CN206630849U - 一种减震助力鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种减震助力鞋，包括控制系统、电源、护板、上鞋底板、下鞋底板、防滑层及助力机构；下鞋底板由可相对枢转的脚掌部与脚跟部铰接而成；助力机构包括对称布置的两个电机、输出齿轮及固定电机的盒体，盒体嵌入上鞋底板中，脚掌部设置第一合页部，脚跟部设置第二合页部，第一合页部与第二合页部开设同轴配置的孔部，第一合页部的孔部设有与输出齿轮啮合的内齿轮，电机内置角度传感器，控制系统接收角度传感器发送的检测信号，控制电机间歇性地输出扭力，以驱动脚跟部相对于脚掌部枢转。通过本实用新型，可在人体在行走过程中进行助力，提高了使用者穿戴外骨骼机器人在行走过程中的舒适性。

Description

一种减震助力鞋

技术领域

本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，更具体涉及一种减震助力鞋。

背景技术

近年来，针对老年人和下肢有运动障碍的病人进行康复训练的外骨骼机器人得到了应用和推广，它突破传统康复训练方法，将机器人主动控制技术和假肢“助走”功能结合，佩戴于肢体残疾人身上进行步态康复训练。传统的外骨骼机器人通常用于对身体存在残疾或者骨折病人的康复训练，存在使用功能单一的缺陷。

由于常规的外骨骼机器人在使用过程中，人体的脚部通常只能整体的移动，从而导致无法对脚部的肌腱、骨骼及韧带进行康复训练。同时，通常该外骨骼机器人被行动不便的人群所使用，而这些人群通常行动不便或者身体机能存在一定的缺陷，导致使用者行动不便且比较费劲，因此传统的鞋子不适合在外骨骼机器人等可穿戴设备中使用。

有鉴于此，有必要对现有技术中的用于外骨骼机器人中的鞋子予以改进，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于公开一种减震助力鞋，用以实现人体在行走过程中的助力效果，提高在穿戴外骨骼机器人行走过程中的舒适性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种减震助力鞋，包括：控制系统、电源、护板、上鞋底板、下鞋底板、防滑层及助力机构；所述下鞋底板由可相对枢转的脚掌部与脚跟部铰接而成；所述助力机构包括对称布置的两个电机、输出齿轮及固定电机的盒体，所述盒体嵌入上鞋底板中，所述脚掌部设置第一合页部，所述脚跟部设置第二合页部，所述第一合页部与第二合页部开设同轴配置的孔部，所述第一合页部的孔部设有与输出齿轮啮合的内齿轮，所述电机内置角度传感器，所述控制系统接收角度传感器发送的检测信号，控制电机间歇性地输出扭力，以驱动脚跟部相对于脚掌部枢转。

作为本实用新型的进一步改进，所述脚掌部与脚跟部内部中空，并均设置弹性元件。

作为本实用新型的进一步改进，所述弹性元件包括弹簧、气垫或者橡胶。

作为本实用新型的进一步改进，所述电机包括伺服电机或者步进电机。

作为本实用新型的进一步改进，所述脚跟部垂直设置若干定位柱，所述上鞋底板开设与收容定位柱的定位孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制系统包括计算机系统、单片机或者可编程逻辑控制器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过本实用新型，可在人体在行走过程中进行助力，提高了使用者穿戴外骨骼机器人在行走过程中的舒适性。

附图说明

图1是本实用新型一种减震助力鞋的立体图；

图2为图1所示出的减震助力鞋的爆炸图；

图3为装配有该减震助力鞋的一种外骨骼机器人的立体图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

请参图1至图3所示出的本实用新型一种减震助力鞋的一种具体实施方式。在本实施方式中，该减震助力鞋60，包括：控制系统、电源、护板601、上鞋底板604、下鞋底板、防滑层及助力机构。

下鞋底板由可相对枢转的脚掌部608与脚跟部609铰接而成。助力机构包括对称布置的两个电机605、输出齿轮6051及固定电机605的盒体。该盒体包括相互扣合的上盒体607及下盒体606组成，盒体内部中空并用于收容两个电机605，两个电机605的动力输出方向相反。

上盒体607的边缘设置两个固定端6071，下盒体606的边缘设置两个固定端6061，并可通过固定件(例如螺栓)连续贯穿固定端6061及固定端6071，以实现上盒体607与下盒体606的固定连接。当然，上盒体607与下盒体606也可采用弹性扣合的方式进行装配。如图2所示，上鞋底板604的底部开设用于完全收容盒体的凹陷部614，以将盒体嵌入上鞋底板604中。

