CN108066109A - 一种助行机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明属于康复医疗器械技术领域,提供了一种助行机器人，包括用于支撑使用者大腿下部的上壳体、用于支撑使用者小腿上部的下壳体、具有多种运动模式以适应不同的步态的阻尼器和用于控制阻尼器的运动模式的控制结构，下壳体和上壳体铰接，阻尼器的两端分别和上壳体以及下壳体连接，控制结构设于上壳体或下壳体上，且控制结构与阻尼器相连。由于使用者可以通过控制结构控制阻尼器的运动模式，从而使得使用者可以根据不同的步态选择不同的阻尼器运动模式，进而使得使用者在使用过程中更加方便和舒适，满足使用者的不同步态需求。

Description

一种助行机器人
技术领域
本发明属于康复医疗器械技术领域，更具体地说，是涉及一种助行机器人。
背景技术
辅助行走设备是辅助使用者执行行走动作的设备。用户可能由于遗传缺陷、交通事故或者年老体弱等多种原因导致行走困难，而辅助行走设备则可以辅助使用者进行行走。通常辅助行走设备包括辅助行走车和辅助行走机器人，其中辅助行走机器人被固定到用户的腿部，例如，辅助行走机器人可被固定到用户的大腿或小腿，并使用各种机械单元(例如电机)帮助肌肉和关节的运动以帮助用户执行行走的动作。
然而，使用者在不同状态下行走时其步态是不同的，传统的辅助行走机器人并不能根据使用者的步态进行调整，从而使得使用者在使用过程中不方便和不舒适，不能满足使用者的不同步态需求。
以上不足，有待改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种助行机器人，以解决现有技术中存在的辅助行走机器人不能满足使用者不同的步态需求的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种助行机器人，包括：
上壳体，用于支撑使用者大腿下部；
下壳体，用于支撑使用者小腿上部，所述下壳体和所述上壳体铰接；
阻尼器，所述阻尼器的两端分别和所述上壳体以及所述下壳体连接，且所述阻尼器具有多种运动模式以适应不同的步态；
控制结构，用于控制阻尼器的运动模式，所述控制结构设于所述上壳体或所述下壳体上且所述控制结构与所述阻尼器相连。
进一步地，还包括用于支撑使用者脚掌的踏板，所述踏板通过连接板与所述下壳体连接。
进一步地，还包括：
上加强板，所述上加强板与所述上壳体下端连接；
下加强板，所述下加强板与所述下壳体上端连接，且所述下加强板与所述上加强板铰接。
进一步地，所述阻尼器包括：
缸体，所述缸体的缸体开口端设有开口；
缸体端盖，所述缸体端盖密封于所述缸体开口端，所述缸体端盖开设有端盖通孔；
液压杆，所述液压杆中空，所述液压杆穿过所述端盖通孔，其端部设有液压杆圆盘，所述液压杆圆盘设于所述缸体内，所述液压杆圆盘开设有液压杆圆盘通孔，所述液压杆圆盘与所述缸体的内壁无缝滑动连接；
所述缸体端盖与所述液压杆圆盘以及所述缸体的侧壁之间形成上腔体，所述液压杆圆盘与所述缸体底端以及所述缸体的侧壁之间形成中部腔体，所述上腔体和所述中部腔体均充有液体；
电机，所述电机设于所述液压杆内，所述电机设有电机轴；
挡片，所述挡片设于所述液压杆圆盘和所述缸体底端之间且所述挡片通过所述电机轴与所述电机连接，所述电机可带动所述挡片旋转，所述挡片相对于所述液压杆圆盘通孔的位置开设有挡片通孔，所述挡片通孔与所述液压杆圆盘通孔的重合度通过所述电机调节。
进一步地，所述阻尼器还包括：
动力活塞，所述动力活塞设于所述液压杆圆盘与所述缸体底端之间，所述动力活塞的圆周与所述缸体的内壁无缝滑动连接，所述动力活塞与所述缸体底端以及所述缸体的侧壁之间形成下腔体，所述下腔体内充有液体；
自由活塞，所述自由活塞设于所述挡片和所述动力活塞之间，所述自由活塞的圆周与所述缸体的内壁无缝滑动连接，所述自由活塞和所述挡片以及所述缸体的侧壁之间形成中腔体，所述中腔体内充有液体；所述自由活塞和所述动力活塞以及所述缸体的侧壁之间形成空腔体，所述空腔体内充有空气；
