CN109718065B - 移动助力装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动助力装置，用于辅助人体进行移动，其特征在于，包括：基部，用于承载人体；第一机械腿部，设置在基部的一侧并且与人体的一个腿部相对应，用于相对于基部进行转动运动；第二机械腿部，设置在基部的另一侧并且与人体的另一个腿部相对应，用于相对于基部进行伸缩运动；控制部，用于控制第一机械腿部以及第二机械腿部协调运动从而让人体完成移动、攀爬楼梯的动作。

Description

移动助力装置

技术领域

本发明涉及一种移动助力装置。

背景技术

在日常生活中，一些行走不便的老年人或是腿部受伤的患者，在平时行走或是爬楼梯时不仅会产生很多不便以及行走障碍，同时还需要耗费更多的体力以及时间。

现有的行走辅助外骨骼技术中，具有辅助使用者的双腿进行移动辅助的辅助外骨骼，能够在使用者移动时提供行走动力，帮助使用者在不用力的情况下实现行走。

在上述双腿辅助行走装置中，其缺点是设计的结构复杂，并且需要根据使用者的腿部进行专门定制，制作成本高，无法大规模的制造以及普及；同时，基于双腿移动的辅助外骨骼需要使用者的双腿配合进行移动动作，对于一条腿部受伤无法行动的使用者很不友好。

发明内容

为解决上述问题，提供一种能够单腿行走的移动助力装置，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种移动助力装置，用于辅助人体进行移动，其特征在于，包括：基部，用于承载人体；第一机械腿部，设置在基部的一侧并且与人体的一个腿部相对应，用于相对于基部进行转动运动；第二机械腿部，设置在基部的另一侧并且与人体的另一个腿部相对应，用于相对于基部进行伸缩运动；控制部，用于控制第一机械腿部以及第二机械腿部协调运动从而让人体完成移动。

本发明提供的移动助力装置，还可以具有这样的技术特征，其中，第一机械腿部具有：伺服舵机，安装在基部的一侧并与第一机械腿部相连接，用于提供第一机械腿部转动的动力；上支撑杆部，与伺服舵机的旋转出轴相连接；下支撑杆部，与上支撑杆部相连接并实现相对转动；连接伸缩杆部，连接上支撑杆部以及下支撑杆部并通过伸缩控制上支撑杆部以及下支撑杆部之间的转动幅度。

本发明提供的移动助力装置，还可以具有这样的技术特征，其中，第二机械腿部具有：第一伸缩杆部，安装在基部的另一侧并连接第二机械腿部，通过伸缩控制第二机械腿部与基部之间在前进方向上的相对移动；主支撑杆部，与第一伸缩杆部相连接；第二伸缩杆部，设置在主支撑杆部的下端并通过伸缩使第二机械腿部完成伸缩运动。

本发明提供的移动助力装置，还可以具有这样的技术特征，其中，第一伸缩杆部以及第二伸缩杆部采用电动推杆进行连接并实现相对伸缩。

本发明提供的移动助力装置，还可以具有这样的技术特征，其中，第一机械腿部具有第一支撑板，第二机械腿部具有第二支撑板，其中，第一支撑板在第一机械腿部的下端，用于支撑第一机械腿部并承载人体的一个腿部，第二支撑板在第二机械腿部的下端，用于支撑第二机械腿部并承载人体的另一个腿部。

本发明提供的移动助力装置，还可以具有这样的技术特征，还包括：感应传感器，设置在所述第一机械腿部以及所述第二机械腿部的下端，用于感应所述人体的腿部是否有抬起动作。

发明作用与效果

根据本发明的移动助力装置，由于具有第一机械腿部，能通过相对于基部的转动模拟人体的抬腿动作，从而带动辅助使用者的第一个腿部完成抬升、落地、支撑身体的动作，还具有对应使用者的第二个腿部第二机械腿部，在第一机械腿部完成落地支撑的动作后，通过收缩运动使第二个腿部跟上第一机械腿部，完成迈步的动作；在使用者抬起腿部时，第一机械腿部以及第二机械腿部还能够配合使用者的行走脚步完成移动或是攀爬楼梯的动作，从而让行走不便的老年人在使用本发明时能够进行省力的移动；同时，由于本发明的移动助力装置结构简单，只需要实现第一机械腿部的转动以及第二机械腿部的伸缩，因此，只需要少数工作组件就能实现对使用者的移动辅助，降低了制造成本；另外，第二机械腿部仅通过收缩进行移动，能够避免使用者在走路时使用该腿部的动作，从而实现仅使用一条腿完成移动、攀爬楼梯的动作，因此一条腿部受伤的使用者以及一条腿部不方便的老年人也能使用本发明进行辅助移动。

