CN109966117B - 一种被动式可穿戴助行机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种被动式可穿戴助行机器人。本发明的被动式可穿戴助行机器人包括：伸缩调节装置可实现长度调节，一端固定在腰部支撑装置上，另一端与髋关节能量存储释放装置固定连接；髋关节能量存储释放装置在用户行走时通过设置在髋关节能量存储释放装置中的扭簧对行走的能量进行储存和释放；髋关节能量存储释放装置和膝关节能量存储释放装置通过第一连接板进行连接，膝关节能量存储释放装置在用户行走时通过设置在膝关节能量存储释放装置中的扭簧对行走的能量进行储存和释放。本发明提供的被动式可穿戴助行机器人具有质量轻的优点。

Description

一种被动式可穿戴助行机器人

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种被动式可穿戴助行机器人。

背景技术

目前国内外在康复医疗领域的机器人设备逐渐增多，助行机器人是一类可以帮助具有行走障碍的患者恢复独立行走能力的康复医疗设备。助行机器人按驱动形式不同可以分为主动式助行机器人和被动式助行机器人两种，其中主动式助行机器人的研究和产品较为成熟，而被动式助行机器人的研究和产品则相对较少。

在被动式助行机器人结构中，没有电机、气缸等提供动力的驱动元件，其完全依靠人自身的不同行为姿势为设备提供动力，然后通过被动式助行机器人设备转化为动力，辅助行动不便的用户进行轻松的行走。对于未完全丧失行动能力、具有一定行走能力的患者和老年人十分适用。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种被动式可穿戴助行机器人。所述被动式可穿戴助行机器人包括：腰部支撑装置，伸缩调节装置，髋关节能量存储释放装置，第一连接板，膝关节能量存储释放装置，第二连接板以及踏板；所述腰部支撑装置用于固定于用户腰部；所述伸缩调节装置可实现长度调节，所述伸缩调节装置一端固定在所述腰部支撑装置上，另一端与所述髋关节能量存储释放装置固定连接；所述髋关节能量存储释放装置用于固定于用户的髋关节处，且在用户行走时通过设置在所述髋关节能量存储释放装置中的扭簧对行走的能量进行储存和释放；所述髋关节能量存储释放装置和所述膝关节能量存储释放装置通过第一连接板进行连接，所述膝关节能量存储释放装置用于固定于用户的膝关节处，且在用户行走时通过设置在所述膝关节能量存储释放装置中的扭簧对行走的能量进行储存和释放；所述踏板用于放置用户的脚，所述踏板与所述髋关节能量存储释放装置之间通过第二连接板进行连接。

在一些实施例中，所述伸缩调节装置包括：伸缩调节装置固定部件，位置调节部件，伸缩调节套筒，伸缩调节弹簧，以及伸缩调节杆；所述伸缩调节装置通过伸缩调节装置固定部件与腰部支撑装置连接；所述位置调节部件设置在所述伸缩调节杆上，并可以在按动所述位置调节部件时相对于所述伸缩调节杆上下活动，在不按动所述位置调节部件时，相对所述伸缩调节杆卡紧；所述伸缩调节弹簧置于伸缩调节杆内，所述伸缩调节杆设置在伸缩调节套筒内。

在一些实施例中，所述位置调节部件包括：推销弹簧、位置卡块、推销螺钉、推销杆；所述位置调节部件设置在所述伸缩调节杆上；所述伸缩调节杆上设置有可供所述推销杆上下滑动的滑槽；所述推销杆穿过所述滑槽，一端通过所述推销螺钉固定有位置卡块，所述推销弹簧抵顶在所述伸缩调节杆与所述推销杆之间；所述滑槽上设置有与所述位置卡块配合的台阶。

在一些实施例中，所述位置卡块上设置有上下两个方向的挡齿，所述档齿与所述伸缩调节杆的滑槽处的台阶相配合。

在一些实施例中，所述伸缩调节装置固定部件包括伸缩调节装置锁紧螺母，以及与所述伸缩调节装置锁紧螺母配合的伸缩调节装置螺栓。

在一些实施例中，所述髋关节能量存储释放装置包括：髋关节能量存储释放装置外片、轴承、髋关节能量存储释放装置紧固螺钉、位置调节挡块、髋关节能量存储释放装置内片、髋关节扭簧；