底部弹簧，所述底部弹簧设于所述空腔体内，且所述底部弹簧的两端分别与所述自由活塞和所述动力活塞连接；
所述缸体底端开设有用于与液压泵连接的第一进液口和第一出液口。
进一步地，所述阻尼器还包括动力缸，所述动力缸的动力缸底端开设有用于与液压泵连接的第二进液口和第二出液口，所述动力缸的动力缸开口端设有开口，所述缸体的缸体底端设于所述动力缸内，且所述缸体底端与所述动力缸的内壁无缝滑动连接，所述缸体底端与所述动力缸底端以及所述动力缸侧壁之间形成第二下腔体。
进一步地，所述阻尼器还包括
自由活塞，所述自由活塞设于所述挡片和所述缸体底端之间，所述自由活塞的圆周与所述缸体的内壁无缝滑动连接；
所述自由活塞和所述挡片以及所述缸体的侧壁之间形成中腔体，所述中腔体内充有液体；
所述自由活塞和所述缸体底端以及所述缸体的侧壁之间形成第二空腔体，所述第二空腔体内充有空气；
底部弹簧，所述底部弹簧设于所述空腔体内，且所述底部弹簧的两端分别与所述自由活塞和所述缸体底端连接。
进一步地，所述液压杆内还设有气囊，所述气囊套设于所述电机轴上且填充所述液压杆。
进一步地，所述阻尼器还包括内弹簧，所述内弹簧套设于所述液压杆上，且所述内弹簧设于所述缸体端盖和所述液压杆圆盘之间。
进一步地，所述阻尼器还包括：
调节螺母，所述调节螺母套设于所述液压杆上且位于所述缸体外，所述调节螺母可沿所述液压杆滑动；
外弹簧，所述外弹簧套设于所述液压杆上且设于所述缸体端盖和所述调节螺母之间。
本发明提供的一种助行机器人的有益效果在于：由于使用者可以通过控制结构控制阻尼器的运动模式，从而使得使用者可以根据不同的步态选择不同的阻尼器运动模式，进而使得使用者在使用过程中更加方便和舒适，满足使用者的不同步态需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的助行机器人的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的助行机器人的结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的阻尼器的剖面结构示意图一；
图4为本发明实施例提供的阻尼器的结构示意图一；
图5为本发明实施例提供的阻尼器的爆炸结构示意图一；
图6为本发明实施例提供的阻尼器的局部结构示意图；
图7为本发明实施例提供的阻尼器的剖面结构示意图二；
图8为本发明实施例提供的阻尼器的结构示意图二；
图9为本发明实施例提供的阻尼器的爆炸结构示意图二；
图10为本发明实施例提供的阻尼器的剖面结构示意图三；
图11为本发明实施例提供的阻尼器的结构示意图三；
图12为本发明实施例提供的阻尼器的爆炸结构示意图三；
其中，图中各附图标记：
1-上壳体； 101-上壳体扣位； 102-上连接位；
103-上加强板； 2-下壳体； 201-下壳体扣位；
202-下连接位； 203-下加强板； 3-阻尼器；
4-控制按钮； 5-踏板； 51-连接板；
311-缸体； 3111-缸体底端； 3112-缸体开口端；
3113-第一进液口； 3114-第一出液口； 3115-第一底端连接部；
312-缸体端盖； 3121-端盖通孔； 3122-端盖凸缘；
321-液压杆； 3211-液压杆圆盘； 32111-液压杆圆盘通孔；
322-电机； 3221-电机轴； 3222-挡片；
32221-挡片通孔； 32222-挡片凸缘； 323-滑动轴承；
324-液压杆端盖； 3241-端盖连接部； 331-动力活塞；
332-自由活塞； 333-底部弹簧； 334-内弹簧；
335-外弹簧； 3351-调节螺母； 341-上腔体；
342-中腔体； 343-第一空腔体； 344-第一下腔体；
353-第二空腔体； 354-第二下腔体； 351-动力缸；
3511-动力缸底端； 3512-动力缸开口端； 3513-第二进液口；
