CN212679569U - 髋膝双关节助行外骨骼 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种髋膝双关节助行外骨骼，髋膝双关节助行外骨骼包括驱动装置、第一滑轮、第二滑轮、腰部穿戴件和膝关节助力器，膝关节助力器包括大腿穿戴件、小腿穿戴件和拉动结构，第一滑轮与腰部穿戴件相连，第二滑轮与大腿穿戴件相连，拉动结构包括绕设于第一滑轮和第二滑轮上的线绳，线绳的两端分别与小腿穿戴件和驱动装置的输出端相连。则在使用时，可通过驱动装置驱动拉动结构，拉动结构的线绳拉动小腿穿戴件以使小腿穿戴件相对大腿穿戴件运动，在拉动结构的线绳拉动小腿穿戴件的同时，张紧的线绳使得第一滑轮与第二滑轮相互靠近，可较好地辅助膝关节和髋关节的运动耦合，对髋关节和膝关节同时进行有效助力，使用户保持自然步态行走。

Description

髋膝双关节助行外骨骼

技术领域

本申请属于穿戴式外骨骼技术领域，更具体地说，是涉及一种髋膝双关节助行外骨骼。

背景技术

穿戴式外骨骼是一种辅助人体行走的可穿戴式外骨骼机器人，可广泛地应用于军事、医疗和助老等领域。穿戴式外骨骼大多是以液压驱动的刚性驱动外骨骼，但是刚性驱动外骨骼存在重量大、与人体关节耦合度差、难穿戴等缺陷，与人体关节运动的协调性较差。柔性驱动的外骨骼能够较好地克服刚性驱动外骨骼的不足，可使人体下肢保持自然步态行走。

人体行走动作通常为多关节的复合运动，尤其是在上下坡或上下楼梯等复杂的环境中，人体行走动作更是涉及到髋关节和膝关节等多个关节同时运动。当前采用柔性驱动的外骨骼，一般仅能够对用户的髋关节或膝关节进行特定关节助力，无法同时辅助膝关节和髋关节的运动耦合，提供的助力有限，导致用户难以保持自然步态行走，消耗的能量增加。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种髋膝双关节助行外骨骼，以解决现有技术中存在的柔性驱动的外骨骼仅能进行特定关节助力，无法辅助膝关节和髋关节运动耦合的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种髋膝双关节助行外骨骼，包括：

第一滑轮；

腰部穿戴件，用于将所述第一滑轮固定于用户的腰部；

膝关节助力器，用于对用户膝关节的伸展运动提供助力，所述膝关节助力器包括大腿穿戴件、小腿穿戴件和拉动所述小腿穿戴件以使所述小腿穿戴件相对所述大腿穿戴件运动的拉动结构；

驱动装置，用于驱动所述拉动结构；以及

第二滑轮，固定于所述大腿穿戴件上；

其中，所述拉动结构包括绕设于所述第一滑轮和所述第二滑轮上的线绳，所述线绳的一端与所述小腿穿戴件相连，所述线绳的另一端与所述驱动装置的输出端相连。

可选地，所述拉动结构还包括引导所述线绳拉伸的导绳套，所述导绳套设于所述大腿穿戴件上。

可选地，所述膝关节助力器还包括支撑并定位所述线绳的膝部垫高件和用于将所述膝部垫高件固定于用户的膝盖上的膝部穿戴件，所述膝部垫高件上开设有供所述线绳穿过的第一穿过孔。

可选地，所述膝关节助力器还包括引导所述线绳拉伸的套管，所述套管置于所述第一穿过孔中，所述线绳贯穿设置于所述套管中。

可选地，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括用于将所述驱动装置固定于用户背部的背部穿戴件。

可选地，所述驱动装置包括与所述背部穿戴件相连的电机和与所述电机的输出轴相连的绞盘，所述线绳的远离所述小腿穿戴件的一端固定于所述绞盘上。

可选地，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括用于将所述线绳限定于所述绞盘上的限位件，所述限位件与所述背部穿戴件相连，所述限位件上开设有供所述线绳穿过的第二穿过孔。