所述髋关节能量存储释放装置外片、髋关节能量存储释放装置内片及轴承都设置在髋关节能量存储释放装置紧固螺钉上并由所述髋关节能量存储释放装置紧固螺钉连接；所述髋关节扭簧一端固定设置在所述髋关节能量存储释放装置外片上，另一端设置在所述髋关节能量存储释放装置内片上；所述位置调节挡块套设在所述髋关节扭簧外侧并紧贴所述髋关节能量存储释放装置内片；所述髋关节能量存储释放装置内片上设置有凸起块对所述髋关节扭簧进行方向限位。

在一些实施例中，所述髋关节能量存储释放装置外片和所述髋关节能量存储释放装置内片上分别设置有固定所述髋关节扭簧的凹槽。

在一些实施例中，所述膝关节能量存储释放装置包括：膝关节能量存储释放装置外片、膝关节轴承、膝关节能量存储释放装置紧固螺钉、位置插销、位置插销弹簧、膝关节能量存储释放装置内片、膝关节扭簧；所述膝关节能量存储释放装置外片、膝关节能量存储释放装置内片及膝关节轴承都设置在膝关节能量存储释放装置紧固螺钉上并由所述膝关节能量存储释放装置紧固螺钉连接；所述膝关节扭簧一端固定设置在所述膝关节能量存储释放装置外片上，另一端设置在所述膝关节能量存储释放装置内片上；所述膝关节能量存储释放装置外片为齿轮，其外圈设置有金属齿，所述位置插销和所述位置插销弹簧配合使所述位置插销卡在所述金属齿上。

在一些实施例中，所述膝关节能量存储释放装置外片和所述膝关节能量存储释放装置内片上分别设置有固定所述膝关节扭簧的凹槽。

在一些实施例中，所述膝关节能量存储释放装置还包括：用于调节所述膝关节扭簧的扭簧初始力的膝关节扭簧调节部件，所述膝关节扭簧调节部件包括膝关节扭簧调节扳手以及膝关节扭簧扳手端盖，所述膝关节能量存储释放装置外片外侧设置有圆柱形的凸起部分，所述膝关节扭簧调节扳手套在所述膝关节能量存储释放装置外片的圆柱形的凸起部分处，所述膝关节扭簧扳手端盖固定于所述膝关节能量存储释放装置外片的外侧。

本发明的技术效果：本发明公开的被动式可穿戴助行机器人在用户行走时通过设置在所述膝关节能量存储释放装置中的扭簧对行走的能量进行储存和释放，没有主动驱动元件，全部采用扭簧、弹簧等弹性元件进行驱动，本发明实施例的方案利用人体行走时的不同姿态收集并存储能量，最终释放能量，实现辅助行走的目的。相对于主动式助行机器人，本发明公开的被动式可穿戴助行机器人因为不需要采用主动驱动的电机等驱动装置，具有质量轻、灵敏度高、穿戴体验好、价格低、操作简便等诸多优点，面对逐渐步入老龄化社会的我国，其产品具有十分广阔的市场前景。

附图说明

图1示意性示出根据本发明一个实施例的被动式可穿戴助行机器人的整体结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的伸缩调节装置的主视图；

图3为根据本发明一个实施例的伸缩调节装置的剖视图；

图4为根据本发明一个实施例的伸缩调节装置的部分示意图；

图5为根据本发明一个实施例的髋关节能量存储释放装置的结构示意图；

图6为图5中A-A的剖视图；

图7为根据本发明一个实施例的髋关节能量存储释放装置的后视图；

图8为根据本发明一个实施例的膝关节能量存储释放装置的后视图；

图9为图8中B-B的剖视图；

图10为根据本发明一个实施例的膝关节能量存储释放装置的后视图；

图11为根据本发明一个实施例的髋关节能量存储释放装置的剖视图；

图12为根据本发明一个实施例的膝关节能量存储释放装置的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

参考图1至图10所示，示意出了根据本发明一个实施例的被动式可穿戴助行机器人100。所述被动式可穿戴助行机器人100包括：腰部支撑装置 1，伸缩调节装置10，髋关节能量存储释放装置2，第一连接板9，膝关节能量存储释放装置3，第二连接板4以及踏板6；所述腰部支撑装置1用于固定于用户腰部；所述伸缩调节装置10可实现长度调节，所述伸缩调节装置10一端固定在所述腰部支撑装置1上，另一端与所述髋关节能量存储释放装置2固定连接；所述髋关节能量存储释放装置2用于固定于用户的髋关节处，且在用户行走时通过设置在所述髋关节能量存储释放装置2中的扭簧对行走的能量进行储存和释放；所述髋关节能量存储释放装置2和所述膝关节能量存储释放装置3通过第一连接板9进行连接，所述膝关节能量存储释放装置3用于固定于用户的膝关节处，且在用户行走时通过设置在所述膝关节能量存储释放装置3中的扭簧对行走的能量进行储存和释放；所述踏板6用于放置用户的脚，所述踏板6与所述髋关节能量存储释放装置2之间通过第二连接板4进行连接。所述第一连接板9可为碳纤维板，采用碳纤维板，具有重量轻，且强度好的优点。

