CN114404232A - 一种用于下肢康复助行的辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及该系统至少包括主干支架、大腿支撑组件和小腿支撑组件。两者分别用于在将该辅助系统穿戴至患侧上时从患侧大腿后侧和患侧小腿后侧来与患侧接触。小腿支撑组件装配在主干支架上且使得主干支架上受到的在小腿支撑组件被装配至患侧小腿上后患侧小腿通过小腿支撑组件所传导的朝向使用者面部所在侧的拉力作用的作用位置与大腿支撑组件在主干支架的装配位置均位于主干支架的同一端部。并且主干支架的该端部在垂直于竖向的虚拟水平面上的投影始终位于大腿支撑组件在该虚拟水平面上的投影的中间区域。

Description

一种用于下肢康复助行的辅助系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于下肢康复助行的辅助系统。

背景技术

踝关节和膝关节都是运动性损伤中容易受伤的关节，因为在大多数的运动中，这两种关节都承受了较大的压力，因此也更容易造成损伤。除了运动性损伤，当踝关节或膝关节软骨发生病变，例如骨性关节炎，将导致关节软骨逐渐变性、坏死、磨损，随后骨头之间开始互相直接摩擦，由此也会引起关节疼痛，进而影响日常生活。另外，关节老化、遗传、肥胖或过度运动也会对关节造成的额外负重。对于这些关节问题，在康复治疗中需要能够避免或减轻关节部分的肢体承重的设备，即具有免荷功能的下肢助行器，下肢助行器通常是一种可穿戴在操作者身体外部的机械装置，下肢助行器可给膝关节或踝关节提供支撑及保护，减缓关节受到的冲击，有利于减轻关节疼痛以及帮助关节恢复。

现有技术中公开号为CN110279560A的专利文献提出了一种利用对侧上肢控制下肢的康复机器人，包括：架体；上肢仿生关节活动安装于架体，用于联动上肢以被上肢带动而同步运动；下肢仿生关节活动安装于架体，用于联动下肢以带动下肢同步运动；驱动装置驱动下肢仿生关节活动；传感组件感测上肢仿生关节的姿态值；控制装置根据传感组件测得的姿态值，控制驱动装置工作，使得下肢仿生关节与上肢仿生关节同步运动；患者活动上肢来带动上肢仿生关节运动，传感组件感测上肢仿生关节的姿态值，控制装置根据姿态值控制驱动装置工作，来驱动下肢仿生关节与上肢仿生关节同步运动，从而带动下肢与上肢同步运动。

在使用该技术方案提供的踝关节助力装置时，用户在行走过程中足部会直接或间接着地，并且膝关节需要来回切换伸直和弯曲状态。然而，针对膝关节或踝关节损伤初期，往往需要患者尽量避免使用损伤侧的膝关节和踝关节用力，以有利于实现更好更高效率的关节康复，上述技术方案中虽然提供了行走助力，但同时患者在佩戴其装置后仍需要主动使用损伤的膝关节或踝关节才能进行行走，无法达到膝关节或踝关节损伤初期对关节的保护作用。

针对上述技术方案所存在的问题，现有技术中公开号为CN209422391U的专利文献中提出了一种踝伤病人助行装置，该踝伤病人助行装置主要包括依次连接的大腿护板、小腿护板以及足背托板，小腿护板相对大腿护板朝向患者背部所在侧呈倾斜姿态，而大腿护板的正下方设置有支撑组件；支撑组件的两端分别支撑于大腿护板和地面上；通过调控支撑组件的高度可调整助行装置的整体高度；小腿护板与大腿护板之间的夹角、足背托板与小腿护板之间的夹角均可调节。患者在将该装置穿戴至患侧进行行走时，小腿向后勾起，足部不触地，患侧凭借支撑于地面的支撑组件进行行走。

在上述技术方案中，虽然足部不触地避免了关节受到地面反作用力的影响，然而其支撑组件完全支撑在大腿前侧上，一方面将导致大腿前侧无论是在行走过程中或是站立时均会受到过度的压力作用，另一方面患者完全依赖于患者大腿将整个支撑组件顶离地面才能够进行行走，将导致患者行走非常吃力。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

目前针对踝关节或膝关节损伤后的康复需求，大量现有技术提出了支架式下肢助行设备，现有技术中公开号为CN110279560A的专利文献提出了一种利用对侧上肢控制下肢的康复机器人，在使用该技术方案提供的踝关节助力装置时，用户在行走过程中足部会直接或间接着地，并且膝关节需要来回切换伸直和弯曲状态，然而，针对膝关节或踝关节损伤初期，患肢常常会不自觉地着地，使患肢受力，将导致骨折部位或伤处发生微移动，受到较大的牵拉力量，甚至可能导致内固定物断裂、吻合肌腱开裂、骨折块再移位、或移位加大等等。因此在损伤初期，往往都要求患者尽量避免使用患侧的膝关节和踝关节用力，以有利于实现更好更高效率的康复效果。因而上述技术方案中虽然提供了行走助力，但同时患者在佩戴其装置后仍需要主动使用损伤的膝关节或踝关节才能进行行走，根本无法达到在膝关节或踝关节损伤初期对关节的保护作用，因此现有技术中此类的外骨骼式均无法适用于本申请所针对的损伤初期需要避免膝关节与踝关节受到过度力学刺激的患者使用。

对此，也有相关研究提出了悬空式的解决方案，例如公开号为CN209422391U的专利文献就提出了一种踝伤病人助行装置。患者在将该装置穿戴至患侧进行行走时，小腿被保持在向后勾起的姿态，足部不触地，患侧凭借支撑于地面的支撑组件进行行走。在该技术方案中，虽然足部不触地避免了关节直接受到地面反作用力的影响，然而其支撑组件完全支撑在大腿前侧上，一方面，支撑组件依赖于其大腿板体与大腿前侧之间的摩擦作用来保持整体组件的相对固定，支撑作用力过度集中，这将导致大腿前侧无论是在行走过程中或是站立时均会受到过度的压力作用；另一方面，小腿向后勾起，完全依赖于患者大腿来将整个支撑组件顶离地面才能够进行行走，将导致患者行走非常吃力；此外，该技术方案中也明确说明了，在使用其装置进行行走时，仅仅足踝部相对抬高，而膝关节、股骨正常接收力学刺激，因此该装置仅适于踝关节损伤的患者使用，而无法有效避免损伤的膝关节受到过度力学刺激，不利于患者康复。

本申请正是为克服此类下肢助行装置所存在的缺陷而提出用于下肢康复助行的辅助系统，该辅助系统可在满足足部不着地的前提下，实现对患侧的膝关节以及踝关节的更好的保护效果，并且可极大地提升患者的使用舒适感，兼具安全性、实用性和舒适性。该系统至少包括主干支架、大腿支撑组件和小腿支撑组件。两者分别用于在将该辅助系统穿戴至患侧上时从患侧大腿后侧和患侧小腿后侧来与患侧接触。小腿支撑组件装配在主干支架上且使得主干支架上受到的在小腿支撑组件被装配至患侧小腿上后患侧小腿通过小腿支撑组件所传导的朝向使用者面部所在侧的拉力作用的作用位置与大腿支撑组件在主干支架的装配位置均位于主干支架的同一端部。并且主干支架的该端部在垂直于竖向的虚拟水平面上的投影始终位于大腿支撑组件在该虚拟水平面上的投影的中间区域。

目前大多现有技术所采用的都是在主干支架的上下两端分别来设置大腿支撑组件和小腿支撑组件，如图10所示。这是由于在康复姿势的要求下，为保持较为舒适的单腿悬空，以及更便于行动，单腿悬空后的小腿需要向后弯曲而非完全垂直于地面，也就使小腿与主干支架之间在水平方向上的距离由上至下地减小，为更好地控制装置整体体积，以及同时兼顾踝关节处的角度控制，因此现有技术中通过在主干支架的上端设置大腿支撑组件，在其下端设置小腿支撑组件，小腿支撑组件上通常设置有脚踏板等结构来限制踝关节，由于杆体下端与小腿之间距离更近，小腿支撑组件所需长度更小，相对地减小了装置整体体积。

在该设置下，虽然在一定程度上减小了装置整体体积，同时限制了踝关节，申请人也通过模拟此类设计制作了此类下肢支撑装置，但发现在实际使用过程中至少存在以下问题：由于小腿向后弯曲，受重力影响，小腿始终对主干支架的下端形成一定的朝向使用者面部所在侧的拉力作用，而行走时，主要带动患肢行动的在于大腿根部的位置，即主干支架顶部的位置，主干支架受到的拉力作用位于其底部，使用者移动患肢相对比较吃力，即在该设置下使主干支架和患侧的整体重心更倾向主干支架底端，行动所需对抗的力作用更大。并且若将主干支架设计为上下可相对转动的结构，用以模仿膝盖的转动，则会出现大小腿运动情况不一致而导致大小腿之间夹角变化，康复效果差。

