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专利号: 2020106141047
申请人: 重庆理工大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.被动式负重助力下肢外骨骼,其特征在于,包括开口向前呈U型结构的臀部组件,所述臀部组件用于与人体的臀部位置相适应,所述臀部组件的内侧固定连接有腰部组件,所述腰部组件用于缠绕在人体的腰部位置,所述臀部组件的后侧向后延伸设有用于放置重物的置物板,所述臀部组件的轴向两侧还对称设有腿部组件,所述腿部组件与对应位置的所述臀部组件通过第一轴向转动件转动连接,以与人体的髋关节的前屈和后伸运动相适应;

所述腿部组件包括分别用于与人体的大腿和小腿相配合的大腿杆件和小腿杆件,所述大腿杆件上设有用于缠绕在人体的大腿位置的大腿绑带,所述小腿杆件上设有用于缠绕在人体的小腿位置的小腿绑带,所述大腿杆件和所述小腿杆件通过第二轴向转动件转动连接,以与人体膝关节的前屈和后伸运动相适应,在所述小腿杆件用于与所述大腿杆件连接的一端开设有开口朝上且轴向设置的凹槽,在所述凹槽轴向方向的两侧壁上对称设有竖向设置且在轴向方向上贯穿所述小腿杆件的条形孔,所述大腿杆件用于与所述小腿杆件连接的一端伸入所述凹槽内,且在所述大腿杆件上与所述条形孔对应的位置开设有连接孔,所述第二轴向转动件穿过所述条形孔和所述连接孔以实现所述大腿杆件和所述小腿杆件的转动连接,且所述第二轴向转动件能够带动所述大腿杆件沿所述条形孔滑动,当所述第二轴向转动件位于所述条形孔的最上端时,所述大腿杆件与所述凹槽的底部之间具有间隙,当所述第二轴向转动件位于所述条形孔的最下端时,所述大腿杆件与所述凹槽的底部相抵。

2.根据权利要求1所述的被动式负重助力下肢外骨骼,其特征在于,所述腿部组件上滑动套设有弹簧套,在所述臀部组件的轴向两侧还对称设有重力平衡弹簧,所述重力平衡弹簧的上端固定连接在所述臀部组件上,所述重力平衡弹簧的下端固定连接对应侧的所述弹簧套上,所述弹簧套处还设有自攻锁紧螺钉,以使得所述弹簧套能够与所述腿部组件固定连接或沿所述腿部组件滑动。

3.根据权利要求1所述的被动式负重助力下肢外骨骼,其特征在于,所述凹槽的底部呈平面结构,所述大腿杆件用于与所述凹槽的底部相抵的端面也呈平面结构。

4.根据权利要求1所述的被动式负重助力下肢外骨骼,其特征在于,所述连接孔中部位置的四周均向外延伸形成放置空间,在所述第二轴向转动件伸入所述放置空间的位置还套设有能够跟随所述第二轴向转动件运动的助力扭簧,所述助力扭簧的一端作为固定端向下穿过所述大腿杆件后与所述小腿杆件固定连接,所述助力扭簧的另一端作为活动端自由布置在所述放置空间内,且所述助力扭簧的活动端在所述大腿杆件和所述小腿杆件的相对转动角度达到设定值时将与所述大腿杆件相抵。

5.根据权利要求1所述的被动式负重助力下肢外骨骼,其特征在于,所述臀部组件包括U型结构的第一连杆,在所述第一连杆U型结构开口处的轴向两侧对称设有纵向设置的第二连杆,所述第二连杆与对应位置所述第一连杆通过第一竖向转动件转动连接,以与人体的髋关节的内旋和外旋运动相适应,在所述腿部组件的上方还设有竖向的第三连杆,所述第三连杆的下端与所述腿部组件通过第一轴向转动件转动连接,以与人体的髋关节的前屈和后伸运动相适应,所述第三连杆的上端与所述第二连杆通过第一纵向转动件转动连接,以与人体的髋关节的内收和外展运动相适应。

