CN109223260B - 一种带座椅式智能快速行走大腿假肢 - Google Patents

一种带座椅式智能快速行走大腿假肢 Download PDF

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Abstract

一种带座椅式智能快速行走大腿假肢，包括左右腿两部分，左右腿结构相同，分别包括脚板、并联机构、两个第一步进电机、两个折叠轮部件、小腿支柱、第一电缸、大腿支柱、大腿套筒、两个紧固皮带、两个卡扣、硅胶软套、两个固定圈，本发明具有以下优点：本发明采用独特的并联机构，能够实现假肢脚踝的灵活活动；采用特殊的折叠轮部件，能够方便快捷地实现佩戴者的快速行走，同时也很大限度的缩小了空间，减小了重量。

Description

一种带座椅式智能快速行走大腿假肢
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种带座椅式智能快速行走大腿假肢。
背景技术
对于双大腿残疾人士，通过佩戴假肢，经过一定的锻炼，基本能够实现行走，但是很难去驾驶普通代步工具，很难实现快速行走，因此急需一种解决方案，能够使残疾人像正常人一样，达到快速出行的目的，更加方便了残疾人士的正常生活，市场上的假肢，基本无法实现，如申请号为201620025512.8，一种半自动大腿假肢，包括壳体 (1)、铰接装置 (2)、油缸系统 (4)、连接件 (5)、踝关节扭力总成(6)、仿生脚底板(7)以及电气系统(8)，其中铰接装置(2)铰接固定在壳体(1)的顶端中部，连接件 (5) 固定于壳体 (1) 的底部并通过踝关节扭力总成(6)与仿生脚底板(7)连接 ；油缸系统(4)中油缸推杆 (3) 的顶端与铰接装置 (2) 连接 ；电气系统(8)设置于壳体(1)的两侧，电气系统(8)包括电机(82)、行程开关(83)、快进螺丝(87)，电机(82)、行程开关(83)、快进螺丝(87)依次连接，快进螺丝 (87) 与下挂钩 (24) 连接，下挂钩 (24) 与铰接装置 (2) 中上挂钩 (23) 配合连接。 中上挂钩(23) 配合连接。它虽然可以实现佩戴者半自动行走，但无法实现快速行走。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种带座椅式智能快速行走大腿假肢，包括脚掌板、第一电缸、脚跟板、并联机构、三个车轮部件、两个第二电缸、伸缩缸、第一步进电机、座椅部件、第三电缸、小腿支柱、膝关节、大腿支柱、大腿套筒、皮带、固定环、卡扣；
所述脚掌板后端铰接在脚跟板前端，第一电缸底部铰接在脚跟板上表面中部，其伸缩杆顶部铰接在脚掌板上表面中部，并联机构中的底板固定在脚跟板的顶部，六个第二电缸两两一组，每组中第二电缸的底部沿着底板周向均匀球铰接在底板顶部，第二电缸的顶部球铰接在顶板的底部；
所述小腿支柱为矩形柱状，其竖直固定安装在并联机构顶部，两个第二电缸竖直向下分别固定安装在小腿支柱下部左右两侧，其伸缩杆顶部各固定有车轮部件；
所述座椅部件中的座椅支架底部为开口向下的矩形筒状，其底部侧面设有矩形通孔，其上部设有铰接支座，其铰接在小腿支柱上部，第三电缸底部铰接在小腿支柱下部的后侧，其伸缩杆铰接在座椅支架前部，伸缩杆为矩形柱状，其侧面均匀设有齿形槽，伸缩杆滑动安装在座椅支架内，齿轮穿过座椅支架侧面的矩形通孔后与伸缩杆侧面设有的齿形槽啮合，齿轮侧面中心固定安装在第三步进电机的电机轴上，第三步进电机固定安装在座椅支架侧面，伸缩缸底部铰接在伸缩杆底部，伸缩缸底部的转动中心与第一步进电机的电机轴同心固定，第一步进电机固定安装在伸缩缸底部，伸缩缸的伸缩杆顶部固定安装有车轮部件；
所述车轮部件由轮架、两个第二步进电机、两个轮子组成，轮架为开口向下的矩形筒状，两个轮子转动安装在轮架中，两个第二步进电机固定安装在轮架侧面，其电机轴分别与两个轮子侧面中心固定；
所述膝关节中的支撑板为矩形板，其固定安装在小腿支柱顶部，中心支架为矩形柱状，其底部球铰接在支撑板中心，四个第五电缸的底部铰接在中心支架四个侧面中部，其伸缩杆顶部球铰接在支撑板边缘处；
所述大腿支柱为圆柱状，其竖直固定安装在膝关节顶部，大腿套筒为根据佩戴者截肢情况设计的筒状，在其顶部沿周向均匀设有四个弧形板，在该弧形板外侧分别固定有固定环，皮带前部均匀设有圆形孔，皮带一次穿过四个固定环，在皮带顶部固定安装有卡扣。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明采用独特的膝关节，能够实现假肢膝关节的灵活活动，更加方便了佩戴者行走；脚掌板和脚跟板铰接在一起，由电缸控制，能够使脚部活动更加灵活，走路更加稳健；采用特殊的座椅部件，能够使佩戴着随时随地都能坐下休息，在快速行走时更加舒适。
