一種助力型足踝外骨骼裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種助力型足踝外骨骼裝置，小腿固定端（1）的兩個(gè)側(cè)板立于底板（2）上，底板（2）下置有彈簧板（3）；底板（2）與彈簧板（3）間置有前置彈簧（4）；兩個(gè)側(cè)板與彈簧板（3）間對(duì)稱(chēng)置有兩個(gè)后置彈簧而構(gòu)成助力彈性平衡穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。本發(fā)明裝置關(guān)節(jié)能靈活運(yùn)動(dòng)，柔韌性好，緩沖吸能抗沖擊能力強(qiáng)。外骨骼結(jié)構(gòu)承載及抗沖擊性能和平衡穩(wěn)定性好，各關(guān)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)模擬人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)性能，具有良好的平穩(wěn)性，滿(mǎn)足踝關(guān)節(jié)的承載功能要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種助力型足踝外骨骼裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及人體穿戴設(shè)備，尤其是外骨骼自適應(yīng)下肢助力裝置，實(shí)現(xiàn)外骨骼足掌和小腿以及下肢連接的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，減小行走時(shí)的不穩(wěn)定性，增加承載的聯(lián)結(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)人體穿戴外骨骼裝備運(yùn)動(dòng)行走時(shí)，常因失去平衡而易左右傾斜或摔倒，而足踝在人體下肢結(jié)構(gòu)中承受較大的扭矩，對(duì)維持身體平衡起著重要作用。
[0003]“外骨骼”下肢助力裝置中，對(duì)踝關(guān)節(jié)的助力控制，HAL外骨骼機(jī)器采用可控電機(jī)驅(qū)動(dòng)增加對(duì)下肢踝關(guān)節(jié)的助力;埃爾格醫(yī)學(xué)技術(shù)公司研發(fā)的“ReWalk”采用一副拐杖幫助維持身體運(yùn)動(dòng)時(shí)的平衡。
[0004]當(dāng)前下肢外骨骼裝備中踝關(guān)節(jié)裝置設(shè)計(jì)大部分只考慮了裝置的可穿戴性和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的自由度，未充分考慮人體行走過(guò)程中外骨骼自適應(yīng)對(duì)保持人體自身身體姿態(tài)平衡的設(shè)計(jì)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于人體助力行走的外骨骼裝置，使其平衡足部運(yùn)動(dòng)，又不干涉足部運(yùn)動(dòng)靈活性。
[0006]發(fā)明目的是通過(guò)以下手段實(shí)現(xiàn)的:一種助力型足踝外骨骼裝置，小腿固定端I的兩個(gè)側(cè)板立于底板2上，底板2下置有彈簧板3;底板2與彈簧板3間置有前置彈簧4;兩個(gè)側(cè)板與彈簧板3間對(duì)稱(chēng)置有兩個(gè)后置彈簧而構(gòu)成助力彈性平衡穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步地，所述前置彈簧4與兩個(gè)后置彈簧構(gòu)成一等邊三角型穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
[0008]采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，由彈性足弓與地面接觸，三個(gè)彈簧機(jī)構(gòu)吸收并回彈助力，平衡了足部運(yùn)動(dòng)，又不干涉足部運(yùn)動(dòng)靈活性。人體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)靈活，柔韌性好，緩沖吸能抗沖擊能力強(qiáng)。外骨骼主體結(jié)構(gòu)及各關(guān)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)以承載及抗沖擊性能和平衡穩(wěn)定性為主要功能，其主體結(jié)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足承載所需的強(qiáng)度和剛度要求。
[0009]實(shí)驗(yàn)采用高強(qiáng)度輕質(zhì)金屬材料為裝置固定結(jié)構(gòu)材料，彈簧鋼為助力自適應(yīng)機(jī)構(gòu)材料;各關(guān)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)值模擬人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)性能，外骨骼踝關(guān)節(jié)為外載荷最終的支撐點(diǎn)，載荷集中，且對(duì)人機(jī)步態(tài)的平穩(wěn)性起著重要作用，滿(mǎn)足踝關(guān)節(jié)的承載功能要求，初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)高強(qiáng)度鋁合金金屬材料，其特點(diǎn)為質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗氧化、易成型加工。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明外骨骼結(jié)構(gòu)與人體下肢配合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為足踝外骨骼側(cè)視圖。
[0012]圖3為圖2的右視圖。
[0013]圖4為足踝外骨骼底視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的詳述。
[0015]—種助力型足踝外骨骼裝置，小腿固定端I的兩個(gè)側(cè)板立于底板2上，底板2下置有彈簧板3;底板2與彈簧板3間置有前置彈簧4;兩個(gè)側(cè)板(5和6)與彈簧板3間對(duì)稱(chēng)置有兩個(gè)后置彈簧(7和8)而構(gòu)成助力彈性平衡穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。從圖中可以看到，外骨骼結(jié)構(gòu)安裝在人腳10外部，機(jī)械大腿和小腿通過(guò)鉸鏈連接與人體合為一體，當(dāng)人體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械結(jié)構(gòu)配合腿部肌肉的運(yùn)動(dòng)，對(duì)腿部助力，幫助和承載腿部受力。
[0016]本發(fā)明在足部位置增加了足踝助力平衡，減小了人體行走過(guò)程中的不平衡力沖擊，益于增加平衡人體行走時(shí)的姿態(tài)，維持人體平衡；同時(shí)對(duì)人體行走儲(chǔ)力和釋放作用，減小行走時(shí)的能量損耗，節(jié)約人的體力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種助力型足踝外骨骼裝置，其特征在于，小腿固定端(I)的兩個(gè)側(cè)板立于底板(2)上，底板(2)下置有彈簧板(3);底板(2)與彈簧板(3)間置有前置彈簧(4);兩個(gè)側(cè)板與彈簧板(3)間對(duì)稱(chēng)置有兩個(gè)后置彈簧而構(gòu)成助力彈性平衡穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助力型足踝外骨骼裝置，其特征在于，前置彈簧(4)與兩個(gè)后置彈簧構(gòu)成一等邊三角型穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】A61H3/00GK105943318SQ201610357235
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】周豐, 秦開(kāi)宇, 張向剛
【申請(qǐng)人】成都潤(rùn)惠科技有限公司