CN110801373A - 一种无动力柔性助行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无动力柔性助行器，用于辅助健康成年人长时间行走的无动力助行器。助行器由可调节式腰带、腰部助力组件，大腿双侧柔性连接件、大腿柔性可调型腿缚、膝盖助力组件、小腿柔性可调型腿缚组成。腰部助力组件、膝盖助力组件和腰带与助力组件外壳间的弹性连接带，利用人行走过程中动能和释能的转换、大腿与躯干间及大腿与小腿间夹角的变化，采用弹性元件进行储能和释能，达到减小行走过程中的能量消耗。本发明着眼于健康人群的助行问题，用平面涡卷弹簧和环形关节转动弹性件及柔性弹性轻绳连接各部件，使步行更加省力舒适，重量较轻，方便携带和穿戴。
Description
技术领域
本发明涉及一种无动力行走助行器，特别涉及一种辅助健康成年人长时间行走的无动力柔性助行器。
背景技术
医学上把辅助人体、支撑体重、保持平衡和行走的工具通称为助行器。普通的助行器包括拐杖、助步架，是帮助行走困难的老人和残疾人，以及感知困难的视弱群体等广泛使用的行走辅助设备。这些普通助行器的功能比较单一，适用人群范围较小，而且其舒适性和安全性还比较有限。近年来，助行机器人已经成为国内外研究热点。
助行机器人技术已经取得了很多研究成果，特别是美国、日本、韩国等在助行机器人上的研究成果显著，在有动力助行器，如外骨骼式助行机器人方面目前已有成品面世，但这类机器人大部分外形庞大，结构复杂，不易携带及使用；且采用外骨骼技术，造价昂贵，许多人承担不起；重量较大，碍于人体正常行走。
从当前国际发展状况来看，在康复领域中，各种助行器均有其特殊的使用范围，其中以无动力助行器应用最为广泛，对于残疾人、康复期病人以及因年迈肌力衰退导致行走功能障碍的老年人，有着广阔的应用前景；而动力型助行器为重症截瘫患者提供了站起来的机会；电刺激助行器在对于瘫痪肌肉的治疗与助行方面有其独特的领域。助行器发展的主要目的是辅助行走、节省能耗、携带方便、更加符合生理习惯、步态自然，目前对于健康人的无动力、轻型辅助性行走助行器研究较少。
发明内容
本发明基于人行走时腿部抬起、放下过程中动能和势能的转化，以及大腿与躯干间、大腿与小腿间相对位置的变化，提供了一种针对健康人群的轻型、可穿戴、柔性无动力助行器。本发明着眼于健康人群的助行问题，使其步行更加省力舒适。
一种无动力柔性助行器，包括可调节式腰带、腰部助力组件、大腿双侧柔性连接件、膝盖助力组件、大腿柔性可调型腿缚和小腿柔性可调型腿缚；
所述可调节式腰带能通过可调节腰带上魔术贴的不同位置来调节腰部尺寸大小；可调节式腰带两端分别安装有一个助力组件固定带，腰部助力组件能通过助力组件外壳固定在可调节腰带上，腰部助力组件能调整在可调节腰带上的位置；
腰部助力组件包括平面涡卷弹簧、卡簧、涡卷弹簧约束环、助力组件外壳和柔性绳，平面涡卷弹簧和涡卷弹簧约束环安装在助力组件外壳内部；
平面涡卷弹簧的末端装有两根柔性绳，柔性绳的另一端连接在大腿柔性可调型腿缚上；两条大腿双侧柔性连接件交叉缝制，大腿双侧柔性连接件一端固定在可调节式腰带上，另一端固定在大腿柔性可调型腿缚上，可调节式腰带后侧与大腿柔性可调型腿缚之间由一根大腿双侧柔性连接件缝制连接；
所述膝盖助力组件包括大腿传动杆、小腿传动杆、环形关节转动弹性件；大腿传动杆上端与大腿柔性可调型腿缚采用捆绑式连接，小腿传动杆下端与小腿柔性可调型腿缚采用捆绑式连接；大腿传动杆下端和小腿传动杆上端共同组成膝盖助力组件外壳；膝盖助力组件内含有环形关节转动弹性件。
本发明的工作原理和过程：
本发明穿戴在人的腰部和大腿、小腿之间，穿戴简单，只需穿上可调节式腰带以及两侧的大腿柔性可调型腿缚和小腿柔性可调型腿缚即可。腰部助力组件内部的平面涡卷弹簧弹性拉伸可实现能量的储存，行走时小腿与大腿的夹角变化使膝盖助力组件内部的环形关节转动弹性件储能，同时大腿双侧柔性连接件在行走过程中的弹性变形同样起到助行能量转化目的，三者共同作用，达到帮助穿戴者省力抬腿步行的目的，减小步行过程中能量的损耗。
本发明巧妙地利用机械原理实现能量贮存和释放，助力元件包括平面涡卷弹簧、环形关节转动弹性件、柔性连接件。当行走腿部向后伸直时，拉伸平面涡卷弹簧一端使其存储势能，释放能量可供大腿抬起，随后腿依靠自身重力放下。行走时小腿与大腿的夹角变化导致环形关节转动弹性件储能，达到帮助穿戴者抬腿、伸腿的目的。
本发明的绑带及大腿柔性可调型腿缚和小腿柔性可调型腿缚均为柔性弹性装置，可根据不同人群的身高体重调节最舒适的穿戴长度；大腿双侧柔性连接件长度可根据要求调整，储能件变形量可根据行走需要和不同穿戴者要求调整，两个助力组件均可拆卸，如无需行走时即可拆卸，方便自身活动，提高舒适度。
本发明的有益效果：
本发明着眼于健康人群的助行问题，用平面涡卷弹簧和环形关节转动弹性件及柔性弹性轻绳连接各部件，使步行更加省力舒适，重量较轻，方便携带和穿戴。
附图说明
图1是本发明的立体示意图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明的膝盖助力组件立体示意图。
