一种无源可穿戴下肢外骨骼的制作方法

本发明涉及康复装置领域，具体地说是一种无源可穿戴下肢外骨骼。

背景技术：

1、目前国内外多数外骨骼采用有电源方案并利用一体化集成关节进行关节助力，这种外骨骼的设计使外骨骼结构重量较大，成本较高，而且外骨骼本体也比较笨重，不方便携带及运输，维护及保养成本较高，另外由于外骨骼使用了外部电源，导致外骨骼续航能力较差，满载使用时间一般仅为4～6小时，而且大量用电设备的引入也增加了操作的复杂程度，十分不便于老年人等群体操作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无源可穿戴下肢外骨骼，关节采用变刚度结构设计，用户可根据自身情况自主调节关节助力大小，并可以根据用户身高情况调节高度，整体结构紧凑轻巧，操作简单方便，即使老年人及小孩也可以轻松操作。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种无源可穿戴下肢外骨骼，包括腰部调节组件、变刚度助力关节组件、踝关节支撑组件、第一连杆和第二连杆，其中腰部调节组件两侧均设有髋关节调节杆，且所述髋关节调节杆与对应侧最上端的变刚度助力关节组件连接，位于同侧的变刚度助力关节组件通过第一连杆依次连接，最下端的变刚度助力关节组件通过第二连杆与对应侧的踝关节支撑组件连接，所述变刚度助力关节组件包括关节内盒体和关节外盒体，且关节内盒体上设有安装轴与关节外盒体转动连接，关节内盒体和关节外盒体之间依次设有弹性件内圈固定套、弹性件外圈固定套、弹性件和调节圈，其中弹性件内圈固定套套装于安装轴上且一侧与关节外盒体固连，另一侧与弹性件内圈固连，弹性件外圈一侧与弹性件外圈固定套固连、另一侧与调节圈固连，关节外盒体内设有腰形孔、外侧设有按压盖，且所述按压盖上设有压块穿过对应的腰形孔，调节圈外侧设有卡块，所述关节内盒体内设有卡槽，且卡块设于对应的卡槽中。

4、所述弹性件包括外环和设于外环中的折叠弹片，所述外环内壁上设有弹性件外孔座，且所述折叠弹片一端与对应的弹性件外孔座固连，另一端设有弹性件内孔座，所述弹性件内圈固定套外侧设有第一孔座，所述弹性件外圈固定套内侧设有第二孔座，且所述弹性件内孔座、第一孔座和设于关节外盒体中部的螺纹孔分别通过第一螺钉对应连接，所述弹性件外孔座、第二孔座和设于调节圈上的连接孔分别通过第二螺钉对应连接。

5、各个折叠弹片沿着圆周方向均布，并且所述折叠弹片呈蛇形层叠结构。

6、所述关节内盒体上侧设有上卡槽座，且所述上卡槽座内设有调节板卡扣，所述上卡槽座一侧设有第一绑带固定件、另一侧设有第二绑带固定件。

7、所述关节外盒体下侧设有下卡槽座，且所述下卡槽座上设有多个弹珠孔。

8、所述腰部调节组件包括腰部背板、腰部侧杆和腰部扶手，其中腰部背板两侧均设有腰部侧杆，且腰部侧杆的自由端均设有腰部扶手，髋关节调节杆上端与对应侧的腰部扶手端部铰接。

9、两侧腰部侧杆相邻端通过一个卡簧管连接，所述卡簧管穿过一个管套,并且所述管套通过背部卡扣固定在设于腰部背板上的安装卡槽中。

10、所述腰部扶手自由端设有耳板座，所述耳板座一侧设有安装内壳、另一侧设有安装外壳，且所述安装内壳上设有连接轴穿过所述耳板座和髋关节调节杆上端通孔后与安装外壳固连。

11、所述踝关节支撑组件包括小腿侧板和鞋托，其中小腿侧板上端设有卡扣固定板，且所述卡扣固定板内设有小腿卡扣，所述小腿侧板下端与所述鞋托转动连接，所述卡扣固定板一侧设有第一绑带固定件，另一侧设有第二绑带固定件。

12、所述小腿侧板下端一侧设有踝关节外壳，另一侧设有踝关节内壳，所述踝关节内壳上设有踝关节连接轴，且所述踝关节连接轴依次穿过所述鞋托一侧的侧板和小腿侧板下端后与另一侧的踝关节外壳固连。

13、本发明的优点与积极效果为：

14、1、本发明采用无源设计理念，有效解决了由于电池技术导致的外骨骼续航困扰，关节采用变刚度结构设计，用户可根据自身情况，自主调节关节助力大小，操作简单方便，即使老年人及小孩也可以轻松操作。