可选地，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括：

惯性测量单元，用于监测并反馈所述用户步态相位；以及

控制器，用于接收所述惯性测量单元反馈的步态相位信息并发送控制指令控制所述驱动装置工作。

可选地，所述惯性测量单元包括：

第一惯性传感器，用于布置于用户足部；

第二惯性传感器，用于布置于用户小腿前侧；以及

第三惯性传感器，用于布置于用户大腿前侧。

可选地，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括：

足底压力检测器，用于获取用户足底压力大小与分布；以及

控制器，用于接收所述足底压力检测器反馈的压力信息并发送控制指令控制所述驱动装置工作。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，与现有技术相比，至少具有如下技术效果之一：

本申请实施例提供的髋膝双关节助行外骨骼，通过设置固定于用户的腰部的第一滑轮和固定于用户大腿穿戴件上的第二滑轮，并将拉动结构的线绳绕设于第一滑轮和第二滑轮上。则在使用时，驱动装置驱动拉动结构，拉动结构的线绳拉动小腿穿戴件以使小腿穿戴件相对大腿穿戴件运动，从而对膝关节的伸直产生助力。在拉动结构的线绳拉动小腿穿戴件的同时，张紧的线绳使得第一滑轮与第二滑轮相互靠近，以对髋关节的伸直产生助力。这样，就可以结合人体行走运动中髋关节与膝关节的耦合关系，较好地辅助膝关节和髋关节的运动耦合，对髋关节和膝关节同时进行有效助力，使用户保持自然步态行走。并且，该髋膝双关节助行外骨骼穿戴使用轻便，减少能量消耗，提升行走的舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的髋膝双关节助行外骨骼的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的驱动装置的立体结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第一滑轮的立体结构示意图；

图4为本申请实施例提供的第二滑轮的立体结构示意图；

图5为本申请实施例提供的线绳的立体结构示意图；

图6为本申请实施例提供的导绳套的立体结构示意图；

图7为本申请实施例提供的膝部垫高件的立体结构示意图；

图8为本申请实施例提供的小腿固定件的立体结构示意图；

图9为本申请实施例提供的固线器的立体结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-驱动装置；11-电机；12-绞盘；13-电机座；14-减速器；

2-第一滑轮；3-第二滑轮；4-腰部穿戴件；

5-膝关节助力器；51-大腿穿戴件；52-小腿穿戴件；53-拉动结构；531-线绳；532-导绳套；54-膝部垫高件；541-第一穿过孔；55-膝部穿戴件；56-套管；

6-背部穿戴件；7-限位件；71-第二穿过孔；

8-小腿固定件；9-固线器；91-扣位槽；10-卡接头。

具体实施方式

为了使本申请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，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请一并参阅图1至图9，现对本申请实施例提供的髋膝双关节助行外骨骼进行说明。本申请实施例提供的髋膝双关节助行外骨骼可应用于军用爬山助行，搜救员山林搜救助行，登山旅游者登山助行，老年人或疾病康复人员助行等应用领域，尤其适用于人体爬坡、上楼梯等克服重力做功运动的使用场景。进一步参阅图1，该髋膝双关节助行外骨骼包括驱动装置1、第一滑轮2、第二滑轮3、腰部穿戴件4和膝关节助力器5，腰部穿戴件4用于穿戴于用户的腰部，第一滑轮2通过腰部穿戴件4固定于用户的腰部，膝关节助力器5用于对用户膝关节的伸展运动提供助力。进一步参阅图1，膝关节助力器5包括用于穿戴于用户的大腿部的大腿穿戴件51、用于穿戴于用户的小腿部的小腿穿戴件52和拉动小腿穿戴件52以使小腿穿戴件52相对大腿穿戴件51运动的拉动结构53。第二滑轮3通过大腿穿戴件51固定于用户的大腿上，拉动结构53包括绕设于第一滑轮2和第二滑轮3上的线绳531，线绳531的一端与小腿穿戴件52相连，线绳531的另一端与驱动装置1的输出端相连。则在使用时，可通过驱动装置1驱动拉动结构53，拉动结构53的线绳531则可拉动小腿穿戴件52以使小腿穿戴件52相对大腿穿戴件51运动，从而对膝关节的伸直产生助力。并且，在拉动结构53的线绳531拉动小腿穿戴件52的同时，张紧的线绳531使得第一滑轮2与第二滑轮3相互靠近一段距离，达到对髋关节的伸直产生助力的效果。

