一种柔性下肢外骨骼.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107898604A(43)申请公布日2018.04.13(21)申请号201711164791.1(22)申请日2017.11.21(71)申请人北京林业大学地址100083北京市海淀区清华东路35号(72)发明人吴健刘义杰闫磊周同德袁鹏刘宇康(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人王莹吴欢燕(51)Int.Cl.A61H3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种柔性下肢外骨骼(57)摘要本发明提供一种柔性下肢外骨骼，包括柔性护膝和仿生关节，仿生关节设于柔性护膝的一侧；仿生关节包括关节板、力偏置片、支撑件和连杆；关节板与柔性护膝的大腿部固定连接，力偏置片与柔性护膝的小腿部固定连接；支撑件固定设于力偏置片的第一端，用于支撑关节板的第一端；连杆的两端分别与关节板的第二端和力偏置片的第二端转动连接。本发明通过关节板、力偏置片、支撑件和连杆构成仿生关节。通过设置连杆的两端分别与关节板和力偏置片转动连接，使支撑件与关节板分离，不影响弯曲行走，使其与人体膝关节部分运动相符；支撑件在人体站立时产生支撑力，减轻人体自身重力对膝关节的压力。另外，其结构简单，质量小，穿戴方便。CN107898604ACN107898604A权利要求书1/1页1.一种柔性下肢外骨骼，其特征在于，包括柔性护膝和仿生关节，所述仿生关节设于所述柔性护膝的一侧；其中，所述仿生关节包括关节板、力偏置片、支撑件和连杆；所述关节板与所述柔性护膝的大腿部固定连接，所述力偏置片与所述柔性护膝的小腿部固定连接；所述支撑件固定设于所述力偏置片的第一端，用于支撑所述关节板的第一端；所述连杆的两端分别与所述关节板的第二端和力偏置片的第二端转动连接。2.根据权利要求1所述的柔性下肢外骨骼，其特征在于，所述关节板的第二端设有安装孔，所述安装孔内设有可沿其周向转动的内轴承，所述连杆的第一端通过定位轴与所述内轴承连接，所述连杆的第二端通过销与所述力偏置片的第二端转动连接。3.根据权利要求2所述的柔性下肢外骨骼，其特征在于，所述内轴承为球面轴承，所述安装孔设有与所述球面轴承配合的球面。4.根据权利要求3所述的柔性下肢外骨骼，其特征在于，所述安装孔的外侧设有限位封盖，所述限位封盖与所述定位轴连接，所述连杆的第一端与所述限位封盖连接。5.根据权利要求4所述的柔性下肢外骨骼，其特征在于，所述安装孔设有向外延伸的凸起部，所述凸起部为与所述球面轴承配合的球面结构。6.根据权利要求5所述的柔性下肢外骨骼，其特征在于，所述限位封盖设有与所述凸起部配合的球面。7.根据权利要求4所述的柔性下肢外骨骼，其特征在于，所述连杆与所述限位封盖为一体结构。8.根据权利要求1所述的柔性下肢外骨骼，其特征在于，所述支撑件为油压缓冲器。9.根据权利要求1-8任一项所述的柔性下肢外骨骼，其特征在于，还包括GPS模块，所述GPS模块设于所述关节板上。10.根据权利要求1-8任一项所述的柔性下肢外骨骼，其特征在于，还包括加速度传感器，所述加速度传感器设于所述关节板上。2CN107898604A说明书1/4页一种柔性下肢外骨骼技术领域[0001]本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种柔性下肢外骨骼。背景技术[0002]目前，外骨骼助力装置的研究逐渐兴起，具有广泛的应用前景，如助老助残，医疗康复，工业生产，地震救援，单兵作战等领域。一般的助力外骨骼具有以下特点：可以检测人体的运动意图；具有和人体类似的关节自由度和关节转动空间；具有必要的关节主动驱动以辅助出力；自带控制系统和能源系统；具有一定的安全防护机制。[0003]现有的下肢外骨骼包括背部支架、髋关节执行机构、大腿连杆、膝关节执行机构、小腿连杆和脚底压力鞋。该下肢外骨骼机器人其主要活动位置和人日常行走时的活动关节相适应，能满足日常行走的辅助要求，避免了机器人关节过于灵活而失去必要的辅助支撑作用；采用多部位的柔性绑缚带，提高了使用者穿戴时的舒适度；在腰部、关节处以及脚底均设有传感器或编码器进行信息采集，并集中处理信息，方便了使用者的日常运动信息，不仅能让机器人预测出使用者的行走习惯，也方便观察者了解使用者的身体状况，为医疗提供方便。[0004]上述下肢外骨骼存在以下缺陷：1)自身质量较大，且机械结构较为复杂；2)主要采用刚性杆，不符合人机工程学相关原理；3)该装置与人体的绑缚装置设计复杂，不能够很好的满足穿戴的简易性。发明内容[0005](一)要解决的技术问题[0006]本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种质量小、结构简单、穿戴方便的柔性下肢外骨骼。[0007](二)技术方案[0008]为了解决上