本技術(shù)涉及康復器械，尤其涉及一種下肢助力外骨骼。

背景技術(shù)：

1、老年人身體機能隨年齡增長而下降，其中步行功能衰退是大部分老年人所面臨的問題，這進一步降低了老年人對環(huán)境的適應及應變能力，增加了跌倒摔傷風險。步行作為一套復雜的行為動作體系，需要依靠神經(jīng)、骨骼及肌肉的配合，并對速度、頻率、高度、步長、步幅、方向及體態(tài)進行綜合調(diào)節(jié)，通兩個多節(jié)段下肢和整個身體之間的配合作用完成一系列步行周期。而衰老對人體骨骼、肌肉、神經(jīng)等的影響表現(xiàn)在：骨密度下降，骨骼更加脆弱且易折斷；肌肉纖維出現(xiàn)萎縮等退行性改變；反應速度和認知能力下降。生理的老化和病變導致老年人步態(tài)發(fā)生變化，出現(xiàn)身體前傾、抬腳慢且低、拖地、劃弧、足部內(nèi)翻、搖擺等步態(tài)變形現(xiàn)象，同時還伴隨有低頭四顧和走走停?，F(xiàn)象。步行功能退化降低了老年人獨立生活能力和生活質(zhì)量，更易發(fā)生步態(tài)變形、失穩(wěn)跌倒等事故問題。

2、下肢助力外骨骼是解決上述問題的一種很好的方法，其典型形態(tài)為布置在人體兩大腿外側(cè)的剛性連桿組，依靠腰部、腿部和足部固定綁帶固定在人體上。

3、但本申請實用新型人在實現(xiàn)本申請實施例中實用新型技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

4、傳統(tǒng)的剛性下肢助力外骨骼存在一些不可避免的缺點：(1)舒適性差：人體和外骨骼在矢狀面(即人體的對稱面)的旋轉(zhuǎn)軸必須對齊；如果沒有完全對齊，通過關(guān)節(jié)連接的剛性連桿就會阻礙生物關(guān)節(jié)的運動，可能導致用戶跌倒或受傷；此外，由于用戶生理尺寸、發(fā)力習慣等的不同，剛性外骨骼必須使用多種傳感器和機構(gòu)設(shè)計以實現(xiàn)對不同人群的兼容；(2)便攜性差：剛性下肢助力外骨骼多由金屬或者鋁合金組成，重量較大，體積大，輕巧和靈活性不突出，不方便老年人日?；顒邮褂茫?3)經(jīng)濟性和維護性差：電機、液壓缸等組件價格昂貴，結(jié)構(gòu)復雜，在復雜的應用場景中可靠性難以保證。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例通過提供一種下肢助力外骨骼，解決了現(xiàn)有技術(shù)中舒適性差、難以攜帶、價格昂貴的技術(shù)問題，通過足部機構(gòu)的傳感器、氣囊驅(qū)動部件以及控制組件之間的配合實現(xiàn)步行助力，且氣囊驅(qū)動部件采用氣囊結(jié)構(gòu)，柔性質(zhì)感提高用戶舒適性，且結(jié)構(gòu)成本低，質(zhì)量輕盈，減少用戶負擔，便于攜帶，有利于提高使用靈活性。

2、本申請實施例提供了一種下肢助力外骨骼，其包括上肢機構(gòu)、下肢助力機構(gòu)以及足部機構(gòu)；

3、所述上肢機構(gòu)裝設(shè)有控制組件，所述控制組件包括控制器和氣泵組件；

4、所述下肢助力機構(gòu)裝設(shè)在人體大腿的后側(cè)，下肢助力機構(gòu)包括氣囊驅(qū)動部件，所述氣囊驅(qū)動部件用于驅(qū)使人體下肢抬起或放下；