本申请实施例提供的髋膝双关节助行外骨骼，与现有技术相比，通过设置固定于用户的腰部的第一滑轮2和固定于用户大腿穿戴件51上的第二滑轮3，并将拉动结构53的线绳531绕设于第一滑轮2和第二滑轮3上。则在使用时，驱动装置1驱动拉动结构53，拉动结构53的线绳531拉动小腿穿戴件52，使小腿穿戴件52相对大腿穿戴件51运动，以对膝关节的伸直产生助力。在拉动结构53的线绳531拉动小腿穿戴件52的同时，张紧的线绳531使得第一滑轮2与第二滑轮3相互靠近，以对髋关节的伸直产生助力。这样，就可以结合人体行走运动中髋关节与膝关节的耦合关系，较好地辅助膝关节和髋关节的运动耦合，对髋关节和膝关节同时进行有效助力，使用户保持自然步态行走。并且，该髋膝双关节助行外骨骼穿戴使用轻便，减少能量消耗，提升行走的舒适度。

可以理解地，在本申请另一个实施例中，请一并参阅图1、图5及图9，小腿穿戴件52上设有小腿固定件8和用于将线绳531固定于小腿固定件8上的固线器9，固线器9安装于小腿固定件8上，固线器9通过锌合金压头固定于小腿固定件8上，线绳531的远离绞盘12的一端通过固线器9与小腿穿戴件52相连，以增强线绳531与小腿穿戴件52连接的稳固可靠性。并且，固线器9与小腿穿戴件52通过螺丝进行连接。小腿穿戴件52呈“X”形设计，利用小腿纺锤状结构与人体进行连接。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图5及图9，线绳531的远离绞盘12的一端设有卡接头10，固线器9上设有卡扣卡接头10的扣位槽91，则可通过扣位槽91将卡接头10卡扣连接于扣位槽91中，即可方便、快速地将线绳531的远离绞盘12的一端与固线器9相连，进而通过固线器9与小腿固定件8相连，达到线绳531的远离绞盘12的一端固定于小腿穿戴件52上的目的。

可以理解地，在本申请另一个实施例中，通过改变第一滑轮2与第二滑轮3绕线的匝数比，可将髋关节与膝关节之间的助力比进行任意调节，结合人体行走运动中髋关节与膝关节的耦合关系，较好地辅助膝关节和髋关节的运动耦合，对髋关节和膝关节同时进行有效助力，使用户保持自然步态行走。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图1、图5及图6，拉动结构53还包括引导线绳531拉伸的导绳套532，导绳套532设于大腿穿戴件51上。

本实施例中，在大腿穿戴件51上设置导绳套532，通过导绳套532引导线绳531拉伸，一方面增强线绳531拉伸的稳定性，使线绳531能够较好地拉动小腿穿戴件52与大腿穿戴件51发生相对运动，在用户膝关节处产生绕膝关节旋转的力矩，以对用户膝关节的伸展运动提供助力。另一方面，通过导绳套532对线绳531起到滑动支撑的作用，在线绳531拉动小腿穿戴件52与大腿穿戴件51发生相对运动的过程中，增加与用户大腿的接触面积，能够减轻线绳531勒紧用户大腿时对大腿肌肉造成的压迫力，从而增强用户穿戴使用该髋膝双关节助行外骨骼的舒适感。

可以理解地，在本申请另一个实施例中，请一并参阅图5及图6，当拉动结构53为具有拉伸功能的鲍登线缆时，线绳531则为鲍登线芯，且导绳套532为鲍登线壳。由于鲍登线缆的具体结构为本领域技术人员所公知，在此不作赘述。当然，线绳531也可以为钢丝索、凯夫拉绳、尼龙线或碳纤维绳的一种时，但线绳531不局限于钢丝索、凯夫拉绳、尼龙线或碳纤维绳，线绳531可根据实际需要而选取，在此不作唯一限定。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图1及图7，膝关节助力器5还包括支撑并定位线绳531的膝部垫高件54和用于将膝部垫高件54固定于用户的膝盖上的膝部穿戴件55，膝部垫高件54上开设有供线绳531穿过的第一穿过孔541。

本实施例中，设置有膝部垫高件54和用于穿戴于用户膝盖上的膝部穿戴件55，膝部垫高件54通过膝部穿戴件55固定于用户的膝盖上，并在膝部垫高件54上开设有第一穿过孔541，则可将线绳531穿过第一穿过孔541，将线绳531限定于用户膝盖的前方，增强线绳531拉动小腿穿戴件52与大腿穿戴件51发生相对运动的稳定性，有利于提高髋膝双关节助行外骨骼对膝关节的助力力度和助力效果。

