CN105904440A - 一种自适应柔性关节外骨骼装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应柔性关节外骨骼装置，在仿生构建人体软骨组织结构中应用于承载膝关节以下部位，包括大腿柔性助力机构（1）、与大腿柔性助力机构铰接的小腿连接机构（2）及与小腿连接机构铰接的足部穿戴承力机构。大腿柔性旋转助力机构（1）中，由上拉压碟簧（8）和下拉压碟簧（9）构成拉压碟簧机构，小腿连接杆（13）为T形杆件，上拉压碟簧（8）和下拉压碟簧（9）分置于小腿连接杆T形头的上下两侧并通过膝关节旋转轴连接机构（11）与人体大腿固定。本发明装置柔性且满足关节运动自由度的缓冲保护装置，使之接近人体生理运动规律，支撑人体运动，承受人体负重需求。

Description

一种自适应柔性关节外骨骼装置
技术领域
本发明涉及人体穿戴设备，尤其涉及外骨骼踝关节实现骨骼足掌和小腿以及下肢连接的稳定运动，减小行走时的不稳定性，增加人体承载能力平衡性的助力柔性平衡机构。
背景技术
下肢可穿戴式外骨骼设备辅助人体运动行走，确保外骨骼更具有人体相似的生理特征和功能，使穿戴者感受更为舒适，且能充分发挥外骨骼设备的助力辅助优势，采用柔性活动关节是外骨骼结构发展的重点之一。
当前下肢外骨骼装备中膝关节装置设计大部分为刚性铰链结构，于人体配合使用时，使用者会感觉行走很僵硬，主要是人的关节运动为柔性运动，其膝关节的软组织具有吸震作用，使人体行走时忽略来自地面的冲击，保持身体行走平衡。但传统外骨骼未考虑行走减少冲击的重要性。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性且满足关节运动自由度的缓冲保护装置，使之接近人体生理运动规律，支撑人体运动，承受人体负重需求。
发明目的是通过以下手段实现的：一种自适应柔性关节外骨骼装置，在仿生构建人体软骨组织结构中应用于承载膝关节以下部位，包括大腿柔性助力机构1、与大腿柔性助力机构铰接的小腿连接机构2及与小腿连接机构铰接的足部穿戴承力机构。大腿柔性旋转助力机构1中，由上拉压碟簧8和下拉压碟簧9构成拉压碟簧机构，小腿连接杆13为T形杆件，上拉压碟簧8和下拉压碟簧9分置于小腿连接杆T形头的上下两侧并通过膝关节旋转轴连接机构11与人体大腿固定；小腿连接机构2为一条板，其上端与大腿柔性旋转助力机构1铰接，下端通过销4联接足部穿戴承力机构，将外骨骼载力传导致地面。
本发明运用人体工程学原理于人体助力行走的外骨骼装置，在人体踝关节处，小腿与足部连接设计一种膝关节助力减震装置，配合人体运动，使人机具有更好的耦合性。
附图说明
图1为本发明自适应柔性关节外骨骼装置右腿固定结构示意图。
图2为图1K部左视图。
图3为柔性关节外骨骼局部结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明方法做进一步的详述。
本发明自适应柔性关节外骨骼装置，在仿生构建人体软骨组织结构中应用于承载膝关节以下部位，包括大腿柔性助力机构1、与大腿柔性助力机构铰接的小腿连接机构2及与小腿连接机构铰接的足部穿戴承力机构。在大腿柔性旋转助力机构1中，由上拉压碟簧8和下拉压碟簧9构成拉压碟簧机构，小腿连接杆13为T形杆件，上拉压碟簧8和下拉压碟簧9分置于小腿连接杆T形头的上下两侧并通过腿套5与人体大腿固定；小腿连接机构2为一条板，其上端与大腿柔性旋转助力机构1铰接，下端通过销4联接足部穿戴承力机构，将外骨骼载力传导致地面。图中：3为铰接大腿柔性助力机构1和小腿连接机构2的连接销，10为碟簧上封头，12为碟簧下封头，6为立于鞋体板7上的脚跟靠板。
这样，当小腿连接机构2运动压载时，小腿连接杆13上移，上拉压碟簧8受压压缩，下拉压碟簧9延伸。
小腿连接机构2和足部鞋体铰接，将外骨骼载力传导致地面，足部与鞋体板7连接采用粘带扣5连接。

Claims (2)

1. 一种自适应柔性关节外骨骼装置，在仿生构建人体软骨组织结构中应用于承载膝关节以下部位，包括大腿柔性助力机构（1）、与大腿柔性助力机构铰接的小腿连接机构（2）及与小腿连接机构铰接的足部穿戴承力机构，其特征在于，大腿柔性旋转助力机构（1）中，由上拉压碟簧（8）和下拉压碟簧（9）构成拉压碟簧机构，小腿连接杆（13）为T形杆件，上拉压碟簧（8）和下拉压碟簧（9）分置于小腿连接杆T形头的上下两侧并通过膝关节旋转轴连接机构（11）与人体大腿固定；小腿连接机构（2）为一条板，其上端与大腿柔性旋转助力机构（1）铰接，下端通过销（4）联接足部穿戴承力机构，将外骨骼载力传导致地面。
2.根据权利要求1所述的自适应柔性关节外骨骼装置，其特征在于，鞋体连接设置有用于与人体足部连接的粘带扣（5）。
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