对此，本申请改变了常规的上下两端分设大小腿支撑的设置方式，而提出了将大小腿支撑均设置在主干支架的同一端部的辅助系统。其中，小腿支撑组件装配在主干支架上且使得主干支架上受到的在小腿支撑组件被装配至患侧小腿上后患侧小腿通过小腿支撑组件所传导的朝向使用者面部所在侧的拉力作用的作用位置与大腿支撑组件在主干支架的装配位置均位于主干支架的同一端部。即，大腿支撑组件与小腿支撑组件的位于主干支架上的装配位置均位于主干支架的同一端部，即竖向顶端。大小腿支撑分别连接在大小腿上各自更靠近膝盖的位置，即使小腿向后弯曲，其对主干支架所形成的朝向使用者面部所在侧的拉力作用主要集中在主干支架的上端。从而在行走时，主干支架和患侧的整体重心更倾向于主干支架的顶端，其顶端相对地更靠近大腿根部，即使用者行走时主要发力带动患肢行动的位置，竖向重心位置高度合适，使用者移动患肢也就更加省力。

现有技术所提出的主干支架为降低制造成本，其整体通常呈竖向杆体结构，并且为更好地替代患肢的行走功能，其主干支架通常直接装设在更靠近使用者大腿上更靠近臀部的位置，如图11所示，即主要支撑位置在使用者大腿上更靠近臀部的位置上。但由于这样设置下的受力面积较小而局部受力过大，长时间的使用易造成该区域缺血发麻。对此，目前许多研究采用了增大大腿支撑面的方法，如图12所示，覆盖更多的大腿后侧区域，然而大腿前侧的发力朝斜向后的方向，使用者腿部发力部分地被分散到水平矢量上，使用者蹬地用力需更谨慎以避免出现与地面间打滑的情况。并且发力方式与平常正常行走具有较大区别而不利于使用者拆除助行后的快速恢复。

对此，本申请摒弃了传统的整体呈竖向杆体结构的主干支架的设置结构，而是通过对主干支架进行结构变形设计来提出了能够提供更好的支承效果的辅助系统。其中，主干支架的该端部在垂直于竖向的虚拟水平面上的投影始终位于大腿支撑组件在该虚拟水平面上的投影的中间区域。垂直于竖向的虚拟水平面也可以是地面。即，主干支架的竖向顶端支撑在大腿支撑组件的中间区域上，患侧大腿通过大腿支撑组件而向下传导的作用力向内汇集至中间区域后向下传导至主干支架上，发力集中更有利于控制。同样地，地面通过主干支架向上传导的地面反作用力沿具有一定覆盖面积的大腿支撑组件被分散至患侧大腿上，受力分散，并且由于主要支撑位置位于中间区域上，使得受力能够分散得更加均匀。由于穿戴助行装置后的发力受力更加稳定可靠，使用者可以更快适应，有利于其在拆除助行后的快速恢复。

根据一种优选实施方式，所述主干支架上远离大腿支撑组件和小腿支撑组件所在端部的架体具有彼此弯曲朝向相背的第二弧度和第三弧度。

针对现有技术中的一方面，现有技术所提出的主干支架整体呈竖向杆体结构，如图10～12所示，小腿向后更大角度的弯曲，将会使使用者的脚后跟抵到主干支架，因此也不允许使用者更大角度的向后弯曲小腿，对于需要不同膝关节弯曲角度的要求，其适用范围有限。

对此，本申请对主干支架进行了结构改进，通过预制空腔呈一定弧度变化的成型模具，将熔融态/颗粒态的成型材料注入该成型模具中，冷却开模后得到了具有预设弧度变化的架体/第二支撑板。具体地，第二支撑板能够被装配作为主干支架的下侧架体，即与使用者悬垂着的脚后跟相对应的位置处。第二支撑板上所形成的预设弧度可以形成避让使用者小腿上靠近脚后跟的躯干的空间，同时第二支撑板仍能够起到支撑作用以及力传导作用。在该设置下，本申请所提出的该辅助系统允许使用者更大角度地向后弯曲小腿，更好地满足对膝关节弯曲角度提出的不同要求。

针对现有技术中的另一方面，现有技术所提出的主干支架整体呈竖向杆体结构，如图10～12所示，小腿向后更大角度的弯曲，将会使使用者的脚后跟抵到主干支架，因此小腿大多完全悬置在主干支架的前方或完全悬置在主干支架的后方，如图12和图13所示，也就导致使用者的身体重心偏离，使用者身体更倾向于略微前倾或后仰，对于借助于下肢行走装置才能行走的使用者而言，这并不利于维持其在行走时的身体稳定以及康复效果。

对此，本申请对主干支架进行了如前述的结构改进，由于本申请所提出的该辅助系统允许使用者更大角度地向后弯曲小腿，从而在穿戴该辅助系统后，使用者的小腿更多地位于大腿的正下方，而不是过多地悬垂于大腿前方或身体后侧，使用者的身体重心更偏向于其主躯干所在的竖向上，使用者能够更好地维持身体的稳定，由此有利于实现更好的康复效果。并且申请人发现在将形成的第二支撑板与前述对主干支架进行的结构变形设计相结合的情况下，即同时满足“主干支架的竖向顶端在垂直于竖向的虚拟水平面上的投影始终位于大腿支撑组件在该虚拟水平面上的投影的中间区域”以及“具有预设弧度变化的架体/第二支撑板”时，辅助系统所形成的主要支撑位置位于大腿中间区域，能够更好地将使用者的身体重心维持在倾向于其主躯干所在的竖向上，促进了第二支撑板所实现的身体稳定的有益效果。

在本申请中，主干支架包括远离大腿支撑组件和小腿支撑组件所在端部的架体/第二支撑板。第二支撑板至少具有沿竖向从其第三端部向上延伸至第四端部的端面。该端面具有彼此弯曲朝向相背的第二弧度和第三弧度。该端面可以是与XZ平面相垂直的端面。基于此，在垂直于XZ平面观察该辅助系统的情况下，主干支架的该端面在其延伸方向上所形成的切线方向与Z轴/竖向之间的夹角至少同时具有递减趋势与递增趋势。本申请所提及的夹角可以是指单个角度，也可以是立即为连续变化的夹角数据集合。更具体地，在垂直于XZ平面观察该辅助系统的情况下，主干支架的该端面在其延伸方向上所形成的切线方向与Z轴/竖向之间的夹角呈先逐渐减小再逐渐增大的变化趋势。优选地，该端面在其第三端部在其延伸方向上所形成的切线方向与Z轴之间的夹角为直角。优选地，该端面在其第四端部在其延伸方向上所形成的切线方向与Z轴之间的夹角为直角。

根据一种优选实施方式，所述主干支架上靠近大腿支撑组件和小腿支撑组件所在端部的架体具有在用户穿戴该装置的使用状态下呈朝向患侧所在侧弯曲的第一弧度。

如图10～12所示，现有技术所提出的主干支架整体呈竖向杆体结构，其竖向顶端对患侧大腿所形成的反向力主要是竖直向上的反向作用，而患侧大腿大部分时间处于倾斜姿态，该压力作用形成位于大腿倾斜方向上的斜向力作用分量与垂直于大腿方向上的垂向力作用分量，其中斜向力作用分量对应地增大了患侧大腿与大腿支撑组件之间的摩擦力作用，行走时不适感强烈，并且损耗了很大一部分地面反作用力，行走时更费力。

对此，本申请所提出的辅助系统将主干支架的上端设置为微弯曲状，使其竖向顶端对患侧大腿所形成的反向力不再完全通过竖向去作用，而是更多地通过垂直于患侧大腿的方向形成反向作用。具体地，该主支架的第一支撑板的板体可以是垂直于XY平面，而其板体侧面沿竖向从其第一端部向上延伸至第二端部而形成第一弧度。在该弧度设置下，主干支架通过大腿支撑组件向大腿后侧传导的反向作用与垂直于大腿的垂向之间的夹角相对较小，也就使得该反向作用在形成位于大腿倾斜方向上的斜向力作用分量与垂直于大腿方向上的垂向力作用分量中，垂向力作用分量更大，相应地患侧大腿与大腿支撑组件之间受斜向力作用分量影响的摩擦力作用更小，行走时舒适感强，并且充分利用了地面反作用力，行走时省力。

在本申请中，主干支架包括靠近大腿支撑组件和小腿支撑组件所在端部的架体/第一支撑板。第一支撑板至少具有沿竖向从其第一端部向上延伸至第二端部的端面。该端面具有在用户穿戴该装置的使用状态下呈朝向患侧所在侧弯曲的第一弧度。该端面可以是与YZ平面相垂直的端面。基于此，在垂直于YZ平面观察该辅助系统的情况下，主干支架的该端面在其延伸方向上所形成的切线方向与Z轴/竖向之间的夹角至少具有递减趋势。更具体地，在垂直于YZ平面观察该辅助系统的情况下，主干支架的该端面在其延伸方向上所形成的切线方向与Z轴/竖向之间的夹角呈先逐渐增大再逐渐减小的变化趋势。优选地，该端面在其第一端部在其延伸方向上所形成的切线方向与Z轴之间的夹角为非锐角。