本实施例中，膝部垫高件54可以是通过膝部穿戴件55固定于用户的膝盖上的垫块或支撑杆柱等，通过膝部垫高件54将线绳531起到支撑于用户膝盖上，增加与用户膝盖的接触面积，能够减轻线绳531勒紧用户大腿时对大腿肌肉造成的压迫力，从而增强用户穿戴使用该髋膝双关节助行外骨骼的舒适感。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图7，膝部垫高件54的截面面积由靠近膝部穿戴件55的一端至远离膝部穿戴件55的一端逐渐减小，第一穿过孔541邻近膝部垫高件54的远离膝部穿戴件55的一端设置。本实施例中，通过将膝部垫高件54的截面面积由靠近膝部穿戴件55的一端至远离膝部穿戴件55的一端逐渐减小设置，将膝部垫高件54的截面面积较大的一端固定连接于膝部穿戴件55上，可增强膝部垫高件54的稳定性。并且，通过将第一穿过孔541邻近膝部垫高件54的远离膝部穿戴件55的一端设置，以增大线绳531与用户膝盖的距离，避免线绳531对用户膝盖造成压迫，并增加线绳531拉绳的力矩，增强助力效果。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图7，膝关节助力器5还包括引导线绳531拉伸的套管56，套管56置于第一穿过孔541中，线绳531贯穿设置于套管56中。

本实施例中，在膝部垫高件54的第一穿过孔541中设有套管56，且套管56贯穿设置于第一穿过孔541，将线绳531贯穿设置于套管56中，通过套管56引导线绳531拉伸，减小摩擦，增强线绳531拉伸的稳定性，使线绳531能够较好地拉动小腿穿戴件52与大腿穿戴件51发生相对运动，在用户膝关节处产生绕膝关节旋转的力矩，以对用户膝关节的伸展运动提供助力。

可以理解地，在本申请另一个实施例中，套管56可以采用静摩擦系数较小，抗腐蚀性能强，不易氧化，重量较轻的铜管件。当然，套管56还可以采用铝管件或塑料管件等，套管56的具体材质在此不作唯一限定。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图1，髋膝双关节助行外骨骼还包括用于将驱动装置1固定于用户背部的背部穿戴件6，以方便地将对线绳531提供拉伸动力的驱动装置1绑定于用户的背部，减轻用户下肢穿戴髋膝双关节助行外骨骼的重量，进一步有利于用户保持正常自然的步态行走。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图2，驱动装置1包括与背部穿戴件6相连的电机11和与电机11的输出轴相连的绞盘12，线绳531的远离小腿穿戴件52的一端固定于绞盘12上。

本实施例中，驱动装置1包括电机11和与电机11的输出轴相连的绞盘12，电机11通过背部穿戴件6固定于用户的背部，通过电机11驱动绞盘12卷绕并储存线绳531，以使线绳531拉动小腿穿戴件52与大腿穿戴件51发生相对运动，在用户膝关节处产生绕膝关节旋转的力矩，以对用户膝关节的伸展运动提供助力。通过电机11驱动绞盘12卷绕线绳531，不仅可防止电机11卷绕拉动线绳531时发生松绳、乱绳现象，还有利于增强线绳531拉动小腿穿戴件52的稳定可靠性，提高助力效果。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图1，髋膝双关节助行外骨骼还包括用于将线绳531限定于绞盘12上的限位件7，限位件7与背部穿戴件6相连，限位件7上开设有供线绳531穿过的第二穿过孔71。

本实施例中，在背部穿戴件6上设有限位件7，并将限位件7邻近绞盘12设置，限位件7上开设第二穿过孔71，则在线绳531穿过第二穿过孔71后，可通过限位件7将线绳531限定于绞盘12上，进一步避免发生松绳、乱绳或线绳531从绞盘12上脱落的现象，增强线绳531拉动小腿穿戴件52的稳定可靠性，有利于提高助力效果。可以理解地，本实施例中的限位件7可以是邻近绞盘12设置的限位杆、限位板或限位片。其中，限位件7的具体数量和具体位置可以根据实际需要而选取设置，在此不作唯一限定。

在本申请另一个实施例中，髋膝双关节助行外骨骼还包括用于监测并反馈用户步态相位的惯性测量单元(图中未示出)，以及用于接收惯性测量单元反馈的步态相位信息并发送控制指令控制驱动装置1工作的控制器(图中未示出)。

