一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置的制造方法
一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及辅助中老年人和残障人行走的运动装置，具体涉及一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置。
【背景技术】
[0002]在人口老龄化的社会，运动辅助装置是现实生活中常用的工具，尤其是下肢无力或障碍的中老年人在没有外界帮助的情况或上下楼梯及不便搀扶和乘用轮椅路段行走时，这种装置就能起到助力辅助的作用，帮助他们实现正常行走。但是现有辅助装置成本较高，且装配调整复杂，并不能对患者提供有效的帮助。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，与传统助力辅助装置相比，该液压驱动仿生装置具有功能完善到位、运行平稳、可穿戴性强、结构性能稳定、便于装配调整等优点。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0005]一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，包括:
[0006]一外骨骼支撑组件，所述外骨骼支撑组件包括一支架和一与支架连接的连架杆，
[0007]一髋部调节组件，所述髋部调节组件包括一髋部液压装置，所述支架和髋部液压装置的液压缸端铰接、髋部液压装置的液压杆端和髋部转动轴铰接、髋部转动轴的上端和支架铰接、髋部转动轴的下端和大腿杆连接；
[0008]一腿部调节组件，所述腿部调节组件包括一腿部液压装置，大腿杆分别与腿部液压装置和小腿杆铰接、小腿杆和踝部转动轴接；
[0009]一脚步调节组件，所述脚步调节组件包括一脚步液压装置，脚步液压装置和脚部件铰接，且踝部转动轴分别与脚步液压装置和脚部件铰接；
[0010]还包括一用于支撑外骨骼和人体的支撑组件，所述支撑组件包括一固定在支架上的背架，一与支架铰接的腰部束带以及一套在使用者髋部的腰部束带。
[0011]在本实用新型的一个优选实施例中，所述髋部转动轴的下端和大腿杆通过上高度调节装置连接。
[0012]在本实用新型的一个优选实施例中，所述小腿杆和踝部转动轴通过下高度调节装置连接。
[0013]通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0014]本实用新型各个构件不同的连接方式和配合实现髋部的三个自由度、膝盖部的一个自由度和脚步的两个自由度，通过六个液压装置为髋部、大腿、小腿和脚提供动力，分别通过改变部件各个部分的相对角度来实现外骨骼机器人协调人体下肢按照正常的行走轨迹进行运动，这种仿生型助力随动的特性实现了人体在无需自身提供能量的基础上完成各种运动。
[0015]该实用新型具有功能完善到位、运行平稳、可穿戴性强、结构性能稳定、便于装配调整等优点。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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。
[0017]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0019]一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，包括:连架杆1、支架2、髋部液压装置3、髋部转动轴4、大腿杆5、腿部液压装置6、小腿杆7、踝部转动轴8、脚步液压装置9、脚部件10、背架11、腰部束带12、上高度调节装置13和下高度调节装置14。
[0020]连架杆I和支架2通过球面副相连、支架2和髋部液压装置3的液压缸端铰接、髋部液压装置3的液压杆端和髋部转动轴4铰接、髋部转动轴4的上端和支架2铰接、髋部转动轴4的下端和大腿杆5通过上高度调节装置13连接、大腿杆5分别与腿部液压装置6和小腿杆7铰接、小腿杆7和踝部转动轴8通过下高度调节装置14连接、踝部转动轴8分别与脚步液压装置9和脚部件10铰接、脚步液压装置9和脚部件10铰接、背架11固定在支架2上、腰部束带12和支架2铰接、腰部束带12套在使用者的髋部。