优选地，该第一弧度使得所述主干支架的该架体的上下两端均位于同一竖向上。即第一支撑板的第一端部与第二端部均位于同一竖向上。从而第一支撑板上的重心相对稳定，有利于帮助使用者维持行走时的稳定性。

根据一种优选实施方式，所述主干支架上靠近大腿支撑组件和小腿支撑组件所在端部的架体具有在用户穿戴该装置的使用状态下呈朝向患侧所在侧弯曲的不同于第一弧度的第四弧度，其使得主干支架的竖向顶端的端面呈倾斜姿态。

如图11和图12所示，现有技术所提出的主干支架通常采用一体成型式的整体结构，可调节性差，对此相关研究也有提出将大腿支撑组件与小腿支撑组件与主干支架相分离以实现各自调节的结构，例如图10和图13，申请人在研究过程中也尝试通过模拟此类设计制作了此类的下肢支撑装置，然而却发现此类装置存在一定的问题，若按如图10所示的现有技术之结构，将主干支架设计为杆状支撑，虽然其允许大腿支撑组件较大幅度的转动，但其主干支架的最大承载负荷难以保证，杆状支撑对于患者而言容易出现失衡问题，实现了更小尺寸却降低了结构强度以及稳定性。若按图13所示的现有技术之结构，将主干支架分叉为Y字型，使其分叉后形成的两个端部分别延伸至患侧大腿的内外两侧，以将大腿托起，但其结构同时不断增大了整体装置的体积，并且位于大腿的内侧的分叉结构同样贴近健侧大腿的内侧，容易影响到健侧腿部的行走。

对此，本申请所提出的辅助系统将主干支架/第一支撑板设计为同时具有第一弧度和第四弧度的板状结构。其板状结构以其板体大致平行于YZ平面的方式设置。其板体结构在Y轴方向上的两个端面均为弯曲状且弯曲角度不同。在不同的弯曲角度下，形成了呈倾斜姿态的竖向顶端的顶部端面。该顶部端面具有一高一低的两个端点。大腿支撑组件与该顶部端面上较高的端点连接。小腿支撑组件与该顶部端面上较低的端点连接。第一支撑板上靠近大腿支撑组件的侧面/端面具有第一弧度。第一支撑板上靠近小腿支撑组件的侧面/端面具有第四弧度。第四弧度相对第一弧度更大。即，第一支撑板上更靠近小腿支撑组件的侧面/端面的弯曲程度更大，使得其较低的端点相对较高的端点更靠近小腿所在位置。在上述设置下，一方面，倾斜的顶部端面形成了能够避让患侧大腿的空间，可以避免影响主干支架对患侧大腿的抬起高度的影响，另一方面，采用具有一定厚度的板状结构，在降低系统整体在超出使用者身体范围的部分的体积的同时，提高了系统整体的结构强度及稳定性，避免使用失衡的问题。同时，倾斜姿态下的顶部端面的一端点更靠近小腿，可采用整体长度较小的小腿支撑组件来束缚小腿。由于随着连接长度的延长，连接件的稳定性逐渐降低，因此在可以采用整体长度较小的小腿支撑组件的情况下相应地增强了系统对小腿的束缚稳定性，小腿不易受到外力影响而改变其与大腿之间的角度，有利于保障康复效果。此外，在本申请所提出的主干支架/第一支撑板的结构设计下，辅助系统大部分位于患侧大腿的正下方，而不会对腿部之间的位置或是健侧腿造成影响，有利于使用者快速适应使用。本申请所提出的第一支撑板还可以对其进行镂空，在对力学支撑影响不大的基础上降低第一支撑板的重量。

根据一种优选实施方式，所述大腿支撑组件还包括大腿连接架和大腿托，大腿连接架具有用于与主干支架连接的一个第一支点以及用于与大腿托连接的至少三个第二支点，其中，至少三个第二支点沿被承托在大腿托内的患侧大腿的长度方向间隔布置。

本申请所提出的辅助系统中通过至少三个支点来承托患侧大腿，其可覆盖至患侧大腿上靠近臀部的后侧、靠近膝关节的前侧以及中部，较大区域地对患侧大腿进行承托，分散其受力。更进一步地，任一第二支点与其他任意两个第二支点所形成的两个虚拟连线之间的夹角为锐角。即三个第二支点是按照共同围绕形成虚拟三角形支撑面的方式分别连接至大腿托上的相应位置处。通过设置第二支点的不同空间布局，形成更稳定的支撑结构，对于使用者而言能够更稳定地控制辅助系统。在本申请中，支点并非是单一的点状支撑，而是多个点所形成的支撑区域。在本申请中，大腿连接架包括形成由第一支点的定位部以及形成有第二支点的若干支撑部。若干支撑部均连接至定位部上的顶部区域，如图1所示，若干支撑部在该顶部区域内的各自对应的连接位置不同，该顶部区域在本申请中可理解为第一支点。

根据一种优选实施方式，所述大腿连接架包括其两端分别连接在第一支点和第二支点上的至少一个支撑部，以及在至少一个第一支点设置的连接机构，所述连接机构用于提供该支撑部的一端部在第一支点上的限位作用且还能够被触发而解除其对该支撑部的限位作用。

由于使用时对整体装置刚度的要求，常规下肢助行装置通常仅有站立功能，虽然也有部分研究提出兼具站立与坐下功能的装置，但此类装置主要是通过较为大型且复杂的机械结构来实现站立与坐下功能的转换，在装置整体尺寸方面不利于患者的使用，使用与应用均非常困难。

对此，申请人进一步对所提出的辅助系统进行结构优化，将至少一个支撑部调整为可被触发释放的可调控结构，使得辅助系统在具备能够提供稳定的站立支撑作用的站立模式的同时还能够转换为坐下模式，允许使用者在不拆卸辅助系统的情况下顺利坐下，并且能够坐下后还能够再次恢复至站立模式。

在本申请中，至少一个支撑部可以为条形板状结构，且其板面垂直于YZ平面，即多个支撑部从患侧大腿的长度方向进行主要支撑，且各个支撑部从患侧大腿的宽度方向也有一定的辅助支撑作用。优选地，上述呈板状结构的支撑部可以是若干支撑部中相对靠近臀部所在位置的一支撑部。

在本申请中，该支撑部的一端是转动连接在其所对应的第二支点上。由此，在释放对该支撑部的另一端与第一支点之间的限制作用后，支撑部可在外力作用下绕第二支点转动，其可转动至靠近大腿托的位置。该外力作用可以是使用者在向下坐，座椅抵接至该支撑部而推动其朝与其重力方向相反的方向转动的作用力。相对地，在使用者向上站立的过程中，座椅对该支撑部的外力作用逐渐减小，从而支撑部在自身重力作用下向下转动，直至该支撑部的自由端抵接至第一支点所在位置。此时连接机构可被触发而提供该支撑部的自由端在第一支点上的限位作用。

为使该支撑部能够不受其他支撑部的影响而顺利转动，优选地，在患侧大腿的延伸方向上或在该大腿连接架的长度延伸方向上，该支撑部所对应的第二支点和与之相邻的另一个第二支点彼此错位设置。三个第二支点可以是按照共同围绕形成虚拟三角形支撑面的方式分别连接至大腿托上的相应位置处。

在本申请中，触发连接机构的事件可以是手动操作或是接收到指令。该指令可以是使用者通过其所操作的移动控制终端所发出的。该连接机构至少包括无线通信模块，用以接收来自移动控制终端的控制指令。在移动控制终端的控制指令下，触发连接机构对支撑部的端部进行锁定或解锁。在移动控制终端接收到使用者输入的指令信息时，移动控制终端基于预设的确认时长进入准备期间并在准备期间结束前将处于准备期间信息持续地反馈至使用者。该反馈可以是通过振动、信号灯闪烁、声音、屏幕信息显示等方式进行。使用者可将手扶握在扶手等事物上以避免在解除支撑部后重心失稳。在准备期间结束后，移动控制终端生成解除指令并将其发送至连接机构。在准备期间，移动控制终端可响应于使用者的触发操作而进入保护模式。预设的触发操作可以是移动控制终端监测到持续晃动、监测到使用者按压关机键、监测到其显示器被覆盖、检测到声音指令等操作。持续晃动可以是使用者通过晃动佩戴/握持了移动控制终端的手腕部来实现。显示器被覆盖可以是使用者通过手掌覆盖住佩戴的或握持的移动控制终端的距离传感器所在位置来实现。声音指令可以是使用者通过说话来调控移动控制终端。

为提高坐下模式下使用者的舒适感，减小坐下后收叠在大腿托底部的支撑部对大腿的影响，申请人进一步对所提出的辅助系统进行结构优化，在大腿托的底部设置有凹槽，用以容置被连接机构释放后的支撑部。在该设置下，大腿托被设置为具有一定的厚度，以确保有足够的空间设置该凹槽。作为另一种优选实施方式，大腿托的底部在X轴方向上的两侧分别设置有气囊层。气囊层被配置为在移动控制终端的调控下进行膨胀或瘪缩，膨胀后的气囊层至少部分地环绕收叠在大腿托底部的支撑部，以此减小坐下后的不适感。

