一种髋关节拉簧助力装置的制作方法

1.本技术涉及步行辅助装置领域，特别是一种髋关节拉簧助力装置。


背景技术：

2.随着我国人口老龄化问题的日益严重，老年人的生活质量受到越来越多的关注。在众多的老龄人口中，有相当一部分老年人患有高血压、中风、肌肉萎缩等疾病，这些老年疾病会引发行走障碍，严重影响患者的日常出行。
3.现有的髋关节外骨骼机器人产品多为电机驱动的有源动力外骨骼机器人，通过电机的扭转力来带动髋关节转动。
4.但是，由电机驱动的髋关节外骨骼机器人体积较大，成本较高，穿戴不方便，因此受众覆盖范围有限，不适用于存在肌肉劳损但是尚可自由行走的轻症患者。


技术实现要素：

5.鉴于所述问题，提出了本技术以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种髋关节拉簧助力装置，包括：
6.一种髋关节拉簧助力装置，包括：腰部连杆、蓄力结构和腿部连杆；
7.所述蓄力结构包括底壳、拉簧、同步板和转动组件；所述底壳设有内凹的容纳腔，所述拉簧和所述同步板均设置于所述容纳腔内；所述转动组件与所述底壳贯穿连接；所述底壳的背面与所述腰部连杆的端部固定连接；所述拉簧的一端固定于所述底壳内壁，另一端与所述同步板的端部固定连接；所述同步板套设于所述转动组件外部并且随所述转动组件转动；所述转动组件贯穿至所述底壳背部的一端与所述腿部连杆的端部固定连接；
8.当穿戴者穿戴所述助力装置时，所述腰部连杆固定于穿戴者的腰部位置；所述腿部连杆固定于穿戴者的下肢位置；所述蓄力结构对应于穿戴者的髋关节位置；
9.当所述助力装置进行蓄能时，所述腿部连杆通过所述转动组件和所述同步板驱动所述拉簧，使所述拉簧蓄能；当所述助力装置释放蓄能时，所述拉簧释放蓄能，通过驱动所述同步板和所述转动组件带动所述腿部连杆转动。
10.优选地，所述转动组件包括与所述底壳贯穿连接的转动轴，以及设置于所述容纳腔内部的弹力调节板；所述弹力调节板套设于所述转动轴外部并且随所述转动轴转动；
11.所述同步板上设有用于调节所述同步板和所述弹力调节板相对位置的定位销，所述同步板通过所述定位销与所述弹力调节板可拆卸连接。
12.优选地，所述弹力调节板上设有用于容置所述定位销的调节孔，所述调节孔包括两个或以上。
13.优选地，所述调节孔以所述转动轴为圆心扇形排列。
14.优选地，所述同步板上设有用于容置所述定位销的限定孔。
15.优选地，所述同步板为对称的长条状结构；所述同步板的中间位置套设于所述转动轴外部；所述限定孔设置于所述同步板远离所述拉簧的端部。
16.优选地，所述转动轴上设有用于间隔所述腿部连杆与所述底壳的第一挡圈，以及用于间隔所述同步板与所述弹力调节板的第二挡圈。
17.优选地，所述蓄力结构还包括面壳；所述面壳与所述底壳的正面边框可拆卸连接。
18.优选地，所述腰部连杆远离所述蓄力结构的端部设有腰带。
19.优选地，所述腿部连杆远离所述蓄力结构的端部设有腿带
20.本技术具有以下优点：
21.在本技术的实施例中，通过腰部连杆、蓄力结构和腿部连杆；所述蓄力结构包括底壳、拉簧、同步板和转动组件；所述底壳设有内凹的容纳腔，所述拉簧和所述同步板均设置于所述容纳腔内；所述转动组件与所述底壳贯穿连接；所述底壳的背面与所述腰部连杆的端部固定连接；所述拉簧的一端固定于所述底壳内壁，另一端与所述同步板的端部固定连接；所述同步板套设于所述转动组件外部并且随所述转动组件转动；所述转动组件贯穿至所述底壳背部的一端与所述腿部连杆的端部固定连接；当穿戴者穿戴所述助力装置时，所述腰部连杆固定于穿戴者的腰部位置；所述腿部连杆固定于穿戴者的下肢位置；所述蓄力结构对应于穿戴者的髋关节位置；当所述助力装置进行蓄能时，所述腿部连杆通过所述转动组件和所述同步板驱动所述拉簧，使所述拉簧蓄能；当所述助力装置释放蓄能时，所述拉簧释放蓄能，通过驱动所述同步板和所述转动组件带动所述腿部连杆转动，可以简化动力来源，利用行走过程中的机械能达到自身助行的目的。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本技术一实施例提供的一种髋关节拉簧助力装置的结构示意图；
24.图2是本技术一实施例提供的一种髋关节拉簧助力装置的正面结构示意图。
25.说明书附图中的附图标记如下：