本实施例中，通过惯性测量单元获取人体行走状态与特征，如步态周期、脚落地时刻、脚离地时刻等步态相位信息，控制器接收惯性测量单元反馈的步态相位信息，控制器内储存的控制算法利用在步态周期的预迈步期从惯性测量单元中获得的运动学步态参数确定用户的实时运动意图或者行走意向，控制器根据预测结果发送控制指令控制驱动装置1，以辅助用户步态调整，使用户能够以自然高效的步态保持正常行走。可以理解地，惯性测量单元包含至少一个传感器，各传感器用于对用户腿部的运动参数进行实时获取，并将获取的运动参数反馈给控制器。其中，控制器分别与驱动装置1和惯性测量单元电性相连。

在本申请另一个实施例中，惯性测量单元包括用于布置于用户足部的第一惯性传感器(图中未示出)、用于布置于用户小腿前侧的第二惯性传感器(图中未示出)和用于布置于用户大腿前侧的第三惯性传感器(图中未示出)。其中，第一惯性传感器、第二惯性传感器和第三惯性传感器分别通过有线和/或无线的连接方式与控制器电性或通讯连接。

本实施例中，惯性测量单元同时采用了三个惯性传感器，通过第一惯性传感器测量用户足部的运动姿态，通过第二惯性传感器测量用户小腿的运动姿态，通过第三惯性传感器测量用户大腿的运动姿态，可准确地识别与判断人体当前行走环境与运动状态，并获取相应的行走状态与特征信息，再通过控制器根据各惯性传感器获取人体行走状态与特征(如步态周期、脚落地时刻、脚离地时刻、大腿摆动位置、小腿摆动位置等)步态相位信息，为髋膝双关节助行外骨骼的控制提供依据，并根据预测分析结果发送控制指令控制驱动装置1的驱动动作，以辅助用户步态调整，使用户能够以自然高效的步态保持正常行走。

在本申请另一个实施例中，髋膝双关节助行外骨骼还包括用于获取用户足底压力大小与分布的足底压力检测器(图中未示出)和用于接收足底压力检测器反馈的压力信息并发送控制指令控制驱动装置1工作的控制器(图中未示出)。其中，足底压力检测器通过有线和/或无线的连接方式与控制器电性或通讯连接。

本实施例中，通过足底压力检测器获取用户足底压力大小与分布信息，辅助惯性测量单元获取人体当前步态相位信息，可准确地识别与判断人体当前行走环境与运动状态，为髋膝双关节助行外骨骼的控制提供依据，控制器根据足底压力检测器获取的压力信息，得出预测分析结果并发送控制指令控制驱动装置1工作，以辅助用户步态调整，使用户能够以自然高效的步态保持正常行走。

可以理解地，在本申请一个实施例中，足底压力检测器包括足底压力鞋垫和安装于足底压力鞋垫上的多个压敏电阻，将多个压敏电阻并联后与一已知阻值的电阻串联，测量压敏电阻在电路中的分压即可计算出此时地面对足部的反作用力的大小。通过分析地面对足部的反作用力的数值大小和变化趋势，即可判断出人体的运动状态。其中，压敏电阻的数量和安装位置可根据实际使用需要作出适应性调整。本实施例中，在足底压力鞋垫上设有8个电阻值与压力成反比的压敏电阻，其中5个在前脚掌，3个在后脚跟，将位于前脚掌的5个压敏电阻和位于后脚跟的3个压敏电阻分组并联起来后得到两个电阻值与压力成正比的组合压敏电阻，仅需通过测量组合压敏电阻的阻值即可得到用户足部各部分所受压力大小。

可以理解地，在本申请另一个实施例中，足底压力检测器可以为位于足部鞋靴的鞋底内的应变片式压力传感器或者具有应变片式压力传感器的足底压力鞋垫。这样，应变片式压力传感器可以感测足部压力信号(压力数据)，并将这些压力信号转变为电信号而传送至控制器，控制器发送控制命令并控制驱动装置1工作，辅助用户步态调整，使用户能够以自然高效的步态保持正常行走。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图2，驱动装置1还包括支撑并固定电机11的电机座13、用于向电机11提供电源的电池(图中未示出)和设置于电机座13上并用于控制驱动电机11的控制器，从而通过控制器控制电机11的运行，通过电机11驱动绞盘12旋转以卷绕拉动线绳531，进而通过线绳531拉动小腿穿戴件52与大腿穿戴件51发生相对运动，同时对膝关节和髋关节进行助力。并且，电机座13通过弹性固定背带固定于用户的背部，有利于人体负载的均匀分布，从而有效降低整个驱动装置1的重量给人体正常运动带来的影响和不适。