3514-第二出液口； 3515-第二底端连接部。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1和图2，一种助行机器人，包括用于支撑使用者大腿下部的上壳体1、用于支撑使用者小腿上部的下壳体2、阻尼器3和用于控制阻尼器的运动模式的控制结构4，下壳体2和上壳体1铰接，阻尼器3的两端分别和上壳体1以及下壳体2连接，控制结构4设于上壳体1或下壳体2上，且控制结构4与阻尼器3相连。
本实施例提供的助行机器人的工作原理如下：首先将上壳体1与使用者的大腿下部连接，且使得上壳体1能支撑使用者的大腿，同时将下壳体2与使用者的小腿上部连接，且使得上壳体1能支撑使用者的小腿，然后通过控制结构4控制阻尼器3的运动模式，预先设置的运动模式包括普通行走、快速行走和骑自行车等，从而使得助行机器人可以满足使用者的不同步态需求。
这样设置的有益效果在于：由于使用者可以通过控制结构控制阻尼器的运动模式，从而使得使用者可以根据不同的步态选择不同的阻尼器运动模式，进而使得使用者在使用过程中更加方便和舒适，满足使用者的不同步态需求。
进一步地，阻尼器3的阻尼大小可调，不同的阻尼对应不同的阻尼器3的运动模式，以适应不同的步态。
进一步地，控制结构4包括用于控制阻尼器3的运动模式的控制器和与控制器连接的控制按钮41，控制器设于上壳体1或下壳体2上且控制器与阻尼器3相连，控制按钮41设于控制结构4的表面，以方便用户对控制按钮进行操作。
在本实施例中，上壳体1和下壳体2的材料为轻便材料，例如树脂或塑料等，从而可以从整体上减轻助行机器人的重量，使得使用者使用时更加舒适。
上壳体1上设有上壳体扣位101，绑带可穿过上壳体扣位101将上壳体1绑缚在使用者的大腿上；下壳体2上设有下壳体扣位201，绑带可穿过下壳体扣位201将下壳体2绑缚在使用者的小腿上。上壳体1上端设有用于与阻尼器连接的上连接位102，设置在下壳体2上的控制结构4的相应位置设有用于与阻尼器连接的下连接位202,阻尼器3的两端分别和上连接位102以及下连接位202连接。在其他实施例中，下连接位202可设于下壳体2上的相应位置。
进一步地，为了提高上壳体1和下壳体2的链接处的强度，上壳体1下端设有上加强板103，下壳体2上端对应位置设有下加强板203，上加强板103和下加强板203铰接。在本实施例中，上加强板103和下加强板203的材质为铝合金，从而可以提高强度。
进一步地，本实施例提供的助行机器人还包括用于支撑使用者脚掌的踏板5，踏板5通过连接板51与下壳体2连接。连接板51由弹性材料制成，从而在使用时可以根据使用者踝关节的弯曲而发生形变，使得使用者在使用时更加舒适。在本实施例中，踏板为仿形踏板，即踏板的形状根据使用者的脚型设计，使得使用者使用过程中更加舒服。在其他实施例中，踏板也可为其他任何可以对使用者脚掌起支撑作用的形状。
请参阅图3至图6，进一步地，阻尼器3包括缸体311、缸体端盖312、液压杆321、电机322和挡片3222，缸体311的缸体开口端3112设有开口；缸体端盖312密封于缸体开口端3112，缸体端盖312开设有端盖通孔3121；液压杆321中空，液压杆321穿过端盖通孔3121，其端部设有液压杆圆盘3211，液压杆圆盘3211设于缸体311内，液压杆圆盘3211开设有液压杆圆盘通孔32111，液压杆圆盘3211的圆周与缸体311的内壁无缝滑动连接；缸体端盖312与液压杆圆盘3211以及缸体311的侧壁之间形成上腔体341，液压杆圆盘3211与缸体底端3111以及缸体311的侧壁之间形成中部腔体，上腔体341和中部腔体均充有液体；电机322设于液压杆321内，电机322设有电机轴3221；挡片3222设于液压杆圆盘3211和缸体底端3111之间且挡片3222通过电机轴3221与电机322连接，电机322可带动挡片3222旋转，挡片3222相对于液压杆圆盘通孔32111的位置开设有挡片通孔32221，挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的重合度通过电机322调节。
