一種履帶驅(qū)動(dòng)的助行外骨骼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及康復(fù)器械設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種履帶驅(qū)動(dòng)的助行外骨骼。
【背景技術(shù)】
[0002]截癱患者由于肢體機(jī)能損傷而必須借助外部器械來(lái)實(shí)現(xiàn)基本生活。
[0003]在申請(qǐng)公布號(hào)為CN104856842A，申請(qǐng)公布日為2015年8月26日的文件一中公開了一種足底輪式驅(qū)動(dòng)的截癱助行外骨骼，，包括下肢支具、足底驅(qū)動(dòng)模塊和電源及控制電路，其中下肢支具用于支撐和固定使用者下肢;足底驅(qū)動(dòng)模塊包括由動(dòng)力推動(dòng)使得使用者前行的輪子；電源及控制電路包括電源模塊、驅(qū)動(dòng)裝置和信號(hào)收發(fā)裝置。該文件公開的技術(shù)中，其膝蓋和髖關(guān)節(jié)部分無(wú)法通自由運(yùn)動(dòng)，對(duì)斜坡，臺(tái)階等常規(guī)地形無(wú)法適應(yīng)，限制了使用環(huán)境。
[0004]在申請(qǐng)公布號(hào)為CN104582668A，申請(qǐng)公布日為2015年4月29日的文件二中公開了一種行動(dòng)輔助設(shè)備，其包括外骨骼和控制系統(tǒng)，所述外骨骼包括與使用者下肢相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)帶動(dòng)力的關(guān)節(jié)，以及與所述下肢相關(guān)聯(lián)的多個(gè)傳感器。該文件公開的技術(shù)在于對(duì)腳和踝關(guān)節(jié)沒有相應(yīng)的機(jī)能部件或者保護(hù)部件。
[0005]在申請(qǐng)公布號(hào)為CN104869970A，申請(qǐng)公布日為2015年8月26日的文件三中公開了一種可重新配置的外骨骼，200)，所述外骨骼可利用分成三個(gè)類別的裝置來(lái)加以即時(shí)重新配置、調(diào)整或控制，特定來(lái)說(shuō)，所述三個(gè)類別包含可交換未經(jīng)致動(dòng)支腿、可鎖定橫向及冠狀髖部旋轉(zhuǎn)件及軟件控制自由關(guān)節(jié)。該文件公開的技術(shù)在于腳和踝關(guān)節(jié)沒有相應(yīng)的機(jī)能部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)是提供一種履帶驅(qū)動(dòng)的助行外骨骼，無(wú)法自主行走的人，通過(guò)本發(fā)明的幫助，可以完成日常的出行和坐立，實(shí)現(xiàn)腿腳同時(shí)協(xié)動(dòng)，其中髖關(guān)節(jié)，膝關(guān)節(jié)，踝關(guān)節(jié)都有對(duì)應(yīng)的機(jī)能結(jié)構(gòu)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種履帶驅(qū)動(dòng)的助行外骨骼，包括支撐組件、動(dòng)力組件和控制器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述支撐組件包括腰部支撐、大腿支撐、小腿支撐和足底支撐，所述腰部支撐與大腿支撐之間通過(guò)髖關(guān)節(jié)連接，所述大腿支撐和小腿支撐之間通過(guò)膝關(guān)節(jié)連接，所述小腿支撐與足底支撐之間通過(guò)踝關(guān)節(jié)連接;所述動(dòng)力組件包括減速機(jī)和電機(jī)，所述控制器控制減速機(jī)和電機(jī)。
[0008]進(jìn)一步地，所述髖關(guān)節(jié)包括腰部連接器和大腿上連接器，所述腰部連接器和大腿上連接器通過(guò)連軸和軸承連接，所述膝關(guān)節(jié)包括大腿下連接器和小腿上連接器，所述大腿下連接器與小腿上連接器通過(guò)連軸和軸承連接，所述踝關(guān)節(jié)包括小腿下連接器和踏板連接器，所述小腿下連接器和踏板連接器通過(guò)連軸和軸承連接;所述腰部支撐包括靠背支架，所述靠背支架連接腰部連接器，所述大腿支撐包括大腿連接桿，所述大腿連接桿上端連接大腿上連接器，下端連接大腿下連接器，所述小腿支撐包括小腿連接桿，所述小腿連接桿上端連接小腿上連接器，下端連接小腿下連接器，所述足底支撐包括腳部踏板，所述腳部踏板則與踏板連接器連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述電機(jī)包括第一電機(jī)、第二電機(jī)和第三電機(jī)，所述減速機(jī)包括第一減速機(jī)、第二減速機(jī)和第三減速機(jī)，所述第一電機(jī)和第一減速機(jī)安裝在髖關(guān)節(jié)處，所述第二電機(jī)和第二減速機(jī)安裝在膝關(guān)節(jié)處，所述第三電機(jī)和第三減速機(jī)安裝在踝關(guān)節(jié)處。
[0010]進(jìn)一步地，所述足底支撐下端設(shè)有履帶移動(dòng)裝置，所述履帶移動(dòng)裝置包括履帶、驅(qū)動(dòng)輪、微電腦控制系統(tǒng)、第四電機(jī)和第四減速機(jī)，所述履帶與驅(qū)動(dòng)輪嚙合，所述微電腦控制系統(tǒng)控制第四電機(jī)和第四減速機(jī)，所述第四電機(jī)和第四減速機(jī)控制驅(qū)動(dòng)輪。