15、2、本发明各个组件安装方便，并且可以根据用户身高情况调节高度，另外整体结构紧凑轻巧，方便携带和运输。

技术特征：

1.一种无源可穿戴下肢外骨骼，其特征在于：包括腰部调节组件(37)、变刚度助力关节组件(38)、踝关节支撑组件(39)、第一连杆(35)和第二连杆(36)，其中腰部调节组件(37)两侧均设有髋关节调节杆(6)，且所述髋关节调节杆(6)与对应侧最上端的变刚度助力关节组件(38)连接，位于同侧的变刚度助力关节组件(38)通过第一连杆(35)依次连接，最下端的变刚度助力关节组件(38)通过第二连杆(36)与对应侧的踝关节支撑组件(39)连接，所述变刚度助力关节组件(38)包括关节内盒体(12)和关节外盒体(14)，且关节内盒体(12)上设有安装轴(121)与关节外盒体(14)转动连接，关节内盒体(12)和关节外盒体(14)之间依次设有弹性件内圈固定套(20)、弹性件外圈固定套(21)、弹性件(22)和调节圈(24)，其中弹性件内圈固定套(20)套装于安装轴(121)上且一侧与关节外盒体(14)固连，另一侧与弹性件(22)内圈固连，弹性件(22)外圈一侧与弹性件外圈固定套(21)固连、另一侧与调节圈(24)固连，关节外盒体(14)内设有腰形孔(141)、外侧设有按压盖(15)，且所述按压盖(15)上设有压块(151)穿过对应的腰形孔(141)，调节圈(24)外侧设有卡块(241)，所述关节内盒体(12)内设有卡槽，且卡块(241)设于对应的卡槽中。

2.根据权利要求1所述的无源可穿戴下肢外骨骼，其特征在于：所述弹性件(22)包括外环(224)和设于外环(224)中的折叠弹片(222)，所述外环(224)内壁上设有弹性件外孔座(221)，且所述折叠弹片(222)一端与对应的弹性件外孔座(221)固连，另一端设有弹性件内孔座(223)，所述弹性件内圈固定套(20)外侧设有第一孔座(201)，所述弹性件外圈固定套(21)内侧设有第二孔座(211)，且所述弹性件内孔座(223)、第一孔座(201)和设于关节外盒体(14)中部的螺纹孔分别通过第一螺钉对应连接，所述弹性件外孔座(221)、第二孔座(211)和设于调节圈(24)上的连接孔分别通过第二螺钉对应连接。

3.根据权利要求2所述的无源可穿戴下肢外骨骼，其特征在于：各个折叠弹片(222)沿着圆周方向均布，并且所述折叠弹片(222)呈蛇形层叠结构。

4.根据权利要求1所述的无源可穿戴下肢外骨骼，其特征在于：所述关节内盒体(12)上侧设有上卡槽座(122)，且所述上卡槽座(122)内设有调节板卡扣(13)，所述上卡槽座(122)一侧设有第一绑带固定件(16)、另一侧设有第二绑带固定件(17)。

5.根据权利要求1所述的无源可穿戴下肢外骨骼，其特征在于：所述关节外盒体(14)下侧设有下卡槽座(142)，且所述下卡槽座(142)上设有多个弹珠孔。

6.根据权利要求1所述的无源可穿戴下肢外骨骼，其特征在于：所述腰部调节组件(37)包括腰部背板(5)、腰部侧杆(2)和腰部扶手(7)，其中腰部背板(5)两侧均设有腰部侧杆(2)，且腰部侧杆(2)的自由端均设有腰部扶手(7)，髋关节调节杆(6)上端与对应侧的腰部扶手(7)端部铰接。

7.根据权利要求6所述的无源可穿戴下肢外骨骼，其特征在于：两侧腰部侧杆(2)相邻端通过一个卡簧管(1)连接，所述卡簧管(1)穿过一个管套(4),并且所述管套(4)通过背部卡扣(3)固定在设于腰部背板(5)上的安装卡槽中。

8.根据权利要求6所述的无源可穿戴下肢外骨骼，其特征在于：所述腰部扶手(7)自由端设有耳板座，所述耳板座一侧设有安装内壳(8)、另一侧设有安装外壳(10)，且所述安装内壳(8)上设有连接轴穿过所述耳板座和髋关节调节杆(6)上端通孔后与安装外壳(10)固连。

9.根据权利要求1所述的无源可穿戴下肢外骨骼，其特征在于：所述踝关节支撑组件(39)包括小腿侧板(27)和鞋托(30)，其中小腿侧板(27)上端设有卡扣固定板(25)，且所述卡扣固定板(25)内设有小腿卡扣(26)，所述小腿侧板(27)下端与所述鞋托(30)转动连接，所述卡扣固定板(25)一侧设有第一绑带固定件(16)，另一侧设有第二绑带固定件(17)。

10.根据权利要求9所述的无源可穿戴下肢外骨骼，其特征在于：所述小腿侧板(27)下端一侧设有踝关节外壳(28)，另一侧设有踝关节内壳(31)，所述踝关节内壳(31)上设有踝关节连接轴，且所述踝关节连接轴依次穿过所述鞋托(30)一侧的侧板和小腿侧板(27)下端后与另一侧的踝关节外壳(28)固连。

技术总结
本发明涉及一种无源可穿戴下肢外骨骼，其中腰部调节组件两侧设有髋关节调节杆，髋关节调节杆与对应最上端变刚度助力关节组件连接，变刚度助力关节组件通过第一连杆连接，最下端变刚度助力关节组件通过第二连杆与对应踝关节支撑组件连接，变刚度助力关节组件包括关节内盒体和关节外盒体，关节内盒体和关节外盒体之间设有弹性件内圈固定套、弹性件外圈固定套、弹性件和调节圈，弹性件内圈固定套与关节外盒体和弹性件内圈固连，弹性件外圈与弹性件外圈固定套和调节圈固连，关节外盒体外侧设有按压盖，且按压盖上设有压块穿过关节外盒体，调节圈外侧设有卡块设于关节内盒体对应的卡槽中。本发明可自主调节关节助力大小，并可根据用户身高调节高度。

技术研发人员：李刚,包仁人,花鹏,王禹,孙仲良
受保护的技术使用者：沈阳新松机器人自动化股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13