根据一种优选实施方式，所述主干支架上靠近大腿支撑组件和小腿支撑组件所在端部的架体为第一支撑板，所述主干支架上远离大腿支撑组件和小腿支撑组件所在端部的架体为第二支撑板，第二支撑板与第一支撑板之间在竖向上的板体重合度可调。

现有技术所提出的下肢助行装置中的主干支架通常为竖向直杆结构，通过设置内外套设结构即可以实现主干支架整体在竖向上的伸缩，调节装置的支撑高度。但对于本申请所提出的辅助系统，由于第二支撑板与第一支撑板均具有一定的弧度，因此现有技术中常规的竖向杆体伸缩无法适用于本申请的辅助系统。

对此，在本申请所提出的辅助系统中，进一步对第一支撑板与第二支撑板进行了局部镂空的结构改进，在保证支撑作用的前提下，第一支撑板的局部镂空提供了给第二支撑板进行上下移动的导向轨道，第二支撑板的局部镂空提供了给彼此板体重合度逐渐增大时避让第一支撑板的有利空间，即实现了两者均具有一定弧度的两个支撑板之间在竖向上的板体重合度的可调功能，并且由于局部镂空使辅助系统整体重量减小，提高了便携性，减小对使用者使用时带来的重量负担。

该第一支撑板与第二支撑板的板体上沿其各自的板体延伸方向分别开设有局部镂空。位于第一支撑板上的局部镂空具有第一弧度或第四弧度。位于第二支撑板上的局部镂空具有第二弧度与第三弧度。

第一支撑板的至少部分板体在Y轴方向上的板体宽度小于第二支撑板的至少部分局部镂空在Y轴方向上的板体宽度。

第一支撑板的至少部分板体主要指的是第一支撑板上靠近其第一端部所在位置处的板体。由于第一支撑板具有第一弧度与第四弧度，因此其在第二端部处的板体在Y轴方向上的板体宽度是大于第一端部处的板体在Y轴方向上的板体宽度。

第二支撑板的至少部分局部镂空主要指的是第二支撑板上靠近其第四端部所在位置处的局部镂空。尤其地，第二支撑板的至少部分局部镂空主要指的是第二支撑板上第二弧度所在处所对应的局部镂空。

第一支撑板在X轴方向上具有一定的板体厚度。第一支撑板在其平行于其板面的方向上开设有开口槽。该开口槽在Y轴方向上连续贯通而使得第一支撑板的第一端部被分割为彼此平行的两个子板体。在XZ平面或第一支撑板的厚度方向上观察辅助系统，两个子板体之间的间隔即为开口槽，且该开口槽之间的间隔在x轴方向上的宽度与第二支撑板在X轴方向上的宽度相适配。即第二支撑板可向上移动贯穿进开口槽中。进一步地，由于第二支撑板上对应位置上的局部镂空的宽度大于第一支撑板在Y轴方向上的宽度，因此在第二支撑板沿着开口槽向上滑动时，第一支撑板的第一端部贯穿进第二支撑板上对应位置的局部镂空，从而提供了避让第一支撑板的空间。

所述辅助系统还包括滑块。该滑块可以是长条状结构。滑块的两端可以分别延伸贯穿在两个子板体上的局部镂空中。滑块架设在两个子板体之间。第二支撑板的第四端部连接在该滑块的底部。滑块可用以引导第二支撑板的上下移动。

所述滑块可相对定位在第一支撑板的第一端部。所述滑块可相对定位在第一支撑板上的某一高度位置上。

所述滑块上可设置有锁止机构，第一支撑板上至少在其第一端部上设置有对应的连接机构，锁止机构与移动控制终端可进行通信连接，锁止机构受移动控制终端调控而进行锁定或解锁。优选地，锁止机构也可以是设置在第一支撑板上，连接机构可以是设置在滑块上。到位锁止以及遥控解锁或手动解锁均时现已有的常规技术，对此本申请不限定其具体结构，本领域技术人员可按照实际需求来选择。

优选地，所述开口槽内靠近第一支撑板的第二端部的位置处设置有至少一个伸缩杆。该伸缩杆的自由端连接在所述滑块上。通过调控伸缩杆即可实现对滑块在开口槽内的移动、锁定或解锁。并且，在该设置下，在使用者坐下后想要再站起时，伸缩杆为使用者的站起过程可提供助力，无需使用者花费过大力气。

在本申请中，触发滑块的解锁与锁定的事件可以是手动操作或是接收到指令。该指令可以是使用者通过其所操作的移动控制终端所发出的。该滑块内可包括无线通信模块，用以接收来自移动控制终端的控制指令。在移动控制终端的控制指令下，触发滑块在第一支撑板上的锁定或解锁。在移动控制终端接收到使用者输入的指令信息时，移动控制终端基于预设的确认时长进入准备期间并在准备期间结束前将处于准备期间信息持续地反馈至使用者。该反馈可以是通过振动、信号灯闪烁、声音、屏幕信息显示等方式进行。使用者可将手扶握在扶手等事物上以避免在解除滑块后重心失稳。在准备期间结束后，移动控制终端生成解除指令并将其发送至滑块。在准备期间，移动控制终端可响应于使用者的触发操作而进入保护模式。预设的触发操作可以是移动控制终端监测到持续晃动、监测到使用者按压关机键、监测到其显示器被覆盖、检测到声音指令等操作。持续晃动可以是使用者通过晃动佩戴/握持了移动控制终端的手腕部来实现。显示器被覆盖可以是使用者通过手掌覆盖住佩戴的或握持的移动控制终端的距离传感器所在位置来实现。声音指令可以是使用者通过说话来调控移动控制终端。

在本申请中，在移动控制终端的控制指令下，可同时触发滑块在第一支撑板上的锁定或解锁，以及连接机构对支撑部的端部进行锁定或解锁。

根据一种优选实施方式，所述第二支撑板与所述第一支撑板可在不脱离彼此连接关系的情况下通过转变彼此间的相对位置关系使辅助系统从第一工作夹角转换至第二工作夹角。

根据一种优选实施方式，所述辅助系统还包括足部支撑组件，足部支撑组件设于主干支架竖向底端且具有足部连接架和两个弹性件。两个弹性件沿用户穿戴该装置时足部的长度方向并列设置，足部连接架具有分别位于两个弹性件上方的两个端部，该两个端部间的第一宽度小于由该两个弹性件构成的第二宽度。

现已提出的应用于助行装置底部提供弹性辅助作用力的弹性件，大多被配置为可沿垂直于地面的方向伸缩的螺旋弹簧，通常设置有单个或多个弹性件，对于单个此类弹性件的技术方案，由于螺旋弹簧的类筒状结构而无法提供足够的弹力且弹力提供方式与人体足部施力方式相差较大，对于多个弹性件分布在助行装置共同作用的技术方案，无法保证不同弹性件在受力变化位置变化较大的行走过程中始终提供方向一致的弹力，并且弹性作用过强不利于助行装置在行走过程中的稳定，可使用性差。

基于此，本申请所提出的辅助系统提出了新的模拟人体足部的足部支撑组件，通过设计足部支撑组件中足部连接架的第一宽度小于弹性件之间的第二宽度，使得足部连接架的施力点更靠近弹性件的中间部位而非弹性件的边缘位置。即使现有技术采用类似于本申请所提出的沿用户穿戴该装置时足部的长度方向并列设置两个弹性件的技术方案，在此设置下，通常弹性件的边缘位置受到主要作用力，若使用者行走时的施力点着重在弹性件的边缘位置处，一个是弹性件的受力不均匀，可能导致弹性件在长期使用下使用寿命急剧缩短甚至更易于损坏，此外，设置在足部使用的弹性件本身就体积不大，加上弹性件单侧受力压缩，弹性件难以充分发挥其弹性势能，并且容易导致弹性件与地面之间打滑。因此，现有的直接采用弹性件装置所能够提供的行走助力较小且可能出现极端的打滑情况，相比之下，本申请中足部连接架的施力点集中在弹性件的中间部位，可以充分地有效发挥出弹性件的行走助力，并且规避了上述可能出现打滑的情况。

根据一种优选实施方式，所述弹性件为多层波形弹簧结构。其各层波形弹簧结构在竖向上的厚度或刚度具有递增趋势。

靠近地面处的单层波形弹簧的厚度或刚度相对更大，可为使用者提供更稳定的蹬地后的地面反作用力。靠近足部的单层波形弹簧的厚度或刚度相对较小，可为使用者提供更好的着地缓冲作用。上述厚度指的是单层波形弹簧的断面的厚度，而非单层波形弹簧在竖向上的最高点与最低点之间的波形厚度。本申请还提出了一种用于下肢康复助行的辅助系统，至少包括：主干支架；大腿支撑组件和小腿支撑组件，两者分别用于在将该辅助系统穿戴至患侧上时从患侧大腿后侧和患侧小腿后侧来与患侧接触。大腿支撑组件和小腿支撑组件分别通过一调节紧固结构可旋转地装配在主干支架的同一端部上，调节紧固结构被配置为在用户使用该辅助系统时对大腿支撑组件或小腿支撑组件与主干支架之间的旋转形成限制作用以使患侧足部悬空和/或固定患侧姿势。