5、所述足部機構(gòu)包括傳感器，所述傳感器與所述控制器信號連接，所述傳感器用于感應人體足底壓力并發(fā)送給所述控制器；

6、所述氣泵組件用于為所述氣囊驅(qū)動部件提供氣壓，所述控制器與所述氣泵組件電連接。

7、其中，所述上肢機構(gòu)還包括背板，所述控制組件裝設(shè)在所述背板上，所述背板還裝設(shè)有肩部綁帶和腰部綁帶，所述肩部綁帶與人體肩部對應設(shè)置，所述腰部綁帶與人體腰部對應設(shè)置。

8、其中，所述足部機構(gòu)包括鞋墊，所述傳感器設(shè)置有多個，多個所述傳感器布置在所述鞋墊內(nèi)。

9、其中，所述足部機構(gòu)還包括足環(huán)，所述足環(huán)內(nèi)裝設(shè)有內(nèi)置電池、數(shù)據(jù)傳輸中繼器以及下位機，所述足環(huán)的一側(cè)設(shè)置有足部綁帶，所述內(nèi)置電池用于為所述數(shù)據(jù)傳輸中繼器以及下位機供電，所述傳感器為壓力傳感器，所述傳感器與所述下位機信號連接，所述下位機用于讀取所述傳感器的壓力信號數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)傳輸中繼器，所述數(shù)據(jù)傳輸中繼器用于以無線通信方式將壓力信號數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器。

10、其中，所述氣囊驅(qū)動部件設(shè)置有兩個，兩個氣囊驅(qū)動部件分別布置在人體兩條大腿的后側(cè)。

11、其中，所述氣囊驅(qū)動部件包括腿部基帶以及裝設(shè)在腿部基帶背面的氣囊漲縮組件，所述氣囊漲縮組件處于膨脹狀態(tài)時將用戶下肢抬起，所述氣囊漲縮組件處于收縮狀態(tài)時將用戶下肢下放。

12、其中，所述氣囊漲縮組件包括兩個l型氣囊以及多個中間氣囊，兩個所述l型氣囊和多個中間氣囊呈一列式等間隔設(shè)置在所述腿部基帶的背面上，兩個所述l型氣囊分別布置在所述腿部基帶背面的上端和下端，所述l型氣囊的一側(cè)與腿部基帶固定連接，所述l型氣囊的另一側(cè)為自由端，多個所述中間氣囊位于兩個l型氣囊之間，所述中間氣囊的一端邊緣與所述腿部基帶連接。

13、其中，所述腿部基帶的背面還活動設(shè)置有多個活動支架，多個所述活動支架呈一列式等間隔設(shè)置，所述活動支架與所述中間氣囊一一對應，所述活動支架與所述中間氣囊的一端邊緣連接。

14、其中，所述腿部基帶的前端面的上端和下端分別設(shè)置有腿部固定綁帶。

15、其中，所述控制組件還包括導氣管組件，所述氣泵組件包括氣泵本體和氣閥組件，所述控制器與所述氣泵本體、所述氣閥組件電連接，所述氣泵本體通過所述氣閥組件與導氣管組件連接，所述導氣管組件與所述氣囊漲縮組件連接。

16、本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

17、1、由于采用了氣囊驅(qū)動部件采用氣囊結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的舒適性差、難以攜帶、價格昂貴的技術(shù)問題，進而實現(xiàn)了柔性質(zhì)感提高用戶舒適性，且結(jié)構(gòu)成本低，質(zhì)量輕盈，減少用戶負擔，便于攜帶，有利于提高使用靈活性。

