专利名称：自给式下肢助行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及助行装置，特别是一种自给式下肢助行器。
背景技术：
动力式助行器工程是现代科学技术进步与人体康复需求相结合的成果，目的是研究开发对下肢瘫痪者进行行走功能评估、诊断、恢复、步行代偿以及护理所需的各种助行设备。目前，世界上约有10余家实验室在从事可穿戴型助行器的研究，且大多是用于正常人的助力或是下肢功能障碍患者的康复，很少有用于帮助下肢瘫痪者重新站立行走的装置的研究。且现有的研究多是采用电机直接驱动或是气动，造价也都十分昂贵。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种辅助下肢瘫痪患者重新站立行走的自给式下肢助行器，具有结构合理，使用方便，安全可靠的优点。本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的一种自给式下肢助行器，其特征在于由左右对称设置的腰部支撑架、大腿支撑杆、小腿支撑杆、脚部支撑板、髋关节旋转副、膝关节旋转副、踝关节旋转副、髋关节驱动机构、膝关节驱动机构、大腿紧固带、小腿紧固带构成，腰部支撑架由腰部横向支撑杆及腰部纵向支撑杆构成，腰部纵向支撑杆的下端通过髋关节旋转副连接大腿支撑杆，大腿支撑杆的下端通过膝关节旋转副连接小腿支撑杆，在小腿支撑杆的下端通过踝关节旋转副连接脚部支撑板，腰部纵向支撑杆与大腿支撑杆之间安装髋关节驱动机构，大腿支撑杆与小腿支撑杆之间安装膝关节驱动机构，髋关节驱动机构与膝关节驱动机构均由电机及丝杠螺母传动机构构成，在大腿支撑杆内侧均安装大腿紧固带，在小腿支撑杆内侧均安装小腿紧固带。而且，所述的髋关节驱动机构及膝关节驱动机构的丝杠螺母传动机构均由电机座、上套筒、下套筒、小齿轮、同步齿形带、螺母齿轮、丝杠构成，在电机座上部固装上套筒、 电机座下部固装下套筒，丝杠穿装在上套筒及下套筒内，在丝杠上啮合安装螺母齿轮，电机固装在电机座上，电机通过小齿轮、同步齿形带、螺母齿轮驱动丝杠升降运动。而且，所述的髋关节驱动机构的丝杠螺母传动机构的上套筒上端与腰部纵向支撑杆后侧连接板铰装，丝杠下端与大腿支撑杆后侧连接板铰装。而且，所述的膝关节驱动机构的丝杠螺母传动机构的上套筒上端与大腿支撑杆前侧的连接板铰装，丝杠下端与小腿支撑杆前侧的弧形连接板铰装。而且，所述大腿支撑杆由插拔安装的上支撑杆及下支撑杆构成，上支撑杆及下支撑杆之间通过销钉固定。而且，所述的小腿支撑杆由插拔安装的上支撑杆及下支撑杆构成，上支撑杆及下支撑杆之间通过销钉固定。而且，所述的腰部支撑架的腰部横向支撑杆之间通过销钉连接。而且，所述的髋关节旋转副、膝关节旋转副、踝关节旋转副均为轴承旋转副。