[0021]背架11、连架杆1、支架2、髋部转动轴4、大腿杆5、小腿杆7、踝部转动轴8、脚部件10、背架11、腰部束带12等构成整体外骨骼支撑部分，仿生型的设计和人体高度耦合，
[0022]其中背架11、腰部束带12和绷带等将机器人和人体束缚在一起，其余部分用来支撑外骨骼和人体；
[0023]支架2、髋部转动轴4、大腿杆5、小腿杆7、脚部件10通过不同的连接方式和配合实现髋部的三个自由度前后弯腰的屈伸自由度、左右侧面的内收外展自由度、绕自身的旋转自由度、膝盖部的一个自由度前后弯腰的屈伸自由度和脚步的两个自由度前后弯腰的屈伸自由度、绕自身的旋转自由度，基本上和人体下肢各关节的关键自由度保持一致；
[0024]两个髋部液压装置3、两个腿部液压装置6、两个脚步液压装置9等六个液压装置为髋部、大腿、小腿和脚提供动力，分别通过改变部件各个部分的相对角度来实现外骨骼机器人协调人体下肢按照正常的行走轨迹进行运动，这种仿生型助力随动的特性实现了人体在无需自身提供能量的基础上完成各种运动；
[0025]由上高度调节装置13、下高度调节装置14调节装置的高度以便适应所有的使用者使用；外骨骼和使用者的下肢高度耦合，通过外骨骼提供力量实现辅助使用者助力随动的运动。
[0026]各个构件不同的连接方式和配合实现髋部的三个自由度、膝盖部的一个自由度和脚步的两个自由度，六个液压装置为髋部、大腿、小腿和脚提供动力，分别通过改变部件各个部分的相对角度来实现外骨骼机器人协调人体下肢按照正常的行走轨迹进行运动。
[0027]本实用新型通过结构的仿生设计、结构间的合理连接和配合、动力装置的有效搭配、调节装置的合理使用，成功的实现了外骨骼机器人协调人体下肢按照正常的行走轨迹进行运动，起到了助力随动行走的作用，结构科学合理、功能完善、装置性能稳定、便于穿戴调整。
[0028]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，其特征在于，包括: 一外骨骼支撑组件，所述外骨骼支撑组件包括一支架和一与支架连接的连架杆， 一髋部调节组件，所述髋部调节组件包括一髋部液压装置，所述支架和髋部液压装置的液压缸端铰接、髋部液压装置的液压杆端和髋部转动轴铰接、髋部转动轴的上端和支架铰接、髋部转动轴的下端和大腿杆连接； 一腿部调节组件，所述腿部调节组件包括一腿部液压装置，大腿杆分别与腿部液压装置和小腿杆铰接、小腿杆和踝部转动轴接； 一脚步调节组件，所述脚步调节组件包括一脚步液压装置，脚步液压装置和脚部件铰接，且踝部转动轴分别与脚步液压装置和脚部件铰接； 还包括一用于支撑外骨骼和人体的支撑组件，所述支撑组件包括一固定在支架上的背架，一与支架铰接的腰部束带以及一套在使用者髋部的腰部束带。2.根据权利要求1所述的一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，其特征在于，所述髋部转动轴的下端和大腿杆通过上高度调节装置连接。3.根据权利要求1所述的一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，其特征在于，所述小腿杆和踝部转动轴通过下高度调节装置连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，包括：一外骨骼支撑组件和一髋部调节组件，其中髋部调节组件包括一髋部液压装置，所述支架和髋部液压装置的液压缸端铰接、髋部液压装置的液压杆端和髋部转动轴铰接、髋部转动轴的上端和支架铰接、髋部转动轴的下端和大腿杆连接；一腿部调节组件，包括一腿部液压装置，大腿杆分别与腿部液压装置和小腿杆铰接、小腿杆和踝部转动轴接；一脚步调节组件，包括一脚步液压装置，脚步液压装置和脚部件铰接，且踝部转动轴分别与脚步液压装置和脚部件铰接；还包括一用于支撑外骨骼和人体的支撑组件；该液压驱动仿生装置具有功能完善到位、运行平稳、可穿戴性强、结构性能稳定、便于装配调整等优点。
【IPC分类】A61H3/00
【公开号】CN204698953
【申请号】CN201520360022
【发明人】夏田, 雷展