附图说明

图1是本发明所提出的下肢康复助行器的简化整体结构示意图；

图2是本发明所提出的大腿支撑组件与主干支架之间连接处的简化爆炸图；

图3是本发明所提出的第二支撑板与第一支撑板之间连接关系的简化示意图；

图4是本发明所提出的调节机构的简化剖视结构示意图；

图5是本发明所提出的第二支撑板与第三支撑板之间连接关系的简化示意图；

图6是本发明所提出的足部支撑组件底部的简化示意图；

图7是本发明所提出的波形弹簧的简化整体结构示意图；

图8是本发明所提出的大腿支撑组件的简化局部结构示意图；

图9是本发明所提出的下肢康复助行器的简化使用状态示意图；

图10是现有技术所提出的一种下肢助行装置的简化示意图；

图11是现有技术所提出的另一种下肢助行装置的简化示意图；

图12是现有技术所提出的另一种下肢助行装置的简化示意图；

图13是现有技术所提出的另一种下肢助行装置的简化示意图。

附图标记列表

1：主干支架；2：大腿支撑组件；3：小腿支撑组件；4：大腿托；5：大腿固定件；6：大腿连接件；7：调节紧固结构；8：操作螺钉；9：带销螺钉；10：凸形台；11：销槽；12：通孔；13：柔性层；14：拉锁结构；15：足部支撑组件；16：足部连接架；17：回弹机构；18：弹性件；19：波形弹簧；20：第一U型架；21：第二U型架；22：间隔空间；23：防滑层；24：第一支撑板；25：第二支撑板；26：第三支撑板；27：第一弯折处；28：第二弯折处；29：按钮；30：中心轴；31：大腿连接架；32：第一支点；33：第二支点。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本实施例提出了一种下肢康复助行的辅助系统。该辅助系统至少包括主干支架1、大腿支撑组件2和小腿支撑组件3。

优选地，本实施例中所提及的主干支架1主要指的是用于与地面相接触的支撑用部件。主干支架1也可以是指具有沿竖向延伸的长度方向的支撑用部件。通过主干支架1提供位于最下端的支撑作用。

大腿支撑组件2和小腿支撑组件3，两者分别用于在将该辅助系统穿戴至患侧上时从患侧大腿后侧和患侧小腿后侧来与患侧接触。

优选地，本实施例中所提及的大腿支撑组件2主要指的是至少能够承托部分患侧大腿的支撑用部件。使用该辅助系统时，穿戴者将其患侧大腿放置在大腿支撑组件2上。

优选地，本实施例中所提及的小腿支撑组件3主要指的是与患侧小腿相接触的部件。通常大腿支撑组件2和小腿支撑组件3上均具有能够绑住或其他固定住患侧小腿的辅助部件。

为便于理解，如下对辅助系统建立三维坐标系，使用者正常站立时双腿的并列方向为X轴，使用者面部背部所并列的方向为Y轴，使用者身高所在方向或竖向为Z轴。

大腿支撑组件2和小腿支撑组件3各自分别具有绕X轴转动的自由度。大腿支撑组件2和小腿支撑组件3分别通过一调节紧固结构7可旋转地装配在主干支架1的同一端部上。调节紧固结构7被配置为在用户使用该辅助系统时对大腿支撑组件2或小腿支撑组件3与主干支架1之间的旋转形成限制作用以使患侧足部悬空和/或固定患侧姿势。

优选地，本实施例中所提及的患侧或患侧腿均指的是使用者使用不便的单侧腿。患侧姿势主要指的是患侧大腿与患侧小腿之间的相对位置关系或两者间的夹角。

所述辅助系统还包括足部支撑组件15。足部支撑组件15设于主干支架1竖向底端且具有足部连接架16和两个弹性件18。两个弹性件18沿用户穿戴该装置时足部的长度方向并列设置。足部连接架16具有分别位于两个弹性件18上方的两个端部。该两个端部间的第一宽度小于由该两个弹性件18构成的第二宽度。

现已提出的应用于助行装置底部提供弹性辅助作用力的弹性件18，大多被配置为可沿垂直于地面的方向伸缩的螺旋弹簧，通常设置有单个或多个弹性件18，对于单个此类弹性件18的技术方案，由于螺旋弹簧的类筒状结构而无法提供足够的弹力且弹力提供方式与人体足部施力方式相差较大，对于多个弹性件18分布在助行装置共同作用的技术方案，无法保证不同弹性件18在受力变化位置变化较大的行走过程中始终提供方向一致的弹力，并且弹性作用过强不利于助行装置在行走过程中的稳定，可使用性差。

基于此，本实施例所提出的辅助系统提出了新的模拟人体足部的足部支撑组件15，通过设计足部支撑组件15中足部连接架16的第一宽度小于弹性件18之间的第二宽度，使得足部连接架16的施力点更靠近弹性件18的中间部位而非弹性件18的边缘位置。即使现有技术采用类似于本实施例所提出的沿用户穿戴该装置时足部的长度方向并列设置两个弹性件18的技术方案，在此设置下，通常弹性件18的边缘位置受到主要作用力，若使用者行走时的施力点着重在弹性件18的边缘位置处，一个是弹性件18的受力不均匀，可能导致弹性件18在长期使用下使用寿命急剧缩短甚至更易于损坏，此外，设置在足部使用的弹性件18本身就体积不大，加上弹性件18单侧受力压缩，弹性件18难以充分发挥其弹性势能，并且容易导致弹性件18与地面之间打滑。因此，现有的直接采用弹性件18装置所能够提供的行走助力较小且可能出现极端的打滑情况，相比之下，本实施例中足部连接架16的施力点集中在弹性件18的中间部位，可以充分地有效发挥出弹性件18的行走助力，并且规避了上述可能出现打滑的情况。

所述主干支架1上靠近大腿支撑组件2和小腿支撑组件3所在端部的架体具有在用户穿戴该装置时呈朝向患侧所在侧弯曲的呈朝向患侧所在侧弯曲姿态的第一弧度。

主干支架1主要沿竖向延伸，在其朝向靠近大腿支撑组件2和小腿支撑组件3所在端延伸的架体上，由竖向逐渐朝向患侧后侧弯曲而形成第一弧度。该部分架体的长度延伸方向相对竖向所形成的偏角为锐角。

目前已有部分助行装置采用可旋转的装配方法来固定大腿支撑组件2和小腿支撑组件3，然而，此类助行装置所采用的常规主干支架1通常为竖直杆状，当大腿以其与地面接近平行的方式由大腿支撑组件2支撑时，大腿所受到的主要是施加在其大腿后侧上垂直于其大腿后侧面的支撑力，支撑作用好且用户使用不适感小；当大腿以其向前倾斜抬起而与地面之间具有一定夹角的方式由大腿支撑组件2支撑时，由于常规主干支架1完全为竖直杆状，将导致大腿支撑组件2与大腿之间的接触面上的静摩擦力非常大。相比之下，本实施例通过在主干支架1上第一弧度的设置，使得主干支架1与大腿支撑组件2两者各自的延伸方向之间的差角较小，从而大腿支撑组件2与大腿之间的接触面上的静摩擦力相对较小。主要还是以大腿所受到的主要是施加在其大腿后侧上垂直于其大腿后侧面的支撑力为主要支撑作用来源，或是大腿支撑组件2与大腿之间的接触面上的静摩擦力和未位于接触面上的其他支撑力之间的比例减小。由此，可以极大地改善用户在行走过程中受到的反作用力的不适影响。

所述主干支架1上远离大腿支撑组件2和小腿支撑组件3所在端部的架体具有彼此弯曲朝向相背的第二弧度和第三弧度，使得主干支架1的竖向顶端与竖向底端彼此在竖向上异位。

目前已有部分助行装置采用可旋转的装配方法来固定大腿支撑组件2和小腿支撑组件3，此类助行装置所采用的常规主干支架1通常为竖直杆状，使用时将患侧腿弯曲，常规主干支架1位于原本患侧腿所在的位置，替代患侧腿来行走和站立。然而，由于原本患侧腿所在位置被常规主干支架1所占据，为避免患侧腿抵到或撞到常规主干支架1上，需要将患侧腿抬离至远离常规主干支架1的较远的位置。患侧腿距身体的偏离程度较大，不仅使得用户的身体重心稳定性差，并且身体重心升高而使得每次行走会花费用户更多的力气，更无法满足少部分用户对患侧尽可能放低的使用需求。对此，本实施例通过在主干支架1上设置第二弧度和第三弧度，将主干支架1由患侧腿的正后侧偏离过渡至患侧腿的旁侧，偏离后的架体退让出位于底部的原本患侧腿所在的部分空间。基于此，在使用本实施例所提出的辅助系统时，患侧腿弯曲，抬高的患侧腿上的足部可以位于偏离的架体所退让出的部分底部空间。故而，用户的患侧腿不必过度偏离身体，用户的身体重心稳定性好，并且避免了身体重心过于前倾或后仰，行走方便，能够很好地满足少部分用户对患侧需要更小的大小腿之间夹角的使用需求。