在一些实施例中，所述伸缩调节装置10包括：伸缩调节装置固定部件，位置调节部件，伸缩调节套筒18，伸缩调节弹簧19，以及伸缩调节杆23；所述伸缩调节装置10通过伸缩调节装置固定部件与腰部支撑装置1连接；所述位置调节部件设置在所述伸缩调节杆23上，并可以在按动所述位置调节部件时相对于所述伸缩调节杆23上下活动，在不按动所述位置调节部件时，相对所述伸缩调节杆23卡紧；所述伸缩调节弹簧19置于伸缩调节杆 23内，所述伸缩调节杆23设置在伸缩调节套筒18内。

在一些实施例中，所述位置调节部件包括：推销弹簧16、位置卡块17、推销螺钉21、推销杆20；所述位置调节部件设置在所述伸缩调节杆23上；所述伸缩调节杆23上设置有可供所述推销杆20上下滑动的滑槽231；所述推销杆20穿过所述滑槽231，一端通过所述推销螺钉21固定有位置卡块 17，所述推销弹簧16抵顶在所述伸缩调节杆23与所述推销杆20之间；所述滑槽231上设置有与所述位置卡块17配合的台阶232。

在一些实施例中，如图4所示，所述位置卡块17上设置有上下两个方向的挡齿，所述档齿与所述伸缩调节杆23的滑槽231处的台阶232相配合。

在一些实施例中，所述伸缩调节装置固定部件包括伸缩调节装置锁紧螺母22，以及与所述伸缩调节装置锁紧螺母22配合的伸缩调节装置螺栓 11。

在一些实施例中，所述髋关节能量存储释放装置2包括：髋关节能量存储释放装置外片24、轴承26、髋关节能量存储释放装置紧固螺钉27、位置调节挡块28、髋关节能量存储释放装置内片29、髋关节扭簧30；

所述髋关节能量存储释放装置外片24、髋关节能量存储释放装置内片 29及轴承26都设置在髋关节能量存储释放装置紧固螺钉27上并由所述髋关节能量存储释放装置紧固螺钉27连接；所述髋关节扭簧30一端固定设置在所述髋关节能量存储释放装置外片24上，另一端设置在所述髋关节能量存储释放装置内片29上；所述位置调节挡块28套设在所述髋关节扭簧 30外侧并紧贴所述髋关节能量存储释放装置内片29；所述髋关节能量存储释放装置内片29上设置有凸起块对所述髋关节扭簧30进行方向限位。所述凸起块为所述髋关节能量存储释放装置内片29的内部的周面上设置的一个凸起块291，其突出于所述所述髋关节能量存储释放装置内片29的周面上，在所述髋关节扭簧30上设置有伸出所述扭簧周向上的扭簧端部301，所述扭簧端部301的长度可被所述凸起块291所阻挡，以对所述髋关节扭簧30进行一个方向的限位，如顺时针方向的限位，或逆时针方向的限位。所述限位是指只朝向一个方向的限制位置。

在一些实施例中，所述髋关节能量存储释放装置外片24和所述髋关节能量存储释放装置内片29上分别设置有固定所述髋关节扭簧30的凹槽。

如图11所述的实施例中，所述髋关节能量存储释放装置外片24和所述髋关节能量存储释放装置内片29在其内部分别有形成凸起的凸缘，所述凸缘为两圈，两圈凸缘之间形成为分别容置和固定所述髋关节扭簧30的凹槽241，292。且所述髋关节能量存储释放装置外片24与所述髋关节能量存储释放装置紧固螺钉27之间设置有轴承26，所述髋关节能量存储释放装置内片29与所述髋关节能量存储释放装置外片24之间也设置有轴承26。