6.根据权利要求5所述的被动式负重助力下肢外骨骼,其特征在于,所述第一连杆U型结构开口处的两端均沿纵向方向向前延伸形成第一连接凸起,所述第二连杆用于与所述第一连杆连接的一端沿纵向方向开设有第一连接凹槽,所述第一连接凹槽在轴向方向贯穿所述第二连杆,所述第一连接凸起伸入到所述第一连接凹槽内,且所述第一连接凸起和所述第一连接凹槽通过第一竖向转动件转动连接;

在所述第二连杆上还连接有竖向的中间连接块,所述中间连接块的上端向下依次开设有相互连通的开口和卡槽,所述第二连杆能够经所述开口后卡设在所述卡槽内,且所述第二连杆通过所述开口处的连接螺钉与所述中间连接块固定连接,在所述中间连接块的下端沿纵向方向开设有第二连接凹槽,所述第二连接凹槽在轴向方向贯穿所述中间连接块,所述第三连杆的上端能够伸入到所述第二连接凹槽内,且所述第三连杆和所述第二连接凹槽通过第一纵向转动件转动连接;

所述第三连杆的下端沿轴向方向开设有第三连接凹槽,所述第三连接凹槽在纵向方向贯穿所述第三连杆,所述腿部组件的上端伸入到所述第三连接凹槽内,且所述腿部组件与所述第三连接凹槽通过第一轴向转动件转动连接。

7.根据权利要求1所述的被动式负重助力下肢外骨骼,其特征在于,所述凹槽沿纵向方向的后端向外延伸到贯穿所述小腿杆件,所述大腿杆件沿纵向方向的前端与所述凹槽纵向方向的侧壁相抵,且所述凹槽纵向方向的侧壁与槽底的相接位置设有圆弧形的第一倒角,所述大腿杆件与所述第一倒角对应的位置设有第二倒角,所述第一倒角与所述第二倒角之间在所述凹槽的底部与所述大腿杆件相抵时具有间隙。

8.根据权利要求1所述的被动式负重助力下肢外骨骼,其特征在于,所述大腿杆件包括大腿内杆和大腿外杆,所述大腿外杆的上端与所述臀部组件通过第一轴向转动件转动连接,所述大腿外杆的下端沿其长度方向设有的第一滑动槽,所述第一滑动槽的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿外杆的第一限位孔,所述大腿内杆的下端伸入到所述凹槽内,且所述大腿内杆的上端伸入到所述第一滑动槽内,在所述大腿内杆伸入到所述第一滑动槽内的位置还设有具有弹性的第一限位件,所述第一限位件上设有能够穿出所述第一限位孔的第一调节凸块;

所述小腿杆件包括小腿外杆和小腿内杆,所述小腿外杆的上端通过第二轴向转动件与所述大腿内杆的下端转动连接,所述小腿外杆的下端沿其长度方向设有第二滑动槽,所述第二滑动槽的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述小腿外杆的第二限位孔,所述小腿内杆的上端伸入到所述第二滑动槽内,在所述小腿内杆伸入到所述第二滑动槽内的位置还设有具有弹性的第二限位件,所述第二限位件上设有能够穿过所述第二限位孔的第二调节凸块。

9.根据权利要求1所述的被动式负重助力下肢外骨骼,其特征在于,在所述腿部组件的下方还设有用于与人体脚部配合的脚部组件,所述脚部组件通过杆端关节轴承与所述腿部组件进行转动连接,所述杆端关节轴承包括转动连接的球头和球座,所述球座包括安装部和外螺纹部,所述球座的外螺纹部与所述腿部组件进行螺纹连接,所述球头转动连接在所述球座的安装部,所述脚部组件与所述球头固定连接。

10.根据权利要求1所述的被动式负重助力下肢外骨骼,其特征在于,在所述臀部组件上方还设有用于与人体背部相配合的背部组件,所述背部组件包括背板和背带,所述背板的下端通过竖向的连接杆与所述臀部组件固定连接,在所述背板的上端对称设有两个上连接环,在所述背板的下端位于所述上连接环正下方的位置均设有下连接环,在每个所述上连接环的位置均设有一个背带,所述背带远离其连接所述上连接环的一端用于连接在对应位置的下连接环上。