在一个实施例中，缸体311的缸体底端3111设有第一底端连接部3115，液压杆321设于缸体311外的一端设有用于密封液压杆321的液压杆端盖324，端盖324上设有用于与外部设备进行连接的端盖连接部3241，第一底端连接部3115和端盖连接部3241分别与上连接位102和下连接位202相连。液压杆端盖324可以将电机322封装在液压杆321内，一方面可以对电机322进行保护，另一方面也使得主被动阻尼器外观更加美观。
控制按钮41通过控制器与电机322相连，从而可以通过控制按钮41控制电机322的转动，电机322可通过电机轴3221带动挡片3222旋转，从而可以调节挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的重合度，进而调节液体在上腔体341和中部腔体之间的流动速度，进而可调节液压杆321的伸缩速度，从而起到阻尼作用：当挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111完全不重合时，上腔体341中的液体和中部腔体中的液体无法相互流动，从而使得液压杆321无法相对缸体311运动；当挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111完全重合时，上腔体341中的液体和中部腔体中的液体相互流动的阻力最小，从而液压杆321运动时的阻力最小，液压杆321的伸缩速度最快；挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的重合度越小，上腔体341中的液体和中部腔体中的液体相互流动的阻力越大，液压杆321的伸缩速度越慢。根据挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的重合度，可以设计不同的阻尼模式，从而对应不同的运动模式，例如当控制按钮41调节电机322的转动，使得挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的重合度较大时，液压杆321运动时的阻力较小，液压杆321的伸缩速度较快，对应快速行走模式；当控制按钮41调节电机322的转动，使得挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的重合度较小时，液压杆321运动时的阻力较大，液压杆321的伸缩速度较慢，对应正常行走模式；当控制按钮41调节电机322的转动，使得挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的重合度更小时，液压杆321运动时的阻力更大，液压杆321的伸缩速度更慢，可以提供较大的蹬力，对应骑自行车模式等。
在本实施例中，液压杆圆盘3211的圆周上均匀开设有8个大小相同的液压杆圆盘通孔32111，挡片3222的圆周相对于液压杆圆盘通孔32111的位置相应开设有8个大小相同的挡片通孔32221。在其他实施例中，挡片3222的直径可以略小于液压杆圆盘3211的直径，挡片3222上的挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的位置相对应。
进一步地，挡片3222设有挡片凸缘32222，挡片凸缘32222设于液压杆321中，从而使得挡片3222能更好地与液压杆321连接。挡片凸缘32222上套设有滑动轴承323，且滑动轴承323的内径与挡片凸缘32222的外径相匹配，滑动轴承323的外壁设于液压杆321的内壁，且滑动轴承323的外径与液压杆321的内径相匹配。当挡片3222在电机322的带动下相对液压杆321转动时，滑动轴承323可以大大减小摩擦损失和表面磨损，且工作平稳、可靠、无噪声。
进一步地，液压杆321内还设有气囊325，气囊325套设于电机轴3221上且填充液压杆321，气囊325能够吸收电机322通过电机轴3221带动挡片3222旋转过程中引起的震动，从而使得电机322的运转更加平稳。