附图说明

图1是本发明实施例中移动助力装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中第一机械腿部的结构示意图；

图3是本发明实施例中第二机械腿部的结构示意图；以及

图4是本发明实施例中第一机械腿部抬腿时的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例来说明本发明的具体实施方式。

<实施例>

图1是本发明实施例中移动助力装置的结构示意图。

如图1所示，移动助力装置100包括基部1、第一机械腿部2、第二机械腿部3、控制部(图中未示出)以及感应传感器(图中未示出)。

基部1用于承载使用者。本实施例中，基部1为一个承载使用者的座椅，在其他实施例中，基部1还可以为能够承载使用者的坐垫或是使用者的具有绑带的装置。

第一机械腿部2设置在基部1的一侧并且与使用者的一个腿部相对应，用于相对于基部1进行转动运动。

图2是本发明实施例中第一机械腿部的结构示意图。

如图2所示，第一机械腿部2具有伺服舵机21、上支撑杆部22、下支撑杆部23、连接伸缩杆部24以及第一支撑板25。

伺服舵机21安装在基部1的一侧并与第一机械腿部2相连接，用于提供第一机械腿部2转动的动力。

本实施例中，伺服舵机21用于进行转动从而带动第一机械腿部2抬起或放下，具有一个能够进行转动的旋转出轴。伺服舵机21能够根据电信号精确地控制旋转出轴的转速以及转矩，从而控制上支撑杆部22进行精确的转动。

上支撑杆部22与伺服舵机21的旋转出轴、下支撑杆部23以及连接伸缩杆部24相连接，并与下支撑杆部23、连接伸缩杆部24实现相对转动。

下支撑杆部23与上支撑杆部22、连接伸缩杆部24以及第一支撑板25相连接，并与上支撑杆部22、连接伸缩杆部24实现相对转动。

连接伸缩杆部24连接上支撑杆部22以及下支撑杆部23并通过伸缩控制上支撑杆部22以及下支撑杆部23之间的转动幅度。

本实施例中，连接伸缩杆部24具有两个支杆，分别与上支撑杆部22以及下支撑杆部23相连接，两个支杆采用电动推杆连接并实现相对伸缩。当连接伸缩杆部24进行收缩时，上支撑杆部22与下支撑杆部23之间的夹角则随之变小，从而让使用者的腿部进行弯曲。

第一支撑板25在下支撑杆部23的下端，用于支撑第一机械腿部2并承载使用者的第一个腿部。

本实施例中，第一支撑板25与下支撑杆部23的下端，与地面具有较大的接触面积，从而避免装置与使用者在第二机械腿部3抬起时产生倾倒，并让使用者的第一个腿部放置在第一支撑板25的上表面。

第二机械腿部3设置在基部1的另一侧并且与使用者的第二个腿部相对应，用于相对于基部1进行伸缩运动。

图3是本发明实施例中第二机械腿部的结构示意图。

如图3所示，第二机械腿部3具有第一伸缩杆部31、主支撑杆部32、第二伸缩杆部33以及第二支撑板34。

第一伸缩杆部31安装在基部1的另一侧并连接第二机械腿部3，通过伸缩控制第二机械腿部3与基部1之间在前进方向上的相对移动。

本实施例中，第一伸缩杆部31具有两个支杆，分别与第二机械腿部3以及基部1相连接，两个支杆采用电动推杆连接并实现相对伸缩。当第一伸缩杆部31进行收缩时，基部1相对于第二机械腿部3向前进方向进行移动，并同步带动第一机械腿部2向前进方向进行移动。

主支撑杆部32与第一伸缩杆部31以及第二伸缩杆部33相连接。

第二伸缩杆部33设置在主支撑杆部32的下端并通过伸缩使第二机械腿部3完成伸缩运动。

本实施例中，第二伸缩杆部33相对于主支撑杆部32的延伸方向进行伸缩，在第二伸缩杆部33收缩时，将抬起第二支撑板34从而配合第一收缩杆部31使第二机械腿部3向前一步。