本实施例通过设置主干支架1上的第二弧度与第三弧度，还使得真正接触地面来提供支撑作用的架体竖向底端位于更接近患侧腿外旁侧的位置上，主干支架1与健侧腿所共同形成的支撑用户行走的两个支点之间的距离增大，有利于提高用户行走时的重心稳定程度。此外，在该设置下还使得主干支架1的下侧部分架体更接近用户的身体外侧而不是患侧腿的正下方区域，若在主干支架1的下侧部分架体上设置需要手动调节的部件，则用户或其他辅助人员可以较为轻松地对其上的部件进行调节，操作便捷，可用性强。

主干支架1具有上下两侧部分架体。下侧部分架体能够在分别与上侧部分架体上彼此相对设置的两侧所对应的第一姿态和第二姿态间转换。上侧部分架体和下侧部分架体彼此转动连接且在竖向上彼此错位设置。

上侧部分架体具有第一支撑板24。下侧部分架体具有第二支撑板25和第三支撑板26。第一支撑板24、第二支撑板25和第三支撑板26依次连接。第三支撑板26的一端与第二支撑板25的一端滑动连接。

第三支撑板26通过第一阻尼可控机构连接至第二支撑板25。第一阻尼可控机构可用于调控第二支撑板25与第三支撑板26彼此间的相对移动能力。第一阻尼可控机构可以是磁流变液阻尼器。阻尼可控机构一方面通过提供可控的弹性阻尼作用，既可以实现稳定竖直的支撑，还可允许患侧腿任意角度的保持及转换；另一方面，该阻尼可控机构不同于现有技术中所提出的随着腿部的弯折而弯折的穿戴结构，阻尼可控机构是通过上下伸缩的方式来允许患者坐立或直立，以此使得患者可以无需使用膝盖即可顺利完成上下楼。

所述辅助系统还包括设于主干支架1竖向底端的足部支撑组件15。足部支撑组件15中包括沿用户穿戴该装置时足部的长度方向并列设置的两个多层波形弹簧19。足部支撑组件15中还包括第二阻尼可控机构。第二阻尼可控机构可用于调控多层波形弹簧19的弹力作用。第二阻尼可控机构可以是磁流变液阻尼器。优选地，第二阻尼可控机构被配置为与弹性件18的伸缩方向一致的杆状结构。优选地，可通过减少下肢辅助器械的支撑力的方式增强用户自身的用力。下肢辅助器械的支撑力的减少，可以是通过转变设置在下肢辅助器械的竖向底端上的弹性件18所提供的弹力作用和缓冲作用之间的占比来实现的。优选地，弹性件18中可布置有第二阻尼可控机构，通过调控第二阻尼可控机构可使得弹性件18在弹力作用和缓冲作用之间转变。弹力作用可以是指通过调控弹性件18的弹性变形行程而为使用者提供不同的行走辅助动力。缓冲作用可以是指通过调控弹性件18发生弹性变形的难易程度为使用者提供不同的行走辅助动力。在使用者向下踩地的过程中，弹性件18受外力作用而发生压缩，弹性件18的被压缩程度越高则储能越大。第二阻尼可控机构可改变其所提供的阻尼作用来调控弹性件18发生压缩的难易程度，使得使用者向下踩地需要主动施加的用力不同，和/或来调控弹性件18发生压缩的弹性变形行程大小。在使用者向上离地的过程中，弹性件18释放弹性势能来为使用者提供行走辅助动力。第二阻尼可控机构可改变其所提供的阻尼作用来调控弹性件18释放弹力的过程的难易程度，和/或来调控弹性件18释放弹力的弹性变形行程大小，使得行走辅助动力以可控的方式提供。现有技术中采用弹簧件并将其设置在足底部，单一的弹簧件以其压缩及释放不可控的方式为使用者提供行走辅助动力。弹性件18在弹力作用和缓冲作用之间通过第二调控阻尼可控机构的转变过程是可控的。

大腿支撑组件2还包括大腿连接架31。大腿连接架31具有用于与主干支架1连接的一个第一支点32，以及用于与大腿托4连接的至少两个第二支点33。大腿连接架31上位于至少一个第二支点33上一端能够自其所对应的第二支点33朝向与该第二支点33相邻的另一第二支点33移动。由于大腿连接架31位于大腿正下方，将导致患者无法坐立在椅子上，对此将大腿连接架31上的至少一个杆体设计为可控弯折机构或可控伸缩机构，可控弯折机构或可控伸缩机构既能够在用户站立姿态提供稳定支撑，同时可在用户即将坐立至座椅上时移动，以使得患者可顺利坐立在椅子上。

大腿支撑组件2包括大腿托4和大腿固定件5。大腿托4能够为大腿提供稳定且具有较大支撑面积的支撑作用。大腿固定件5可拆卸地连接在大腿托4上。大腿托4与大腿固定件5相对固定且两者包围形成大腿放置空间。

大腿固定件5的外边缘处设置有至少一个大腿连接件6。大腿连接件6的两端可分别连接至大腿固定件5和大腿托4上以使两者相对固定。

大腿连接件6可以为现已有的锁扣或带调节扣的背包带等，本实施例并不具体限定。例如，大腿连接件6可以是弹性材料配合可拆卸的卡盘挂钩。例如，大腿连接件6可以是使用者自备的固定用绳。

优选地，大腿固定件5的两侧均设置有至少一个大腿连接件6。优选地，大腿固定件5上仅单侧设置有大腿连接件6，另一侧转动连接在大腿托4上。

大腿支撑组件2还包括大腿连接架31。大腿连接架31的一端固定连接在大腿托4的下端面。大腿连接架31的另一端活动连接在主干支架1上。大腿连接架31可相对主干支架1转动。

在使用由现有技术所提出的辅助装置时，支撑杆仅对靠近膝盖的局部大腿后侧起到支撑作用，不仅局部受力会导致患者不适，并且站立时身体的大部分重量需要由健侧腿承担，使用感差且康复过程反而导致健侧腿过度受力。对此，在本实施例中，大腿连接架31具有用于与主干支架1连接的一个第一支点32，以及用于与大腿托4连接的至少两个第二支点33。大腿连接架31相当于在大腿托4与主干支架1之间所形成的稳定三角结构，通过多个第二支点33的支撑作用，可以稳定地承托住大腿，承托面积大不仅有利于提升使用舒适感，并且避免健侧腿过度受力，该结构下同时可使得设备实现更轻量级要求。现有技术所提出的辅助装置虽然也能够为满足大的承托面积而将其大腿承托平台向上延伸，但同时增大了设备重量，无法达到本实施例的辅助装置的轻量级。

上述专利所提出的辅助装置，小腿顺着支撑杆自然悬垂着，支撑杆仅能够束缚住小腿来避免小腿晃动，而小腿的重量基本上均通过膝盖和大腿受力，尤其不适于针对膝盖受到中度损伤而需要尽量减小膝盖受力的患者。对此，在本实施例中，小腿支撑组件3也是采用连接架来间接固定在主干支架1上，小腿连接架与小腿托配合使用，可以将小腿的重量经由小腿连接架卸载到主干支架1上，降低大腿和膝盖受力。

大腿连接架31与主干支架1之间的连接处设置有调节紧固结构7。调节紧固结构7包括彼此配合连接的操作螺钉8和带销螺钉9。带销螺钉9指的是设于杆部结构上用以限位的凸形台10的螺钉。操作螺钉8指的是用于人员手动操作的螺钉。

主干支架1上开设有销槽11。销槽11与带销螺钉9上的凸形台10相适配。销槽11用以防止带销螺钉9和主干支架1之间的相对旋转。

带销螺钉9上开设有螺纹孔，操作螺钉8的杆部结构上带有螺纹，操作螺钉8与该螺纹孔相配合。操作者可转动操作螺钉8将大腿连接架31定位在主干支架1上。

带销螺钉9可以从主干支架1的左侧或右侧装配至主干支架1上，操作螺钉8可以相对地设置在主干支架1的右侧或左侧。即，使用者可以选择将操作螺钉8设置在主干支架1的右侧或左侧，以便于习惯于用左手或右手的用户均能用自己的舒适侧手来操作。

大腿连接架31上与主干支架1相配合的端部上开设有通孔12。该通孔12的直径略大于带销螺钉9的直径。以此保证大腿支撑组件2的可活动性。

优选地，大腿连接架31与主干支架1之间为非光滑接触。即为大腿连接架31与主干支架1上分别与彼此相接触的端面优选为粗糙面或非平整面。调松操作螺钉8即可实现大腿连接架31与主干支架1之间的相对转动。