请参阅图7至图9，进一步地，阻尼器3还包括内弹簧334，内弹簧334套设于液压杆321上，且内弹簧334设于缸体端盖312和液压杆圆盘3211之间。由于液压杆321在向远离缸体底端3111的方向移动时会压缩内弹簧334，能量储存在被压缩的内弹簧334中；液压杆321在向靠近缸体底端3111的方向移动时内弹簧334逐渐回复，从而将储存的能量释放，推动液压杆321运动。因此内弹簧334在液压杆321的伸缩过程中可起到蓄能和释放能量的作用。
进一步地，阻尼器3还包括调节螺母3351，调节螺母3351套设于液压杆321上且位于缸体311外，调节螺母3351可沿液压杆321滑动；外弹簧335，外弹簧335套设于液压杆321上且设于缸体端盖312和调节螺母3351之间。由于调节螺母3351可沿液压杆321滑动，从而可以调节外弹簧335的初始压缩长度，进而可以调节初始预紧力。由于液压杆321在向靠近缸体底端3111的方向移动时会压缩外弹簧335，能量储存在被压缩的外弹簧335中；液压杆321在向远离缸体底端3111的方向移动时外弹簧335逐渐回复，从而将储存的能量释放，推动液压杆321运动。因此外弹簧335在液压杆321的伸缩过程中可起到蓄能和释放能量的作用。
本实施例提供的阻尼器3连接在助行机器人的膝关节部位时的工作原理如下：
首先在上腔体341和中部腔体中充满液体，且保持第三腔体643中充满空气。
当使用者屈膝时，液压杆321受到压力，液压杆321向靠近缸体底端3111的方向移动，从而使得液压杆圆盘3211向靠近缸体底端3111的方向移动，外弹簧335被压缩，能量储存在被压缩的外弹簧335中，中部腔体的容积减小，中部腔体内的压力增大，中部腔体中的液体通过液压杆圆盘通孔32111向上腔体341流动，以适应中部腔体的容积变化，上腔体341的容积增大，上腔体341中的内弹簧334逐渐回复，储存在内弹簧334中的能量释放；
当使用者伸膝时，液压杆321受到拉力，液压杆321向远离缸体底端3111的方向移动，从而使得液压杆圆盘3211向远离缸体底端3111的方向移动，外弹簧335逐渐回复，储存在外弹簧335中的能量释放，中部腔体的容积变大，中部腔体内的压力减小，上腔体341中的液体通过液压杆圆盘通孔32111向中部腔体流动，以适应中部腔体的容积变化，上腔体341的容积变小，上腔体341中的内弹簧334被压缩，能量储存在被压缩的内弹簧334中。
在使用过程中可以通过调节挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的重合度来调节液体在上腔体341和中部腔体之间的流动速度，进而可调节液压杆321的伸缩速度，从而起到阻尼作用，挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的重合度越小，上腔体341中的液体和中部腔体中的液体相互流动的阻力相对越大，液压杆321的伸缩速度相对越慢。
当处于支撑状态时，挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111完全不重合，从而使得上腔体341中的液体和中部腔体中的液体无法相互流动，液压杆321相对于液压缸311不发生移动，因此可以提供较大的支撑力。
本实施例提供的阻尼器3的有益效果如下：
(1)缸体311和液压杆321的相互配合，使得阻尼器3能在使用者伸膝和缩膝过程中实现被动伸缩功能，同时电机322可通过电机轴3221带动挡片3222旋转，从而可以调节挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111的重合度，进而调节液体在上腔体341和第二腔体642之间的流动速度，进而可调节液压杆321的伸缩速度，从而使得阻尼器能够提供多种运动模式，使用者可以根据不同的步态(例如正常行走、快速行走和骑自行车等)选择不同的阻尼器运动模式，进而使得使用者在使用过程中更加方便和舒适，满足使用者的不同步态需求；
(2)内弹簧334和外弹簧335在压缩的过程中可以蓄能，在回复的过程中可以释放能量，不仅节约了能量，而且在弹簧的压缩和回复过程中起到缓冲作用，并且为下一次的动作提供了动力；
(3)气囊325能够吸收电机322通过电机轴3221带动挡片3222旋转过程中引起的震动，从而使得电机322的运转更加平稳；