26.10、腰部连杆；21、底壳；211、拉簧固定环；22、拉簧；23、同步板；231、拉簧固定孔；232、转动孔；233、定位销；234、限定孔；24、转动轴；25、弹力调节板；251、调节孔；26、第一挡圈；27、第二挡圈；28、面壳；30、腿部连杆。
具体实施方式
27.为使本技术的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.参照图1
‑
2，示出了本技术一实施例提供的一种髋关节拉簧助力装置，具体可以包括：腰部连杆10、蓄力结构和腿部连杆30；
29.所述蓄力结构包括底壳21、拉簧22、同步板23和转动组件；所述底壳21设有内凹的容纳腔，所述拉簧22和所述同步板23均设置于所述容纳腔内；所述转动组件与所述底壳21
贯穿连接；所述底壳21的背面与所述腰部连杆10的端部固定连接；所述拉簧22的一端固定于所述底壳21内壁，另一端与所述同步板23的端部固定连接；所述同步板23套设于所述转动组件外部并且随所述转动组件转动；所述转动组件贯穿至所述底壳21背部的一端与所述腿部连杆30的端部固定连接；
30.当穿戴者穿戴所述助力装置时，所述腰部连杆10固定于穿戴者的腰部位置；所述腿部连杆30固定于穿戴者的下肢位置；所述蓄力结构对应于穿戴者的髋关节位置；
31.当所述助力装置进行蓄能时，所述腿部连杆30通过所述转动组件和所述同步板23驱动所述拉簧22，使所述拉簧22蓄能；当所述助力装置释放蓄能时，所述拉簧22释放蓄能，通过驱动所述同步板23和所述转动组件带动所述腿部连杆30转动。
32.在本技术的实施例中，通过腰部连杆10、蓄力结构和腿部连杆30；所述蓄力结构包括底壳21、拉簧22、同步板23和转动组件；所述底壳21设有内凹的容纳腔，所述拉簧22和所述同步板23均设置于所述容纳腔内；所述转动组件与所述底壳21贯穿连接；所述底壳21的背面与所述腰部连杆10的端部固定连接；所述拉簧22的一端固定于所述底壳21内壁，另一端与所述同步板23的端部固定连接；所述同步板23套设于所述转动组件外部并且随所述转动组件转动；所述转动组件贯穿至所述底壳21背部的一端与所述腿部连杆30的端部固定连接；当穿戴者穿戴所述助力装置时，所述腰部连杆10固定于穿戴者的腰部位置；所述腿部连杆30固定于穿戴者的下肢位置；所述蓄力结构对应于穿戴者的髋关节位置；当所述助力装置进行蓄能时，所述腿部连杆30通过所述转动组件和所述同步板23驱动所述拉簧22，使所述拉簧22蓄能；当所述助力装置释放蓄能时，所述拉簧22释放蓄能，通过驱动所述同步板23和所述转动组件带动所述腿部连杆30转动，可以简化动力来源，利用行走过程中的机械能达到自身助行的目的。
33.下面，将对本示例性实施例中一种髋关节拉簧助力装置作进一步地说明。
34.作为一种示例，所述底壳21底面由圆形的转动部以及与所述转动部边缘一体连接的延伸部组成；所述转动部的背面与所述腰部连杆10的端部通过螺栓固定连接；所述转动部的中心轴位置设有所述转动组件；
35.所述同步板23上设有拉簧固定孔231和转动孔232；所述同步板23通过所述转动孔232套设于所述转动组件外部；所述延伸部表面与所述转动部的中心轴相对水平的位置设有拉簧固定环211；所述拉簧22的一端钩挂于所述拉簧固定环211内，另一端钩挂于所述拉簧固定孔231内；
36.当所述同步板23转动到水平位置(即所述拉簧固定孔231、所述转动孔232和所述拉簧固定环211之间构成的夹角为0)时，所述拉簧22处于不受力的自然状态；
37.在一具体实现中，所述腿部连杆30与所述同步板23之间的夹角(即所述拉簧固定孔231、所述转动孔232和所述腿部连杆30远离所述转动组件的端部之间构成的夹角)为135
°
；当所述下肢抬升至最高点(即所述腿部连杆30与水平线的夹角为45
°
)时，所述同步板23位于水平位置，所述拉簧22处于自然状态；当所述下肢处于支撑期时，所述同步板23与水平线的夹角逐渐增大至90
°
，所述拉簧22逐渐由自然状态变化至拉伸状态，从而存储弹性势能；当所述下肢处于迈步期时，所述同步板23与水平线的夹角逐渐减小至0，在此过程中，所述拉簧22释放弹性势能，逐渐由拉伸状态变化至自然状态。
38.本实施例中，所述转动组件包括与所述底壳21贯穿连接的转动轴24，以及设置于
所述容纳腔内部的弹力调节板25；所述弹力调节板25套设于所述转动轴24外部并且随所述转动轴24转动；
