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专利号: 2020103640081
申请人: 宁波大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种助力行走及辅助支撑机构,其特征在于:它包括左腿、右腿、足部、腰部穿戴模块(1)和辅助支撑伸缩杆(2),左腿和右腿结构相同,左腿和右腿上分别安装有足部(10);

所述左腿和所述右腿分别包括髋关节连接件(3)、大腿支撑杆(4)、大腿绳驱动机构(5)、膝关节连接件(6)、小腿支撑杆(7)、小腿绳驱动机构(8)、踝关节连接件(9)和减震模块(12),髋关节连接件(3)与腰部穿戴模块(1)连接;大腿支撑杆(4)与髋关节连接件(3)连接且二者能相对转动;

所述大腿绳驱动机构(5)包括弹簧(5-1)、活动座、第一电机(5-3)、第一滑轮组(5-4)和第一传动绳(5-6);所述活动座包括内座(5-2-1)和外座(5-2-2),内座(5-2-1)和外座(5-2-

2)通过弹簧(5-1)连接,内座(5-2-1)固装在腰部穿戴模块(1)上,外座(5-2-2)与大腿支撑杆(4)转动连接,第一电机(5-3)安装在外座(5-2-2)上,第一滑轮组(5-4)安装在大腿支撑杆(4)的外侧面上,第一传动绳(5-6)的一端固定在第一电机(5-3)的输出轴轮槽上,第一传动绳(5-6)绕在第一滑轮组(5-4)上,第一传动绳(5-6)的另一端固定在大腿支撑杆(4)上的大腿连接点(5-5)处,所述大腿支撑杆(4)通过膝关节连接件(6)与所述小腿支撑杆(7)转动连接,大腿支撑杆(4)上还安装有大腿捆绑带(4-2),小腿支撑杆(7)上还安装有小腿捆绑带(7-2);

所述小腿绳驱动机构(8)包括第二电机(8-1)、第二滑轮组(8-2)和第二传动绳(8-3);

第二电机(8-1)安装在小腿支撑(7)的下部前侧,第二滑轮组(8-2)分布安装在大腿支撑杆(4)和小腿支撑杆(7)的外侧面上,第二传动绳(8-3)的一端固定在第二电机(8-1)的输出轴轮槽上,第二传动绳(8-3)的另一端固定在大腿连接点(5-5)处,第二传动绳(8-3)绕在第二滑轮组(8-2)上,小腿支撑杆(7)与踝关节连接件(9)连接且二者能相对转动;

所述辅助支撑伸缩杆(2)包括支撑杆(2-1)、第三电机(2-2)、螺杆(2-3)、外杆(2-4)和内杆(2-5);支撑杆(2-1)包含竖杆和连接在竖杆顶端的横杆,所述竖杆下部安装把手(2-

5),第三电机(2-2)的输出轴连接螺杆(2-3),第三电机(2-2)的外壳安装在支撑杆(2-1)的竖杆底端,外杆(2-4)和内杆(2-5)均呈管状且二者嵌套设置,内杆(2-5)的内管壁顶端加工有内螺纹,并与螺杆(2-3)的螺纹相配合,外杆(2-4)包覆第三电机(2-2),外杆(2-4)的顶端与支撑杆(2-1)的竖杆底端固接,支撑杆(2-1)可拆卸连接在腰部穿戴模块(1)外壁上;所述足部(10)包括足底(10-1)、电动折叠轮组(10-2)和足部绑缚带(10-3);足部绑缚带(10-3)安装在足底(10-1)上,电动折叠轮组(10-2)安装在足底(10-1)两侧;

所述减震模块(12)包括减震机构(12-1)和足部缓冲垫(12-2),足部缓冲垫(12-2)安装在足底(10-1)上,所述减震机构(12-1)包括上支撑件(12-11)、连接件一(12-12)、弹簧减震器一(12-13)、连接件二(12-14)、弹簧减震器二(12-15)和下支撑件(12-16);