18、2、通過足部機構(gòu)的傳感器、氣囊驅(qū)動部件以及控制組件之間的配合實現(xiàn)步行助力。

技術(shù)特征：

1.一種下肢助力外骨骼，其特征在于：包括上肢機構(gòu)、下肢助力機構(gòu)以及足部機構(gòu)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下肢助力外骨骼，其特征在于：所述上肢機構(gòu)還包括背板，所述控制組件裝設(shè)在所述背板上，所述背板還裝設(shè)有肩部綁帶和腰部綁帶，所述肩部綁帶與人體肩部對應設(shè)置，所述腰部綁帶與人體腰部對應設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下肢助力外骨骼，其特征在于：所述足部機構(gòu)包括鞋墊，所述傳感器設(shè)置有多個，多個所述傳感器布置在所述鞋墊內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下肢助力外骨骼，其特征在于：所述足部機構(gòu)還包括足環(huán)，所述足環(huán)內(nèi)裝設(shè)有內(nèi)置電池、數(shù)據(jù)傳輸中繼器以及下位機，所述足環(huán)的一側(cè)設(shè)置有足部綁帶，所述內(nèi)置電池用于為所述數(shù)據(jù)傳輸中繼器以及下位機供電，所述傳感器為壓力傳感器，所述傳感器與所述下位機信號連接，所述下位機用于讀取所述傳感器的壓力信號數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)傳輸中繼器，所述數(shù)據(jù)傳輸中繼器用于以無線通信方式將壓力信號數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下肢助力外骨骼，其特征在于：所述氣囊驅(qū)動部件設(shè)置有兩個，兩個氣囊驅(qū)動部件分別布置在人體兩條大腿的后側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下肢助力外骨骼，其特征在于：所述氣囊驅(qū)動部件包括腿部基帶以及裝設(shè)在腿部基帶背面的氣囊漲縮組件，所述氣囊漲縮組件處于膨脹狀態(tài)時將用戶下肢抬起，所述氣囊漲縮組件處于收縮狀態(tài)時將用戶下肢下放。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種下肢助力外骨骼，其特征在于：所述氣囊漲縮組件包括兩個l型氣囊以及多個中間氣囊，兩個所述l型氣囊和多個中間氣囊呈一列式等間隔設(shè)置在所述腿部基帶的背面上，兩個所述l型氣囊分別布置在所述腿部基帶背面的上端和下端，所述l型氣囊的一側(cè)與腿部基帶固定連接，所述l型氣囊的另一側(cè)為自由端，多個所述中間氣囊位于兩個l型氣囊之間，所述中間氣囊的一端邊緣與所述腿部基帶連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種下肢助力外骨骼，其特征在于：所述腿部基帶的背面還活動設(shè)置有多個活動支架，多個所述活動支架呈一列式等間隔設(shè)置，所述活動支架與所述中間氣囊一一對應，所述活動支架與所述中間氣囊的一端邊緣連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種下肢助力外骨骼，其特征在于：所述腿部基帶的前端面的上端和下端分別設(shè)置有腿部固定綁帶。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種下肢助力外骨骼，其特征在于：所述控制組件還包括導氣管組件，所述氣泵組件包括氣泵本體和氣閥組件，所述控制器與所述氣泵本體、所述氣閥組件電連接，所述氣泵本體通過所述氣閥組件與導氣管組件連接，所述導氣管組件與所述氣囊漲縮組件連接。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及康復器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種下肢助力外骨骼，其包括上肢機構(gòu)、下肢助力機構(gòu)以及足部機構(gòu)；上肢機構(gòu)裝設(shè)有控制組件，控制組件包括控制器和氣泵組件；下肢助力機構(gòu)裝設(shè)在人體大腿的后側(cè)，下肢助力機構(gòu)包括氣囊驅(qū)動部件，氣囊驅(qū)動部件用于驅(qū)使人體下肢抬起或放下；足部機構(gòu)包括傳感器，傳感器與控制器信號連接，傳感器用于感應人體足底壓力并發(fā)送給控制器；氣泵組件用于為氣囊驅(qū)動部件提供氣壓，控制器與氣泵組件電連接。本技術(shù)有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的舒適性差、難以攜帶、價格昂貴的技術(shù)問題，進而實現(xiàn)了柔性質(zhì)感提高用戶舒適性，且結(jié)構(gòu)成本低，質(zhì)量輕盈，減少用戶負擔，便于攜帶，有利于提高使用靈活性。

技術(shù)研發(fā)人員：鮑官軍,傅豪,李澤桐,歐陽運梅,彭文志
受保護的技術(shù)使用者：杭州浙工群欣技術(shù)研發(fā)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240402
技術(shù)公布日：2025/1/2