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专利号: 2020108990109
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:

1.一种负重行走助力外骨骼,其特征在于,包括开口向前且整体呈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U型结构的内侧设有用于缠绕在人体腰部的腰部组件,所述臀部组件U型结构的外侧向后延伸形成用于放置重物的置物板,所述臀部组件U型结构的开口两端对称设有腿部组件,所述腿部组件与所述臀部组件的对应位置转动连接,以与人体髋关节的前屈和后伸运动相适应,所述腿部组件包括转动连接且分别与人体的大腿和小腿连接的大腿杆和小腿杆,以与人体膝关节的前屈和后伸运动相适应,所述小腿杆远离其连接所述大腿杆的一端还转动连接有脚部组件,所述脚部组件与人体的脚部进行连接。

2.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼,其特征在于,所述小腿杆用于与所述大腿杆转动连接的位置设有小腿转动盘,所述小腿转动盘的外圆周上开设有多个锁止槽,所述大腿杆靠近所述小腿杆的一端设有锁止机构,所述锁止机构包括与所述大腿杆轴向滑动连接的锁止按钮和与所述大腿杆竖向滑动连接的锁止销,所述锁止按钮的一端滑动伸入到所述大腿杆内,且在所述锁止按钮伸入到所大腿杆内的位置开设有开口朝向所述小腿杆方向的限位凹槽,所述锁止销的上端伸入到所述限位凹槽内,且所述锁止按钮向外滑动伸出所述大腿杆时,所述锁止销的上端被抵出所述限位凹槽并向下移动卡在对应位置的所述锁止槽内,所述锁止销处还设有第一弹簧,所述第一弹簧在所述锁止销卡在对应位置的所述锁止槽时处于被压缩状态,且所述第一弹簧在所述锁止按钮向内滑动伸入所述大腿杆时复位且能够带动所述锁止销退出所述锁止槽并使得所述锁止销的上端卡在所述限位凹槽内。

3.根据权利要求2所述的负重行走助力外骨骼,其特征在于,初始状态时,所述锁止销位于所述小腿转动盘的正上方,且所述锁止销的下端能够卡在对应位置的所述锁止槽内,多个所述锁止槽对应分布在所述小腿转动盘绕所述大腿杆与人体膝关节的屈曲运动相适应的转动角度上。

4.根据权利要求2所述的负重行走助力外骨骼,其特征在于,所述锁止槽呈V型结构,所述锁止销靠近所述锁止槽的一端呈与所述锁止槽形状相适应的V型结构,且所述锁止销的下端卡在对应位置的所述锁止槽内时,相邻两个所述锁止槽的相接面将与对应位置的所述锁止销相抵接。

5.根据权利要求2所述的负重行走助力外骨骼,其特征在于,所述锁止销上还开设有竖向的定位槽,所述第一弹簧安装在所述定位槽内,且所述第一弹簧的上端与所述定位槽的上侧壁相抵,所述第一弹簧的下端伸出所述定位槽后套设在所述锁止销的V型结构上;

所述锁止销的上端设有沿所述锁止按钮向外滑动的方向呈逐渐向上倾斜的过渡面,所述限位凹槽与所述过渡面对应的位置设有与所述过渡面相适应的倾斜面,且所述锁止销的上端在所述锁止按钮向外滑动方向的终点设有能够与所述锁止按钮相抵以限制所述锁止按钮继续向外滑动的限位凸起。

6.根据权利要求2所述的负重行走助力外骨骼,其特征在于,所述小腿转动盘还上设有安装圆环,所述大腿杆靠近所述小腿杆的一端设有大腿连接件,所述大腿连接件与所述安装圆环对应的位置设有安装凸起,且所述安装凸起伸入所述安装圆环内并通过盖板与所述安装圆环转动连接,所述盖板还与所述大腿连接件固定连接,所述大腿连接件上还开设有容纳空间,在所述安装凸起上还套设有助力扭簧,所述助力扭簧的一端作为固定端固定连接在所述小腿转动盘上,所述助力扭簧的另一端作为活动端自由布置在所述容纳空间内,且所述助力扭簧的活动端在在所述大腿杆和所述小腿杆的相对转动角度达到设定值时将与所述大腿连接件相抵。

7.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼,其特征在于,在所述大腿杆和所述小腿杆上还分别连接有绑缚装置,所述绑缚装置包括绑缚带和旋转复位机构,所述旋转复位机构包括弧形导轨和滑块,所述弧形导轨固定连接在所述大腿杆和所述小腿杆上,所述滑块滑动连接在弧形导轨上以与人体腿部的内旋和外旋运动相适应,且在所述滑块滑动方向的两端均设有复位弹簧,所述复位弹簧沿所述滑块的滑动方向布置,所述复位弹簧的两端分别连接在所述弧形导轨和所述滑块上,在所述滑块上还沿其滑动方向开设有贯穿所述滑块的安装孔,所述绑缚带穿过所述安装孔并与所述滑块固定连接;