(4)根据使用者处于不同的康复期可以对调节螺母3351进行调整，从而可以调节初始预紧力，满足不同使用者的要求。
请参阅图7至图9，在一个实施例中，阻尼器3的缸体311的缸体底端3111开设有用于与液压泵连接的第一进液口3113和第一出液口3114；阻尼器3还包括动力活塞331、自由活塞332和底部弹簧333，动力活塞331设于缸体底端3111和挡片3222之间，自由活塞332设于挡片3222和动力活塞331之间，动力活塞331和自由活塞332的圆周均与缸体311的内壁无缝滑动连接；自由活塞332与挡片3222以及缸体311的侧壁之间形成中腔体342，中腔体342内充有液体；自由活塞332和动力活塞331以及缸体311的侧壁之间形成第一空腔体343，第一空腔体343内充有空气；底部弹簧333设于第一空腔体343内，且底部弹簧333的两端分别与自由活塞332和动力活塞331连接；动力活塞331与缸体底端3111以及缸体311的侧壁之间形成第一下腔体344。
液压泵工作时，进液口3113和出液口3114均完全打开且与液压泵连接；液压泵通过进液口3113向第一下腔体344注入液体时，第一下腔体344内液体对动力活塞331的压力增大，推动动力活塞331向远离缸体底部3111的方向移动，从而压缩底部弹簧333，能量储存在被压缩的底部弹簧333中，自由活塞333对中腔体342的压力增大，从而推动液压杆321向远离缸体底端3111的方向移动，第一腔体341中的液体通过液压杆圆盘通孔32111向第二腔体342流动，第一腔体341的容积变小，第一腔体341中的内弹簧334被压缩，能量储存在被压缩的内弹簧334中，同时外弹簧335逐渐回复，储存在外弹簧335中的能量释放；当第一下腔体344内的液体通过出液口3114流出第一下腔体344时，第一下腔体344内液体对动力活塞331的压力减小，底部弹簧333逐渐回复，从而将储存的能量释放，自由活塞333对中腔体342的压力减小，液压杆321受到的压力减小，从而推动液压杆321向靠近缸体底端3111的方向移动，中腔体342中的液体通过液压杆圆盘通孔32111向上腔体341流动，上腔体3411的容积变大，上腔体341中的内弹簧334逐渐回复，储存在内弹簧334中的能量释放，外弹簧335被压缩，能量储存在外弹簧335中。
本实施例提供的阻尼器3还具有以下有益效果：
(5)缸体311、液压杆321、动力活塞331、自由活塞332与底部弹簧333的相互配合，使得阻尼器3在有动力状态时可以提供主动的驱动力，在无动力状态时能实现被动伸缩功能，从而实现了同一个阻尼器既可以提供主动的驱动力，又能实现被动伸缩功能；
(6)由于第一空腔体343内充满空气，且第一空腔体343内设有可伸缩的底部弹簧333，因此第一空腔体343为可伸缩的腔体，一方面底部弹簧333的压缩和回复过程可以起到蓄能作用和释放能量的作用，另一方面第一空腔体343的可压缩性可以解决液压杆321向靠近缸体底端3111的方向移动时中腔体342容积减小所造成的压力过大的问题，使得液压杆321在伸缩过程中引起的中腔体342的变化具有适应性，从而可以对阻尼器3起到保护作用；
(7)底部弹簧733在压缩的过程中可以蓄能，在回复的过程中可以释放能量，不仅节约了能量，而且在弹簧的压缩和回复过程中起到缓冲作用，并且为下一次的动作提供了动力；
(8)根据使用者腿部能弯曲的最大角度情况，通过调节第一下腔体344的长度来调整助行机器人膝关节能弯曲的最大角度，满足不同使用者的要求。
