CN219439892U - 一种运动腿部助力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布一种运动腿部助力装置。包括穿戴背心、髋部固定装置、大腿套筒、小腿套筒和足拖，大腿套筒和小腿套筒之间连接有腿部助力气弹簧，小腿套筒和足拖之间连接有踝部助力装置；穿戴背心外设置有中心力量转换机构，中心力量转换机构的两侧分别连接有手臂摆动机构；髋部固定装置的两侧分别固定有气体增压装置；手臂摆动机构带动中心力量转换机构压缩气体，压缩后的气体进入气体增压装置增压，增压后的气体进入腿部助力气弹簧和踝部助力装置。本实用新型通过人体运动时手臂的前后摆动带动中心力量转换机构进行运转，兼具灵活性和稳定性，可以在支撑负重的同时跟随人体灵活运动，提高穿戴舒适性、减缓疲劳。

Description

一种运动腿部助力装置

技术领域

本实用新型涉及一种穿戴设备，具体是一种运动腿部助力装置。

背景技术

穿戴式助力装置是近年来比较崭新的一个研究领域，它可以帮助人们扩展四肢部位的运动能力，减轻重物对人们的负担，同时也能帮助腿部疾病患者进行行走训练。

传统的需要外部动力的穿戴式助力装置具有下面的一些缺点：

1、整个装置包括可穿戴在人体上各个部位的机械装置、动力装置和控制装置以及检测人体运动信息的多种传感器，造成自重过大，一定程度上削减了其轻便性；

2、传感器、大功率电机等设备造价高昂，使得整个装置的实用性、普及性降低；

针对上述的一些问题，如何在完成运动的同时简化装置结构以减轻装置自重、降低造价，是设计穿戴式助力装置的难点。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种运动腿部助力装置。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种运动腿部助力装置，包括穿戴背心和髋部固定装置；

还包括大腿套筒、小腿套筒和足拖，大腿套筒和小腿套筒之间连接有腿部助力气弹簧，小腿套筒和足拖之间连接有踝部助力装置；

所述穿戴背心外设置有中心力量转换机构，中心力量转换机构的两侧分别连接有手臂摆动机构；所述髋部固定装置的两侧分别固定有气体增压装置；所述手臂摆动机构带动中心力量转换机构压缩气体，压缩后的气体进入气体增压装置增压，增压后的气体进入腿部助力气弹簧和踝部助力装置。

优选的：所述中心力量转换机构包括上支撑环、下支撑环和两个前后布置的滑动块，滑动块沿着上支撑环和下支撑环滑动，上支撑环和下支撑环内壁安装有与滑动块滚动接触的滚珠；所述滑动块的两侧分别连接左气体压缩装置和右气体压缩装置，滑动块由所述手臂摆动机构带动。

优选的：左侧的所述手臂摆动机构包括左臂套筒，左臂套筒的前后侧分别通过一个左拉力带连接一个左固定件，两个左固定件与前后布置的滑动块对应连接。

优选的：所述左气体压缩装置和右气体压缩装置分别通过第一气体传送管道连接对应侧的气体增压装置，两侧的气体增压装置分别通过第二气体传送管道连接对应侧的腿部助力气弹簧。

优选的：所述腿部助力气弹簧包括缸筒，缸筒上下端分别滑动套装有上外滑筒、下外滑筒；所述上外滑筒、下外滑筒内分别连接有弹簧组件；所述弹簧组件位于缸筒中，弹簧组件内端连接有与缸筒滑动配合的活塞；两所述活塞之间的缸筒上开设有进气口，进气口连接所述第二气体传送管道；

所述上外滑筒上端和下外滑筒下端分别通过转动副对应连接有上固定件和下固定件，上固定件和下固定件分别与大腿套筒和小腿套筒对应固定连接。

优选的：所述踝部助力装置包括连接在小腿套筒和足拖之间的减振弹簧；所述足拖上侧铰接有托板，托板与足拖之间连接有弹性元件，两侧的所述气体增压装置分别通过第三气体传送管道连接对应侧的弹性元件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：各机构之间均采用机械连接，无需电力续航，通过人体运动时手臂的前后摆动带动中心力量转换机构进行运转，兼具灵活性和稳定性，可以在支撑负重的同时跟随人体灵活运动，并且在髋关节、膝关节和踝关节均设置了弹性助力机构，提高穿戴舒适性，起到降低代谢能耗、防护肌肉骨骼损伤、减缓疲劳的作用。