第二支撑板34在第二伸缩杆部33的下端，用于支撑第一机械腿部2并承载使用者的第二个腿部。

本实施例中，第二支撑板34与伸缩杆部的下端，与地面具有较大的接触面积，从而避免装置与使用者在第一机械腿部2抬起时产生倾倒，并让使用者的第二个腿部放置在第二支撑板34的上表面。

控制部用于控制伺服舵机21以及电动推杆的工作从而使第一机械腿部2以及第二机械腿部3协调运动从而让使用者完成移动。

感应传感器分别设置在第一机械腿部2以及第二机械腿部3的下端。当感应传感器感应到使用者的腿部离开第一支撑板25或是第二支撑板34时，就生成感应信息让控制部就控制第一机械腿部2或是第二机械腿部3进行对应的抬腿动作。

本实施例中，感应传感器设置在第一机械腿部2以及第二机械腿部3的下端与使用者脚腕相对应的位置，该感应传感器可以是红外传感器或其他能够感应抬腿动作的传感器。

图4是本发明实施例中第一机械腿部抬腿时的结构示意图。

如图4所示，当使用者的第一个腿部抬起离开第一支撑板25时，控制部就接收到感应传感器的感应信息从而控制伺服舵机21正向转动并控制连接伸缩杆部24收缩从而使上支撑杆部22抬升并使下支撑杆部23向下弯折，从而配合并带动使用者的第一个腿部完成一次抬腿动作。

当第一个腿部抬起后，控制部控制第一伸缩杆部31收缩从而使基部1以及第一机械腿部2向前移动，此时，使用者的躯干随着基部向前，从而使整体的重心向前移动；同时，控制部控制伺服舵机21逆向转动并控制连接伸缩杆部24拉伸，使上支撑杆部22下落并使下支撑杆部23向上弯折直到上支撑杆部22与支撑杆部23变为伸直状态，从而让第一机械腿部2以及使用者的第一个腿部落地。

当第一支撑板25落地时，整体的重心正好在第一机械腿部2上，此时，若使用者的第二个腿部抬起时，控制部就根据感应传感器的感应信息控制第二机械腿部3的第二伸缩杆部33收缩，使第二支撑板34抬起，随后控制第一伸缩杆部31拉伸从而使第二机械腿部3向前，再控制第二伸缩杆部33拉伸使第二支撑板34落地，从而使第二机械腿部3跟上第一机械腿部2，完成一次迈步动作。

本实施例中，控制部还能控制基部1、第一机械腿部2以及第二机械腿部3进行攀爬楼梯的动作。

当进行攀爬楼梯的动作时，控制部在控制第一机械腿部2抬起后，控制第一伸缩杆部31收缩从而使基部1以及第一机械腿部2向前移动，并控制伺服舵机21逆向转动并控制连接伸缩杆部24拉伸使第一机械腿部2落在楼梯上并伸直，此时，控制部还控制第二伸缩杆部33拉伸，使第二机械腿部3抬升并推动基部1抬升，从而配合第一机械腿部2踩在楼梯上并伸直时产生的抬升高度；在第一机械腿部2伸直并且整体的重心落在第一机械腿部2上时，控制部根据感应传感器的感应信息控制第二机械腿部3收缩跟上第一机械腿部2从而完成一次攀爬楼梯的动作。

实施例作用与效果

根据本实施例提供的移动助力装置，由于具有第一机械腿部，能通过相对于基部的转动模拟人体的抬腿动作，从而带动辅助使用者的第一个腿部完成抬升、落地、支撑身体的动作，还具有对应使用者的第二个腿部第二机械腿部，在第一机械腿部完成落地支撑的动作后，通过收缩运动使第二个腿部跟上第一机械腿部，完成迈步的动作；在使用者抬起腿部时，第一机械腿部以及第二机械腿部还能够配合使用者的行走脚步完成移动或是攀爬楼梯的动作，从而让行走不便的老年人在使用本发明时能够进行省力的移动；同时，由于本发明的移动助力装置结构简单，只需要实现第一机械腿部的转动以及第二机械腿部的伸缩，因此，只需要少数工作组件就能实现对使用者的移动辅助，降低了制造成本；另外，第二机械腿部仅通过收缩进行移动，能够避免使用者在走路时使用该腿部的动作，从而实现仅使用一条腿完成移动、攀爬楼梯的动作，因此一条腿部受伤的使用者以及一条腿部不方便的老年人也能使用本发明进行辅助移动。

