一种外骨骼装置的制作方法

本技术属于辅助装置机械，尤其涉及一种外骨骼装置。

背景技术：

1、对于下肢肢体障碍或行走困难的人员，如何帮助他们站立行走成为一个热点研究问题，因此，市面上开始出现有可穿戴外骨骼机器人来辅助人们进行行走锻炼，但是现有的设计过于追求外骨骼机器人和人体自由度之间的匹配导致外骨骼机器人的结构上越来越复杂，且现有的外骨骼都缺少一定的交互功能，使用者只是被动的跟随外骨骼行走。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单、具有人机交互功能的外骨骼装置。

2、本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种外骨骼装置，包括髋关节支架、大腿支架、小腿支架和脚底板支架，所述大腿支架、所述小腿支架与所述脚底板支架上均设置有绑带，且所述大腿支架包括连接件与驱动件，所述连接件的一端与驱动件在冠状面转动连接，所述连接件的另一端与小腿支架在矢状面转动连接，所述驱动件与髋关节支架在矢状面转动连接，所述小腿支架与脚底板支架之间转动连接，且所述驱动件与髋关节支架之间、所述小腿支架与连接件之间均设置有转动驱动件以驱动大腿支架、小腿支架进行转动，带动使用者在矢状面进行行走。

3、在上述的一种外骨骼装置中，所述脚底板支架包括脚底板和连接板，所述脚底板与所述连接板之间为可拆卸连接，所述连接板与所述小腿支架转动连接，所述绑带设置在所述脚底板上。

4、在上述的一种外骨骼装置中，所述连接板为l形，所述连接板的竖直段与小腿支架转动连接，所述连接板的水平段与所述脚底板之间为可拆卸连接。

5、在上述的一种外骨骼装置中，所述脚底板为尼龙材质，所述连接板为铝合金材质。

6、在上述的一种外骨骼装置中，所述连接件与小腿支架之间设置有第一长度调节单元，所述脚底板支架与所述小腿支架之间设置有第二长度调节单元。

7、在上述的一种外骨骼装置中，所述第一长度调节单元包括设置在连接件上的第一调节槽，所述第一调节槽内设置有可相对第一调节槽进行滑动的第一调节板，且所述第一调节板靠近小腿支架的一端与小腿支架转动连接，所述第一调节板与所述连接件之间还设置有第一锁定件，将第一调节板在连接件上的位置进行固定，且使得所述第一调节板相对连接件的位置可调。

8、在上述的一种外骨骼装置中，所述第二长度调节单元包括设置在小腿支架上的第二调节槽，所述第二调节槽内设置有可相对第二调节槽进行滑动的第二调节板，且所述第二调节板靠近脚底板的一端与脚底板转动连接，所述第二调节板与所述小腿支架之间还设置有第二锁定件，将第二调节板在小腿支架上的位置进行锁定，且使得第二调节板相对小腿支架的位置可调。

9、在上述的一种外骨骼装置中，所述小腿支架上的绑带处设置有肌电传感器，所述脚底板上设置有足底压力传感器。

10、在上述的一种外骨骼装置中，所述转动驱动件包括分别固定设置在髋关节支架和小腿支架上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴分别与驱动件、小腿支架驱动连接，控制驱动件与小腿支架在矢状面转动，辅助人员进行行走。

11、在上述的一种外骨骼装置中，所述小腿支架、所述髋关节支架和所述连接件上均设置有壳体进行包围保护。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

13、(1)、一种外骨骼装置，包括髋关节支架、大腿支架、小腿支架和脚底板支架，髋关节处有两个自动度、膝关节处有一个自由度、踝关节处有一个自由度，保证人体在矢状面行走自由度的同时使得该外骨骼结构更加简化和便于控制；