可以理解地，控制器可以采用具有数据处理能力的中央处理器、随机存储器等集成设置的单片机(微型计算机)，电机11可以采用与安装有控制器的控制盒电性连接的减速电机。进一步参阅2，驱动装置1还可以包括分别安装于电机11输出轴上的第一编码器和安装于减速器14输出端上的第二编码器，利用第一编码器测量电机11输出轴的旋转角度信息，同时通过第二编码器测量经减速器14减速后输出轴端的转角信息，从而实现电机11对绞盘12卷绕拉伸线绳531的闭环控制，可精确调节电机11的助力参数，以提高髋膝双关节助行外骨骼的助力性能。

可以理解地，在本申请另一个实施例中，背部穿戴件6、腰部穿戴件4、大腿穿戴件51和小腿穿戴件52中的一种或几种为柔性织带，以增强用户穿戴的舒适性。并且，背部穿戴件6、腰部穿戴件4、大腿穿戴件51和小腿穿戴件52分别采用尼龙搭扣穿戴式设计。并且，背部柔性织带还采用了日字扣在胸前进行十字固定，这样能够将用户背部受到的拉力转移到用户肩部，有效防止背部柔性织带产生滑移。此外，在不影响背部穿戴件6、腰部穿戴件4、大腿穿戴件51和小腿穿戴件52穿戴体验的前提下，尽量保证背部穿戴件6、腰部穿戴件4、大腿穿戴件51或小腿穿戴件52连接的稳定可靠性，柔性织带的布料及特殊形状设计，可以保证将拉力传导到人体而不产生明显滑移。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，包括：

第一滑轮；

腰部穿戴件，用于将所述第一滑轮固定于用户的腰部；

膝关节助力器，用于对用户膝关节的伸展运动提供助力，所述膝关节助力器包括大腿穿戴件、小腿穿戴件和拉动所述小腿穿戴件以使所述小腿穿戴件相对所述大腿穿戴件运动的拉动结构；

驱动装置，用于驱动所述拉动结构；以及

第二滑轮，固定于所述大腿穿戴件上；

其中，所述拉动结构包括绕设于所述第一滑轮和所述第二滑轮上的线绳，所述线绳的一端与所述小腿穿戴件相连，所述线绳的另一端与所述驱动装置的输出端相连。

2.如权利要求1所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述拉动结构还包括引导所述线绳拉伸的导绳套，所述导绳套设于所述大腿穿戴件上。

3.如权利要求1所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述膝关节助力器还包括支撑并定位所述线绳的膝部垫高件和用于将所述膝部垫高件固定于用户的膝盖上的膝部穿戴件，所述膝部垫高件上开设有供所述线绳穿过的第一穿过孔。

4.如权利要求3所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述膝关节助力器还包括引导所述线绳拉伸的套管，所述套管置于所述第一穿过孔中，所述线绳贯穿设置于所述套管中。

5.如权利要求1所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括用于将所述驱动装置固定于用户背部的背部穿戴件。

6.如权利要求5所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述驱动装置包括与所述背部穿戴件相连的电机和与所述电机的输出轴相连的绞盘，所述线绳的远离所述小腿穿戴件的一端固定于所述绞盘上。

7.如权利要求6所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括用于将所述线绳限定于所述绞盘上的限位件，所述限位件与所述背部穿戴件相连，所述限位件上开设有供所述线绳穿过的第二穿过孔。

8.如权利要求1至7任一项所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括：

惯性测量单元，用于监测并反馈所述用户步态相位；以及

控制器，用于接收所述惯性测量单元反馈的步态相位信息，并发送控制指令控制所述驱动装置工作。

9.如权利要求8所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述惯性测量单元包括：

第一惯性传感器，用于布置于用户足部；

第二惯性传感器，用于布置于用户小腿前侧；以及

第三惯性传感器，用于布置于用户大腿前侧。

10.如权利要求1至7任一项所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括：

足底压力检测器，用于获取用户足底压力大小与分布；以及

控制器，用于接收所述足底压力检测器反馈的压力信息，并发送控制指令控制所述驱动装置工作。

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