[0011]進(jìn)一步地，所述靠背支架上安裝有電池、驅(qū)動(dòng)模塊和主控板，所述電池為驅(qū)動(dòng)和主控板提供電源，所述主控板控制驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)電線連接到動(dòng)力組件和履帶移動(dòng)裝置。
[0012]進(jìn)一步地，所述大腿連接桿和小腿連接桿兩端設(shè)有多個(gè)第一限位孔，相應(yīng)地，所述大腿上連接器、大腿下連接器、小腿上連接器和小腿下連接器上設(shè)有多個(gè)第二限位孔。
[0013]進(jìn)一步地，所述髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)均設(shè)有角度傳感器，所述角度傳感器與主控板連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述大腿連接桿、小腿連接桿上設(shè)有柔性纏帶。
[0015]本發(fā)明通過(guò)控制器向主控板發(fā)送控制指令，主控板控制驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊控制第一電機(jī)和第一減速機(jī)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)髖關(guān)節(jié)的控制，驅(qū)動(dòng)模塊控制第二電機(jī)和第二減速機(jī)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)膝關(guān)節(jié)的控制，驅(qū)動(dòng)模塊控制第三電機(jī)和第三減速機(jī)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)踝關(guān)節(jié)的控制，而髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)以及踝關(guān)節(jié)上的角度傳感器將角度變化傳給主控板，然后主控板進(jìn)行分析是否進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，避免由于機(jī)械結(jié)構(gòu)問(wèn)題導(dǎo)致的轉(zhuǎn)動(dòng)欠缺或轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)度。本發(fā)明通過(guò)外骨骼足下的履帶或者輪轂的速度差，實(shí)現(xiàn)不用抬步達(dá)到模擬人行走的下肢運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明原理框圖。
[0018]圖3為本發(fā)明靠背支架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明大腿連接桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖6為本發(fā)明腳部踏板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明履帶移動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8為本發(fā)明履帶移動(dòng)裝置俯視圖。
[0024]1.靠背支架；2.大腿連接桿;3.小腿連接桿;4.腳部踏板;5.髖關(guān)節(jié);51.腰部連接器;52.大腿上連接器;6.膝關(guān)節(jié);61.大腿下連接器;62.小腿上連接器;7.踝關(guān)節(jié);71.小腿下連接器;72.踏板連接器;8.履帶移動(dòng)裝置;81.履帶;82.驅(qū)動(dòng)輪;83.微電腦控制系統(tǒng);84.第四電機(jī);85.第四減速機(jī);9.控制器;10.角度傳感器;11.驅(qū)動(dòng)模塊;12.主控板;13.第一電機(jī)；14.第二電機(jī)；15.第三電機(jī)；16.第一減速機(jī)；17.第二減速機(jī)；18.第三減速機(jī)；19.第一限位孔;20.第二限位孔;21.電機(jī);22.減速機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明之技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，以下茲例舉實(shí)施例并配合附圖詳予說(shuō)明。
[0026]參照?qǐng)D1和圖2所示，本發(fā)明一種履帶驅(qū)動(dòng)的助行外骨骼包括支撐組件、動(dòng)力組件和控制器9，其中，支撐組件包括腰部支撐、大腿支撐、小腿支撐和足底支撐，而腰部支撐與大腿支撐之間通過(guò)髖關(guān)節(jié)5連接，大腿支撐和小腿支撐之間通過(guò)膝關(guān)節(jié)6連接，小腿支撐與足底支撐之間通過(guò)踝關(guān)節(jié)7連接;動(dòng)力組件包括減速機(jī)22和電機(jī)21，控制器9控制減速機(jī)22和電機(jī)21。
[0027]繼續(xù)參照?qǐng)D1并結(jié)合圖3至圖8所示，髖關(guān)節(jié)5包括腰部連接器51和大腿上連接器52，腰部連接器51和大腿上連接器52通過(guò)連軸和軸承連接;膝關(guān)節(jié)6包括大腿下連接器61和小腿上連接器62，大腿下連接器61與小腿上連接器62通過(guò)連軸和軸承連接;踝關(guān)節(jié)7包括小腿下連接器71和踏板連接器72，小腿下連接器7