本實用新型涉及人體穿戴設備,尤其涉及外骨骼踝關節實現骨骼足掌和小腿以及下肢連接的穩定運動,減小行走時的不穩定性,增加人體承載能力平衡性的助力柔性平衡機構。
背景技術:
下肢可穿戴式外骨骼設備輔助人體運動行走,確保外骨骼更具有人體相似的生理特征和功能,使穿戴者感受更為舒適,且能充分發揮外骨骼設備的助力輔助優勢,采用柔性活動關節是外骨骼結構發展的重點之一。
當前下肢外骨骼裝備中膝關節裝置設計大部分為剛性鉸鏈結構,于人體配合使用時,使用者會感覺行走很僵硬,主要是人的關節運動為柔性運動,其膝關節的軟組織具有吸震作用,使人體行走時忽略來自地面的沖擊,保持身體行走平衡。但傳統外骨骼未考慮行走減少沖擊的重要性。
技術實現要素:
本實用新型的目的是提供一種柔性且滿足關節運動自由度的緩沖保護裝置,使之接近人體生理運動規律,支撐人體運動,承受人體負重需求。
本實用新型目的是通過以下手段實現的:一種自適應柔性關節外骨骼裝置,在仿生構建人體軟骨組織結構中應用于承載膝關節以下部位,包括大腿柔性助力機構1、與大腿柔性助力機構鉸接的小腿連接機構2及與小腿連接機構鉸接的足部穿戴承力機構。大腿柔性旋轉助力機構1中,由上拉壓碟簧8和下拉壓碟簧9構成拉壓碟簧機構,小腿連接桿13為T形桿件,上拉壓碟簧8和下拉壓碟簧9分置于小腿連接桿T形頭的上下兩側并通過膝關節旋轉軸連接機構11與人體大腿固定;小腿連接機構2為一條板,其上端與大腿柔性旋轉助力機構1鉸接,下端通過銷4聯接足部穿戴承力機構,將外骨骼載力傳導致地面。
本實用新型運用人體工程學原理于人體助力行走的外骨骼裝置,在人體踝關節處,小腿與足部連接設計一種膝關節助力減震裝置,配合人體運動,使人機具有更好的耦合性。
附圖說明
圖1為本實用新型自適應柔性關節外骨骼裝置右腿固定結構示意圖。
圖2為圖1K部左視圖。
圖3為柔性關節外骨骼局部結構圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型方法做進一步的詳述。
本實用新型自適應柔性關節外骨骼裝置,在仿生構建人體軟骨組織結構中應用于承載膝關節以下部位,包括大腿柔性助力機構1、與大腿柔性助力機構鉸接的小腿連接機構2及與小腿連接機構鉸接的足部穿戴承力機構。在大腿柔性旋轉助力機構1中,由上拉壓碟簧8和下拉壓碟簧9構成拉壓碟簧機構,小腿連接桿13為T形桿件,上拉壓碟簧8和下拉壓碟簧9分置于小腿連接桿T形頭的上下兩側并通過腿套5與人體大腿固定;小腿連接機構2為一條板,其上端與大腿柔性旋轉助力機構1鉸接,下端通過銷4聯接足部穿戴承力機構,將外骨骼載力傳導致地面。圖中:3為鉸接大腿柔性助力機構1和小腿連接機構2的連接銷,10為碟簧上封頭,12為碟簧下封頭,6為立于鞋體板7上的腳跟靠板。
這樣,當小腿連接機構2運動壓載時,小腿連接桿13上移,上拉壓碟簧8受壓壓縮,下拉壓碟簧9延伸。
小腿連接機構2和足部鞋體鉸接,將外骨骼載力傳導致地面,足部與鞋體板7連接采用粘帶扣5連接。