脚踝辅助外骨骼支架制造技术

本实用新型专利技术提供的脚踝辅助外骨骼支架，包括上支架、下支架；上支架的下端与下支架的后端可转动的连接，上支架通过一用于套设到人体小腿的连接带固定到小腿上，上支架的上端位于人体小腿内外侧上，并位于膝盖的下方；下支架套设于人体脚部，为人体脚部的背曲跖屈运动提供助力；上支架包括一本体，从本体上端向上、向外延伸出一对带弧度的上内、外支架，从本体的下端向下、向外延伸出一对带弧度的下内、外支架，上支架形成一X形状并带有弯曲曲度的支架结构。本实用新型专利技术通过设置弯曲的上支架结构，降低了支架的整体结构的高度，与人体的配合更好，在人体小腿的侧面无部件，减少了碰撞的可能性，在佩戴时不影响其他活动，增强了佩戴的体验感和舒服度。体验感和舒服度。体验感和舒服度。

【技术实现步骤摘要】
脚踝辅助外骨骼支架


[0001]本技术涉及可穿戴设备
，具体地，涉及一种为用户的脚踝提供辅助力可被日常使用的脚踝辅助外骨骼支架。

技术介绍

[0002]当下，为了不同的目的而设计出了用于下肢的可穿戴设备，其中包括增强人体力量的可穿戴设备、提供康复训练的可穿戴设备、提高移动效率和减少人体能耗的可穿戴设备。为了增强人体力量和康复的目的，可穿戴的下肢设备或外骨骼通常依赖于全腿刚性金属结构来提供外部身体支撑。这些下肢外骨骼系统可以使身体健康的人或身体有残障的人能够执行使用他们自己的力量无法完成的任务。如现有专利第201380064944.9号，其揭示了一种刚性外骨骼支架，该支架的结构提供了大腿连杆、小腿连杆、脚部连杆配合人体耦合的支架结构。但是，现有的刚性可穿戴设备在配合人体行动和移动效率提高方面存在以下缺陷：(1)因设备关节无法和人体关节在运动之间的对齐失准而导致设备与生物关节之间存在干涉；(2)因设备自由度对少于人体下肢关节的自由度而导致生物关节的运动自由度受到约束；(3)因未被设备本身完全控制和补偿的较大重量和惯量而导致用户在穿戴设备时需要付出额外的能耗带动部分设备。同时较沉重较大的设备结构也使得此类全腿刚性的外骨骼设备很难在日常生活场景中被使用。
[0003]目前，有些柔性外骨骼设备利用轻质柔性体材料来制成以减小对生物关节的约束并提供关节助力。此类设备提出了一种给予关节助力的更轻便的解决方案。但是这些柔性外骨骼设备依赖于用户的皮肤表面提供切向力作为为辅助关节助力的反作用力。也就是说，这些设备在一侧向用户的肢体关节提供辅助力，而在另一侧向用户的皮肤表面施加与皮肤表面相切的切向力，这些切向力导致用户的皮肤表面被揉搓、挤压，并因此造成用户不适。而且，当用户的皮肤松弛、肌肉刚度不够从而导致难以提供足够大的切向力作为辅助力的反作用力时，这些设备将不能提供足够的辅助力。
[0004]因此，亟需一种能够提供轻便、简易穿戴、调节方便或不对用户的关节造成约束的外骨骼支架，在提供下肢辅助的同时不依赖于用户的皮肤表面提供切向力的可穿戴辅助的支架，以用于提高用户的日常行动能力和行动效率。
[0005]有鉴于此特提出本技术。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种轻便、不约束用户关节自由度、与人体配合更好的脚踝辅助外骨骼支架。
[0007]本技术提供的一种脚踝辅助外骨骼支架，包括上支架、下支架；上支架的下端与下支架的后端可转动的连接，上支架通过一用于套设到人体小腿的连接带固定到小腿上，上支架的上端位于人体小腿内外侧上，并位于膝盖的下方；下支架套设于人体脚部，为人体脚部的背曲跖屈运动提供助力；
[0008]上支架包括一本体，从本体上端向上、向外延伸出一对带弧度的上内、外支架，从本体的下端向下、向外延伸出一对带弧度的下内、外支架，上支架形成一X形状并带有弯曲曲度的支架结构。
[0009]其优选方案为，所述的上支架的弯曲曲度定义如下：最大弯曲度点位于本体，上内、外支架的上端点为在用户穿戴时位于小腿内、外侧中间靠后的位置；下内、外侧支架的下端点为在用户使用时位于用户的踝关节位置或在背曲跖屈的自由度连轴线上。
[0010]其又一优选方案为，所述的上支架为一体成型，其弯曲曲度为:上支架10的最下端到最上端距离为20cm
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50cm，优选为30cm
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40cm左右，更优选为36cm；本体11中间部离最上端和下端的直线连线的距离为5cm
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15cm, 优选为8cm
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12cm，更优选为10cm。
[0011]其又一优选方案为，所述的下支架包括前内、外支撑臂和脚后跟支撑臂，所述脚后跟支撑臂呈一配合人体脚后跟形状的U形，U形两端与前内、外支撑臂的后端相连，所述脚后跟支撑臂与前内、外支撑臂相交点为下支架与上支架的连接点，构成外骨骼支架的关节旋转部。
