CN111759684A - 行走辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种行走辅助装置，属于肢体辅助技术领域，行走辅助装置包括外框架、提拉机构和助力机构，外框架底部设有滚轮，外框架用于匡扶人体且设有用于支撑人体上肢的承托部，提拉机构设于外框架上且具有可升降的绑带，绑带用于连接人体并协助人体起立，助力机构设于外框架上且具有可移动的接触件，接触件用于接触并驱动人体腿部移动；本发明提供的行走辅助装置，能够解决人们无法自主进行康复训练以及自主行走的问题。

Description

行走辅助装置

技术领域

本发明属于肢体辅助技术领域，更具体地说，是涉及一种行走辅助装置。

背景技术

因为意外事故或疾病无法自主行走的人们，完成初步治疗后，往往需要后续充分的康复治疗。但是陪同的医护或家人一般没有足够的力气和精力帮助、扶持患者完成长时间的康复训练。有时也因为身边无人照顾而不得不借助辅助设备自主行走。因此亟需一种能够辅助人们行走的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种行走辅助装置，旨在解决人们无法自主进行康复训练以及自主行走的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提供一种行走辅助装置，包括外框架、提拉机构和助力机构；

所述外框架底部设有滚轮，所述外框架用于匡扶人体且设有用于支撑人体上肢的承托部；

所述提拉机构设于所述外框架上且具有可升降的绑带，所述绑带用于连接人体并协助人体起立；

所述助力机构设于所述外框架上且具有可移动的接触件，所述接触件用于接触并驱动人体腿部移动。

作为本申请另一实施例，所述提拉机构包括第一动力单元、第一传动组件和连接带；

所述第一动力单元固设在所述外框架上；

所述第一传动组件与所述第一动力单元的输出端连接；

所述连接带设于所述第一传动组件的升降端，并在所述第一传动组件的带动下上升或下降，所述连接带用于捆绑人体腰部或兜住人体裆部。

作为本申请另一实施例，所述第一传动组件的数量为两个且分设在所述外框架的两侧部位，所述第一传动组件包括卷筒、钢丝绳和约束组件；

所述卷筒与所述第一动力单元的输出端连接并在所述第一动力单元的驱动下转动；

钢丝绳一端连接并卷绕于所述卷筒，另一端用于连接所述连接带；

所述约束组件包括设于所述外框架上的引导件和走绳腔，所述约束组件用于使所述钢丝绳按预设路径延伸。

作为本申请另一实施例，所述引导件上设有供所述钢丝绳穿过的通过孔，所述引导件上还设有环绕所述通过孔的开口腔，所述开口腔内充满滚珠，所述滚珠部分露出所述开口腔且与所述钢丝绳滚动接触。

作为本申请另一实施例，所述走绳腔内设有多个辊轮，所述辊轮分为两列，两列所述辊轮的中间形成走绳通道，所述走绳通道的最大宽度等于所述钢丝绳的直径。

作为本申请另一实施例，所述接触件的数量为两个，所述助力机构包括第二动力单元和第二传动组件；

所述第二动力单元固设在所述外框架上；

所述第二传动组件与所述第二动力单元的输出端连接并设有两个推顶端，所述推顶端分别连接两个所述接触件并带动所述接触件沿人体的前后方向水平运动，两个所述接触件的运动方向相反。

