本发明专利技术涉及可穿戴外骨骼技术领域，特别涉及刚柔结合的踝关节外骨骼助力装置，其包括踝外骨骼机构、绳驱动背包、踝外骨骼机构、鲍登线组；所述鲍登线组包括鲍登线Ⅰ、鲍登线Ⅱ、鲍登线Ⅲ、鲍登线Ⅳ；踝外骨骼机构包括小腿固定件、线轮Ⅲ、摆动架、与摆动架铰接的远程运动中心机构和脚背固定件；摆动架上设有导向孔Ⅰ和导向孔Ⅱ；远程运动中心机构为五连杆机构，鲍登线Ⅰ穿过导向孔Ⅰ固定在第二连杆的铰接头上，鲍登线Ⅱ穿过导向孔Ⅱ固定在第二连杆的铰接头上，鲍登线Ⅲ和鲍登线Ⅳ的下端分别固定连接在线轮Ⅲ的下部。本发明专利技术不但能对踝关节的背曲和跖屈进行辅助，而且能对足下垂和足内翻进行校正，其使用时转轴与踝关节转轴重合度高，舒适可靠。可靠。可靠。
【技术实现步骤摘要】
刚柔结合的踝关节外骨骼助力装置
[0001]本专利技术涉及可穿戴外骨骼
，特别涉及刚柔结合的踝关节外骨骼助力装置。
技术介绍
[0002]人在行走运动的过程中，是依靠踝关节实现背曲、跖屈以及内翻外翻来提供前进动力和保持平衡，所谓背屈，是指足部绕踝关节向上旋转，足尖上移，足背接近小腿前面的动作，俗称叫勾起脚尖；跖屈，是指足部绕踝关节向下旋转，足尖下垂，足背远离小腿前面的动作，俗称绷直脚尖，因此，踝关节是下肢非常重要的负重关节，对维持走路的稳定性和平衡性起重要作用。
[0003]众所周知，中国逐渐进入老龄化社会，脑卒中发生率也越来越高。脑卒中患者常伴有下肢运动功能障碍，其难以正常实现背屈和跖屈，而且，多数脑卒中患者还具有足下垂、足内翻等病症，导致行走功能下降，给日程生活造成不便。
[0004]目前，虽然有少数踝关节外骨骼问世，但其普遍只针对踝关节的背曲和跖屈进行辅助，忽略了足下垂和足内翻等病症，对足下垂和足内翻等病症无校正功效；此外，现有的踝关节外骨骼为刚性结构，其与踝关节转轴重合度低，患者穿戴舒适性差，长期穿戴时存在给患者造成二次伤害的安全隐患。
[0005]本专利技术需要解决的技术问题：现有踝关节外骨骼只对踝关节的背曲和跖屈进行辅助，对足下垂和足内翻等病症无校正功效，此外，现有的踝关节外骨骼与踝关节转轴重合度低。
技术实现思路
[0006]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种对足下垂和足内翻等病症具有校正功能的刚柔结合的踝关节外骨骼助力装置，该助力装置的旋转轴与踝关节转轴高度重合，穿戴舒适，安全可靠。
[0007]本专利技术所采用的技术方案为：刚柔结合的踝关节外骨骼助力装置，包括踝外骨骼机构、绳驱动背包、连接踝外骨骼机构与绳驱动背包的鲍登线组；所述鲍登线组包括鲍登线Ⅰ、鲍登线Ⅱ、鲍登线Ⅲ、鲍登线Ⅳ；所述绳驱动背包包括壳体、通过安装板固定在壳体内的电机Ⅰ、电机Ⅱ，分别与电机Ⅰ、电机Ⅱ的输出端连接的线轮Ⅰ和线轮Ⅱ，所述鲍登线Ⅰ和鲍登线Ⅱ的上端设置在线轮Ⅰ上且分别位于线轮Ⅰ的两侧，鲍登线Ⅲ和鲍登线Ⅳ的上端设置在线轮Ⅱ上且分别位于线轮Ⅱ的两侧；
[0008]所述踝外骨骼机构包括小腿固定件、与小腿固定件连接的线轮Ⅲ、与线轮Ⅲ固定连接的摆动架、与摆动架铰接的远程运动中心机构、通过滑动副Ⅲ与远程运动中心机构的下部连接的脚背固定件；所述摆动架上部和下部分别设置有导向孔Ⅰ和导向孔Ⅱ；
[0009]所述远程运动中心机构为“五”字型五连杆机构，所述鲍登线Ⅰ的下端穿过导向孔Ⅰ固定在第二连杆的铰接头上，所述鲍登线Ⅱ的下端穿过导向孔Ⅱ固定在第二连杆的铰接头
上，所述鲍登线Ⅲ和鲍登线Ⅳ的下端分别固定连接在线轮Ⅲ的下部。