[0012]其又一优选方案为，所述的下支架包括脚部绑带，该脚部绑带两端分别固定连接于下支架的前内外支撑臂，位于人体脚面，以支撑、定位、固定用户的脚部；所述下支架的前、内外支撑臂的前端各向内延伸出一凸薄支撑片，位于用户的鞋底，以支撑和定位、固定用户的脚，并在下支架向上、向下旋转摆动时，分别对用户的脚部提供向上支撑推力和对地面提供向下压力。
[0013]其又一优选方案为，所述下支架还包括位于人体脚后跟下的脚跟绑带，所述脚跟绑带呈薄片状，其两端连接于前内、外支撑臂上靠后的位置或连接于脚后跟支撑臂的U形两端或连接于脚后跟支撑臂与前内、外支撑臂的连接处。
[0014]其又一优选方案为，在所述脚后跟支撑臂的U形两端部向下各延伸出一挡板，所述的脚跟绑带连接于该两挡板的下端部。
[0015]其又一优选方案为，还包括一脚跟连接盖板，该脚跟连接盖板从脚后跟支撑臂的中心点向下延伸出，包括抵于用户脚后跟鞋底上的一U形薄板。
[0016]其又一优选方案为，所述的旋转部实现上、下支架相对自由转动运动及复位，包括外轴承座、扭簧、内轴承座、轴承、轴承盖；所述外轴承座固定于上支架下端外侧，扭簧、内轴承座、轴承、轴承盖依次安装于上支架下端内侧和下支架之间。
[0017]其又一优选方案为，所述的上支架的本体上设置有安装固定牵引线缆的安装部；所述的下支架的脚后跟支撑臂上设置有安装固定牵引线缆的安装部。
[0018]本技术通过设置弯曲的上支架结构，降低了支架的整体结构的高度，与人体的配合更好，在人体小腿的侧面无部件，减少了碰撞的可能性，在佩戴时不影响其他活动，增强了佩戴的体验感和舒服度。
[0019]本技术X结构的上支架通过一体成型，减少了各部件间的连接，提升了整体结构的强度；同时可以通过将上、下的内外侧支架做得更细更小，同样达到对力的承受，减少材料，降低重量，降低成本；同时X形状结构是对称性的，在支架上产生的力和通过支架提供的助力是对称的，达到了更好均衡助力的作用。外骨骼设备的牵引线和/或传输线通过该X结构的本体连接固定定位，使得牵引线缆和/或传输线位于小腿的后方，提高了整体外骨骼支架的结构紧凑性、简洁性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本技术一实施例中脚踝辅助外骨骼支架的立体图示意图；
[0022]图2是图1中所示外骨骼支架的部分结构的分解示意图；
[0023]图3是本技术一实施例中展示脚踝辅助外骨骼支架牵引线缆与下支架的连接点的距离的示意图；
[0024]图4是本技术一实施例中脚踝辅助外骨骼支架的腿部绑带的示意图；
[0025]图5是图4脚踝辅助外骨骼支架腿部绑带的使用状态立体示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脚踝辅助外骨骼支架，其特征在于，包括上支架、下支架；上支架的下端与下支架的后端可转动的连接，上支架通过一用于套设到人体小腿的连接带固定到小腿上，上支架的上端位于人体小腿内外侧上，并位于膝盖的下方；下支架套设于人体脚部，为人体脚部的背曲跖屈运动提供助力；上支架包括一本体，从本体上端向上、向外延伸出一对带弧度的上内、外支架，从本体的下端向下、向外延伸出一对带弧度的下内、外支架，上支架形成一X形状并带有弯曲曲度的支架结构。2.如权利要求1所述的脚踝辅助外骨骼支架，其特征在于，所述的上支架的弯曲曲度定义如下：最大弯曲度点位于本体，上内、外支架的上端点为在用户穿戴时位于小腿内、外侧中间靠后的位置；下内、外侧支架的下端点为在用户使用时位于用户的踝关节位置或在背曲跖屈的自由度连轴线上。3.如权利要求2所述的脚踝辅助外骨骼支架，其特征在于，所述的上支架为一体成型，其弯曲曲度为:上支架10的最下端到最上端距离为20cm
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50cm；本体11中间部离最上端和下端的直线连线的距离为5cm
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15cm。4.如权利要求1所述的脚踝辅助外骨骼支架，其特征在于，所述的下支架包括前内、外支撑臂和脚后跟支撑臂，所述脚后跟支撑臂呈一配合人体脚后跟形状的U形，U形两端与前内、外支撑臂的后端相连，所述脚后跟支撑臂与前内、外支撑臂相交点为下支架与上支架的连接点，构成外骨骼支架的关节旋转部。5.如权利要求4所述的脚踝辅助外骨骼支架，其特征在于，所述的下支架包括脚部绑带，该脚部绑带两端分别固定连接于下支架的前内外支撑臂，位于人体脚面，以支撑、定位、固定用户的脚部；所述下支架的前、内外支撑臂的前端各向内延伸出一凸薄支撑片，位于用户的鞋底，以支撑和定位、固定用户的脚，并在下支架向上、向下旋转摆动时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：远也科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：