利索能及
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专利号: 2022219411462
申请人: 重庆理工大学
专利类型:实用新型
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种下肢外骨骼装置,包括髋关节机构、膝关节机构和踝关节机构,其特征在于,所述髋关节机构包括后背总板和髋关节调节组件,所述髋关节调节组件的轴向两侧对称设有腰间连接管,所述髋关节调节组件包括背部固定板和调节齿轮,所述背部固定板与所述后背总板固定连接,在所述背部固定板上沿竖向方向设有两个调节滑轨,两个所述调节滑轨上均滑动连接有调节齿条,所述调节齿条均与所述调节齿轮啮合,且所述调节齿轮转动时,两个所述调节滑轨上的所述调节齿条沿相反的方向移动,以使得两个所述调节齿条相互靠近或远离,在所述背部固定板上还转动连接有调节转轴,所述调节转轴通过齿轮键与所述调节齿轮连接,以使得转动所述调节转轴时能够同步带动所述调节齿轮转动,两个所述腰间连接管分别连接在两个所述调节齿条上,以使得两个所述调节齿条相互靠近或远离时能够同步带动两个所述腰间连接管靠近或远离,所述膝关节机构包括沿轴向分布的两组膝关节组件,所述腰间连接管远离器连接所述调节齿条的一端与对应侧的所述膝关节组件连接。

2.根据权利要求1所述的下肢外骨骼装置,其特征在于,所述髋关节机构还包括沿轴向分布的两组髋关节驱动组件,所述膝关节组件包括大腿部件,所述大腿部件包括大腿杆和大腿填充杆,所述大腿杆和所述大腿填充杆固定连接,所述髋关节驱动组件包括第一驱动电机、电机固定块和电机固定盖板,所述电机固定块与所述腰间连接管连接,所述第一驱动电机安装在所述电机固定块上,所述电机固定块和所述电机固定盖板固定连接,在所述第一驱动电机的转轴上还套设有电机连接块,所述电机连接块与所述大腿杆固定连接,以使得所述第一驱动电机能够通过所述电机连接块带动所述大腿杆和所述大腿填充杆转动,在所述电机连接块上还套设有第一轴承,在所述大腿填充杆上套设有第二轴承,所述电机固定块套设在所述第一轴承的外圈上,所述电机固定盖板套设在所述第二轴承的外圈上。

3.根据权利要求2所述的下肢外骨骼装置,其特征在于,所述髋关节驱动组件还包括重力补偿组件,所述重力补偿组件包括重力补偿弹簧和第一钢丝拉绳,所述重力补偿弹簧的一端与所述电机固定块连接,所述重力补偿弹簧的另一端与所述第一钢丝拉绳连接,所述第一钢丝拉绳远离其连接所述重力补偿弹簧的一端连接在所述大腿填充杆上,且所述重力补偿弹簧的中心轴线与竖向垂线方向呈设定角度,且所述第一钢丝拉绳与所述大腿填充杆的连接点位于所述重力补偿弹簧中心轴线的延长线上,初始状态时所述第一钢丝拉绳的两端分别位于所述大腿填充杆转动中心的径向两侧。

4.根据权利要求3所述的下肢外骨骼装置,其特征在于,所述膝关节组件还包括膝关节驱动部件和小腿部件,所述膝关节驱动部件包括输入端部件和输出端部件,所述输入端部件包括驱动壳体、输入端圆块、输入端固定板和第二驱动电机,所述驱动壳体与所述后背总板固定连接,所述输入端固定板与所述驱动壳体固定连接,所述第二驱动电机与所述输入端固定板连接,所述输入端圆块与所述第二驱动电机的转轴连接,以使得所述第二驱动电机能够带动所述输入端圆块转动,在所述输入端圆块上还连接有第二钢丝拉绳;

所述输出端部件包括输出端外壳体、输出端连接壳体、输出端圆块和膝关节连接轴,所述输出端外壳体和所述输出端连接壳体均固定连接在所述大腿部件上,所述膝关节连接轴的两端分别固定连接在所述输出端外壳体和所述输出端连接壳体上,所述膝关节连接轴上套设有第三轴承,所述输出端圆块套设在所述第三轴承上,且在所述输出端外壳体上开设有装配孔,所述第二钢丝拉绳远离其连接所述输入端圆块的一端穿过所述装配孔后与所述输出端圆块连接,以使得所述第二驱动电机带动所述输入端圆块转动时,所述输入端圆块能够通过所述第二钢丝拉绳带动所述输出端圆块转动,所述小腿部件与所述输出端圆块固定连接,以使得所述输出端圆块转动时,所述输出端圆块能够带动所述小腿部件绕所述大腿部件摆动。