请参阅图10至图12，在另一个实施例中，阻尼器3还包括动力缸351，动力缸351的动力缸底端3511开设有用于与液压泵连接的第二进液口3513和第二出液口3514，动力缸底端3511设有第二底端连接部3515，第二底端连接部3515和端盖连接部3241分别与上连接位102和下连接位202相连；动力缸351的动力缸开口端3512设有开口；缸体311穿过动力缸351的开口端3512，缸体底端3111设于动力缸351内，且缸体底端3111与动力缸351的内壁无缝滑动连接，缸体底端3111与动力缸底端3511以及动力缸351侧壁之间形成第二下腔体3544；缸体内设有自由活塞332和底部弹簧333，自由活塞332设于挡片3222和缸体底端3111之间，自由活塞332的圆周与缸体311的内壁无缝滑动连接；自由活塞332与挡片3222以及缸体311的侧壁之间形成中腔体342，中腔体342内充有液体；自由活塞332和缸体底端3111以及缸体311的侧壁之间形成第二空腔体3543，第二空腔体3543内充有空气；底部弹簧333设于第二空腔体3543，且底部弹簧333的两端分别与自由活塞332和缸体底端311连接。
阻尼器3工作时，首先在上腔体341、中腔体342和第二下腔体3544中充满液体，且保持第二空腔体3543中充满空气。
无动力状态时，液压泵不工作，第二进液口3513和第二出液口3514均完全闭合，从而使得第二下腔体3544中的液体量保持一致，缸体底端3111与动力缸351不发生相对运动；
有动力状态时，液压泵工作，第二进液口3513和第二出液口3514均完全打开且与液压泵连接；
液压泵通过第二进液口3513向第二下腔体3544注入液体，第二下腔体3544内液体对缸体311的压力增大，从而使得缸体311向远离动力缸底端3511的方向移动，进而增大中腔体342内液体对液压杆321和自由活塞332的压力，从而压缩底部弹簧333，能量储存在被压缩的底部弹簧333中，同时推动液压杆321向远离缸体底端3111的方向移动，上腔体341的容积变小，上腔体341中的液体通过液压杆圆盘通孔32111向中部腔体流动，以适应第一腔体341的容积变化，第一腔体341中的内弹簧334被压缩，能量储存在被压缩的内弹簧334中，同时外弹簧335逐渐回复，储存在外弹簧335中的能量释放；
当第二下腔体3544内的液体通过出液口3114流出第二下腔体3544时，第二下腔体3544内液体对缸体底端3111的压力减小，从而使得缸体311向靠近动力缸底端3511的方向移动，进而减小中腔体342内液体对液压杆321和自由活塞332的压力，底部弹簧333逐渐回复，从而将储存的能量释放，推动缸体底端3111向靠近动力缸底部3511的方向移动，同时推动液压杆321向靠近缸体底端3111的方向移动，中腔体342的容积变小，中腔体342中的液体通过液压杆圆盘通孔32111向上腔体341流动，以适应中腔体342的容积变化，上腔体341的容积变大，上腔体341中的内弹簧334逐渐回复，储存在内弹簧334中的能量释放，外弹簧335被压缩，能量储存在外弹簧335中。
当处于支撑状态时，挡片通孔32221与液压杆圆盘通孔32111完全不重合，从而使得第一腔体341中的液体和第二腔体342中的液体无法相互流动，液压杆321相对于液压缸311不发生移动，因此可以提供较大的支撑力。
本实施例提供的主被动阻尼器的有益效果如下：
(9)动力缸851、缸体811和液压杆821的相互配合，使得阻尼器3在有动力状态时可以提供主动的驱动力，在无动力状态时能实现被动伸缩功能，从而实现了同一个阻尼器既可以提供主动的驱动力，又能实现被动伸缩功能；电机822可通过电机轴8221带动挡片8222旋转，从而可以调节挡片通孔82221与液压杆圆盘通孔82111的重合度，进而调节液体在第一腔体841和第二腔体842之间的流动速度，进而可调节液压杆821的伸缩速度，从而起到阻尼作用；
(10)第二空腔体3543内充满空气，且第二空腔体3543内设有可伸缩的底部弹簧333，因此第二空腔体3543为可伸缩的腔体，解决了液压杆321向靠近缸体311移动时中腔体342容积减小所造成的压力过大的问题，使得液压杆321在伸缩过程中引起的缸体311内中腔体342的变化具有适应性，从而可以对阻尼器3起到保护作用；
(11)根据使用者腿部能弯曲的最大角度情况，通过调节第二下腔体3544的长度来调整助行机器人膝关节能弯曲的最大角度，满足不同使用者的要求。
上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种助行机器人，其特征在于：包括
上壳体，用于支撑使用者大腿下部；