该脚掌部608设置第一合页部618，脚跟部609设置第二合页部619，所述第一合页部618开设有同轴配置的孔部6181，所述第二合页部619开设有同轴配置的孔部6191。孔部6181与孔部6191同轴配置，且第一合页部618安装于第二合页部619的内侧。第一合页部618的孔部6181设有与输出齿轮6051啮合的内齿轮，从而通过将电机605输出的扭矩通过输出齿轮6051传递给第二合页部619，以带动脚跟部609相对于脚掌部608实现枢转，从而起到使用者在行走过程中，当脚跟部609提起过程中，对使用者的脚跟起到助力的作用，降低使用者穿戴装配该减震助力鞋60的可穿戴设备(如图3所示出的一种外骨骼机器人)时的负担，提高使用者行走时的舒适度。

如图1所示，该防滑层包括粘合在脚掌部608底部的脚掌防滑层611，以及粘合在脚跟部609底部的脚跟防滑层610。脚掌防滑层611与脚跟防滑层610的底部均形成倒齿状的防滑部，并可采用橡胶制成。

同时，在本实施方式中，电机605内置用于检测脚掌部608相对于脚跟部609枢转角度的角度传感器，并可将控制系统及电源放置于脚跟部609和/或脚掌部608内部。电源为电机605与控制系统提供电力供应，并通过所述控制系统接收角度传感器发送的检测信号，控制电机605间歇性地输出扭力，以驱动脚跟部609相对于脚掌部608枢转。具体的，控制系统包括计算机系统、单片机或者可编程逻辑控制器，并最优选为单片机。电源可选用碱性电池、纽扣电池。

为了提高该减震助力鞋的舒适性，在本实施方式中，该脚掌部608与脚跟部609内部中空从而可收容控制系统及电源，并均设置弹性元件。具体的，该弹性元件包括弹簧、气垫或者橡胶。电机605包括伺服电机或者步进电机。

结合图1与图2所示，脚跟部609垂直设置若干定位柱6081，所述上鞋底板604开设与收容定位柱6081的定位孔6281，将脚跟部609与上鞋底板604进行装配。该减震助力鞋60安装在图3所示出的一种外骨骼机器人的脚部，并通过支撑杆501与减震助力鞋60进行装配连接。

上鞋底板604中位于护板601的外侧设置有两个通孔624。该减震助力鞋60还包括固定脚部的弹性绑带602。弹性绑带602包括用以固定脚踝的弹性绑带6021及用以固定脚掌的弹性绑带6022。具体的，该护板601形成收容脚踝的空间6121，并在护板601上设弹性绑带6021。上鞋底板604上设弹性绑带6022，以通过该弹性绑带6022形成收容脚掌的空间6122。

支撑板501与上鞋底板604之间还设有抗挠机构。该抗挠机构由垂直交叉布置的第一枢接部505、第二枢接部506及万向节507组成。该第一枢转部505中插接第一转动轴5051，第二枢转部506中插接第二传动轴5061。第一传动轴5051、第二传动轴5061与设置于第一枢转部505与第二枢转部506交叉点上的万向节507刚性连接。从而通过该抗挠机构，有效地防止了支撑杆501出现前后左右四个方向的晃动，从而有效的提高了该减震助力鞋60对外骨骼机器人的支撑。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种减震助力鞋，其特征在于，包括：控制系统、电源、护板、上鞋底板、下鞋底板、防滑层及助力机构；所述下鞋底板由可相对枢转的脚掌部与脚跟部铰接而成；所述助力机构包括对称布置的两个电机、输出齿轮及固定电机的盒体，所述盒体嵌入上鞋底板中，所述脚掌部设置第一合页部，所述脚跟部设置第二合页部，所述第一合页部与第二合页部开设同轴配置的孔部，所述第一合页部的孔部设有与输出齿轮啮合的内齿轮，所述电机内置角度传感器，所述控制系统接收角度传感器发送的检测信号，控制电机间歇性地输出扭力，以驱动脚跟部相对于脚掌部枢转。

2.根据权利要求1所述的减震助力鞋，其特征在于，所述脚掌部与脚跟部内部中空，并均设置弹性元件。

3.根据权利要求2所述的减震助力鞋，其特征在于，所述弹性元件包括弹簧、气垫或者橡胶。

4.根据权利要求1所述的减震助力鞋，其特征在于，所述电机包括伺服电机或者步进电机。

5.根据权利要求1所述的减震助力鞋，其特征在于，所述脚跟部垂直设置若干定位柱，所述上鞋底板开设与收容定位柱的定位孔。

6.根据权利要求1所述的减震助力鞋，其特征在于，所述控制系统包括计算机系统、单片机或者可编程逻辑控制器。