[發明專利]外骨骼

有效

• 申請號: 202110957769.2
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113649997B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 王天
• 申請（專利權）人: 杭州程天科技發展有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;A61H1/02
• 代理公司: 湖南澤達信專利代理事務所(普通合伙) 43284
• 代理人: 易新根

本發明公開了一種外骨骼，包括底盤支架、立板、腹部固定機構、腿部固定機構和踏步機構；立板直立的安裝在底盤支架上，腹部固定機構和腿部固定機構均安裝在立板上，腿部固定機構包括圈梁、牽引機構、第一腿部固定圈和拉筋，牽引機構包括基座和位于基座上的主動輪，第一腿部固定圈的周圈設置至少兩個牽拉點組，每個牽拉點組包括兩個上下排列的牽拉點位，拉筋的一端連接牽拉點位，另一端纏繞在主動輪上；本發明的外骨骼使用拉筋牽引第一腿部固定圈，拉筋本身具有彈性，通過拉筋對第一腿部固定圈發力具有非強制性，用戶的腿部依然可以自行發力來對抗拉筋的彈力，使得用戶的下肢運動具有一定的自由性，降低用戶的束縛感。

技術領域

本發明涉及人體訓練設備領域，尤其涉及一種用于下肢輔助鍛煉或者用作VR游戲輔助器材的外骨骼。

背景技術

人體的下肢主要包括大腿和小腿，在人體進行踏步動作時，大腿和小腿不但會產生前后和上下位置的變化，而且大腿和小腿的姿態也會發生變化，大腿和小腿都會產生一定角度的傾斜。現有技術的外骨骼主要通過固定機構與人體下肢連接，然后通過機械結構模擬人體下肢動作，促進人體下肢被動的運動；由于大腿和小腿的動作復雜，現有技術外骨骼很難精確的模擬每個人大腿和小腿的動作幅度，用戶在使用時每次踏步的幅度都是固定的，容易產生束縛感。其次就是，用戶在使用外骨骼進行康復訓練或者強度訓練時，并不總是希望外骨骼一直主導動作，用戶還需要間歇性的依靠自身力量運動下肢，現有技術的外骨骼則不具備根據識別用戶這類意愿的功能。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有技術的下肢類外骨骼難以精確模擬用戶的腿部動作并且外骨骼一直主導動作，容易讓用戶產生束縛感。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種外骨骼，包括底盤支架、立板、腹部固定機構、腿部固定機構和踏步機構；

所述立板直立的安裝在底盤支架上，腹部固定機構和腿部固定機構均安裝在立板上，腹部固定機構用于固定用戶的腹部，踏步機構安裝在底盤支架上，踏步機構用于承載用戶的雙腳；

所述腿部固定機構包括圈梁、牽引機構、第一腿部固定圈和拉筋，所述牽引機構的數量為多個并且安裝在圈梁上，所述牽引機構包括基座和位于基座上的主動輪，所述第一腿部固定圈的數量為兩個，每個第一腿部固定圈的周圈設置至少兩個牽拉點組，每個牽拉點組包括兩個上下排列的牽拉點位，拉筋的一端連接牽拉點位，另一端纏繞在主動輪上；當主動輪旋轉時，主動輪能夠纏繞并牽動拉筋，使得第一腿部固定圈的位置發生改變，進而促進人體下肢運動；由于每一個牽拉點組處均有上下排列的兩個牽拉點位，當上下拉筋的牽拉程度不同時，第一腿部固定圈還能發生姿態旋轉，與人體腿部運動更加匹配；另一方面，拉筋本身具有彈性，通過拉筋對第一腿部固定圈發力具有非強制性，用戶的腿部依然可以自行發力來對抗拉筋的彈力，使得用戶的下肢運動具有一定的自由性，降低用戶的束縛感。

進一步的，所述牽引機構還包括第一電機和第一齒輪，第一電機安裝在基座上，第一電機的輸出軸連接第一齒輪；所述圈梁上設置有內齒，第一齒輪與圈梁上的內齒嚙合，第一電機和第一齒輪使得牽引機構在圈梁上的位置能夠自由調整位置，以便適用不同體型的用戶。

進一步的，所述腿部固定機構還包括第二電機和第二齒輪，第二電機安裝在圈梁上，第二電機的輸出軸連接第二齒輪；所述立板上設置有兩個豎直方向的第一滑槽，所述圈梁的兩端插入兩個第一滑槽內，所述立板上設置有豎直方向的直齒，所述第二齒輪與直齒嚙合；當第二電機驅動第二齒輪旋轉時，整個腿部固定機構能夠在豎直方向移動。

進一步的，所述腿部固定機構的數量為兩個，兩個腿部固定機構呈上下布置；兩個腿部固定機構中的第一腿部固定圈分別用于固定用戶的大腿和小腿。

進一步的，所述腹部固定機構包括背板、腹部固定圈和第二腿部固定圈，背板安裝在立板上，腹部固定圈和第二腿部固定圈均安裝在背板上，腹部固定圈用于固定用戶的腹部，第二腿部固定圈用戶固定用戶的大腿根部。