附图说明

图1是本实用新型主视图；

图2是本实用新型立体示意图；

图3是本实用新型上半部结构立体图；

图4是本实用新型上半部结构分解图；

图5是中心力量转换机构和臂摆动机构的立体图；

图6是中心力量转换机构和臂摆动机构的分解图；

图7是中心力量转换机构中气路结构的立体图；

图8是中心力量转换机构中气路结构的立体图（隐去阀块）；

图9是腿部助力气弹簧立体图；

图10是腿部助力气弹簧分解图；

图11是踝部助力装置立体图；

图12是图11中足拖的主视图。

图中：1.穿戴背心，2.中心力量转换机构，3.手臂摆动机构；4.髋部固定装置，5.大腿套筒，6.腿部助力气弹簧，7.踝部助力装置，8.足拖，9肩带，11.第一气体传送管道，12.胸部护甲，13.气体增压装置，14.第二气体传送管道，16.小腿套筒，17.左臂套筒，18.左拉力带，19.左固定件，20.左气体压缩装置，21.右固定件，22.右拉力带，23.右臂套筒，24.滑动块，25.下支撑环，26.右气体压缩装置，27.上支撑环，28.滚珠，29.左支撑件，30.右支撑件，32.左进气管道，33.右进气管道，34.左出气管道，35.右出气管道，36.上固定件，37.下固定件，38.缸筒，39.进气口，40.转动副，41.弹簧组件，42.上外滑筒，43.下外滑筒，45.托板，46.第三气体传送管道，47.弹性元件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

结合图1和图2所示，一种运动腿部助力装置，包括穿戴背心1和髋部固定装置4，穿戴背心1设置有肩带9。大腿套筒5和小腿套筒16之间连接有腿部助力气弹簧6，小腿套筒16和足拖8之间连接有踝部助力装置7。穿戴背心1外设置有中心力量转换机构2，中心力量转换机构2的两侧分别连接有手臂摆动机构3。髋部固定装置4的两侧分别固定有气体增压装置13。手臂摆动机构3带动中心力量转换机构2压缩气体，压缩后的气体进入气体增压装置13增压，增压后的气体进入腿部助力气弹簧6和踝部助力装置7。

结合图2至图6所示，穿戴背心1前侧的胸部护甲12与髋部固定装置4，髋部固定装置4通过左支撑件29和右支撑件30支撑中心力量转换机构2。中心力量转换机构2包括上支撑环27、下支撑环25和两个前后布置的滑动块24，滑动块24沿着上支撑环27和下支撑环25滑动，上支撑环27和下支撑环25内壁安装有与滑动块24滚动接触的滚珠28。滑动块24的两侧分别连接左气体压缩装置20和右气体压缩装置26，也就是两两对称，共四个气体压缩装置。滑动块24由手臂摆动机构3带动。

再结合图7和图8所示，两侧的左气体压缩装置20和右气体压缩装置26分别对应连接左进气管道32、左出气管道34、右进气管道33、右出气管道35。左进气管道32、右进气管道33连接有单向阀，气体只可从此部分吸入气体，不可从此部分排出。左出气管道34、右出气管道35也连接有单向阀，气体可从此部分排出，不可从此通道吸入。各单向阀集成在阀块上。

结合图2至图6所示，两侧的手臂摆动机构3对称。以左侧的手臂摆动机构3为例：左侧的手臂摆动机构3包括左臂套筒17，左臂套筒17的前后侧分别通过一个左拉力带18连接一个左固定件19，两个左固定件19与前后布置的滑动块24对应连接。同理，右侧的手臂摆动机构3包括右固定件21、右拉力带22和右臂套筒23。

左气体压缩装置20和右气体压缩装置26分别通过第一气体传送管道11连接对应侧的气体增压装置13，两侧的气体增压装置13分别通过第二气体传送管道14连接对应侧的腿部助力气弹簧6。

结合图9和图10所示，腿部助力气弹簧6包括缸筒38，缸筒38上下端分别滑动套装有上外滑筒42、下外滑筒43。上外滑筒42、下外滑筒43内分别连接有弹簧组件41。弹簧组件41位于缸筒38中，弹簧组件41内端连接有与缸筒38滑动配合的活塞；两活塞之间的缸筒38上开设有进气口39，进气口39连接第二气体传送管道14。上外滑筒42上端和下外滑筒43下端分别通过转动副40对应连接有上固定件36和下固定件37，上固定件36和下固定件37分别与大腿套筒5和小腿套筒16对应固定连接。