图4是本发明的膝盖助力组件侧视图。
图5是本发明的腰部助力组件主视图。
图6是本发明的腰部助力组件侧视图。
图7是本发明的腰部助力组件的环形关节转动弹性件示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图7所示，一种无动力柔性助行器，包括可调节式腰带1、腰部助力组件2、大腿双侧柔性连接件3、膝盖助力组件4、大腿柔性可调型腿缚5和小腿柔性可调型腿缚7；
所述可调节式腰带1能通过可调节腰带1上魔术贴的不同位置来调节腰部尺寸大小；可调节式腰带1两端分别安装有一个助力组件固定带11，腰部助力组件2能通过助力组件外壳24固定在可调节腰带1上，腰部助力组件2能调整在可调节腰带1上的位置；
腰部助力组件2包括平面涡卷弹簧21、卡簧22、涡卷弹簧约束环23、助力组件外壳24和柔性绳25，平面涡卷弹簧21和涡卷弹簧约束环23安装在助力组件外壳24内部；
平面涡卷弹簧21的末端装有两根柔性绳25，柔性绳25的另一端连接在大腿柔性可调型腿缚5上；两条大腿双侧柔性连接件3交叉缝制，大腿双侧柔性连接件3一端固定在可调节式腰带1上，另一端固定在大腿柔性可调型腿缚5上，可调节式腰带1后侧与大腿柔性可调型腿缚5之间由一根大腿双侧柔性连接件3缝制连接；
所述膝盖助力4组件包括大腿传动杆41、小腿传动杆43、环形关节转动弹性件42；大腿传动杆41上端与大腿柔性可调型腿缚5采用捆绑式连接，小腿传动杆43下端与小腿柔性可调型腿缚7采用捆绑式连接；大腿传动杆41下端和小腿传动杆43上端共同组成膝盖助力组件外壳；膝盖助力组件4内含有环形关节转动弹性件42。
本实施例的工作原理和过程：
本发明穿戴在人的腰部和大腿、小腿之间，穿戴简单，只需穿上可调节式腰带1以及两侧的大腿柔性可调型腿缚5和小腿柔性可调型腿缚7即可。腰部助力组件2内部的平面涡卷弹簧21弹性拉伸可实现能量的储存，行走时小腿与大腿的夹角变化使膝盖助力组件4内部的环形关节转动弹性件42储能，同时大腿双侧柔性连接件3在行走过程中的弹性变形同样起到助行能量转化目的，三者共同作用，达到帮助穿戴者省力抬腿步行的目的，减小步行过程中能量的损耗。
本发明巧妙地利用机械原理实现能量贮存和释放，助力元件包括平面涡卷弹簧、环形关节转动弹性件、柔性连接件。当行走腿部向后伸直时，拉伸平面涡卷弹簧21一端使其存储势能，释放能量可供大腿抬起，随后腿依靠自身重力放下。行走时小腿与大腿的夹角变化导致环形关节转动弹性件42储能，达到帮助穿戴者抬腿、伸腿的目的。
本发明的绑带及大腿柔性可调型腿缚5和小腿柔性可调型腿缚7均为柔性弹性装置，可根据不同人群的身高体重调节最舒适的穿戴长度；大腿双侧柔性连接件3长度可根据要求调整，储能件变形量可根据行走需要和不同穿戴者要求调整，两个助力组件均可拆卸，如无需行走时即可拆卸，方便自身活动，提高舒适度。
本发明着眼于健康人群的助行问题，用平面涡卷弹簧21和环形关节转动弹性件42及柔性弹性轻绳连接各部件，使步行更加省力舒适，重量较轻，方便携带和穿戴。
Claims (1)
1.一种无动力柔性助行器，其特征在于：包括可调节式腰带(1)、腰部助力组件(2)、大腿双侧柔性连接件(3)、膝盖助力组件(4)、大腿柔性可调型腿缚(5)和小腿柔性可调型腿缚(7)；
所述可调节式腰带(1)能通过可调节腰带(1)上魔术贴的不同位置来调节腰部尺寸大小；可调节式腰带(1)两端分别安装有一个助力组件固定带(11)，腰部助力组件(2)能通过助力组件外壳(24)固定在可调节腰带(1)上，腰部助力组件(2)能调整在可调节腰带(1)上的位置；
腰部助力组件(2)包括平面涡卷弹簧(21)、卡簧(22)、涡卷弹簧约束环(23)、助力组件外壳(24)和柔性绳(25)，平面涡卷弹簧(21)和涡卷弹簧约束环(23)安装在助力组件外壳(24)内部；
平面涡卷弹簧(21)的末端装有两根柔性绳(25)，柔性绳(25)的另一端连接在大腿柔性可调型腿缚(5)上；两条大腿双侧柔性连接件(3)交叉缝制，大腿双侧柔性连接件(3)一端固定在可调节式腰带(1)上，另一端固定在大腿柔性可调型腿缚(5)上，可调节式腰带(1)后侧与大腿柔性可调型腿缚(5)之间由一根大腿双侧柔性连接件(3)缝制连接；
所述膝盖助力4组件包括大腿传动杆(41)、小腿传动杆(43)、环形关节转动弹性件(42)；大腿传动杆(41)上端与大腿柔性可调型腿缚(5)采用捆绑式连接，小腿传动杆(43)下端与小腿柔性可调型腿缚(7)采用捆绑式连接；大腿传动杆(41)下端和小腿传动杆(43)上端共同组成膝盖助力组件外壳；膝盖助力组件(4)内含有环形关节转动弹性件(42)。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111388281A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-07-10 | 西安工业大学 | 无动力外骨骼楼梯助行装置 |