本发明的优点和有益效果为1.本自给式下肢助行器采用腰部支撑架、大腿支撑杆、小腿支撑杆、脚部支撑板等部件形成稳定的人体下肢支撑结构，通过紧固带将助行器在腰部、大腿、小腿和脚部与人体固定，在经过控制编程后，即可通过髋关节驱动机构、膝关节驱动机构带动髋关节及膝关节进行弯曲，从而实现按照正常人体步态带动下肢瘫痪患者进行站立行走的目的，为下肢瘫痪患者的生活提供极大便利。2.本自给式下肢助行器的髋关节驱动机构与膝关节驱动机构均由电机及丝杠螺母传动机构构成，能够很好地模拟人体肌肉运动和人体步态，传动过程平稳、可靠，动作稳定；而且，具有结构简单，成本低，能耗小的优点。3.本自给式下肢助行器的大腿支撑杆、小腿支撑杆均为长度可调节的形式，可根据使用者的身高进行调整，使用方便。4.本自给式下肢助行器的髋关节旋转副、膝关节旋转副、踝关节旋转副均为轴承旋转副，能使转动平稳，顺滑，减小噪音。5.本自给式下肢助行器的在小腿支撑杆与大腿支撑杆之间的膝关节驱动机构的连接处采用弧形连接板连接，可以减少在行走运动中的压应力。6.本发明具有结构设计科学合理，能够帮助下肢瘫痪患者实现站立行走，并且具有运行平稳，支撑可靠，易于生产制作，成本低的优点，是一种具有较高创新性的助行器，具有广泛的市场前景。
图1为本发明的结构示意图(立体图)；图2为本发明的驱动机构的爆炸图。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。一种自给式下肢助行器，其由左右对称设置的腰部支撑架、大腿支撑杆4、小腿支撑杆7、脚部支撑板10、髋关节旋转副3、膝关节旋转副6、踝关节旋转副9、髋关节驱动机构 19、膝关节驱动机构14、大腿紧固带5、小腿紧固带8构成，腰部支撑架由腰部横向支撑杆1 及腰部纵向支撑杆2构成。腰部支撑架的腰部横向支撑杆之间通过销钉连接，可实现轻微的旋转运动。腰部纵向支撑杆的下端通过髋关节旋转副连接大腿支撑杆，大腿支撑杆的下端通过膝关节旋转副连接小腿支撑杆，在小腿支撑杆的下端通过踝关节旋转副连接脚部支撑板。腰部纵向支撑杆与大腿支撑杆之间安装髋关节驱动机构，大腿支撑杆与小腿支撑杆之间安装膝关节驱动机构，髋关节驱动机构与膝关节驱动机构均由电机观及丝杠螺母传动机构构成，在大腿支撑杆内侧均安装大腿紧固带，在小腿支撑杆内侧均安装小腿紧固带。大腿支撑杆由插拔安装的上支撑杆17及下支撑杆15构成，上支撑杆及下支撑杆之间通过销钉固定。小腿支撑杆由插拔安装的上支撑杆12及下支撑杆11构成，上支撑杆及下支撑杆之间通过销钉固定。大、小腿支撑杆均可根据使用者的身高进行调整，使用方便。 髋关节旋转副、膝关节旋转副、踝关节旋转副均为轴承旋转副，能使转动平稳，顺滑，减小噪
髋关节驱动机构及膝关节驱动机构的丝杠螺母传动机构均由电机座22、上套筒 21、下套筒25、小齿轮27、同步齿形带沈、螺母齿轮23、丝杠M及相关配件构成，在电机座上部固装上套筒，电机座下部固装下套筒，丝杠穿装在上套筒及下套筒内，在丝杠上啮合安装螺母齿轮，电机固装在电机座上，小齿轮通过同步齿形带与螺母齿轮减速联动，电机通过小齿轮、同步齿形带、螺母齿轮驱动丝杠升降运动。电机采用maxon伺服电机，并与控制器连接，能够根据控制器的程序动作。髋关节驱动机构的丝杠螺母传动机构的上套筒上端与腰部纵向支撑杆后侧连接板20铰装，丝杠下端与大腿支撑杆后侧连接板18铰装。膝关节驱动机构的丝杠螺母传动机构的上套筒上端与大腿支撑杆前侧的连接板16铰装，丝杠下端与小腿支撑杆前侧的弧形连接板13铰装，该弧形连接板能够有效减少在行走运动中的压应力。本自给式助行器的工作原理为通过大腿紧固带、小腿紧固带将助行器与人体连接，髋关节驱动机构及膝关节驱动机构的电机均由控制器的进行控制，按照设定程序运行，并通过丝杠螺母传动机构驱动丝杠直线运动，从而驱动髋关节和膝关节的弯曲，进而实现人体的行走，本助行器能够很好地模拟人体肌肉运动和人体步态，传动过程平稳可靠。
