主被动结合的助行下肢外骨骼.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CN112518723A(43)申请公布日2021.03.19(21)申请号202011500894.2(22)申请日2020.12.17(71)申请人杭州添翼机器人有限公司地址310000浙江省杭州市滨江区长河街道滨安路688号2幢E楼6层699室-10(72)发明人朱岩黄家海(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人万尾甜韩介梅(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图7页(54)发明名称主被动结合的助行下肢外骨骼(57)摘要本发明公开了一种主被动结合的助行下肢外骨骼，包括动力单元、大腿固定单元、小腿固定单元和执行单元；所述执行单元包括阻尼器和传感器电路，执行单元与大腿固定单元、小腿固定单元均连接且通过阻尼器控制膝关节的转动灵活性，所述动力单元包括驱动电机、鲍登线；鲍登线的内线一端连接驱动电机输出端，另一端连接小腿固定单元，鲍登线的外套两端分别与驱动电机外壳、大腿固定单元固定；该外骨骼采用主被动相结合的方式，尤其适用于需要进行肌力训练的用户，在迈腿时由动力单元提供驱动力，之后通过调节执行单元中阻尼器的阻尼，在落腿时提供支撑；动力单元通过鲍登线与下肢结构连接可极大的减轻下肢骨骼的重量，穿戴更为舒适，灵活性更强。CN112518723ACN112518723A权利要求书1/1页1.一种主被动结合的助行下肢外骨骼，其特征在于，包括动力单元、大腿固定单元、小腿固定单元和位于膝关节处的执行单元；所述大腿固定单元用于与大腿相贴合并固定，小腿固定单元用于与小腿相贴合并固定，所述执行单元包括阻尼器和传感器电路，所述执行单元与大腿固定单元、小腿固定单元均连接且通过阻尼器控制膝关节的转动灵活性，所述动力单元包括驱动电机、鲍登线；鲍登线的内线一端连接驱动电机输出端，另一端连接小腿固定单元，鲍登线的外套两端分别与驱动电机外壳、大腿固定单元固定连接；当人体需要抬腿时，由驱动电机转动通过鲍登线为小腿固定单元提供动力以使小腿抬起，此时调节阻尼器使膝关节可转动以实现弯腿行走，当传感器电路检测到腿落地处于支撑阶段时调节阻尼器阻尼值增大使膝关节锁死以提供支撑。2.根据权利要求1所述的主被动结合的助行下肢外骨骼，其特征在于，所述执行单元中还设置有控制器，控制器内预设有调节算法或程序，用于根据传感器电路的检测信号实时调节动力单元的动力输出以及阻尼器的阻尼大小。3.根据权利要求1所述的主被动结合的助行下肢外骨骼，其特征在于，所述的动力单元通过腰部固定件设置在腰部。4.根据权利要求1所述的主被动结合的助行下肢外骨骼，其特征在于，所述的阻尼器包括阻尼壳及其内形成的一圆柱形密封腔体，所述密封腔体的内壁设有一阻尼台，在密封腔体内部还设有一阻尼轴，阻尼轴侧面具有阻尼轴臂，所述阻尼轴的旋转中心与所述密封腔体同轴且一端伸出密封腔体与小腿固定单元固定连接，阻尼轴与阻尼台共同将密封腔体分隔为两个独立的腔体，各腔体内注满液体，所述阻尼器还包括调节轴，调节轴上设置有油槽，通过调节轴的转动可使得上述两个腔体通过由油槽和阻尼台所形成的槽口连通或彼此独立，且所述槽口的大小可随调节轴的转动而改变；调节轴一端固定连接有电机，在大腿固定单元上设置有电机座，所述电机安装于电机座内。5.根据权利要求4所述的被动助行下肢外骨骼，其特征在于，所述调节轴一端伸入所述密封腔体内成为阻尼台的一部分，另一端与所述电机固定，所述的调节轴的轴线垂直于阻尼轴或者平行于所述阻尼轴轴线；所述的调节轴上的油槽满足：转动调节轴时可使得调节轴与阻尼台的接触面在无缝和形成槽口之间变化，形成槽口后可使得两个腔体连通，且随调节轴的转动可改变所形成槽口的大小。2CN112518723A说明书1/6页主被动结合的助行下肢外骨骼技术领域[0001]本发明属于助力外骨骼技术领域，涉及一种下肢外骨骼，尤其涉及一种主被动结合的助行下肢外骨骼。背景技术[0002]随着人们对于康复设备的需求，很多康复外骨骼应运而生。目前的康复下肢外骨骼多是为全身瘫痪患者设计的可以辅助其行走的双侧下肢外骨骼，该类外骨骼价格昂贵且笨重不适宜推广和使用。此外，很多脑卒中患者往往是偏瘫，表现为单侧身体无力，双侧下肢外骨骼也不适用。对于下肢瘫痪患者，很多表现为下肢无力，走路过程中容易跌倒，而这主要是因为膝关节支撑力不足引起。目前已经有些针对膝关节的康复设备，但是该类设备多采用电驱动式或者被动助力式，鲜有将两者结合且可穿戴行走的康复训练下肢外骨骼。由于膝关节在支撑阶段需要很大的扭矩，对单纯的主动驱动需要的电机和减速器提出了很高的要求，往往导致设备重量较大，而单纯的被动式又不能辅助肌力完全不足的初期患者行走时的摆动腿阶段。发明内容[0003]本发