作为本申请另一实施例，所述第二传动组件包括两个齿轮、两个齿条、两个导向块和反向齿轮轴；

所述齿轮分别连接所述第二动力单元的输出端；

所述齿条分别连接两个所述齿轮，并在所述齿轮的驱动下移动；

所述导向块分别连接两个所述齿条；

所述反向齿轮轴的两端设有反向齿轮，所述反向齿轮轴设置在一对所述齿轮和齿条之间，所述反向齿轮轴用于使与自身连接的所述齿条的运动方向与另一个所述齿条的运动方向相反。

作为本申请另一实施例，所述接触件为用于推顶人体腿部后侧且断面为弧形的半圆板，所述半圆板与人体腿部接触的部分设有滚球。

作为本申请另一实施例，所述外框架包括基底部和升降部，所述升降部的高度可调并借助插销与所述基底部相对固定，所述承托部设于所述升降部的顶端。

作为本申请另一实施例，所述接触件的数量为两个，所述接触件之间设有座位，所述座位的高度可调并借助锁紧螺栓与所述外框架相对固定。

本发明提供的行走辅助装置，与现有技术相比，设有外框架、提拉机构和助力机构，使用者可以借助别人的帮助进入外框架中，利用提拉机构以及上肢支撑在承托部，使用者可以调整腰部的离地高度，为腿部留出合适的活动空间；而后可以控制接触件移动并驱动腿部移动，借助接触件的驱动，使用者的腿部可以完成迈步等动作，滚轮配合使用者身体的移动而滚动，即可使使用者实现自主行走；并且在行走过程，使用者腿部的肌肉、神经组织等受到刺激，从而能够逐渐重建腿部正常的运动模式，达到康复训练的目的。

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行走辅助装置一个视角下的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的行走辅助装置另一视角下的结构示意图；

图3为图1中A处的放大视图；

图4为图2中B处的放大视图；

图5为本发明实施例提供的行走辅助装置中引导件的立体结构示意图；

图6为本发明实施例提供的行走辅助装置中引导件的正面结构示意图；

图7为沿图6中D-D线的剖视结构图；

图8为本发明实施例提供的行走辅助装置中引导件与钢丝绳外轮廓的相对位置示意图；

图9为本发明实施例提供的行走辅助装置中辊轮与钢丝绳外轮廓的相对位置示意图；

图10为图2中C处的放大视图。

图中：1、外框架；11、滚轮；12、承托部；13、挡杆；14、操作面板；15、电控箱；16、插销；17、座位；2、提拉机构；21、第一动力单元；22、第一传动组件；221、卷筒；222、引导件；2221、通过孔；2222、滚珠；2223、连接块；223、走绳腔；224、辊轮；3、助力机构；31、接触件；32、第二动力单元；33、第二传动组件；331、齿轮；332、齿条；333、导向块；334、反向齿轮轴；335、反向齿轮。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的行走辅助装置进行说明。行走辅助装置包括外框架1、提拉机构2和助力机构3，外框架1底部设有滚轮11，外框架1用于匡扶人体且设有用于支撑人体上肢的承托部12；提拉机构2设于外框架1上且具有可升降的绑带，绑带未在图中示出，绑带用于连接人体并协助人体起立；助力机构3设于外框架1上且具有可移动的接触件31，接触件31用于接触并驱动人体腿部移动。

本发明提供的行走辅助装置，与现有技术相比，设有外框架1、提拉机构2和助力机构3，使用者可以借助别人的帮助进入外框架1中，利用提拉机构2以及上肢支撑在承托部12，使用者可以调整腰部的离地高度，为腿部留出合适的活动空间；而后可以控制接触件31移动并驱动腿部移动，借助接触件31的驱动，使用者的腿部可以完成迈步等动作，滚轮11配合使用者身体的移动而滚动，即可使使用者实现自主行走；并且在行走过程，使用者腿部的肌肉、神经组织等受到刺激，从而能够逐渐重建腿部正常的运动模式，达到康复训练的目的。

具体的，外框架1上设有可以开启和闭合的挡杆13，挡杆13一端铰接在外框架1的主体上，另一端可以水平或竖直旋转，从而能够打开外框架1，让使用者方便的进入外框架1中；挡杆13闭合后位于使用者前方，防止使用者向前跌倒。具体的，使用过程中，一般是肘部、前臂和手部与承托部12接触，肘部为着力点，手部的位置设有操作面板14，供使用者控制提拉机构2和助力机构3的动作；外框架1上设有电控箱15，电控箱15内可以设置PLC控制器、伺服电机驱动器等零部件，以便实现对提拉机构2和助力机构3的电气化控制；电控箱15内还可以设置蓄电池，为行走辅助装置提供动力，也可以在电控箱15上设置插口与市电连接。

具体的，滚轮11可以为带刹车的脚轮，该脚轮上具有能够与轮子摩擦的刹车件，通过在外框架1上设置与自行车类似的刹车机构，借助刹车线驱动脚轮的刹车件动作，从而实现滚轮11的及时停止，可进一步增强行走辅助装置的操控性，优化使用体验。