【申请人】陕西科技大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月29日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及辅助中老年人和残障人行走的运动装置，具体涉及一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置。
【背景技术】
[0002]在人口老龄化的社会，运动辅助装置是现实生活中常用的工具，尤其是下肢无力或障碍的中老年人在没有外界帮助的情况或上下楼梯及不便搀扶和乘用轮椅路段行走时，这种装置就能起到助力辅助的作用，帮助他们实现正常行走。但是现有辅助装置成本较高，且装配调整复杂，并不能对患者提供有效的帮助。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，与传统助力辅助装置相比，该液压驱动仿生装置具有功能完善到位、运行平稳、可穿戴性强、结构性能稳定、便于装配调整等优点。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0005]一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，包括:
[0006]一外骨骼支撑组件，所述外骨骼支撑组件包括一支架和一与支架连接的连架杆，
[0007]一髋部调节组件，所述髋部调节组件包括一髋部液压装置，所述支架和髋部液压装置的液压缸端铰接、髋部液压装置的液压杆端和髋部转动轴铰接、髋部转动轴的上端和支架铰接、髋部转动轴的下端和大腿杆连接；
[0008]一腿部调节组件，所述腿部调节组件包括一腿部液压装置，大腿杆分别与腿部液压装置和小腿杆铰接、小腿杆和踝部转动轴接；
[0009]一脚步调节组件，所述脚步调节组件包括一脚步液压装置，脚步液压装置和脚部件铰接，且踝部转动轴分别与脚步液压装置和脚部件铰接；
[0010]还包括一用于支撑外骨骼和人体的支撑组件，所述支撑组件包括一固定在支架上的背架，一与支架铰接的腰部束带以及一套在使用者髋部的腰部束带。
[0011]在本实用新型的一个优选实施例中，所述髋部转动轴的下端和大腿杆通过上高度调节装置连接。
[0012]在本实用新型的一个优选实施例中，所述小腿杆和踝部转动轴通过下高度调节装置连接。
[0013]通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0014]本实用新型各个构件不同的连接方式和配合实现髋部的三个自由度、膝盖部的一个自由度和脚步的两个自由度，通过六个液压装置为髋部、大腿、小腿和脚提供动力，分别通过改变部件各个部分的相对角度来实现外骨骼机器人协调人体下肢按照正常的行走轨迹进行运动，这种仿生型助力随动的特性实现了人体在无需自身提供能量的基础上完成各种运动。
[0015]该实用新型具有功能完善到位、运行平稳、可穿戴性强、结构性能稳定、便于装配调整等优点。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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。
[0017]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0019]一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，包括:连架杆1、支架2、髋部液压装置3、髋部转动轴4、大腿杆5、腿部液压装置6、小腿杆7、踝部转动轴8、脚步液压装置9、脚部件10、背架11、腰部束带12、上高度调节装置13和下高度调节装置14。
[0020]连架杆I和支架2通过球面副相连、支架2和髋部液压装置3的液压缸端铰接、髋部液压装置3的液压杆端和髋部转动轴4铰接、髋部转动轴4的上端和支架2铰接、髋部转动轴4的下端和大腿杆5通过上高度调节装置13连接、大腿杆5分别与腿部液压装置6和小腿杆7铰接、小腿杆7和踝部转动轴8通过下高度调节装置14连接、踝部转动轴8分别与脚步液压装置9和脚部件10铰接、脚步液压装置9和脚部件10铰接、背架11固定在支架2上、腰部束带12和支架2铰接、腰部束带12套在使用者的髋部。
[0021]背架11、连架杆1、支架2、髋部转动轴4、大腿杆5、小腿杆7、踝部转动轴8、脚部件10、背架11、腰部束带12等构成整体外骨骼支撑部分，仿生型的设计和人体高度耦合，
