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技术摘要:
本申请提供一种踝关节助力外骨骼装置及助力鞋。该装置包括腿部组件、脚部组件和弹性件;其中,腿部组件包括腿部框架,腿部框架用于绕设在用户的腿部;脚部组件,与腿部框架转动连接,用于穿戴在用户的脚部;弹性件,设置在腿部框架和脚部组件的连接处,用于在腿部框架 全部
背景技术:
工业外骨骼是一种新兴的工业用可穿戴式助力设备,其中,穿戴式行走助力外骨 骼能够为用户提供行走的随动支撑力,在自由跟随用户运动的情况下为用户提供助力。 目前,行走助力外骨骼一般分为主动式助力外骨骼和被动式外骨骼;其中,主动式 外骨骼一般具有电机或液压等力输出系统,主动提供行走时关节所需要的力;被动式外骨 骼是通过储存用户在行走过程中做负功的能量,然后在用户需要做主动功时,反馈给用户; 但主动式外骨骼往往系统较重,给用户带来较大的额外消耗,且主动式外骨骼还受电量的 约束;而被动式外骨骼则相对较轻,且可靠性高。因此,被动式外骨骼受到人们的广泛关注。 然而,现有的被动式外骨骼是通过柔性绑带直接绑缚在用户的小腿肚上,且弹性 件的一端是直接连接在柔性绑带上,为保证弹性件能够在用户行走过程中正常存储或释放 能量,需要将柔性绑带紧紧绑缚在用户的小腿肚上,但这样会严重影响用户腿部肌肉的发 力。
技术实现要素:
本申请提供一种踝关节助力外骨骼装置及助力鞋,该踝关节助力外骨骼装置不仅 能够存储用户行走过程中的负功,并在需要做正功时反馈给用户,以为用户提供行走助力, 且能够大大降低对用户腿部肌肉发力的影响。 为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种踝关节助力外骨 骼装置。该装置包括腿部组件、脚部组件和弹性件;其中,腿部组件包括腿部框架,所述腿部 框架用于绕设在用户的腿部;脚部组件,与所述腿部框架转动连接,用于穿戴在所述用户的 脚部;弹性件,设置在所述腿部框架和所述脚部组件的连接处,用于在所述腿部框架和所述 脚部组件之间的夹角在预设角度范围内变化时发生弹性形变或恢复自然状态,以储存或释 放能量。 其中,所述腿部框架呈半包围结构;且所述腿部组件还包括第一绑带,所述第一绑 带与所述腿部框架连接,用于将所述腿部框架与所述用户的腿部固定。 其中,所述第一绑带包括相对设置的第一左绑带和第一右绑带,所述第一左绑带 和所述第一右绑带分别设置在所述腿部框架的两侧,以通过所述第一左绑带和所述第一右 绑带将所述腿部框架与所述用户的腿部固定。 其中,所述脚部组件包括脚部框架和第二绑带;其中,脚部框架用于与所述用户的 鞋底接触;第二绑带与所述脚部框架连接,用于绕设所述用户的鞋面以将所述脚部框架与 所述用户的鞋体固定。 其中,所述脚部框架朝向所述用户的鞋底的一侧表面设置有若干防滑凸起。 3 CN 111604886 A 说 明 书 2/8 页 其中,所述第二绑带包括第二左绑带和第二右绑带,所述第二左绑带和第二右绑 带分别设置在所述脚部框架的相对两侧,以通过所述第二左绑带和第二右绑带将所述脚部 框架与所述用户的鞋体固定。 其中,所述弹性件为卷簧,所述腿部框架用于与所述脚部组件连接的部位设置有 一弧形槽,所述脚部组件用于与所述腿部框架连接的部位设置有一固定孔,所述卷簧的一 端伸入所述弧形槽中,以与所述腿部组件滑动连接,所述卷簧的另一端伸入所述固定孔中, 以与所述脚部组件固定连接。 其中,还包括两组连接组件,用于连接所述腿部组件、所述弹性件和所述脚部组 件。 其中,所述腿部组件用于与所述脚部组件连接的部位还设置有旋转孔,所述脚部 组件用于与所述腿部组件连接的部位还设置有一连接孔,所述连接组件包括转动轴和固定 件;其中,转动轴依次穿设在所述旋转孔、所述卷簧和所述连接孔中,且所述腿部框架可通 过所述旋转孔绕所述转动轴旋转;固定件与所述转动轴配合,以将所述腿部组件、所述弹性 件和所述脚部组件固定连接。 为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:提供一种助力鞋,包括: 鞋本体以及踝关节助力外骨骼装置,其中,踝关节助力外骨骼装置为上述所涉及的踝关节 助力外骨骼装置。 本申请提供的踝关节助力外骨骼装置及助力鞋,该踝关节助力外骨骼装置通过设 置腿部组件,将腿部组件设置成包括腿部框架,以通过腿部框架绕设在用户的腿部,相比于 现有技术中通过柔性绑带直接绑缚在用户的腿部,可减小腿部组件对用户腿部的束缚力, 从而能够降低腿部组件对用户腿部肌肉发力的影响;同时,通过设置脚部组件,以使脚部组 件可穿戴在用户的脚部;另外,通过设置弹性件,并将弹性件设置在腿部框架和脚部组件的 连接处,以在腿部组件和脚部组件之间的夹角在预设角度范围内变化时,弹性件能够发生 弹性形变或恢复自然伸长状态,从而存储或释放能量;其中,由于腿部组件与脚部组件转动 连接,且弹性件设置在腿部组件和脚部组件的连接处,从而在用户行走过程中,当用户的腿 部和脚部之间的夹角发生变化时,可同时带动腿部组件和脚部组件之间的夹角发生变化, 进而可使设置在二者连接处的弹性件发生弹性形变或恢复自然伸长状态,以存储或释放能 量,从而为用户行走提供助力;此外,由于弹性件是基于腿部组件和脚部组件之间的夹角变 化来引起自身的弹性形变,且在形变过程中弹性件不会对腿部组件产生一朝向脚部组件的 牵引力,相比于现有技术中将弹性件直接连接在柔性绑带上,该装置无需因弹性件的牵引 力而加大腿部框架与用户腿部之间的作用力,从而能够进一步降低腿部组件对用户腿部肌 肉发力的影响。 附图说明 图1为本申请一实施例提供的踝关节助力外骨骼装置的分解示意图; 图2为本申请一实施例提供的踝关节助力外骨骼装置的主视图; 图3为本申请一实施例提供的踝关节助力外骨骼装置的侧视图; 图4为本申请一实施例提供的踝关节助力外骨骼装置的俯视图; 图5为本申请一实施例提供的腿部框架的结构示意图; 4 CN 111604886 A 说 明 书 3/8 页 图6为本申请一实施例提供的底板的结构示意图; 图7为本申请一实施例提供的支撑架的结构示意图; 图8为本申请一实施例提供的弹性件的结构示意图; 图9为本申请一实施例提供的用户行走过程中不同阶段所对应的踝关节角度变化 示意图; 图10为本申请一实施例提供的转动销轴的结构示意图。