作为本发明提供的行走辅助装置的一种具体实施方式，请参阅图4，提拉机构2包括第一动力单元21、第一传动组件22和连接带，连接带未在图中示出，第一动力单元21固设在外框架1上，第一传动组件22与第一动力单元21的输出端连接；连接带设于第一传动组件22的升降端，并在第一传动组件22的带动下上升或下降，连接带用于捆绑人体腰部或兜住人体裆部。

捆绑腰部的连接带和兜住人体裆部的连接带形状不同。捆绑腰部的连接带应该尽量增大与人体的接触面积，以便保证在产生足够捆绑力的同时，人体体表单位面积内的压力不至于太大，导致使用者感到不适；兜住人体裆部的连接带形状类似婴儿使用的尿不湿，兜住裆部的同时能够前后包住人体的腹部和臀部，从而能够对人体产生足够的、向上的提拉力同时保证使用舒适、无勒痛感。

第一传动组件22能够将第一动力单元21的动力传递至连接带，从而驱动连接带上升或下降，使使用者可以方便的调整腰部的离地高度，为腿部留出合适的活动空间。

作为本发明提供的行走辅助装置的一种具体实施方式，请参阅图3和图4，第一传动组件22的数量为两个且分设在外框架1的两侧部位，第一传动组件22包括卷筒221、钢丝绳和约束组件，钢丝绳未在图中示出，卷筒221与第一动力单元21的输出端连接并在第一动力单元21的驱动下转动，钢丝绳一端连接并卷绕于卷筒221，另一端用于连接连接带；约束组件包括设于外框架上的引导件222和走绳腔223，约束组件用于使钢丝绳按预设路径延伸。

图4中所示的走绳腔223的端口为入口端，图3中所示的走绳腔223的端口为出口端，钢丝绳一端固定并卷绕在卷筒221上后，另一端从走绳腔223的入口端穿入、从出口端穿出并垂下，进而与连接带固定连接，带动连接带上下移动；两个第一传动组件22对应具有两条钢丝绳，分别与连接带的上端两侧固定连接，两条钢丝绳同时上升或下降，能够产生足够且稳定的提拉力，带动人体上升或下降。

具体的，第一动力单元21为双轴伸电机，即具有两个输出端，每个输出端连接一个卷筒221，从而带动两个卷筒221同步转动，实现钢丝绳与连接带连接的一端同时上升或下降。

引导件222可以改变钢丝绳的走向。走绳腔223的端口处一般设有引导件222，以便确保钢丝绳在端口处的走向与端口朝向一致，避免或减轻钢丝绳与端口边沿的摩擦。

作为本发明提供的行走辅助装置的一种具体实施方式，请参阅图5至图7，引导件222上设有供钢丝绳穿过的通过孔2221，引导件222上还设有环绕通过孔2221的开口腔，开口腔内充满滚珠2222，滚珠2222部分露出开口腔且与钢丝绳滚动接触。

具体的，引导件222的主体部分为回转体，通过孔2221开设在引导件222的中心，开口腔的截面为优弧扇形，开口腔开设在引导件222的内侧且开口朝向回转中心；滚珠2222放入开口腔后大部分球体包裹，不会从开口腔中掉落，为了能够将滚珠2222放入开口腔，可以将引导件222设计为分体式结构且带有连接块2223；全部滚珠2222放入开口腔后，通过连接块2223将引导件222的两部分固定连接，将滚珠2222限制在开口腔中，使其只能沿圆周方向滚动或自身滚动；开口腔内充满滚珠2222是指相邻的滚珠2222紧密接触，能够将钢丝绳限位在由滚珠2222的露出端围成的比通过孔2221直径更小的孔中，防止钢丝绳进入两个滚珠2222的间隙与通过孔2221的边沿摩擦。

钢丝绳的直径一般与滚珠2222的露出端围成的圆形直径相等，如图8所示，图中虚线表示钢丝绳的外轮廓，此时引导件222对钢丝绳的约束效果最好，钢丝绳与滚珠2222接触的部位只能沿轴向移动，无法沿径向移动。

当钢丝绳的延伸路径比较简单，拐弯不多且角度不大时可以利用图3和图4所示的滚轮式的引导件222；但是如果钢丝绳的延伸路径比较复杂，拐弯较多且角度较大时就需要利用本实施例提供的引导件222，本实施例提供的引导件222能够限制钢丝绳其他方向的移动，使其只能轴向移动，多个引导件222配合使用时即可使钢丝绳严格的按照预设路径延伸；并且钢丝绳与滚珠2222为滚动接触，相比摩擦接触可以使钢丝绳的移动更加顺畅，进而保证连接带能够在第一动力单元21的驱动下稳定的上升、下降。具体的，引导件222可通过支架固定连接在外框架1上。

