十自由度下肢助行裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種十自由度下肢助行裝置，其大腿支撐桿的上端通過髖關節(jié)球面副安裝于腰部支撐架下部，小腿支撐桿通過膝關節(jié)轉動副安裝于大腿支撐桿下端，腳部組件通過踝關節(jié)球面副安裝于小腿支撐桿下端，大腿支撐桿與腰部支撐架之間安裝有髖關節(jié)主驅動器，大腿支撐桿與小腿支撐桿之間安裝有膝關節(jié)主動驅動器，小腿支撐桿與腳部組件之間安裝有踝關節(jié)主驅動器，腰部支撐架與大腿支撐桿的外側安裝膝關節(jié)輔助驅動器，小腿支撐桿與腳部組件外側安裝踝關節(jié)輔助驅動器。本實用新型結構設計科學合理，每條腿都具有五個自由度，從而實現(xiàn)輔助支撐下肢癱瘓患者重新站立行走的目的，具有動力操作同時具有自主平衡性，是一種具有較高創(chuàng)新性的動力式下肢助行裝置。
【專利說明】十自由度下肢助行裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及下肢助行裝置，特別是一種輔助支撐下肢癱瘓患者重新站立行走的具有動力操作和自主平衡性的十自由度下肢助行裝置。
【背景技術】
[0002]動力式助行器工程是現(xiàn)代科學技術進步與人體康復需求相結合的成果，目的是研究開發(fā)對下肢癱瘓者進行行走功能評估、診斷、恢復、步行代償以及護理所需的各種助行設備。目前，世界上約有10余家實驗室在從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礙患者的康復，很少有用于幫助下肢癱瘓者重新站立行走的裝置的研究。且現(xiàn)有的研究多是采用電機直接驅動或是氣動，造價也都比較昂貴。
【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種幫助下肢癱瘓者重新站立行走的具有動力操作和自主平衡性的十自由度下肢助行裝置。
[0004]本實用新型解決其技術問題是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]一種十自由度下肢助行裝置，其由腰部支撐架及對稱位于腰部支撐架兩側下部的下肢組件構成，該下肢組件均由大腿支撐桿、小腿支撐桿、腳部組件、髖關節(jié)球面副、膝關節(jié)轉動副、踝關節(jié)球面副、髖關節(jié)主驅動器、膝關節(jié)主驅動器、踝關節(jié)主驅動器、髖關節(jié)輔助驅動器及踝關節(jié)輔助驅動器構成，大腿支撐桿的上端通過髖關節(jié)球面副安裝于腰部支撐架下部，小腿支撐桿通過膝關節(jié)轉動副安裝于大腿支撐桿下端，腳部組件通過踝關節(jié)球面副安裝于小腿支撐桿下端，大腿支撐桿與腰部支撐架之間安裝有髖關節(jié)主驅動器，大腿支撐桿與小腿支撐桿之間安裝有膝關節(jié)主動驅動器，小腿支撐桿與腳部組件之間安裝有踝關節(jié)主驅動器，腰部支撐架與大腿支撐桿的外側安裝膝關節(jié)輔助驅動器，小腿支撐桿與腳部組件外側安裝踝關節(jié)輔助驅動器。
[0006]而且，所述的腰部支撐架、大腿支撐桿中部、小腿支撐桿中部和腳部組件均設置有緊固帶。
[0007]而且，所述的腰部支撐架由腰部主支撐桿及對稱的兩腰側桿通過直角連接件固裝--? 。
[0008]而且，所述的腳部組件由腳側板及腳底板構成，腳底板由前腳板及后腳板采用彈性件連接而成，后腳板與腳側板垂直固裝。
[0009]而且，所述髖關節(jié)主驅動器、膝關節(jié)主驅動器、踝關節(jié)主驅動器、髖關節(jié)輔助驅動器及踝關節(jié)輔助驅動器均采用電動推桿。