[0010]进一步地，所述小腿固定件与线轮Ⅲ之间依次设置有滑动副Ⅰ、滑轨架、滑动副Ⅱ、转盘，所述滑动副Ⅰ为竖向设置的滑轨滑块结构，其中，滑块固定设置在小腿固定件外侧的两侧，滑轨竖向固定在滑轨架内侧的两侧，所述滑块可沿滑轨上下滑动，通过滑动副Ⅰ的滑动连接作用，小腿固定件可沿滑轨架上下滑动进行上下调节；所述滑动副Ⅱ为横向设置的滑轨滑块结构，其中，滑轨横向固定在滑轨架外侧的中间位置，滑块固定在转盘的内侧中部，所述滑块可沿滑轨左右滑动，所述转盘的外侧与线轮Ⅲ的内侧固定连接。
[0011]进一步地，所述摆动架上的导向孔Ⅰ和导向孔Ⅱ之间设置有铰接孔Ⅰ和铰接孔Ⅱ；远程运动中心机构的第一连杆的左端与铰接孔Ⅰ通过铰接轴铰接，第三连杆的左端与铰接孔Ⅱ通过铰接轴铰接，第五连杆左侧与第二连杆的下端铰接、右侧与第四连杆的下端铰接，第二连杆中部与第三连杆中部铰接，第五连杆下部通过滑动副Ⅲ与脚背固定件连接。
[0012]进一步地，所述滑动副Ⅲ包括滑轨，与滑轨滑动配合的滑块，所述滑块与第五连杆下部固定连接，所述滑轨与脚背固定件的上表面固定连接。
[0013]进一步地，所述小腿固定件为圆弧形结构，其左右两侧设置绑带环Ⅰ，所述绑带环Ⅰ将小腿固定件固定在小腿上。
[0014]进一步地，所述脚背固定件为弧形结构，其左右两侧设置有绑带环Ⅱ，所述绑带环Ⅱ能够将脚背固定件固定在脚背上。
[0015]进一步地，所述绳驱动背包还包括设置在壳体上部的背带、设置在壳体两侧的腰带，所述绳驱动背包由背带和腰带固定在穿戴者腰部。
[0016]进一步地，所述第二连杆上端的铰接头上设置有第一线槽，所述鲍登线Ⅰ和鲍登线Ⅱ固定在第一线槽内。
[0017]进一步地，所述线轮Ⅲ上设置有第二线槽，线轮Ⅲ的下部两侧设置有固线孔，所述鲍登线Ⅲ和鲍登线Ⅳ的下端分别固定在固线孔内。
[0018]进一步地，所述远程运动中心机构的所有铰接处的铰接轴上均设置有推力轴承。
[0019]本专利技术的有益效果在于：本专利技术设置线轮、固定线轮的摆动架、与摆动架铰接的五连杆机构，当驱动第一鲍登线和第二鲍登线的电机反转时，放松第二鲍登线同时牵引第一鲍登线，第一鲍登线向上运动拉动五连杆机构向上运动收缩，第五连杆绕远程运动中心逆时针旋转，进而带动设置在第五连杆下部的脚背固定件绕距骨轴旋转，实现踝关节的背屈，本专利技术使用背屈方式校正足下垂；相反的，电机顺时针旋转，放松第一鲍登线，牵引第二鲍登线时，第五连杆绕远程运动中心顺时针旋转，则实现踝关节的跖屈。当驱动第三鲍登线和第四鲍登线的电机逆时针旋转时，放松第三鲍登线同时牵引第四鲍登线，使线轮逆时针旋转，带动摆动架逆时针旋转，进而带动五连杆机构逆时针摆动，在摆动过程中，第五连杆向内侧推动脚背使踝关节内翻，从而对足外翻进行校正；相反的，电机顺时针旋转，放松第四鲍登线同时牵引第三鲍登线，则实现踝关节的外翻，从而对足内翻进行校正。此外，采用鲍登线牵远程运动中心机构运动，同时竖向设置的滑动副Ⅰ与脚背上的滑动副Ⅲ配合使用，使远程运动中心机构的远程运动中心自动对准踝关节旋转轴，水平设置的滑动副Ⅱ在摆动架摆动时，会自适应的左右滑动，从而实现踝关节外骨骼刚柔结合，该踝关节外骨骼助力装置与踝关节转轴高度重合，患者穿戴舒适性好，远程运动中心机构可自适应调节，不会扭伤患者小腿，安全可靠。
附图说明
[0020]图1为本专利技术穿戴状态示意图；
[0021]图2为绳驱动背包的结构示意图；
[0022]图3为踝外骨骼机构与鲍登线组的连接示意图；
