一种主被动切换的穿戴式下肢负重外骨骼.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CN112999018A(43)申请公布日2021.06.22(21)申请号202110333758.7(22)申请日2021.03.29(71)申请人迈宝智能科技（苏州）有限公司地址215000江苏省苏州市相城区高铁新城环秀湖大厦（原怡诚园艺）南三楼D306室(72)发明人魏巍林西川张海峰(74)专利代理机构南京九致知识产权代理事务所(普通合伙)32307代理人严巧巧(51)Int.Cl.A61H1/02(2006.01)A61H3/00(2006.01)权利要求书4页说明书13页附图9页(54)发明名称一种主被动切换的穿戴式下肢负重外骨骼(57)摘要本发明提供的主被动切换的穿戴式下肢负重外骨骼，涉及医疗器械领域，包括背部支撑装置、髋关节、髋关节驱动模块、膝关节驱动模块、控制模块、大腿部、小腿部、踝关节和足底装置；背部支撑装置、髋关节、大腿部、小腿部、踝关节和足底装置构成外骨骼的主体，髋关节驱动模块和膝关节驱动模块与主体可拆卸连接，用于驱动主体的髋关节和膝关节运动；膝关节驱动模块为膝关节主动驱动模块或膝关节被动驱动模块，髋关节驱动模块和膝关节主动驱动模块经控制模块控制动作；本发明能够根据外骨骼实际使用情况，自由更换髋、膝关节驱动方式以精简轻便外骨骼的结构，贴合地穿戴于不同体型的用户，增加穿戴舒适性，提供可靠的支撑和助力。CN112999018ACN112999018A权利要求书1/4页1.一种主被动切换的穿戴式下肢负重外骨骼，其特征在于，包括背部支撑装置、髋关节、髋关节驱动模块、膝关节驱动模块、控制模块、大腿部、小腿部、踝关节和足底装置；所述背部支撑装置、髋关节、大腿部、小腿部、踝关节和足底装置自上而下依次连接，构成与用户人体绑缚连接的外骨骼主体；所述控制模块、髋关节驱动模块和膝关节驱动模块与外骨骼主体可拆卸连接；所述膝关节驱动模块膝关节主动驱动模块或膝关节被动驱动模块，所述控制模块电连接于髋关节驱动模块或膝关节主动驱动模块，用于控制髋关节驱动模块或膝关节主动驱动模块启动或关闭。2.根据权利要求1所述的主被动切换的穿戴式下肢负重外骨骼，其特征在于，所述背部支撑装置包括支撑杆单元、仿生脊椎、髋连接件、一体式背带和一体式腰垫，所述支撑杆单元沿竖直方向布置，所述仿生脊椎连接设置在支撑杆单元的底部，所述髋连接件连接设置在仿生脊椎的底部，所述一体式背带连接设置在支撑杆单元的侧边，所述一体式腰垫连接设置在髋连接件的侧边，并且所述一体式腰垫与一体式背带同侧；定义人体的前后左右方向为主被动切换的穿戴式下肢负重外骨骼的前后左右方向；所述髋关节连接于髋连接件，包括对称设置在髋连接件左右侧的两对可相对转动的上连接件二和下连接件二；所述髋关节驱动模块包括两个，对称设置在髋连接件左右侧；所述髋关节驱动模块可拆卸连接于髋关节，用于驱动与其同侧设置的上连接件二和下连接件二相对转动；所述大腿部包括沿左右方向对称设置的一对大腿插槽、一对大腿杆和一对膝关节外侧装置，所述大腿插槽沿竖直方向设置，所述大腿杆沿竖直方向连接于大腿插槽上端，膝关节外侧装置连接于大腿插槽下端；所述大腿杆上端连接于下连接件二；所述小腿部包括沿左右方向对称设置的一对小腿插槽、一对小腿杆和一对膝关节内侧装置，所述小腿插槽沿竖直方向设置，所述膝关节内侧装置沿竖直方向连接于小腿插槽上端，所述小腿杆连接于小腿插槽下端；所述膝关节内侧装置铰接于膝关节外侧装置构成膝关节；所述膝关节主动驱动模块或膝关节被动驱动模块均包括两个，分别沿左右方向对称设置；所述膝关节主动驱动模块包括驱动模组和连接于驱动模组输出端的驱动连杆，所述驱动模组可拆卸连接于大腿部，所述驱动连杆远离驱动模组的端部连接于小腿部；所述膝关节被动驱动模块包括力矩发生器和固连于力矩发生器的端头，所述力矩发生器可拆卸连接于大腿部，所述端头远离力矩发生器的端部连接于小腿部；所述踝关节包括两个，沿左右方向对称设置，分别连接于与其同侧设置的小腿部，包括连接于小腿杆的2DOF铰链结构和用于测量足底压力的足底压力测量装置；所述足底装置包括两个，分别对应连接于与其同侧设置的踝关节，用于调节固定人体足部。3.根据权利要求2所述的主被动切换的穿戴式下肢负重外骨骼，其特征在于，所述支撑杆单元包括外支撑杆、内支撑杆和第一尺寸调节模块，所述内支撑杆插入外支撑杆中，所述第一尺寸调节模块固连外支撑杆和内支撑杆，并且第一尺寸调节模块通过调节外支撑杆和内支撑杆的固定位置调节支撑杆单元沿竖直方向的长度；所述仿生脊椎包含上连接件一、连接片组和下连接件一，所述连接片组由若干依次串联的连接片构成；所述上连接件一上端连接于内支撑杆底端、下端铰接于连接片组上端，所述下连接件一上端铰接于连接片组下端、下端连接于髋连接件；