[0010]而且，所述髖關節(jié)主驅動器、膝關節(jié)主驅動器、踝關節(jié)主驅動器、髖關節(jié)輔助驅動器及踝關節(jié)輔助驅動器均連接至一控制器。
[0011]本實用新型的優(yōu)點和有益效果為:
[0012]1.本實用新型的十自由度下肢助行裝置，每條下肢組件都具有五個自由度(包括髖關節(jié)的屈伸自由度和外展內收自由度，膝關節(jié)的屈伸自由度，踝關節(jié)的屈伸自由度和外展內收自由度)，并且通過各驅動器(電動推桿)對每個自由度都進行驅動，通過對髖關節(jié)、膝關節(jié)和踝關節(jié)的屈伸自由度進行驅動實現(xiàn)模擬人體正常行走時的運動。通過對踝關節(jié)和髖關節(jié)的外展內收自由度進行驅動實現(xiàn)對助行器重心位置的調節(jié)，從而使重心能夠落在行走時的支撐多邊形之內，實現(xiàn)助在行器行走時能自主的保持平衡。
[0013]2.本實用新型的十自由度下肢助行裝置，腳底板采用分離的前腳板和后腳板通過彈簧片連接組成，解放了腳趾關節(jié)的自由度。
[0014]3.本實用新型的十自由度下肢助行裝置，腰部支撐架以及大小腿桿件都采用市面上的標準鋁型材，在保證強度的同時減輕助行器重量，降低了成本。
[0015]4.本實用新型結構設計科學合理，每條腿都具有五個自由度，從而實現(xiàn)輔助支撐下肢癱瘓患者重新站立行走的目的，具有動力操作同時具有自主平衡性，是一種具有較高創(chuàng)新性的動力式下肢助行裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0017]圖2為圖1的左視圖。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0019]1-腰部主支撐桿、2-直角連接件、3-兩腰側桿、4-髖關節(jié)球面副、5-髖關節(jié)輔助驅動器、6-髖關節(jié)主驅動器、7-膝關節(jié)轉動副、8-小腿支撐桿、9-踝關節(jié)輔助驅動器、10-踝關節(jié)球面副、11-膝關節(jié)主驅動器、12-大腿支撐桿、13-踝關節(jié)主驅動器、14-腳側板、15-后腳板、16-彈性件、17-前腳板。
【具體實施方式】
[0020]下面通過具體實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。
[0021]一種十自由度下肢助行裝置，其由腰部支撐架及對稱位于腰部支撐架兩側下部的下肢組件構成。腰部支撐架由腰部主支撐桿I及對稱的兩腰側桿3通過直角連接件2固裝--? 。
[0022]下肢組件均由大腿支撐桿12、小腿支撐桿8、腳部組件、髖關節(jié)球面副4、膝關節(jié)轉動副7、踝關節(jié)球面副10、髖關節(jié)主驅動器6、膝關節(jié)主驅動器11、踝關節(jié)主驅動器13、髖關節(jié)輔助驅動器5及踝關節(jié)輔助驅動器9構成。大腿支撐桿的上端通過髖關節(jié)球面副安裝于腰部支撐架下部，小腿支撐桿通過膝關節(jié)轉動副安裝于大腿支撐桿下端，腳部組件通過踝關節(jié)球面副安裝于小腿支撐桿下端，大腿支撐桿與腰部支撐架之間安裝有髖關節(jié)主驅動器，大腿支撐桿與小腿支撐桿之間安裝有膝關節(jié)主動驅動器，小腿支撐桿與腳部組件之間安裝有踝關節(jié)主驅動器，腰部支撐架與大腿支撐桿的外側安裝膝關節(jié)輔助驅動器，小腿支撐桿與腳部組件外側安裝踝關節(jié)輔助驅動器。
[0023]腳部組件由腳側板14及腳底板構成，腳底板由前腳板17及后腳板15采用彈性件16連接而成，后腳板與腳側板垂直固裝。
[0024]腰部支撐架、大腿支撐桿中部、小腿支撐桿中部和腳部組件均設置有緊固帶。通過固定件將緊固帶固定在腰部支撐架、大腿支撐桿中部、小腿支撐桿中部和腳部組件上即可，本實施例的圖中省略了緊固帶。