[0023]图4为踝外骨骼机构结构示意图；
[0024]图5为滑动副Ⅰ、滑动副Ⅱ的放大示意图；
[0025]图6为线轮与摆动架结构示意图；
[0026]图7为远程运动中心机构与脚背固定件及摆动架的连接状态示意图；
[0027]图8为图7中的A处放大视图；
[0028]图9为图7中的B处放大视图；
[0029]图10为远程运动中心机构的侧向示意图；
[0030]图11为图10的左向示意图；
[0031]图12为图10的隐藏小腿固定件后的爆炸结构示意图；
[0032]图13为转盘结构示意图；
[0033]图14为转盘的爆炸视图；
[0034]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.刚柔结合的踝关节外骨骼助力装置，包括踝外骨骼机构(6)，其特征在于，还包括绳驱动背包(1)、连接踝外骨骼机构(6)与绳驱动背包(1)的鲍登线组；所述鲍登线组包括鲍登线Ⅰ(2)、鲍登线Ⅱ(3)、鲍登线Ⅲ(4)、鲍登线Ⅳ(5)；所述绳驱动背包(1)包括壳体(7)、通过安装板固定在壳体(7)内的电机Ⅰ(12)、电机Ⅱ(10)，分别与电机Ⅰ(12)、电机Ⅱ(10)的输出端连接的线轮Ⅰ(13)和线轮Ⅱ(9)，所述鲍登线Ⅰ(2)和鲍登线Ⅱ(3)的上端设置在线轮Ⅰ(13)上且分别位于线轮Ⅰ(13)的两侧，鲍登线Ⅲ(4)和鲍登线Ⅳ(5)的上端设置在线轮Ⅱ(9)上且分别位于线轮Ⅱ(9)的两侧；所述踝外骨骼机构(6)包括小腿固定件(22)、与小腿固定件(22)连接的线轮Ⅲ(15)、与线轮Ⅲ(15)固定连接的摆动架(16)、与摆动架(16)铰接的远程运动中心机构(17)、通过滑动副Ⅲ(18)与远程运动中心机构(17)的下部连接的脚背固定件(19)；所述摆动架(16)上部和下部分别设置有导向孔Ⅰ(14)和导向孔Ⅱ(24)；所述远程运动中心机构(17)为“五”字型五连杆机构，所述鲍登线Ⅰ(2)的下端穿过导向孔Ⅰ(14)固定在第二连杆(28)的铰接头上，所述鲍登线Ⅱ(3)的下端穿过导向孔Ⅱ(24)固定在第二连杆(28)的铰接头上，所述鲍登线Ⅲ(4)和鲍登线Ⅳ(5)的下端分别固定连接在线轮Ⅲ(15)的下部。2.根据权利要求1所述的刚柔结合的踝关节外骨骼助力装置，其特征在于，所述小腿固定件(22)与线轮Ⅲ(15)之间依次设置有滑动副Ⅰ(32)、滑轨架(23)、滑动副Ⅱ(33)、转盘(34)，所述滑动副Ⅰ(32)为竖向设置的滑轨滑块结构，其中，滑块固定设置在小腿固定件(22)外侧的两侧，滑轨竖向固定在滑轨架(23)内侧的两侧，所述滑块可沿滑轨上下滑动，通过滑动副Ⅰ(32)的滑动连接作用，小腿固定件(22)可沿滑轨架(23)上下滑动进行上下调节；所述滑动副Ⅱ(33)为横向设置的滑轨滑块结构，其中，滑轨横向固定在滑轨架(23)外侧的中间位置，滑块固定在转盘(34)的内侧中部，所述滑块可沿滑轨左右滑动，所述转盘(34)的外侧与线轮Ⅲ(15)的内侧固定连接。3.根据权利要求1所述的刚柔结合的踝关节外骨骼助力装置，其特征在于，所述摆动架...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晶，李驰腾，尹帅，喻星，石斌，
申请(专利权)人：深圳睿瀚医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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