[0022]其中背架11、腰部束带12和绷带等将机器人和人体束缚在一起，其余部分用来支撑外骨骼和人体；
[0023]支架2、髋部转动轴4、大腿杆5、小腿杆7、脚部件10通过不同的连接方式和配合实现髋部的三个自由度前后弯腰的屈伸自由度、左右侧面的内收外展自由度、绕自身的旋转自由度、膝盖部的一个自由度前后弯腰的屈伸自由度和脚步的两个自由度前后弯腰的屈伸自由度、绕自身的旋转自由度，基本上和人体下肢各关节的关键自由度保持一致；
[0024]两个髋部液压装置3、两个腿部液压装置6、两个脚步液压装置9等六个液压装置为髋部、大腿、小腿和脚提供动力，分别通过改变部件各个部分的相对角度来实现外骨骼机器人协调人体下肢按照正常的行走轨迹进行运动，这种仿生型助力随动的特性实现了人体在无需自身提供能量的基础上完成各种运动；
[0025]由上高度调节装置13、下高度调节装置14调节装置的高度以便适应所有的使用者使用；外骨骼和使用者的下肢高度耦合，通过外骨骼提供力量实现辅助使用者助力随动的运动。
[0026]各个构件不同的连接方式和配合实现髋部的三个自由度、膝盖部的一个自由度和脚步的两个自由度，六个液压装置为髋部、大腿、小腿和脚提供动力，分别通过改变部件各个部分的相对角度来实现外骨骼机器人协调人体下肢按照正常的行走轨迹进行运动。
[0027]本实用新型通过结构的仿生设计、结构间的合理连接和配合、动力装置的有效搭配、调节装置的合理使用，成功的实现了外骨骼机器人协调人体下肢按照正常的行走轨迹进行运动，起到了助力随动行走的作用，结构科学合理、功能完善、装置性能稳定、便于穿戴调整。
[0028]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，其特征在于，包括: 一外骨骼支撑组件，所述外骨骼支撑组件包括一支架和一与支架连接的连架杆， 一髋部调节组件，所述髋部调节组件包括一髋部液压装置，所述支架和髋部液压装置的液压缸端铰接、髋部液压装置的液压杆端和髋部转动轴铰接、髋部转动轴的上端和支架铰接、髋部转动轴的下端和大腿杆连接； 一腿部调节组件，所述腿部调节组件包括一腿部液压装置，大腿杆分别与腿部液压装置和小腿杆铰接、小腿杆和踝部转动轴接； 一脚步调节组件，所述脚步调节组件包括一脚步液压装置，脚步液压装置和脚部件铰接，且踝部转动轴分别与脚步液压装置和脚部件铰接； 还包括一用于支撑外骨骼和人体的支撑组件，所述支撑组件包括一固定在支架上的背架，一与支架铰接的腰部束带以及一套在使用者髋部的腰部束带。2.根据权利要求1所述的一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，其特征在于，所述髋部转动轴的下端和大腿杆通过上高度调节装置连接。3.根据权利要求1所述的一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，其特征在于，所述小腿杆和踝部转动轴通过下高度调节装置连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种液压驱动型下肢外骨骼仿生装置，包括：一外骨骼支撑组件和一髋部调节组件，其中髋部调节组件包括一髋部液压装置，所述支架和髋部液压装置的液压缸端铰接、髋部液压装置的液压杆端和髋部转动轴铰接、髋部转动轴的上端和支架铰接、髋部转动轴的下端和大腿杆连接；一腿部调节组件，包括一腿部液压装置，大腿杆分别与腿部液压装置和小腿杆铰接、小腿杆和踝部转动轴接；一脚步调节组件，包括一脚步液压装置，脚步液压装置和脚部件铰接，且踝部转动轴分别与脚步液压装置和脚部件铰接；还包括一用于支撑外骨骼和人体的支撑组件；该液压驱动仿生装置具有功能完善到位、运行平稳、可穿戴性强、结构性能稳定、便于装配调整等优点。
【IPC分类】A61H3/00
【公开号】CN204698953
【申请号】CN201520360022
【发明人】夏田, 雷展
【申请人】陕西科技大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月29日
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