优选地，大腿连接架31上的通孔12可以与主干支架1上带有销槽11的通孔12等直径，且通孔12沿其内边缘开设有均可与凸形台10匹配的多个销槽11。即取出带销螺钉9即可实现大腿连接架31与主干支架1之间的相对转动。

小腿支撑组件3与大腿支撑组件2的结构相类似，小腿支撑组件3与主干支架1之间的连接结构和大腿支撑组件2与主干支架1之间的连接结构相类似，在此不再赘述小腿支撑组件3的具体结构。小腿连接架与大腿连接架31分别连接至主干支架1的竖向顶端上的不同位置处。

小腿支撑组件3中所包括的小腿托和小腿固定件、以及大腿托4和大腿固定件5的形状均可类似于抛物柱面形。以此能够更好地适合人体穿戴，提高舒适感。

小腿托、小腿固定件、大腿托4以及大腿固定件5上均铺设有柔性层13。柔性层13优选为软皮革材质。柔性层13经常与用户发生接触，易沾染污垢，采用软皮革材质可以在保留舒适感的同时提供易于清洗的特性。

柔性层13通过拉锁结构14可拆卸地固定在小腿托、小腿固定件、大腿托4以及大腿固定件5上。拉锁结构14沿小腿托、小腿固定件、大腿托4以及大腿固定件5的外边缘设置。拉锁噪音小，相比于现有技术中采用魔术扣作为主要固定方式的支具而言，操作更加随意，穿脱便捷。拉锁可反复使用，相比于魔术扣具有更长更稳定的使用寿命。魔术扣易发生粘连偏差，导致魔术勾面和衣服等其他物件粘连，相比之下，本实施例所采用的拉锁使用可靠性强，便捷性高。

优选地，柔性层13可以是由上至下依次重叠的接触层、夹层、底层所构成。接触层可以是皮革层、顶部纺织面料层、顶部编织面料层、硅胶发泡或海绵或记忆棉或EVA或乳胶发泡或橡胶制成的弹性层状物的一种或一种以上的组合制成的层状复合物。底层可以是由硅胶制成的多孔硅胶层或由硅胶制成的多孔硅胶网层、橡胶层、底部纺织面料层、底部编织面料层的一种或一种以上的组合制成的层状复合物。底层底面上可设有防滑凸起或防滑孔或防滑凸棱。夹层可以是将可释放负离子的矿石粉、塑料等原料经挤塑或注塑所形成的层状物。

该下肢康复助行器还包括足部支撑组件15。足部支撑组件15设置在主干支架1的竖向底端，用以稳定支撑地面以及为患者行走提供主要的助力作用。

足部支撑组件15包括足部连接架16和回弹机构17。足部连接架16固定连接在回弹机构17上，将其所受到的力作用向上或向下传递。

回弹机构17中设置有形变可恢复的弹性件18。弹性件18尤其为波形弹簧19。在形变量相同的情况下，波形弹簧19的体积远小于普通螺旋弹簧的体积，以此可以极大地节省足部支撑组件15所占的空间。

弹性件18为多层波形弹簧19。单层的波形弹簧19是一个金属圆环上有若干的波峰波谷的弹性元件，多层波形弹簧19是由很多个单层波形弹簧19组成。

回弹机构17中包括第一U型架20和第二U型架21。两U型架按照彼此U型开口的朝向相背离的方式彼此固定连接。弹性件18装设在U型架的内部。最大程度上模拟了人体足部前脚掌与后脚掌在行走时的受力规律。

足部连接架16的两端分别固定连接在第一及第二U型架21上。U型架可以是可发生弹性形变的具有一定硬度的材料，例如合金或橡胶等。

足部连接架16的架体朝向远离回弹机构17的一侧内凹，使得足部连接架16的架体与回弹机构17之间保留有间隔空间22。以此允许U型架朝向间隔空间22发生形变。

人在行走时在竖直方向上有上下浮动，本实施例所提供的足部支撑组件15可以较好地模拟人的步态规律。

U型架上与地面接触的端面上设有防滑层23。本实施例所提及的防滑层23可采用现已有的用于防滑的材质，并不具体限定某一类材质。例如，防滑层23可以优选为防滑绒垫或壁虎足蹼仿生设计相关结构。

主干支架1包括依次连接的第一支撑板24、第二支撑板25和第三支撑板26。第二支撑板25的一端开设有开放状的空腔，第三支撑板26的一端滑动连接在第二支撑板25的空腔内，另一端连接至足部连接架16。第三支撑板26与第二支撑板25可相对固定，在解除固定关系的情况下，第三支撑板26可相对第二支撑板25上下移动，并可在需要的位置上恢复两者间的固定关系。以此可灵活调节产品的整体高度，更好地适应于不同穿戴者。

第三支撑板26与第二支撑板25之间的连接结构可以是上述可手动调节的调节紧固结构7。或也可以是现已有的自由伸缩固定结构，由于该结构设计并非本实施例的改进要点，对此本实施例并不限定其具体结构。例如，第二支撑板25与第三支撑板26上均开设有长条状通孔12，长条状通孔12沿竖向延伸且其沿竖向延伸的两个内壁面上分别开设有彼此对应的多个销槽11，此处的调节紧固结构7中的带销螺钉9上具有彼此相对的两个凸形台10，其用以匹配至长条状通孔12的内壁面上的销槽11而使得第三与第二支撑板25的相对位置固定。

第二支撑板25具有两个弯折处，且两个弯折处的弯折朝向相背。第二支撑板25上弯折处的弯折角度均为钝角。第二支撑板25上靠近第一支撑板24的第一弯折处27朝向远离第一支撑板24的方向弯折。第三支撑板26的板面所在平面与第一支撑板24的板面所在平面相异。

第二支撑板25与第一支撑板24之间可以是通过一中心轴30彼此连接。第二支撑板25可与第一支撑板24相对固定，不影响对患者的行走助力。在解除固定关系的情况下，第二支撑板25可带着第三支撑板26以足部支撑组件15一起相对第一支撑板24转动。

在第二支撑板25与第一支撑板24相对固定的情况下，第二支撑板25与第一支撑板24之间具有第一工作夹角和第二工作夹角。两工作夹角分别为0°和180°。

第一支撑板24的一端部中设置有一调节机构或采用天地转轴机构。天地转轴机构的一端贯穿出第一支撑板24的板体，该端部上设置有用于使用者操作的按钮29。天地转轴机构可以是现已有的天地锁结构，或可以是现已有的类似于按压笔的弹性按压结构。只要是能够通过可重复按压锁定以及按压解锁的结构即可作为天地转轴机构，本实施例未对其提出改进，因此并不限定其具体结构。

天地转轴机构包括按钮29和与之联动连接的至少一个可活动柱轴。可活动柱轴的数量优选为两个。可活动柱轴的形状优选为圆柱形。

按下按钮29后，至少一个可活动柱轴被插入第二支撑板25，可起到固定角度的作用。按钮29再次被按下后，所有可活动柱轴抬起，用户可将第二支撑板25从第一工作夹角旋转至第二工作夹角。再次按下按钮29，可活动柱轴插入第二支撑板25，将第二支撑板25限定在指定的工作夹角。

该助行器的主体框架可采用轻型高强度材料例如铝合金材质，在减小产品重量的同时保证强度。

在使用时，可通过选择调节第二支撑板25的工作夹角，将助行器调节为便于患侧腿使用的姿态。操作者可选择紧固结构的安装方向，以便于装配和调节操作。将患侧腿对应地置于大腿托4和小腿托上后，将小腿托和小腿固定件、以及大腿托4和大腿固定件5分别对应连接固定，以此完成穿戴。患侧腿借助于助行器底部的回弹机构17实现稳定行走，患侧腿的足部无需与地面直接接触，避免对患侧腿造成进一步伤害，有利于患侧腿的康复。

实施例2

本实施例可以是对前述实施例的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

该系统还包括传感单元、数据处理单元以及光控制组件。传感单元和光控制组件分别可以是通过有线或无线的方式与数据处理单元相连，数据处理单元设置可以设置在主干支架、大腿托、小腿托等部件上/内。

所述数据处理单元利用预设在下肢辅助器械上的传感单元来测得走姿跟随数据并分析得出使用者在穿戴下肢辅助器械行动时使用者的足部在移动阶段的足部运动范围信息。在本实施例中，走姿跟随数据指的是传感单元所检测到的使用者在穿戴下肢辅助器械行动时，其足部在移动阶段或行走阶段的足部运动范围信息。该下肢辅助器械的器械本体穿戴在患侧腿上，并且还包括与其器械本体分体设置的穿戴件，其用于穿戴在健侧腿上，该穿戴件与器械本体均设置有传感单元。该传感单元可以是姿态传感器等，其通过陀螺仪、加速度计等运动传感器实现对行走姿态变化的监测。所述传感单元也可包括图像处理设备，图像处理设备的采集视野可同时覆盖到健侧腿和患侧腿。下肢辅助器械至少包括用于托起大腿的大腿托，图像处理设备即可设置在距离地面有一定距离的大腿托的底面上，以此使其获得足够大的图像采集视野。走姿跟随数据也就包括左右足部运动范围信息。足部运动范围信息可以是足部的跨步距离、跨步速度或腿部倾斜度等。