| CN112190879A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-08 | 杨守艳 | 一种儿科护理用辅助恢复行走装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10295848A (ja) * | 1997-04-22 | 1998-11-10 | Fukuhara Imono Seisakusho:Kk | 歩行補助装具 |
| CN103836101A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-04 | 浙江大学 | 柔性关节的平面扭簧 |
| WO2016109552A1 (en) * | 2015-01-01 | 2016-07-07 | Rethink Motion Inc. | Concentric arc spline rotational spring |
| JP2017113841A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 株式会社ジェイテクト | アシスト装置 |
| CN106931060A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-07-07 | 华南理工大学 | 一种用于串联弹性驱动关节的平面扭簧与方法 |
| CN110101550A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-09 | 广州金眼医疗器械科技有限责任公司 | 一种轻量化步行辅助装置 |
| CN209304604U (zh) * | 2018-12-26 | 2019-08-27 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种扭簧型助力关节以及助行机器人 |
| CN211433997U (zh) * | 2019-12-06 | 2020-09-08 | 吉林大学 | 一种无动力柔性助行器 |
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2019
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10295848A (ja) * | 1997-04-22 | 1998-11-10 | Fukuhara Imono Seisakusho:Kk | 歩行補助装具 |
| CN103836101A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-04 | 浙江大学 | 柔性关节的平面扭簧 |
| WO2016109552A1 (en) * | 2015-01-01 | 2016-07-07 | Rethink Motion Inc. | Concentric arc spline rotational spring |
| JP2017113841A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 株式会社ジェイテクト | アシスト装置 |
| CN106931060A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-07-07 | 华南理工大学 | 一种用于串联弹性驱动关节的平面扭簧与方法 |
| CN209304604U (zh) * | 2018-12-26 | 2019-08-27 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种扭簧型助力关节以及助行机器人 |
| CN110101550A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-09 | 广州金眼医疗器械科技有限责任公司 | 一种轻量化步行辅助装置 |
| CN211433997U (zh) * | 2019-12-06 | 2020-09-08 | 吉林大学 | 一种无动力柔性助行器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111388281A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-07-10 | 西安工业大学 | 无动力外骨骼楼梯助行装置 |
| CN112190879A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-08 | 杨守艳 | 一种儿科护理用辅助恢复行走装置 |
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