所述弧形导轨的竖向截面呈U型结构,且所述弧形导轨U型结构的竖向开口端分别向所述弧形导轨的内侧延伸形成卡接部,所述滑块竖向方向的两端均开设有沿所述滑块滑动方向贯穿所述滑块且呈U型结构的卡接槽,所述弧形导轨的卡接部能够卡设在所述卡接槽内以实现所述滑块与所述弧形导轨的滑动连接,在所述弧形导轨沿所述滑块滑动方向的两端部位置还固定连接有挡块,所述复位弹簧的两端分别连接在所述滑块和对应侧的所述挡块上。

8.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼,其特征在于,所述脚部组件包括脚底板,所述脚底板通过杆端关节轴承与所述小腿杆转动连接,所述小腿杆靠近所述脚部组件的一端设有安装座,所述安装座的下端以安装座的轴线为中心对称设有两个安装块,所述杆端关节轴承包括球头和球座,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脚底板进行螺纹连接,所述球头呈空心结构且转动连接在所述安装部内,所述球头的空心结构处穿设有安装轴,所述安装轴的两端固定连接在对应位置的安装块上,在两个安装块的外侧还套设有第一减震弹簧,第一减震弹簧的两端分别固定在安装座和脚底板的上端。

9.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼,其特征在于,所述臀部组件包括腰部卡壳和合页组件,所述腰部卡壳上沿轴向方向开设有贯穿所述腰部卡壳的安装通孔,在所述腰部卡壳的轴向两端均设有腰部伸缩杆,所述腰部伸缩杆靠近所述腰部卡壳的一端滑动伸入到安装通孔内,且所述腰部伸缩杆伸入到安装通孔的部分与所述腰部卡壳通过第一紧定螺钉进行连接,在所述腰部伸缩杆远离所述腰部卡壳的一端通过第一纵向转动连接件转动连接有第一旋转臂,以与人体髋关节的内收和外展运动相适应,所述第一旋转臂远离其连接所述腰部伸缩杆的一端与对应位置的所述合页组件进行竖向转动连接,所述合页组件包括多个竖向转动连接的合页,且在所述合页组件远离其连接所述第一旋转臂的一端还通过第一竖向转动连接件连接有第二旋转臂,所述第二旋转臂远离其连接所述合页组件的一端还通过第一轴向转动连接件转动连接有竖向设置的支撑架,在所述支撑架靠近所述第二旋转臂的一端开设有连接凹槽,所述第二旋转臂靠近所述支撑架的一端伸入到连接凹槽内并与所述支撑架转动连接,在连接凹槽处的所述支撑架上还设有三角限位块,所述三角限位块上开设有三角限位槽,初始状态下,所述第二旋转臂的下侧卡接在三角限位槽内并与所述三角限位块相抵,以对人体髋关节的前屈和后伸运动进行限位支撑。

10.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼,其特征在于,所述大腿杆包括大腿上部小杆、大腿中部大杆和大腿下部小杆,所述大腿中部大杆的下端沿其长度方向设有贯穿所述大腿中部大杆的第一滑动槽,第一滑动槽靠近所述大腿下部小杆一端的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿中部大杆的第一限位孔,在所述大腿下部小杆的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿下部小杆的第一连接孔,所述大腿下部小杆的上端伸入到第一滑动槽内,且第一连接孔与对应位置的第一限位孔之间通过第一连接螺钉进行连接;在所述支撑架靠近所述大腿上部小杆的一端沿其长度方向依次开设有第一安装槽和第二安装槽,第一安装槽的直径大于第二安装槽的直径,所述大腿上部小杆的上端穿过第一安装槽后伸入到第二安装槽内,且所述大腿上部小杆的上端伸入到第二安装槽的部分与所述支撑架之间通过第一紧固螺钉进行连接,在所述大腿上部小杆的外侧还套设有第二减震弹簧,所述第二减震弹簧的上端伸入到第一安装槽内,且所述第二减震弹簧伸入到第一安装槽内的部分通过第二紧固螺钉与所述支撑架固定连接,在所述大腿中部大杆上还设有弹簧安装座,所述大腿上部小杆的下端伸入到第一滑动槽内,且所述大腿中部大杆、所述大腿上部小杆和所述弹簧安装座通过第三紧固螺钉进行连接,所述弹簧安装座靠近所述第二减震弹簧的一端开设有第三安装槽,所述第二减震弹簧的下端套设在所述大腿中部大杆外,且所述第二减震弹簧的下端伸入到第三安装槽内,所述第二减震弹簧伸入到第三安装槽的部分通过第四紧固螺钉与所述弹簧安装座固定连接。