一种重力蓄能辅助行走装置的制作方法

本实用新型涉及外骨骼技术领域，具体涉及一种重力蓄能辅助行走装置。

背景技术：

目前的人体辅助行走装置主要是外骨骼，多用于术后康复医疗，带有智能控制的有动力外骨骼，需要电机、电池、芯片等装置，不仅体积大而且重量较重，成本又比较高，需要定期更换电池或充电，不利于腿部残疾人员或老年人的普及使用。

技术实现要素：

本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种依靠人体自身重力蓄能，减少了抬腿所需的体力消耗的重力蓄能辅助行走装置。

本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种重力蓄能辅助行走装置，包括：

髋关节支架；

支撑轴，水平安装于髋关节支架上；

上摆座，其上端通过轴承Ⅱ转动安装于支撑轴上，其下端安装有大腿摆杆；

膝关节支座，其安装于大腿摆杆的下端，所述膝关节支座中铰接安装有膝关节摆臂；

腰部固定装置，设置于髋关节支架上，用于将重力蓄能辅助行走装置与使用者腰部连接固定；

小腿固定装置，设置于膝关节摆臂上，用于将重力蓄能辅助行走装置与使用者小腿部连接固定；以及

蓄能机构，当使用者大腿在身体后侧时，蓄能机构储能，当使用者大腿向前抬起摆动时，蓄能机构释放能量。

上述腰部固定装置包括安装于髋关节支架上端的连接板以及设置于连接板上的腰带。

上述小腿固定装置包括安装于膝关节摆臂上的小腿绑带。

上述蓄能机构包括转动安装于髋关节支架外圈的轴承Ⅰ、设置于上摆座中的螺孔、插装于螺孔中的弹簧以及旋合于螺孔头端的调节螺栓，支撑轴的轴线相对于轴承Ⅰ的轴线偏心设置，支撑轴的轴线与轴承Ⅰ的轴线相平行，所述弹簧的上端与轴承Ⅰ的外圈圆柱面相接触，其下端与调节螺栓相接触。

为了提高轴向力的支撑，上述支撑轴同轴安装有推力轴承，所述推力轴承夹装于上摆座与髋关节支架之间。

本实用新型的有益效果是：使用时将本重力蓄能辅助行走装置通过腰部固定装置固定于使用者腰部，通过小腿固定装置固定于使用者的小腿部位，在行走过程中，当人体上半身向前倾斜，穿戴重力蓄能辅助行走装置一侧的脚底还没有脱离地面的情况下，形成大腿后摆的状态，此时腰部带动所述重力蓄能辅助行走装置上端向前移动，而小腿与重力蓄能辅助行走装置下端处于滞后的位置状态，在此状态形成的过程中，实现上摆座围绕轴承Ⅱ的轴心向后转动，实现蓄能机构的蓄能，在此过程中人体的人体上半身进行前移或前倾的动作，运用了部分自身的重力做功，部分重力所做的功转换为蓄能机构储蓄的能量，在此情况下进一步行走抬大腿时，小腿抬起时，重力蓄能辅助行走装置围绕轴承Ⅱ的轴心向前回转，蓄能装置释放所储蓄的能量，所释放能量帮助实现大腿的抬腿动作，减少了抬腿所需的体力消耗，以上过程实现了人体在行走过程中，运用部分重力做功辅助行走的效应，对人体行走起到助力作用，特别是给腿部有残疾的人及老年人提供一定有益的行走帮助。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的侧视剖面结构示意图；

图中，1.腰带 2.连接板 3.髋关节支架 4.轴承Ⅰ 5.支撑轴 6.轴承Ⅱ 7.上摆座 8.螺孔 9.弹簧 10.调节螺栓 11.大腿摆杆 12.膝关节支座 13.膝关节摆臂 14.小腿绑带 15.推力轴承。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2对本实用新型做进一步说明。

一种重力蓄能辅助行走装置，包括：髋关节支架3；支撑轴5，水平安装于髋关节支架3上；

上摆座7，其上端通过轴承Ⅱ 6转动安装于支撑轴5上，其下端安装有大腿摆杆11；膝关节支座12，其安装于大腿摆杆11的下端，所述膝关节支座12中铰接安装有膝关节摆臂13；腰部固定装置，设置于髋关节支架3上，用于将重力蓄能辅助行走装置与使用者腰部连接固定；小腿固定装置，设置于膝关节摆臂13上，用于将重力蓄能辅助行走装置与使用者小腿部连接固定；以及蓄能机构，当使用者大腿在身体后侧时，蓄能机构储能，当使用者大腿向前抬起摆动时，蓄能机构释放能量。使用时将本重力蓄能辅助行走装置通过腰部固定装置固定于使用者腰部，通过小腿固定装置固定于使用者的小腿部位，在行走过程中，当人体上半身向前倾斜，穿戴重力蓄能辅助行走装置一侧的脚底还没有脱离地面的情况下，形成大腿后摆的状态，此时腰部带动所述重力蓄能辅助行走装置上端向前移动，而小腿与重力蓄能辅助行走装置下端处于滞后的位置状态，在此状态形成的过程中，实现上摆座7围绕轴承Ⅱ 6的轴心向后转动，实现蓄能机构的蓄能，在此过程中人体的人体上半身进行前移或前倾的动作，运用了部分自身的重力做功，部分重力所做的功转换为蓄能机构储蓄的能量，在此情况下进一步行走抬大腿时，小腿抬起时，重力蓄能辅助行走装置围绕轴承Ⅱ 6的轴心向前回转，蓄能装置释放所储蓄的能量，所释放能量帮助实现大腿的抬腿动作，减少了抬腿所需的体力消耗，以上过程实现了人体在行走过程中，运用部分重力做功辅助行走的效应，对人体行走起到助力作用，特别是给腿部有残疾的人及老年人提供一定有益的行走帮助。

腰部固定装置包括安装于髋关节支架3上端的连接板2以及设置于连接板2上的腰带1。通过腰带1可以方便固定于使用者的腰部。小腿固定装置包括安装于膝关节摆臂13上的小腿绑带14。利用小腿绑带14可以方便固定于使用者的小腿部位。

进一步的，蓄能机构包括转动安装于髋关节支架3外圈的轴承Ⅰ 4、设置于上摆座7中的螺孔8、插装于螺孔8中的弹簧9以及旋合于螺孔8头端的调节螺栓10，支撑轴5的轴线相对于轴承Ⅰ 4的轴线偏心设置，支撑轴5的轴线与轴承Ⅰ 4的轴线相平行，弹簧9的上端与轴承Ⅰ 4的外圈圆柱面相接触，其下端与调节螺栓10相接触。当人体上半身前移或前倾大腿相对向后摆动时，上摆座7随着大腿一起围绕轴承Ⅱ 6的轴心向后转动，当人的大腿在身体后侧位置时，由于支撑轴5相对髋关节支架3偏心安装，此时支撑轴的轴心距离弹簧9与轴承Ⅰ 4接触点的距离最远，弹簧9受到压缩储蓄能量，当大腿向前抬起摆动，上摆座7随着大腿一起围绕轴承Ⅱ 6的轴心向前转动，被压缩的弹簧9从被压缩状态向外伸长释放能量，辅助大腿抬起。

优选的，支撑轴5同轴安装有推力轴承15，推力轴承15夹装于上摆座7与髋关节支架3之间。推力轴承5可以承受较大的轴线力，防止上摆座7与髋关节支架3之间的受力磨损。