下壳体，用于支撑使用者小腿上部，所述下壳体和所述上壳体铰接；
阻尼器，所述阻尼器的两端分别和所述上壳体以及所述下壳体连接，且所述阻尼器具有多种运动模式以适应不同的步态；
控制结构，用于控制阻尼器的运动模式，所述控制结构设于所述上壳体或所述下壳体上且所述控制结构与所述阻尼器相连。
2.如权利要求1所述的助行机器人，其特征在于：还包括用于支撑使用者脚掌的踏板，所述踏板通过连接板与所述下壳体连接。
3.如权利要求1所述的助行机器人，其特征在于：还包括
上加强板，所述上加强板与所述上壳体下端连接；
下加强板，所述下加强板与所述下壳体上端连接，且所述下加强板与所述上加强板铰接。
4.如权利要求1所述的助行机器人，其特征在于：所述阻尼器包括
缸体，所述缸体的缸体开口端设有开口；
缸体端盖，所述缸体端盖密封于所述缸体开口端，所述缸体端盖开设有端盖通孔；
液压杆，所述液压杆中空，所述液压杆穿过所述端盖通孔，其端部设有液压杆圆盘，所述液压杆圆盘设于所述缸体内，所述液压杆圆盘开设有液压杆圆盘通孔，所述液压杆圆盘与所述缸体的内壁无缝滑动连接；
所述缸体端盖与所述液压杆圆盘以及所述缸体的侧壁之间形成上腔体，所述液压杆圆盘与所述缸体底端以及所述缸体的侧壁之间形成中部腔体，所述上腔体和所述中部腔体均充有液体；
电机，所述电机设于所述液压杆内，所述电机设有电机轴；
挡片，所述挡片设于所述液压杆圆盘和所述缸体底端之间且所述挡片通过所述电机轴与所述电机连接，所述电机可带动所述挡片旋转，所述挡片相对于所述液压杆圆盘通孔的位置开设有挡片通孔，所述挡片通孔与所述液压杆圆盘通孔的重合度通过所述电机调节。
5.如权利要求4所述的助行机器人，其特征在于：所述阻尼器还包括
动力活塞，所述动力活塞设于所述液压杆圆盘与所述缸体底端之间，所述动力活塞的圆周与所述缸体的内壁无缝滑动连接，所述动力活塞与所述缸体底端以及所述缸体的侧壁之间形成下腔体，所述下腔体内充有液体；
自由活塞，所述自由活塞设于所述挡片和所述动力活塞之间，所述自由活塞的圆周与所述缸体的内壁无缝滑动连接，所述自由活塞和所述挡片以及所述缸体的侧壁之间形成中腔体，所述中腔体内充有液体；所述自由活塞和所述动力活塞以及所述缸体的侧壁之间形成空腔体，所述空腔体内充有空气；
底部弹簧，所述底部弹簧设于所述空腔体内，且所述底部弹簧的两端分别与所述自由活塞和所述动力活塞连接；
所述缸体底端开设有用于与液压泵连接的第一进液口和第一出液口。
6.如权利要求4所述的助行机器人，其特征在于：所述阻尼器还包括动力缸，所述动力缸的动力缸底端开设有用于与液压泵连接的第二进液口和第二出液口，所述动力缸的动力缸开口端设有开口，所述缸体的缸体底端设于所述动力缸内，且所述缸体底端与所述动力缸的内壁无缝滑动连接，所述缸体底端与所述动力缸底端以及所述动力缸侧壁之间形成第二下腔体。
7.如权利要求6所述的助行机器人，其特征在于：所述阻尼器还包括
自由活塞，所述自由活塞设于所述挡片和所述缸体底端之间，所述自由活塞的圆周与所述缸体的内壁无缝滑动连接；
所述自由活塞和所述挡片以及所述缸体的侧壁之间形成中腔体，所述中腔体内充有液体；
所述自由活塞和所述缸体底端以及所述缸体的侧壁之间形成第二空腔体，所述第二空腔体内充有空气；
底部弹簧，所述底部弹簧设于所述空腔体内，且所述底部弹簧的两端分别与所述自由活塞和所述缸体底端连接。
8.如权利要求4～7任一项所述的助行机器人，其特征在于：所述液压杆内还设有气囊，所述气囊套设于所述电机轴上且填充所述液压杆。
9.如权利要求4～7任一项所述的助行机器人，其特征在于：还包括内弹簧，所述内弹簧套设于所述液压杆上，且所述内弹簧设于所述缸体端盖和所述液压杆圆盘之间。
10.如权利要求4～7任一项所述的助行机器人，其特征在于：所述阻尼器还包括
调节螺母，所述调节螺母套设于所述液压杆上且位于所述缸体外，所述调节螺母可沿所述液压杆滑动；
外弹簧，所述外弹簧套设于所述液压杆上且设于所述缸体端盖和所述调节螺母之间。
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