14、(2)、且大腿支架包括连接件与驱动件，连接件的两端分别与驱动件、小腿支架转动连接，且驱动件与大腿支架之间还设置有转动驱动件对驱动件进行转动驱动，使得髋关节支架与驱动件之间、膝关节处为主动自由度，驱动件为连接件之间、踝关节处为被动自动度，由使用者控制进行屈伸或内外展运动，增加人机交互功能，避免使用者只能跟随外骨骼控制进行行走，可有效提升外骨骼装置的使用舒适度。

技术特征：

1.一种外骨骼装置，其特征在于，包括髋关节支架、大腿支架、小腿支架和脚底板支架，所述大腿支架、所述小腿支架与所述脚底板支架上均设置有绑带，且所述大腿支架包括连接件与驱动件，所述连接件的一端与驱动件在冠状面转动连接，所述连接件的另一端与小腿支架在矢状面转动连接，所述驱动件与髋关节支架在矢状面转动连接，所述小腿支架与脚底板支架之间转动连接，且所述驱动件与髋关节支架之间、所述小腿支架与连接件之间均设置有转动驱动件以驱动大腿支架、小腿支架进行转动，带动使用者在矢状面进行行走。

2.根据权利要求1所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述脚底板支架包括脚底板和连接板，所述脚底板与所述连接板之间为可拆卸连接，所述连接板与所述小腿支架转动连接，所述绑带设置在所述脚底板上。

3.根据权利要求2所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述连接板为l形，所述连接板的竖直段与小腿支架转动连接，所述连接板的水平段与所述脚底板之间为可拆卸连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述脚底板为尼龙材质，所述连接板为铝合金材质。

5.根据权利要求1所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述连接件与小腿支架之间设置有第一长度调节单元，所述脚底板支架与所述小腿支架之间设置有第二长度调节单元。

6.根据权利要求5所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述第一长度调节单元包括设置在连接件上的第一调节槽，所述第一调节槽内设置有可相对第一调节槽进行滑动的第一调节板，且所述第一调节板靠近小腿支架的一端与小腿支架转动连接，所述第一调节板与所述连接件之间还设置有第一锁定件，将第一调节板在连接件上的位置进行固定，且使得所述第一调节板相对连接件的位置可调。

7.根据权利要求5所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述第二长度调节单元包括设置在小腿支架上的第二调节槽，所述第二调节槽内设置有可相对第二调节槽进行滑动的第二调节板，且所述第二调节板靠近脚底板的一端与脚底板转动连接，所述第二调节板与所述小腿支架之间还设置有第二锁定件，将第二调节板在小腿支架上的位置进行锁定，且使得第二调节板相对小腿支架的位置可调。

8.根据权利要求2所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述小腿支架上的绑带处设置有肌电传感器，所述脚底板上设置有足底压力传感器。

9.根据权利要求1所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述转动驱动件包括分别固定设置在髋关节支架和小腿支架上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴分别与驱动件、小腿支架驱动连接，控制驱动件与小腿支架在矢状面转动，辅助人员进行行走。

10.根据权利要求1所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述小腿支架、所述髋关节支架和所述连接件上均设置有壳体进行包围保护。

技术总结
本技术提供了一种外骨骼装置，属于辅助机械技术领域,包括髋关节支架、大腿支架、小腿支架和脚底板支架，且大腿支架包括连接件与驱动件，连接件的一端与驱动件在冠状面转动连接，连接件的另一端与小腿支架在矢状面转动连接，驱动件与髋关节支架在矢状面转动连接，小腿支架与脚底板支架之间转动连接，且驱动件与髋关节支架之间、小腿支架与连接件之间均设置有转动驱动件以驱动大腿支架、小腿支架进行转动，带动使用者在矢状面进行行走；优点是髋关节处有两个自动度、膝关节处有一个自由度、踝关节处有一个自由度，保证人体在矢状面行走自由度的同时使得该外骨骼结构更加简化和便于控制。

技术研发人员：裘焱枫,徐晓东,魏炳胜,诸莹杰,黄勇,包晓刚,胡宇清,张克勤
受保护的技术使用者：宁波工业互联网研究院有限公司
技术研发日：20230129
技术公布日：2024/1/14