在一些实施例中，参考图8至图10所示，所述膝关节能量存储释放装置3包括：膝关节能量存储释放装置外片42、膝关节轴承34、膝关节能量存储释放装置紧固螺钉47、位置插销35、位置插销弹簧36、膝关节能量存储释放装置内片44、膝关节扭簧37；所述膝关节能量存储释放装置外片42、膝关节能量存储释放装置内片44及膝关节轴承34都设置在膝关节能量存储释放装置紧固螺钉47上并由所述膝关节能量存储释放装置紧固螺钉47 连接；所述膝关节扭簧37一端固定设置在所述膝关节能量存储释放装置外片42上，另一端设置在所述膝关节能量存储释放装置内片44上；所述膝关节能量存储释放装置外片42为齿轮，其外圈设置有金属齿，所述位置插销35和所述位置插销弹簧36配合使所述位置插销35卡在所述金属齿上。

在一些实施例中，所述膝关节能量存储释放装置外片42和所述膝关节能量存储释放装置内片44上分别设置有固定所述膝关节扭簧37的凹槽。

如图12所述的实施例中，所述膝关节能量存储释放装置外片42和所述膝关节能量存储释放装置内片44在其内部分别有形成凸起的凸缘，所述凸缘为两圈，两圈凸缘之间形成为分别容置和固定所述膝关节扭簧37的凹槽421，441。且所述膝关节能量存储释放装置外片42与所述膝关节能量存储释放装置紧固螺钉47之间设置有膝关节轴承34，所述膝关节能量存储释放装置内片44与所述膝关节能量存储释放装置外片42之间也设置有膝关节轴承34。

在一些实施例中，所述膝关节能量存储释放装置3还包括：用于调节所述膝关节扭簧37的扭簧初始力的膝关节扭簧调节部件，所述膝关节扭簧调节部件包括膝关节扭簧调节扳手33以及膝关节扭簧扳手端盖43，所述膝关节能量存储释放装置外片42外侧设置有圆柱形的凸起部分，所述膝关节扭簧调节扳手33套在所述膝关节能量存储释放装置外片42的圆柱形的凸起部分处，所述膝关节扭簧扳手端盖43固定于所述膝关节能量存储释放装置外片42的外侧。

下面结合具体的实施例对本发明提供的被动式可穿戴助行机器人100 进行详细的说明。

实施例1：

图1所示，为本发明一个实施例的被动式可穿戴助行机器人100的整体结构示意图。所述被动式可穿戴助行机器人100包括腰部支撑装置1，伸缩调节装置10，髋关节能量存储释放装置2，第一连接板9，膝关节能量存储释放装置3，第二连接板4以及踏板6。所述腰部支撑装置1用于固定于用户腰部；所述伸缩调节装置10可实现长度调节，所述伸缩调节装置10 一端固定在所述腰部支撑装置1上，另一端与所述髋关节能量存储释放装置2固定连接；所述髋关节能量存储释放装置2用于固定于用户的髋关节处；所述髋关节能量存储释放装置2和所述膝关节能量存储释放装置3通过第一连接板9进行连接，所述膝关节能量存储释放装置3用于固定于用户的膝关节处；所述踏板6用于放置用户的脚，所述踏板6与所述髋关节能量存储释放装置2之间通过第二连接板4进行连接。所述第一连接板9 和第二连接板4都采用碳纤维板，采用碳纤维板，具有重量轻，且强度好的优点。所述第二连接板4和所述踏板之间通过铆钉5连接固定。

如图1所示，腰部支撑装置1通过绑带固定于用户腰部。用户可将腰部支撑装置1上的固定螺栓14、固定螺母13及横向固定板15拆卸下来，然后更换不同长度的横向固定板15，以此调整腰部支撑装置的宽度，以适合不同体型的用户。

图2-4所示，为本发明实施例提供的伸缩调节装置10，所述伸缩调节装置10主要包括：伸缩调节装置螺栓11、推销弹簧16、位置卡块17、伸缩调节套筒18、伸缩调节弹簧19、推销杆20、推销螺钉21、伸缩调节装置锁紧螺母22、伸缩调节杆23。整个伸缩调节装置10通过伸缩调节装置锁紧螺母22、伸缩调节装置螺栓11与腰部支撑装置1连接。伸缩调节弹簧 19置于伸缩调节杆23内，伸缩调节杆23***伸缩调节套筒18内。所述伸缩调节杆23上设置有可供所述推销杆20上下滑动的滑槽231；所述推销杆 20穿过所述滑槽231，一端通过所述推销螺钉21固定有位置卡块17，所述推销弹簧16抵顶在所述伸缩调节杆23与所述推销杆20之间；所述滑槽231 上设置有与所述位置卡块17配合的台阶232。如图4所示，所述位置卡块17上设置有上下两个方向的挡齿，所述档齿与所述伸缩调节杆23的滑槽 231处的台阶232相配合。未进行伸缩调节时，推销弹簧16将推销杆20向右推出，推销杆20带动位置卡块17，位置卡块17上同时具有上下两个方向的挡齿，与伸缩调节杆23上的上下两个方向的挡齿恰好同时啮合，从而将伸缩调节套筒18与伸缩调节杆23固定。当用户需要进行伸缩调节时，向左按下推销杆20，位置卡块17被向左推出，伸缩调节套筒在弹簧19的作用下向下弹出，调整至合适位置，放开位置推销，位置卡块17向右归位，再次将伸缩调节套筒18与伸缩调节杆23固定，实现杆长调节。