5.根据权利要求4所述的下肢外骨骼装置,其特征在于,所述膝关节驱动组件还包括位移补偿部件和套管,所述位移补偿部件包括固定挡块、移动挡块和复位弹簧,所述固定挡块固定连接在所述输入端固定板上,所述移动挡块位于所述固定挡块的下侧并与所述输入端固定板竖向滑动连接,以使得所述移动挡块能够沿所述输入端固定板竖向滑动,所述复位弹簧的两端分别连接在所述固定挡块和所述移动挡块上,所述套管的两端分别固定在所述移动挡块和所述输出端外壳体上,且所述第二钢丝拉绳的两端穿过所述套管后再分别与所述输入端圆块和所述输出端圆块连接。

6.根据权利要求5所述的下肢外骨骼装置,其特征在于,所述大腿部件还包括大腿连接杆、大腿调节杆和大腿填充盖,所述输出端外壳体与所述大腿连接杆固定连接,所述输出端连接壳体与所述大腿调节杆固定连接,所述大腿连接杆与所述大腿填充杆固定连接,所述大腿填充盖与所述大腿杆固定连接,在所述大腿杆上还设有大腿调节块,在所述大腿调节块上开设有大腿安装孔和大腿紧固孔,所述大腿调节杆的上端穿过所述大腿安装孔,在所述大腿调节杆上还设有多个大腿连接孔,所述大腿紧固孔能够与不同位置的所述大腿连接孔相对应,且所述大腿紧固孔与对应位置的所述大腿连接孔通过大腿紧固螺钉进行连接。

7.根据权利要求6所述的下肢外骨骼装置,其特征在于,所述踝关节机构包括踝关节连接构件组件、踝关节支撑构件组件和足部组件,所述踝关节连接构件组件包括踝关节壳体、踝关节端盖、踝关节支杆、踝关节套筒、套筒螺钉和复位扭簧,所述踝关节壳体、所述踝关节端盖和所述踝关节套筒通过所述套筒螺钉进行固定连接,所述复位扭簧活动套设在所述踝关节套筒上;

所述踝关节支撑构件组件包括侧端支撑杆和刚性支撑筒,所述侧端支撑杆的上端转动连接在所述套筒螺钉上,且所述复位扭簧的固定端固定连接在所述踝关节壳体上,所述复位扭簧的活动端固定连接在所述侧端支撑杆上,以使得所述侧端支撑杆绕所述套筒螺钉转动时能够带动所述复位扭簧变形并储存能量,在所述刚性支撑筒上开设有安装凹槽,所述侧端支撑杆的下端伸入所述安装凹槽内并与所述刚性支撑筒固定连接;

所述足部组件包括柔性固定套和连接卡扣,所述柔性固定套与所述刚性支撑筒固定连接,所述连接卡扣与所述柔性固定套固定连接。

8.根据权利要求7所述的下肢外骨骼装置,其特征在于,所述小腿部件包括第一小腿杆、第二小腿杆和小腿填充盖,在所述第一小腿杆和所述第二小腿杆固定连接,且所述输出端圆块位于所述第一小腿杆和所述第二小腿杆之间,在所述第二小腿杆上还设有小腿调节块,在所述小腿调节块上开设有小腿安装孔和小腿紧固孔,所述踝关节支杆的上端穿过所述小腿安装孔,在所述踝关节支杆上还设有多个小腿连接孔,所述小腿紧固孔能够与不同位置的所述小腿连接孔相对应,且所述小腿紧固孔与对应位置的所述小腿连接孔通过小腿紧固螺钉进行连接。

9.根据权利要求8所述的下肢外骨骼装置,其特征在于,在所述侧端支撑杆上沿竖向方向开设有多个踝关节连接孔,在所述刚性支撑筒上开设有踝关节紧固孔,所述踝关节紧固孔能够与不同位置的所述踝关节连接孔相对应,且所述踝关节紧固孔和对应位置的所述踝关节连接孔通过踝关节紧固螺钉进行连接。