[0025]髖關節(jié)主驅動器、膝關節(jié)主驅動器、踝關節(jié)主驅動器、髖關節(jié)輔助驅動器及踝關節(jié)輔助驅動器均采用電動推桿。髖關節(jié)主驅動器、膝關節(jié)主驅動器、踝關節(jié)主驅動器、髖關節(jié)輔助驅動器及踝關節(jié)輔助驅動器均連接至一控制器?？刂破骺梢怨潭ㄔ谘恐渭苌希苑奖闶謩娱_啟及操控。
[0026]本實用新型的十自由度下肢助行裝置的工作原理為:
[0027]使用時，穿戴者通過緊固帶將該助行器與大小腿、腰部、腳部固定，啟動后，中央處理器會按照預先編訂的程序控制電動推桿的伸縮運動，在髖關節(jié)和踝關節(jié)處，通過電動推桿有規(guī)律的伸縮運動，實現(xiàn)這兩個關節(jié)的屈伸運動和外展內收運動。在膝關節(jié)處，通過電動推桿有規(guī)律的伸縮運動實現(xiàn)它在矢狀面內的屈伸運動。通過各個電動推桿之間有規(guī)律的伸縮運動，實現(xiàn)下肢助行器的擬人運動，從而輔助下肢癱患者重新站立行走。
[0028]盡管為說明目的公開了本實用新型的實施例和附圖，但是本領域的技術人員可以理解:在不脫離本實用新型及所附權利要求的精神和范圍內，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本實用新型的范圍不局限于實施例和附圖所公開的內容。
【權利要求】
1.一種十自由度下肢助行裝置，其特征在于:由腰部支撐架及對稱位于腰部支撐架兩側下部的下肢組件構成，該下肢組件均由大腿支撐桿、小腿支撐桿、腳部組件、髖關節(jié)球面畐O、膝關節(jié)轉動副、踝關節(jié)球面副、髖關節(jié)主驅動器、膝關節(jié)主驅動器、踝關節(jié)主驅動器、髖關節(jié)輔助驅動器及踝關節(jié)輔助驅動器構成，大腿支撐桿的上端通過髖關節(jié)球面副安裝于腰部支撐架下部，小腿支撐桿通過膝關節(jié)轉動副安裝于大腿支撐桿下端，腳部組件通過踝關節(jié)球面副安裝于小腿支撐桿下端，大腿支撐桿與腰部支撐架之間安裝有髖關節(jié)主驅動器，大腿支撐桿與小腿支撐桿之間安裝有膝關節(jié)主動驅動器，小腿支撐桿與腳部組件之間安裝有踝關節(jié)主驅動器，腰部支撐架與大腿支撐桿的外側安裝膝關節(jié)輔助驅動器，小腿支撐桿與腳部組件外側安裝踝關節(jié)輔助驅動器。
2.根據權利要求1所述的十自由度下肢助行裝置，其特征在于:所述的腰部支撐架、大腿支撐桿中部、小腿支撐桿中部和腳部組件均設置有緊固帶。
3.根據權利要求1所述的十自由度下肢助行裝置，其特征在于:所述的腰部支撐架由腰部主支撐桿及對稱的兩腰側桿通過直角連接件固裝而成。
4.根據權利要求1所述的十自由度下肢助行裝置，其特征在于:所述的腳部組件由腳側板及腳底板構成，腳底板由前腳板及后腳板采用彈性件連接而成，后腳板與腳側板垂直固裝。
5.根據權利要求1所述的十自由度下肢助行裝置，其特征在于:所述髖關節(jié)主驅動器、膝關節(jié)主驅動器、踝關節(jié)主驅動器、髖關節(jié)輔助驅動器及踝關節(jié)輔助驅動器均采用電動推桿。
6.根據權利要求1所述的十自由度下肢助行裝置，其特征在于:所述髖關節(jié)主驅動器、膝關節(jié)主驅動器、踝關節(jié)主驅動器、髖關節(jié)輔助驅動器及踝關節(jié)輔助驅動器均連接至一控制器。
【文檔編號】A61H3/00GK203436523SQ201320391526
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權日:2013年7月2日
【發(fā)明者】張峻霞, 胡俊義, 溫泉, 蘇海, 王新亭, 張琰, 戴鳳智 申請人:天津科技大學