39.所述同步板23上设有用于调节所述同步板23和所述弹力调节板25相对位置的定位销233，所述同步板23通过所述定位销233与所述弹力调节板25可拆卸连接。
40.需要说明的是，通过设置所述定位销233，可以调节所述同步板23和所述弹力调节板25的相对位置，从而改变所述所述腿部连杆30与所述同步板23之间的夹角，进一步改变所述拉簧22的拉伸程度。
41.在一具体实现中，所述腿部连杆30与所述同步板23之间的夹角为135
°
；当所述下肢处于直立状态时，所述同步板23与水平线的夹角为45
°
，所述拉簧22处于拉伸状态；
42.若此时调节所述同步板23和所述弹力调节板25的相对位置，使所述腿部连杆30与所述同步板23之间的夹角增大，则所述同步板23与水平线的夹角增大，所述拉簧22的拉伸程度增大，从而存储更多的弹性势能。
43.本实施例中，所述弹力调节板25上设有用于容置所述定位销233的调节孔251，所述调节孔251包括两个或以上。具体地，所述调节孔251大小相同并且与所述定位销233端部的形状相适配。
44.本实施例中，所述调节孔251以所述转动轴24为圆心扇形排列。具体地，所述调节孔251设有七个；七个所述调节孔251之间等距排列。
45.本实施例中，所述同步板23上设有用于容置所述定位销233的限定孔234。具体地，所述限定孔234与所述定位销233端部的形状相适配；当需要调节所述同步板23和所述弹力调节板25的相对位置时，首先取下所述定位销233，再转动所述同步板23，直至所述限定孔234与另一所述调节孔251的位置相对应，最后将所述定位销233插设于所述限定孔234和所述调节孔251内，使所述同步板23与所述弹力调节板25连接。
46.本实施例中，所述同步板23为对称的长条状结构；所述同步板23的中间位置套设于所述转动轴24外部；所述限定孔234设置于所述同步板23远离所述拉簧22的端部。具体地，所述同步板23的外部轮廓呈腰形，所述拉簧固定孔231和所述限位孔对称设置于所述同步板23两端。
47.本实施例中，所述转动轴24上设有用于间隔所述腿部连杆30与所述底壳21的第一挡圈26，以及用于间隔所述同步板23与所述弹力调节板25的第二挡圈27。需要说明的是，通过设置所述第一挡圈26可以将所述腿部连杆30与所述底壳21间隔开来，避免所述腿部连杆30与所述底壳21之间摩擦产生阻力从而影响助力；通过设置所述第二挡圈27可以将所述同步板23与所述弹力调节板25间隔开来，避免当需要调节所述同步板23和所述弹力调节板25的相对位置时所述同步板23与所述弹力调节板25之间摩擦产生阻力从而影响所述同步板23转动。
48.本实施例中，所述蓄力结构还包括面壳28；所述面壳28与所述底壳21的正面边框可拆卸连接。具体地，所述面壳28与所述底壳21底面的形状相适配；所述面壳28表面设有用于装饰的镂空区域。需要说明的是，通过设置所述面壳28可以将所述容纳腔与外部环境间隔开来，从而提升整体装置的安全性。
49.本实施例中，所述腰部连杆10远离所述蓄力结构的端部设有腰带。具体地，所述腰带端部通过插扣或粘连的方式连接，使所述腰部连杆10固定在穿戴者的腰部侧边。
50.本实施例中，所述腿部连杆30远离所述蓄力结构的端部设有腿带。具体地，所述腿带的端部通过插扣或粘连的方式连接，使所述腿部连杆30固定在穿戴者的大腿靠近膝关节的位置。
51.本实施例中，所述腰带以外的其余部件的数量包括两个，并且对称设置于所述腰带两侧，可以分别为穿戴者两侧的髋关节起到助力作用。
52.本技术的使用方法为：
53.将所述腰带绑紧在穿戴者的腰部位置；
54.将所述腿带绑紧在穿戴者大腿靠近膝关节的位置；
55.当所述下肢处于支撑期时，行走惯性产生的力使所述拉簧22拉伸，所述拉簧22存储弹性势能；
56.当所述下肢处于迈步期时，所述拉簧22释放弹性势能，辅助穿戴者下肢抬升。
57.针对实际情况，穿戴者也可以同时在两侧穿戴所述助力装置。
58.尽管已描述了本技术实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术实施例范围的所有变更和修改。
59.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
60.以上对本技术所提供的一种髋关节拉簧助力装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。