附图说明
图1为本发明整体装配的立体结构示意图。
图2为本发明整体装配另一角度的立体结构示意图。
图3为本发明并联机构的立体结构示意图。
图4为本发明车轮部件的立体结构示意图。
图5为本发明座椅部件的立体结构示意图。
图6为本发明膝关节的立体结构示意图。
附图标号：
1-脚掌板；2-第一电缸；3-脚跟板；4-并联机构；5-车轮部件；6-第二电缸；7-伸缩缸；8-第一步进电机；9-座椅部件；10-第三电缸；11-小腿支柱；12-膝关节；13-大腿支柱；14-大腿套筒；15-皮带；16-固定环；17-卡扣；
401-底板；402-第四电缸；403-顶板；
501-轮架；502-第二步进电机；503-轮子；
901-伸缩杆；902-第三步进电机；903-齿轮；904-座椅支架；
1201-支撑板；1202-第五电缸；1203-中心支架。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1至图6所示的一种带座椅式智能快速行走大腿假肢，包括脚掌板1、第一电缸2、脚跟板3、并联机构4、三个车轮部件5、两个第二电缸6、伸缩缸7、第一步进电机8、座椅部件9、第三电缸10、小腿支柱11、膝关节12、大腿支柱13、大腿套筒14、皮带15、固定环16、卡扣17；
所述脚掌板1后端铰接在脚跟板3前端，第一电缸2底部铰接在脚跟板3上表面中部，其伸缩杆顶部铰接在脚掌板1上表面中部，并联机构4中的底板401固定在脚跟板3的顶部，六个第二电缸402两两一组，每组中第二电缸402的底部沿着底板401周向均匀球铰接在底板401顶部，第二电缸402的顶部球铰接在顶板403的底部；
所述小腿支柱11为矩形柱状，其竖直固定安装在并联机构4顶部，两个第二电缸6竖直向下分别固定安装在小腿支柱11下部左右两侧，其伸缩杆顶部各固定有车轮部件5；
所述座椅部件9中的座椅支架904底部为开口向下的矩形筒状，其底部侧面设有矩形通孔，其上部设有铰接支座，其铰接在小腿支柱11上部，第三电缸10底部铰接在小腿支柱11下部的后侧，其伸缩杆铰接在座椅支架904前部，伸缩杆901为矩形柱状，其侧面均匀设有齿形槽，伸缩杆901滑动安装在座椅支架904内，齿轮903穿过座椅支架904侧面的矩形通孔后与伸缩杆901侧面设有的齿形槽啮合，齿轮903侧面中心固定安装在第三步进电机902的电机轴上，第三步进电机902固定安装在座椅支架904侧面，伸缩缸7底部铰接在伸缩杆901底部，伸缩缸7底部的转动中心与第一步进电机8的电机轴同心固定，第一步进电机8固定安装在伸缩缸7底部，伸缩缸7的伸缩杆顶部固定安装有车轮部件5；
所述车轮部件5由轮架501、两个第二步进电机502、两个轮子503组成，轮架501为开口向下的矩形筒状，两个轮子503转动安装在轮架501中，两个第二步进电机502固定安装在轮架501侧面，其电机轴分别与两个轮子503侧面中心固定；
所述膝关节12中的支撑板1201为矩形板，其固定安装在小腿支柱11顶部，中心支架1203为矩形柱状，其底部球铰接在支撑板1201中心，四个第五电缸1202的底部铰接在中心支架1203四个侧面中部，其伸缩杆顶部球铰接在支撑板1201边缘处；
所述大腿支柱13为圆柱状，其竖直固定安装在膝关节12顶部，大腿套筒14为根据佩戴者截肢情况设计的筒状，在其顶部沿周向均匀设有四个弧形板，在该弧形板外侧分别固定有固定环16，皮带15前部均匀设有圆形孔，皮带15一次穿过四个固定环16，在皮带15顶部固定安装有卡扣17。
本发明工作原理为：佩戴者佩戴后，将皮带15拉紧，将卡扣17中心的圆柱卡进皮带15前部设有的圆孔中，膝关节12工作，实现小腿支柱11运动，并联机构4工作，实现脚部运动，第一电缸2工作，实现脚掌板1运动，当佩戴者需要坐下休息时，第三电缸10工作，将座椅部件9撑起，第三步进电机902工作，调整伸缩杆901位置，实现佩戴者坐下，当需要快速行走时，座椅部件9撑起后，第一步进电机8、伸缩缸7工作，使车轮部件着地，然后第二步进电机502工作，实现快速行走。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