结合图11和图12所示，踝部助力装置7包括连接在小腿套筒16和足拖8之间的减振弹簧。足拖8上侧铰接有托板45，托板45与足拖8之间连接有弹性元件47，弹性元件47为气弹簧。两侧的气体增压装置13分别通过第三气体传送管道46连接对应侧的弹性元件47。

工作原理：

两侧的手臂摆动机构3前后摆动，通过左臂套筒17、右臂套筒23带动前后的滑动块24滑动，压缩对应的左气体压缩装置20、右气体压缩装置26（其他对应的两个气体压缩装置拉伸吸气），以上过程往复；压缩后的气体进入气体增压装置13，然后进入对应的腿部助力气弹簧6中缸筒38和踝部助力装置7中弹性元件47。

腿部助力气弹簧6中，人体运动过程，腿部进行弯曲，压缩弹簧组件41，同时加压气体通过缸筒38，气体进入产生的助力和弹簧组件41本身弹性动能，使得人体在运动过程节省力量；

踝部助力装置7中，在人体运动姿态中，支撑相踝关节背屈，不断拉伸弹簧储能，蹬地瞬间，弹簧能量释放，为脚踝提供蹬地助力，缓解踝部运动的疲劳度。同使在足拖8底部设有弹性元件47，经过加压的气体进入足托，也会产生部分助力，能够降低运动阻力，提高穿戴舒适性，起到降低代谢能耗、防护肌肉骨骼损伤、减缓疲劳的作用。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种运动腿部助力装置，包括穿戴背心（1）和髋部固定装置（4）；

其特征在于：

还包括大腿套筒（5）、小腿套筒（16）和足拖（8），大腿套筒（5）和小腿套筒（16）之间连接有腿部助力气弹簧（6），小腿套筒（16）和足拖（8）之间连接有踝部助力装置（7）；

所述穿戴背心（1）外设置有中心力量转换机构（2），中心力量转换机构（2）的两侧分别连接有手臂摆动机构（3）；所述髋部固定装置（4）的两侧分别固定有气体增压装置（13）；所述手臂摆动机构（3）带动中心力量转换机构（2）压缩气体，压缩后的气体进入气体增压装置（13）增压，增压后的气体进入腿部助力气弹簧（6）和踝部助力装置（7）。

2.根据权利要求1所述的一种运动腿部助力装置，其特征在于：所述中心力量转换机构（2）包括上支撑环（27）、下支撑环（25）和两个前后布置的滑动块（24），滑动块（24）沿着上支撑环（27）和下支撑环（25）滑动，上支撑环（27）和下支撑环（25）内壁安装有与滑动块（24）滚动接触的滚珠（28）；所述滑动块（24）的两侧分别连接左气体压缩装置（20）和右气体压缩装置（26），滑动块（24）由所述手臂摆动机构（3）带动。

3.根据权利要求2所述的一种运动腿部助力装置，其特征在于：左侧的所述手臂摆动机构（3）包括左臂套筒（17），左臂套筒（17）的前后侧分别通过一个左拉力带（18）连接一个左固定件（19），两个左固定件（19）与前后布置的滑动块（24）对应连接。

4.根据权利要求2所述的一种运动腿部助力装置，其特征在于：所述左气体压缩装置（20）和右气体压缩装置（26）分别通过第一气体传送管道（11）连接对应侧的气体增压装置（13），两侧的气体增压装置（13）分别通过第二气体传送管道（14）连接对应侧的腿部助力气弹簧（6）。

5.根据权利要求4所述的一种运动腿部助力装置，其特征在于：所述腿部助力气弹簧（6）包括缸筒（38），缸筒（38）上下端分别滑动套装有上外滑筒（42）、下外滑筒（43）；所述上外滑筒（42）、下外滑筒（43）内分别连接有弹簧组件（41）；所述弹簧组件（41）位于缸筒（38）中，弹簧组件（41）内端连接有与缸筒（38）滑动配合的活塞；两所述活塞之间的缸筒（38）上开设有进气口（39），进气口（39）连接所述第二气体传送管道（14）；

所述上外滑筒（42）上端和下外滑筒（43）下端分别通过转动副（40）对应连接有上固定件（36）和下固定件（37），上固定件（36）和下固定件（37）分别与大腿套筒（5）和小腿套筒（16）对应固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种运动腿部助力装置，其特征在于：所述踝部助力装置（7）包括连接在小腿套筒（16）和足拖（8）之间的减振弹簧；所述足拖（8）上侧铰接有托板（45），托板（45）与足拖（8）之间连接有弹性元件（47），两侧的所述气体增压装置（13）分别通过第三气体传送管道（46）连接对应侧的弹性元件（47）。