所述踝关节连接件(9)包括踝关节球铰杆(9-1)、踝关节球头(9-2)和踝关节球型卡槽(9-3);踝关节球铰杆(9-1)一端与踝关节球头(9-2)连接,踝关节球头(9-2)嵌入在踝关节球型卡槽(9-3)内形成球铰,踝关节球型卡槽(9-3)与小腿支撑杆(7)连接;

上支撑件(12-11)的上部与踝关节球铰杆(9-1)的下端连接,上支撑件(12-11)和下支撑件(12-16)之间布置有均与二者转动连接的连接件一(12-12)和连接件二(12-14);下支撑件(12-16)分别与足底(10-1)和足部缓冲垫(12-2)固接,弹簧减震器一(12-13)的一端与连接件一(12-12)转动连接,弹簧减震器一(12-13)的另一端与下支撑件(12-16)转动连接,弹簧减震器二(12-15)的一端与上支撑件(12-11)转动连接,弹簧减震器二(12-15)的另一端与下支撑件(12-16)转动连接,所述大腿捆绑带(4-2)和所述小腿捆绑带(7-2)上分别安装有陀螺仪(11-2),腰部穿戴模块(1)上安装有加速度传感器(11-1)。

2.根据权利要求1所述一种助力行走及辅助支撑机构,其特征在于:所述髋关节连接件(3)包括髋关节球铰杆(3-1)、髋关节球头(3-2)和髋关节球型卡槽(3-3);髋关节球铰杆(3-

1)一端与髋关节球头(3-2)连接,另一端与大腿支撑杆(4)顶部连接,髋关节球头(3-2)嵌入在髋关节球型卡槽(3-3)内形成球铰,髋关节球型卡槽(3-3)与腰部穿戴模块(1)连接。

3.根据权利要求2所述一种助力行走及辅助支撑机构,其特征在于:所述电动折叠轮组(10-2)包括舵机(10-21)、转动轴(10-22)、多个底座(10-23)和多个轮子(10-24);舵机(10-

21)安装在足底(10-1)侧部,转动轴(10-22)的中部安装在与舵机(10-21)的输出轴上,所述转动轴(10-22)与舵机(10-21)的输出轴垂直,多个底座(10-23)沿转动轴(10-22)的轴向布置,并固装在转动轴(10-22)上,轮子(10-24)与底座(10-23)一一对应设置,轮子(10-24)转动安装在底座(10-23)上。

4.根据权利要求2或3所述一种助力行走及辅助支撑机构,其特征在于:所述腰部穿戴模块(1)包括U型挡板(1-1)、腰部绑缚带(1-3)、两个圆盘阻尼转轴铰链一(1-4)和两个卡扣(1-5);

U型挡板(1-1)内安装有腰部捆绑带(1-3),两个圆盘阻尼转轴铰链一(1-4)对称固装在U型挡板(1-1)的两侧壁外壁面上,两个卡扣(1-5)分别安装在两个圆盘阻尼转轴铰链一(1-

4)上,支撑杆(2-1)的竖杆卡接在卡扣(1-5)上,髋关节球型卡槽(3-3)固装在U型挡板(1-1)的两侧壁外壁面上,内座(5-2-1)固装在U型挡板(1-1)的两侧壁外壁面上,加速度传感器(11-1)安装在U型挡板(1-1)的横板外侧面上。

5.根据权利要求4所述一种助力行走及辅助支撑机构,其特征在于:所述膝关节连接件(6)包括上连接板(6-1)、下连接板(6-2)和圆盘阻尼转轴铰链二(6-3),上连接板(6-1)和下连接板(6-2)拼接后成方形框,上连接板(6-1)和下连接板(6-2)通过圆盘阻尼转轴铰链二(6-3)转动连接,大腿支撑杆(4)的下端与上连接板(6-1)固接,小腿支撑杆(7)的上端与下连接板(6-2)固接。