实施例中，第一机械腿部具有伺服舵机带动上支撑杆部进行转动，具有连接伸缩杆部控制上支撑杆部与下支撑杆部之间的转动幅度，从而模仿出人体腿部抬升、落地、支撑身体的动作，配合人体迈步。

实施例中，第二机械腿部具有第一伸缩杆部使基部与第二机械腿部进行相对的移动，从而让使用者的重心随着基部向前移动，还具有第二伸缩杆部使第二机械腿部进行收缩，从而对应人体腿部收缩向前迈进的动作。

实施例中，第一伸缩杆部以及第二伸缩杆部通过电动推杆实现，电动推杆的出力相对于伺服舵机更稳定，从而使第二机械腿部进行稳定的工作。

实施例中，第一机械腿部以及第二机械腿部的下端分别设置有第一支撑板以及第二支撑板，能够实现单腿支撑从而在第一机械腿部或是第二机械腿部在抬起时避免站立不稳。

实施例中，第一机械腿部以及第二机械腿部的下端分别设置有感应传感器，能够在使用者的腿部离开第一支撑板或者第二支撑板时获得相应的感应信息，从而使控制部在使用者进行行进动作时控制第一机械腿部以及第二机械腿部进行工作从而带动使用者的相应腿部进行相应动作。

上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例的描述范围。

本实施例中，第一机械腿部对应使用者的左腿，第二机械腿部对应使用者的右腿，但在本发明中，第一机械腿部与第二机械腿部能够相对于基部镜像的进行安装，即，第一机械腿部对应使用者的右腿，第二机械腿部对应使用者的左腿。

Claims (4)

1.一种移动助力装置，用于辅助人体进行移动，其特征在于，包括：

基部，用于承载人体；

第一机械腿部，设置在所述基部的一侧并且与所述人体的一个腿部相对应，能够相对于所述基部进行转动运动；

第二机械腿部，设置在所述基部的另一侧并且与所述人体的另一个腿部相对应，能够相对于所述基部进行伸缩运动；

控制部，用于控制所述第一机械腿部以及第二机械腿部协调运动从而让所述人体完成所述移动，

其中，所述第一机械腿部具有：

伺服舵机，安装在所述基部的一侧并与所述第一机械腿部相连接，用于提供所述第一机械腿部转动的动力；

上支撑杆部，与所述伺服舵机的旋转出轴相连接；

下支撑杆部，与所述上支撑杆部相连接并实现相对转动；

连接伸缩杆部，连接所述上支撑杆部以及所述下支撑杆部并通过伸缩控制所述上支撑杆部以及所述下支撑杆部之间的转动幅度，

所述第二机械腿部具有：

第一伸缩杆部，安装在所述基部的另一侧并与所述第二机械腿部相连接，通过伸缩控制所述第二机械腿部与所述基部之间在前进方向上的相对移动；

主支撑杆部，与所述第一伸缩杆部相连接；

第二伸缩杆部，设置在所述主支撑杆部的下端并通过伸缩使所述第二机械腿部完成所述伸缩运动。

2.根据权利要求1所述的移动助力装置，其特征在于：

其中，所述第一伸缩杆部以及所述第二伸缩杆部采用电动推杆进行连接并实现相对伸缩。

3.根据权利要求1所述的移动助力装置，其特征在于：

其中，所述第一机械腿部具有第一支撑板，

所述第二机械腿部具有第二支撑板，

其中，所述第一支撑板固定在所述第一机械腿部的下端，用于支撑所述第一机械腿部并固定所述人体的一个腿部，

所述第二支撑板固定在所述第二机械腿部的下端，用于支撑所述第二机械腿部并固定所述人体的另一个腿部。

4.根据权利要求1所述的移动助力装置，其特征在于，还包括：

感应传感器，设置在所述第一机械腿部以及所述第二机械腿部的下端，用于感应所述人体的腿部是否有抬起动作。