一种运动自适应负重助力下肢外骨骼.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115157216A(43)申请公布日2022.10.11(21)申请号202210821368.9(22)申请日2022.07.13(71)申请人重庆理工大学地址400054重庆市巴南区李家沱红光大道69号(72)发明人靖晔黎波刘家红王昌宏李志影谢丹高殿权刘国玲袁冬陈新志立钟韵陈雨雪(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212专利代理师项晓丹(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J19/00(2006.01)B25J19/06(2006.01)权利要求书3页说明书14页附图10页(54)发明名称一种运动自适应负重助力下肢外骨骼(57)摘要本发明公开了一种运动自适应负重助力下肢外骨骼，包括腰部组件、腿部组件和踝关节组件；腰部组件中腰部第一旋转件通过第一纵向转动件与腰部主板连接，腰部第二旋转件和腰部第一支撑杆通过第一竖向转动件连接，腰部第三旋转件和腰部第二支撑杆通过第二纵向转动件连接；腿部组件中大腿杆上活动套设有大腿绑缚机构，小腿杆上活动套设有小腿绑缚机构；踝关节组件中踝关节连接件通过球轴承与踝关节主体进行周向360°的转动连接。本发明能满足人体髋关节和踝关节的屈/伸、内旋/外旋和外展/内收运动的三自由度运动，以及膝关节的屈伸运动，同时能够提高人体腿部外旋/内旋时人体与外骨骼的协同性，从而提高穿戴的舒适性和运动灵活性。CN115157216ACN115157216A权利要求书1/3页1.一种运动自适应负重助力下肢外骨骼，其特征在于，包括腰部组件、腿部组件和踝关节组件；所述腰部组件包括腰部主板，在所述腰部主板上沿轴向方向的两侧对称设有腰部第一旋转件，所述腰部第一旋转件通过第一纵向转动件与所述腰部主板转动连接，以与髋关节的内旋和外旋运动相适应，在所述腰部第一旋转件远离其连接所述腰部主板的一端连接有腰部第一支撑杆，所述腰部第一支撑杆远离其连接所述腰部第一旋转件的一端设有腰部第二旋转件，所述腰部第二旋转件和所述腰部第一支撑杆之间通过第一竖向转动件进行转动连接，以与髋关节的内收和外展运动相适应，所述腰部第二旋转件远离其连接所述腰部第一支撑杆的一端沿纵向方向向前延伸并连接有腰部第二支撑杆，所述腰部第二支撑杆远离其连接所述腰部第二旋转件的一端设有腰部第三旋转件，所述腰部第三旋转件和所述腰部第二支撑杆之间通过第二纵向转动件进行转动连接，所述腰部第三旋转件包括上旋转件和下旋转件，所述上旋转件通过所述第二纵向转动件与所述腰部第二支撑杆转动连接，所述上旋转件和所述下旋转件通过第一轴向转动件进行转动连接，以与髋关节的屈伸运动相适应；所述腿部组件包括大腿杆和小腿杆，所述大腿杆一端与所述下旋转件固定连接，所述大腿杆的另一端与所述小腿杆之间通过第二轴向转动件转动连接，以与膝关节的屈伸运动相适应，在所述大腿杆上活动套设有大腿绑缚机构，以使得所述大腿绑缚机构能够在所述大腿杆上竖向滑动和转动，在所述小腿杆上活动套设有小腿绑缚机构，以使得所述小腿绑缚机构能够在所述小腿杆上竖向滑动和转动；所述踝关节组件包括踝关节主体和踝关节连接件，所述踝关节连接件与所述小腿杆固定连接，且所述踝关节连接件通过球轴承与所述踝关节主体进行周向360°的转动连接，以与踝关节的三自由度运动相适应。2.根据权利要求1所述的运动自适应负重助力下肢外骨骼，其特征在于，所述腰部主板沿纵向方向的前侧设有前侧盖板，所述前侧盖板和所述腰部主板之间固定连接，所述腰部主板沿纵向方向的后侧设有两个第一安装座，两个所述第一安装座沿轴向方向布置在所述腰部主板的两侧并与对应位置的所述腰部主板固定连接，所述腰部第一旋转件与对应侧的所述第一安装座通过内嵌锁紧螺母和所述第一纵向转动件进行转动连接。3.根据权利要求2所述的运动自适应负重助力下肢外骨骼，其特征在于，所述腰部第一支撑杆的一端与所述腰部第一旋转件固定连接，所述腰部第一支撑杆远离其连接所述腰部第一旋转件的一端设有第二安装座，所述第二安装座与所述腰部第二旋转件之间通过所述第一竖向转动件进行转动连接，所述腰部第二旋转件远离其连接所述第二安装座的一端与所述腰部第二支撑杆固定连接。4.根据权利要求3所述的运动自适应负重助力下肢外骨骼，其特征在于，在所述上旋转件上沿纵向方向开设有贯穿所述上旋转件的通孔，所述通孔内设有滚针轴承，所述上旋转件通过所述滚针轴承与所述腰部第二支撑杆转动连接，在所述上旋转件的纵向两侧还分别设有与所述上旋转件抵接的前部卡件和后部卡件，所述前部卡件和所述后部卡件均套设在所述腰部第二支撑杆上，以对所述上旋转件进行纵向尺寸的调节和限位；在所述下旋转件上用于与所述上旋转件连接的一侧开设有安装凹槽，在所述安装凹槽处沿轴向方向开设有贯穿所述下旋转件的第一安装孔，所述上