作为本发明提供的行走辅助装置的一种具体实施方式，请参阅图9，走绳腔223内设有多个辊轮224，辊轮224分为两列，两列辊轮224的中间形成走绳通道，走绳通道的最大宽度等于钢丝绳的直径。图9中的虚线表示钢丝绳的外轮廓。辊轮224与钢丝绳为滚动接触，相比摩擦接触可以使钢丝绳的移动更加顺畅，配合上一实施例提供的引导件222，可以将钢丝绳非常好的约束在预设路径上，使钢丝绳只能沿自身轴向移动，完成将第一动力单元21的动力传递至连接带的任务。

具体的，如图9所示，辊轮224的表面为弧形，走绳通道除了最大宽度处，其余地方的宽度均小于钢丝绳的直径，可以防止钢丝绳随意移动；当走绳腔223在水平面内延伸时，辊轮224竖直设置，可以对钢丝绳施加水平约束力；当走绳腔223在竖直面内延伸时，辊轮224水平设置，可以对钢丝绳施加竖直约束力。

作为本发明提供的行走辅助装置的一种具体实施方式，请参阅图1、图2和图10，接触件31的数量为两个，助力机构3包括第二动力单元32和第二传动组件33，第二动力单元32固设在外框架1上；第二传动组件33与第二动力单元32的输出端连接并设有两个推顶端，推顶端分别连接两个接触件31并带动接触件31沿人体的前后方向水平运动，两个接触件31的运动方向相反。

助力机构3用于助力使用者完成迈步动作，实现康复训练。接触件31一般与使用者的小腿上部、膝盖后方腿窝处的下方接触，向前移动时能够推动小腿前移并且脚部离地，同时带动大腿上抬；此时使用者上部躯干前倾驱动外框架1稍微前移，同时通过提拉机构2控制腰部稍微下移，离地的脚部即可在前移的同时下放并接触地面，实现迈步的动作。两个接触件31运动方向相反即可实现交替推动两只腿迈步、前行。

除了水平前后移动，第二传动组件33的推顶端还可以在平行四边形机构的驱动下做圆弧运动，也能驱动人体腿部实现迈步动作；当时相比圆弧运动，本实施例提供的水平前后运动实现起来更为简单，有利于降低机构复杂度和成本，使行走辅助装置的价格更为亲民，从而能够大规模推广。

作为本发明提供的行走辅助装置的一种具体实施方式，请参阅图10，第二传动组件33包括两个齿轮331、两个齿条332、两个导向块333和反向齿轮轴334，两个齿轮331分别连接第二动力单元32的输出端；两个齿条332分别连接两个齿轮331，并在齿轮331的驱动下移动；两个导向块333分别连接两个齿条332；反向齿轮轴334的两端设有反向齿轮335，反向齿轮轴334设置在一对齿轮331和齿条332之间，反向齿轮轴334用于使与自身连接的齿条332的运动方向与另一个齿条332的运动方向相反。

齿轮齿条结构简单、稳定。具体的，第二动力单元32为双轴伸电机，两个齿轮331分别连接在两个输出轴上同步转动，反向齿轮轴334的两端分别设有一个反向齿轮335，并且借助反向齿轮335分别与第二动力单元32输出端的齿轮331和用于连接接触件31的齿条332啮合，从而将两个齿轮331的同步转动，转化为方向相反的驱动力，驱动两个齿条332反向移动，实现两个接触件31的交替反向移动。导向块333设置在导轨并在导轨的约束下移动，进而约束齿条332沿人体的前后方向往复移动。

作为本发明提供的行走辅助装置的一种具体实施方式，请参阅图1，接触件31为用于推顶人体腿部后侧且断面为弧形的半圆板，半圆板与人体腿部接触的部分设有滚球。滚球未在图中示出。半圆板一般与使用者的小腿上部、膝盖后方腿窝处的下方接触，半圆板向前推动使用者的小腿时，使用者的小腿会向上移动，从而与半圆板产生摩擦；滚球用于将该摩擦转变为滚动接触，不仅减小了摩擦，提高了舒适性，而且滚球还能对腿部肌肉起到按摩作用，提高康复训练的效果。