Claims (1)

1.一种带座椅式智能快速行走大腿假肢，其特征在于，包括脚掌板(1)、第一电缸(2)、脚跟板(3)、并联机构(4)、三个车轮部件(5)、两个第二电缸(6)、伸缩缸(7)、第一步进电机(8)、座椅部件(9)、第三电缸(10)、小腿支柱(11)、膝关节(12)、大腿支柱(13)、大腿套筒(14)、皮带(15)、固定环(16)、卡扣(17)；
所述脚掌板(1)后端铰接在脚跟板(3)前端，第一电缸(2)底部铰接在脚跟板(3)上表面中部，其伸缩杆顶部铰接在脚掌板(1)上表面中部，并联机构(4)中的底板(401)固定在脚跟板(3)的顶部，六个第四电缸(402)两两一组，每组中第四电缸(402)的底部沿着底板(401)周向均匀球铰接在底板(401)顶部，第四电缸(402)的顶部球铰接在顶板(403)的底部；
所述小腿支柱(11)为矩形柱状，其竖直固定安装在并联机构(4)顶部，两个第二电缸(6)竖直向下分别固定安装在小腿支柱(11)下部左右两侧，其伸缩杆顶部各固定有车轮部件(5)；
所述座椅部件(9)中的座椅支架(904)底部为开口向下的矩形筒状，其底部侧面设有矩形通孔，其上部设有铰接支座，其铰接在小腿支柱(11)上部，第三电缸(10)底部铰接在小腿支柱(11)下部的后侧，其伸缩杆铰接在座椅支架(904)前部，伸缩杆(901)为矩形柱状，其侧面均匀设有齿形槽，伸缩杆(901)滑动安装在座椅支架(904)内，齿轮(903)穿过座椅支架(904)侧面的矩形通孔后与伸缩杆(901)侧面设有的齿形槽啮合，齿轮(903)侧面中心固定安装在第三步进电机(902)的电机轴上，第三步进电机(902)固定安装在座椅支架(904)侧面，伸缩缸(7)底部铰接在伸缩杆(901)底部，伸缩缸(7)底部的转动中心与第一步进电机(8)的电机轴同心固定，第一步进电机(8)固定安装在伸缩缸(7)底部，伸缩缸(7)的伸缩杆顶部固定安装有车轮部件(5)；
所述车轮部件(5)由轮架(501)、两个第二步进电机(502)、两个轮子(503)组成，轮架(501)为开口向下的矩形筒状，两个轮子(503)转动安装在轮架(501)中，两个第二步进电机(502)固定安装在轮架(501)侧面，其电机轴分别与两个轮子(503)侧面中心固定；
所述膝关节(12)中的支撑板(1201)为矩形板，其固定安装在小腿支柱(11)顶部，中心支架(1203)为矩形柱状，其底部球铰接在支撑板(1201)中心，四个第五电缸(1202)的底部铰接在中心支架(1203)四个侧面中部，其伸缩杆顶部球铰接在支撑板(1201)边缘处；
所述大腿支柱(13)为圆柱状，其竖直固定安装在膝关节(12)顶部，大腿套筒(14)为根据佩戴者截肢情况设计的筒状，在其顶部沿周向均匀设有四个弧形板，在该弧形板外侧分别固定有固定环(16)，皮带(15)前部均匀设有圆形孔，皮带(15)一次穿过四个固定环(16)，在皮带(15)顶部固定安装有卡扣(17)；
佩戴者佩戴后，将皮带(15)拉紧，将卡扣(17)中心的圆柱卡进皮带(15)前部设有的圆孔中，膝关节(12)工作，实现小腿支柱(11)运动，并联机构(4)工作，实现脚部运动，第一电缸(2)工作，实现脚掌板(1)运动，当佩戴者需要坐下休息时，第三电缸(10)工作，将座椅部件(9)撑起，第三步进电机(902)工作，调整伸缩杆(901)位置，实现佩戴者坐下，当需要快速行走时，座椅部件(9)撑起后，第一步进电机(8)、伸缩缸(7)工作，使车轮部件着地，然后第二步进电机(502)工作，实现快速行走。
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