权利要求
1.一种自给式下肢助行器，其特征在于由左右对称设置的腰部支撑架、大腿支撑杆、 小腿支撑杆、脚部支撑板、髋关节旋转副、膝关节旋转副、踝关节旋转副、髋关节驱动机构、 膝关节驱动机构、大腿紧固带、小腿紧固带构成，腰部支撑架由腰部横向支撑杆及腰部纵向支撑杆构成，腰部纵向支撑杆的下端通过髋关节旋转副连接大腿支撑杆，大腿支撑杆的下端通过膝关节旋转副连接小腿支撑杆，在小腿支撑杆的下端通过踝关节旋转副连接脚部支撑板，腰部纵向支撑杆与大腿支撑杆之间安装髋关节驱动机构，大腿支撑杆与小腿支撑杆之间安装膝关节驱动机构，髋关节驱动机构与膝关节驱动机构均由电机及丝杠螺母传动机构构成，在大腿支撑杆内侧均安装大腿紧固带，在小腿支撑杆内侧均安装小腿紧固带。
2.根据权利要求1所述的自给式下肢助行器，其特征在于所述的髋关节驱动机构及膝关节驱动机构的丝杠螺母传动机构均由电机座、上套筒、下套筒、小齿轮、同步齿形带、螺母齿轮、丝杠构成，在电机座上部固装上套筒、电机座下部固装下套筒，丝杠穿装在上套筒及下套筒内，在丝杠上啮合安装螺母齿轮，电机固装在电机座上，电机通过小齿轮、同步齿形带、螺母齿轮驱动丝杠升降运动。
3.根据权利要求2所述的自给式下肢助行器，其特征在于所述的髋关节驱动机构的丝杠螺母传动机构的上套筒上端与腰部纵向支撑杆后侧连接板铰装，丝杠下端与大腿支撑杆后侧连接板铰装。
4.根据权利要求2所述的自给式下肢助行器，其特征在于所述的膝关节驱动机构的丝杠螺母传动机构的上套筒上端与大腿支撑杆前侧的连接板铰装，丝杠下端与小腿支撑杆前侧的弧形连接板铰装。
5.根据权利要求1所述的自给式下肢助行器，其特征在于所述大腿支撑杆由插拔安装的上支撑杆及下支撑杆构成，上支撑杆及下支撑杆之间通过销钉固定。
6.根据权利要求1所述的自给式下肢助行器，其特征在于所述的小腿支撑杆由插拔安装的上支撑杆及下支撑杆构成，上支撑杆及下支撑杆之间通过销钉固定。
7.根据权利要求1所述的自给式下肢助行器，其特征在于所述的腰部支撑架的腰部横向支撑杆之间通过销钉连接。
8.根据权利要求1所述的自给式下肢助行器，其特征在于所述的髋关节旋转副、膝关节旋转副、踝关节旋转副均为轴承旋转副。
全文摘要
本发明涉及一种自给式下肢助行器，其由左右对称设置的腰部支撑架、大腿支撑杆、小腿支撑杆、脚部支撑板、髋关节旋转副、膝关节旋转副、踝关节旋转副、髋关节驱动机构、膝关节驱动机构、大腿紧固带、小腿紧固带构成。本发明具有结构设计科学合理，能够帮助下肢瘫痪患者实现站立行走，并且具有运行平稳，支撑可靠，易于生产制作，成本低的优点，是一种具有较高创新性的助行器，具有广泛的市场前景。
文档编号A61H3/00GK102160839SQ20111014185
公开日2011年8月24日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者张峻霞, 曹赛赛, 王新亭, 王泽 , 苏海龙 申请人:天津科技大学