經有些針對膝關節的康復設備，但是該類設備多采用電驅動式，且不可穿戴行走，只能進行躺臥訓練或坐姿訓練，即使能穿戴，穿戴舒適度也得不到保證。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種被動助行下肢外骨骼，可以根據人體的行走過程對提供的阻尼進行調節。

本發明采用的技術方案如下：

一種被動助行下肢外骨骼，包括大腿固定單元、小腿固定單元和位于膝關節處的執行單元；所述大腿固定單元用于與大腿相貼合并固定，小腿固定單元用于與小腿相貼合并固定，所述執行單元包括阻尼器和傳感器電路，所述執行單元與大腿固定單元、小腿固定單元均連接且通過阻尼器控制膝關節的靈活性，傳感器電路用于檢測人體行走過程，當檢測到大腿抬起處于擺動階段時調節阻尼器阻尼值變小使膝關節可轉動，當檢測到腿落地處于支撐階段時調節阻尼器阻尼值增大使膝關節鎖死。

上述技術方案中，進一步的，所述執行單元中還設置有控制器，控制器內預設有調節算法或程序，用于根據傳感器電路的檢測信號實時調節阻尼器的阻尼大小。

進一步的，所述的阻尼器包括阻尼殼及其內形成的一圓柱形密封腔體，所述密封腔體的內壁設有一阻尼臺，在密封腔體內部還設有一阻尼軸，阻尼軸側面具有阻尼軸臂，所述阻尼軸的旋轉中心與所述密封腔體同軸且一端伸出密封腔體與小腿固定單元固定連接，阻尼軸與阻尼臺共同將密封腔體分隔為兩個獨立的腔體，各腔體內注滿液體，所述阻尼器還包括調節軸，調節軸上設置有油槽，通過調節軸的轉動可使得上述兩個腔體通過由油槽和阻尼臺所形成的槽口連通或彼此獨立，且所述槽口的大小可隨調節軸的轉動而改變；調節軸一端固定連接有電機，在大腿固定單元上設置有電機座，所述電機安裝于電機座內。

進一步的，所述調節軸一端伸入所述密封腔體內成為阻尼臺的一部分，另一端與所述電機固定，所述的調節軸上的油槽滿足：轉動調節軸時可使得調節軸與阻尼臺的接觸面在無縫和形成槽口之間變化，形成槽口后可使得兩個腔體連通，且隨調節軸的轉動可改變所形成槽口的大小。

更進一步的，所述的調節軸的軸線垂直于阻尼軸軸線設置。或者所述的調節軸的軸線平行于所述阻尼軸軸線設置。

進一步的，所述的調節軸同軸設置于阻尼軸外部共同形成可調阻尼軸，且調節軸與阻尼軸仍可相對轉動，轉動調節軸，可以使得可調阻尼軸與阻尼臺共同將密封腔體分隔為兩個獨立的腔體，當轉動調節軸至調節軸上的油槽與阻尼臺形成槽口則將兩個腔體連通，且隨調節軸的轉動可改變所形成槽口的大小。

進一步的，上述任一方案中可以在所述的阻尼臺上開有溝槽，所述溝槽在阻尼臺厚度方向并不貫穿整個阻尼臺，所述油槽與所述溝槽連通時即將兩個腔體連通。