具体的，半圆板与腿部接触的一面设有用于安放滚球的球腔，滚球能够在球腔内自由滚动；滚球的数量为多个，与腿部有较大接触面接，保证使用效果。除了与腿部后侧接触，接触件31还可以以设计成包裹腿部的形式，但是那样会增加装置的复杂度，不利于降低成本。

作为本发明提供的行走辅助装置的一种具体实施方式，请参阅图1，外框架1包括基底部和升降部，升降部的高度可调并借助插销16与基底部相对固定，承托部12设于升降部的顶端。通过调整升降部的高度可以适应不同身高的使用者，保证使用的舒适性。

作为本发明提供的行走辅助装置的一种具体实施方式，请参阅图1，接触件31的数量为两个，接触件31之间设有座位17，座位17的高度可调并借助锁紧螺栓与外框架1相对固定。外框架1上设有竖直的滑道，座位17可以沿滑道上下移动调整位置，调整完毕之后通过锁紧螺栓固定在外框架1上。具体的，座位17可以通过扭簧轴与外框架1连接，使用时放下，不用时可以翻起。

以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.行走辅助装置，其特征在于，包括：

外框架，底部设有滚轮，所述外框架用于匡扶人体且设有用于支撑人体上肢的承托部；

提拉机构，设于所述外框架上且具有可升降的绑带，所述绑带用于连接人体并协助人体起立；以及

助力机构，设于所述外框架上且具有可移动的接触件，所述接触件用于接触并驱动人体腿部移动。

2.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述提拉机构包括：

第一动力单元，固设在所述外框架上；

第一传动组件，与所述第一动力单元的输出端连接；以及

连接带，设于所述第一传动组件的升降端，并在所述第一传动组件的带动下上升或下降，所述连接带用于捆绑人体腰部或兜住人体裆部。

3.如权利要求2所述的行走辅助装置，其特征在于，所述第一传动组件的数量为两个且分设在所述外框架的两侧部位，所述第一传动组件包括：

卷筒，与所述第一动力单元的输出端连接并在所述第一动力单元的驱动下转动；

钢丝绳，一端连接并卷绕于所述卷筒，另一端用于连接所述连接带；以及

约束组件，所述约束组件包括设于所述外框架上的引导件和走绳腔，所述约束组件用于使所述钢丝绳按预设路径延伸。

4.如权利要求3所述的行走辅助装置，其特征在于，所述引导件上设有供所述钢丝绳穿过的通过孔，所述引导件上还设有环绕所述通过孔的开口腔，所述开口腔内充满滚珠，所述滚珠部分露出所述开口腔且与所述钢丝绳滚动接触。

5.如权利要求4所述的行走辅助装置，其特征在于，所述走绳腔内设有多个辊轮，所述辊轮分为两列，两列所述辊轮的中间形成走绳通道，所述走绳通道的最大宽度等于所述钢丝绳的直径。

6.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述接触件的数量为两个，所述助力机构包括：

第二动力单元，固设在所述外框架上；以及

第二传动组件，与所述第二动力单元的输出端连接并设有两个推顶端，所述推顶端分别连接两个所述接触件并带动所述接触件沿人体的前后方向水平运动，两个所述接触件的运动方向相反。

7.如权利要求6所述的行走辅助装置，其特征在于，所述第二传动组件包括：

两个齿轮，分别连接所述第二动力单元的输出端；

两个齿条，分别连接两个所述齿轮，并在所述齿轮的驱动下移动；

两个导向块，分别连接两个所述齿条；以及

反向齿轮轴，两端设有反向齿轮，所述反向齿轮轴设置在一对所述齿轮和齿条之间，所述反向齿轮轴用于使与自身连接的所述齿条的运动方向与另一个所述齿条的运动方向相反。

8.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述接触件为用于推顶人体腿部后侧且断面为弧形的半圆板，所述半圆板与人体腿部接触的部分设有滚球。

9.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述外框架包括基底部和升降部，所述升降部的高度可调并借助插销与所述基底部相对固定，所述承托部设于所述升降部的顶端。

10.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述接触件的数量为两个，所述接触件之间设有座位，所述座位的高度可调并借助锁紧螺栓与所述外框架相对固定。

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