所述数据处理单元对使用者在移动阶段的足部运动是否处于预储的预设足部运动范围数据内进行判断。

在本实施例中，数据处理单元中预储有预设足部运动范围数据，该预设足部运动范围数据可以是在使用者独立使用该下肢辅助器械前，在医护的陪同下使用该下肢辅助器械时对使用者的健侧腿进行数据采集分析所得到的。在医护的陪同下，使用者以较安全有利于康复的规范姿态进行行走，在此期间进行数据采集分析可获取到规范化的预设足部运动范围数据。

在本实施例中，将实时的足部运动范围信息与预设足部运动范围数据进行对比，判断使用者的实时足部运动情况。并在使用者的实时足部运动情况触发提醒条件时，通过光控制组件控制可视光源向使用者前方投射引导投影的方式提醒使用者其行动与预设足部运动之间的差别。预设的提醒条件可以是实时的足部运动范围信息相对预设足部运动范围数据的偏离度。提醒条件可以是提前预设在数据处理单元中，数据处理单元具有无线通信功能，使用者也可通过操作移动控制终端来更新设置提醒条件。数据处理单元可将监测到的传感数据以及处理分析结果等传输给使用者或医护人员操作的移动控制终端，医护人员可分析判断使用者的康复情况，从而分阶段地调整预设的提醒条件和/或预设足部运动范围数据。

所述数据处理单元将判断结果通过光控制组件控制可视光源向使用者前方投射引导投影的方式提醒使用者其行动与预设足部运动之间的差别。

在本实施例中，使用者的行动与预设足部运动之间的差别，是通过光控制组件控制可视光源向使用者前方投射引导投影的方式来反馈给使用者的。具体地，光控制组件可以是设置在下肢辅助器械的主干支架上或腿部支撑组件上。光控制组件可以向地面投射不同于环境光的区域光。数据处理单元根据预设足部运动范围数据生成关于与之对应的使用者足部应当落在的地面区域的控制指令。光控制组件在接收到该控制指令后向相对应的地面区域投射区域光。该地面区域位于使用者的前方，使用者能够较好地观察到该区域光并在跨步后观察到其脚步是否落在该地面区域内，或是观察到其脚步相对该地面区域的偏离程度，由此反馈至使用者其行动与预设足部运动之间的差别。优选地，在使用者跟随投影调整其足部运动姿势的情况下改变投影参数。

在本实施例中，光控制组件仅投射与健侧腿相对应的区域光，光控制组件主要是用于引导健侧腿的行动。在穿戴使用本实施例所提出的下肢辅助器械时，由于为保障可靠的支撑作用而将主干支架设置为不可弯曲结构，因此患侧腿与器械本体的可活动性相对健侧腿仍是相对较差的，在康复行走时使用者下肢中受到影响最大为健侧腿，甚至会导致在康复结束后健侧腿行走出现问题的情况。这是由于，在用健侧腿支撑，移动患侧腿时，使用者通常较为谨慎地控制患侧腿的移动，避免步态过大或受到过大振动，在该移动阶段的安全性较高；但在用患侧腿支撑，移动健侧腿时，使用者通常较为快速且随意地移动健侧腿，常常会出现移动范围过大或过小，导致患侧腿移动困难的情况。当健侧腿移动范围过大时，意味着患侧腿上下肢辅助器械的倾斜度过大，患侧腿移动困难，容易出现打滑或重心不稳等情况，使得健侧腿需要更大的力或弯曲度来保持使用者身体平衡；当健侧腿移动范围过小时，意味着患侧腿上的下肢辅助器械的移动范围也较小，不可弯曲的主干支架只能直上直下，倾斜度过小，与使用者日常的步态姿势相差较大，患侧腿移动困难。因此，本实施例通过对健侧腿进行行动引导，可以更好地调整使用者在使用下肢辅助器械期间的步态，在保证有效的康复效果的同时提高对使用者的安全保障。

在本实施例中，光控制组件所投射的可见光的显色根据患侧腿的行动与预设足部运动之间的差别来调整。光控制组件所投射的可见光的投射方向根据健侧腿的行动与预设足部运动之间的差别来调整。患侧腿的行动与预设足部运动之间的差别指的是患侧腿的行动的移动范围超出、低于或处于预设足部运动范围数据。优选地在患侧腿的行动的移动范围超出、低于或处于预设足部运动范围数据的情况下，光控制组件所投射的可见光的显色不同。以此使用者可以通过观察投射的可见光的显色来确定其患侧腿的行动与预设足部运动之间的差别。

在使用者迈出患侧腿与下肢辅助器械并落地时，光控制组件响应于数据处理单元的调控指令而以投射位置可指示健侧腿下一脚步落地位置的方式投射出映射在地面上的具有相应显色的可见光。可见光的显色与患侧腿的前一时刻的行动情况相对应。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种用于下肢康复助行的辅助系统，其特征在于，至少包括：

主干支架(1)；

大腿支撑组件(2)和小腿支撑组件(3)，两者分别用于在将该辅助系统穿戴至患侧上时从患侧大腿后侧和患侧小腿后侧来与患侧接触，

其中，小腿支撑组件(3)装配在主干支架(1)上且使得主干支架(1)上受到的在小腿支撑组件(3)被装配至患侧小腿上后患侧小腿通过小腿支撑组件(3)所传导的朝向使用者面部所在侧的拉力作用的作用位置与大腿支撑组件(2)在主干支架(1)的装配位置均位于主干支架(1)的同一端部，并且主干支架(1)的该端部在垂直于竖向的虚拟水平面上的投影始终位于大腿支撑组件(2)在该虚拟水平面上的投影的中间区域。

2.根据权利要求1所述的辅助系统，其特征在于，所述主干支架(1)上远离大腿支撑组件(2)和小腿支撑组件(3)所在端部的架体具有彼此弯曲朝向相背的第二弧度和第三弧度。

3.根据权利要求2所述的辅助系统，其特征在于，所述主干支架(1)上靠近大腿支撑组件(2)和小腿支撑组件(3)所在端部的架体具有在用户穿戴该装置的使用状态下呈朝向患侧所在侧弯曲的第一弧度。

4.根据权利要求3所述的辅助系统，其特征在于，所述主干支架(1)上靠近大腿支撑组件(2)和小腿支撑组件(3)所在端部的架体具有在用户穿戴该装置的使用状态下呈朝向患侧所在侧弯曲的不同于第一弧度的第四弧度，其使得主干支架(1)的竖向顶端的端面呈倾斜姿态。

5.根据权利要求4所述的辅助系统，其特征在于，所述大腿支撑组件(2)还包括大腿连接架(31)和大腿托(4)，大腿连接架(31)具有用于与主干支架(1)连接的一个第一支点(32)以及用于与大腿托(4)连接的至少三个第二支点(33)，其中，至少三个第二支点(33)沿被承托在大腿托(4)内的患侧大腿的长度方向间隔布置。

6.根据权利要求5所述的辅助系统，其特征在于，所述大腿连接架(31)包括其两端分别连接在第一支点和第二支点上的至少一个支撑部，以及在至少一个第一支点设置的连接机构，所述连接机构用于提供该支撑部的一端部在第一支点上的限位作用且还能够被触发而解除其对该支撑部的限位作用。

7.根据权利要求6所述的辅助系统，其特征在于，所述主干支架(1)上靠近大腿支撑组件(2)和小腿支撑组件(3)所在端部的架体为第一支撑板，所述主干支架(1)上远离大腿支撑组件(2)和小腿支撑组件(3)所在端部的架体为第二支撑板，第二支撑板与第一支撑板之间在竖向上的板体重合度可调。

8.根据权利要求7所述的辅助系统，其特征在于，所述第二支撑板(25)与所述第一支撑板(24)可在不脱离彼此连接关系的情况下通过转变彼此间的相对位置关系使辅助系统从第一工作夹角转换至第二工作夹角。

9.根据权利要求8所述的辅助系统，其特征在于，所述辅助系统还包括足部支撑组件(15)，足部支撑组件(15)设于主干支架(1)竖向底端且具有足部连接架(16)和两个弹性件(18)，

两个弹性件(18)沿用户穿戴该装置时足部的长度方向并列设置，足部连接架(16)具有分别位于两个弹性件(18)上方的两个端部，该两个端部间的第一宽度小于由该两个弹性件(18)构成的第二宽度。

10.根据权利要求9所述的辅助系统，其特征在于，所述弹性件(18)为多层波形弹簧结构，且其各层波形弹簧结构在竖向上的厚度或刚度具有递增趋势。

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