参考图5-7所示的实施例，为髋关节能量存储释放装置2。在本实施例中，所述髋关节能量存储释放装置2为右侧髋关节能量存储释放装置。主要包括：髋关节能量存储释放装置外片24、位置调节螺钉25、轴承26、髋关节能量存储释放装置紧固螺钉27、位置调节挡块28、髋关节能量存储释放装置内片29、髋关节扭簧30、碳纤维板紧固螺栓31、碳纤维板螺母32。髋关节能量存储释放装置外片24、髋关节能量存储释放装置内片29及轴承 26由髋关节能量存储释放装置紧固螺钉27连接，髋关节扭簧30置于髋关节能量存储释放装置外片24、髋关节能量存储释放装置内片29内部的凹槽里。如图6的A-A剖视图所示，位置调节挡块28套在髋关节扭簧30外侧、紧贴髋关节能量存储释放装置内片29。该髋关节能量存储释放装置2可设置于用户髋关节右侧，通过绑带、碳纤维板将该结构紧贴髋关节固定。当用户行走时，两条腿的作用分别是一条腿主动前进、一条腿相对后退。当右侧腿主动前进时，向前迈步的过程相当于右侧大腿通过碳纤维杆带动髋关节能量存储释放装置外片24顺时针旋转，髋关节扭簧30的一端固定于髋关节能量存储释放装置外片24上，而在髋关节能量存储释放装置内片29 上有一凸起块，其作用是为扭簧30进行限位，只在逆时针方向上对髋关节扭簧30起到限位作用。因此髋关节能量存储释放装置外片24顺时针转动时，髋关节扭簧30会同步跟随转动，并没有任何限位阻挡。所以人主动迈步的腿没有任何额外阻力。对于用户左侧的腿，若以髋关节为参照物，其相当于以髋关节为支点，向前进的腿的反向转动，而此方向有扭簧限位挡片，此时会迫使扭簧30产生变形，从而产生回复力，以能量的形式存储于髋关节扭簧30内。当用户进行下一步行走而抬起左腿时，存储在能量存储释放装置2内的能量逐渐释放，即可驱动用户左腿以髋关节为旋转点旋转，实现辅助行走的目的。对于不同的用户，可以通过旋转位置调节螺钉25，调整扭簧位置挡块28，从而调整大腿向前迈步无阻挡的角度范围，可调范围为0°-90°。

参考图8-图10所示的实施例中，为膝关节能量存储释放装置3的示意图。在本实施例中，所述膝关节能量存储释放装置3为右侧膝关节能量存储释放装置。所述膝关节能量存储释放装置3主要包括：膝关节扭簧调节扳手33、膝关节轴承34、位置插销35、位置插销弹簧36、膝关节扭簧37、插销端盖38、插销固定螺钉39、支撑板螺母40、支撑板螺栓41、膝关节能量存储释放装置外片42、膝关节扭簧扳手端盖43、膝关节能量存储释放装置内片44、扭簧扳手端盖螺钉45、碳纤维板螺母46、膝关节能量存储释放装置紧固螺钉47、碳纤维板紧固螺栓48。膝关节能量存储释放装置内片 44、膝关节能量存储释放装置外片42及膝关节轴承34由膝关节能量存储释放装置紧固螺钉47连接，膝关节扭簧37置于内片44及膝关节能量存储释放装置外片42内侧的凹槽内，膝关节扭簧调节扳手33套在膝关节能量存储释放装置外片42外侧的圆柱形凸起部分，膝关节扭簧扳手端盖通过螺钉45固定于膝关节能量存储释放装置外片42外侧，如图9 所示的B-B剖视图所示。位置插销35卡在膝关节能量存储释放装置外片42的金属齿部分。在使用时，膝关节能量存储释放装置3置于用户膝关节右侧，通过绑带、小腿支撑装置7将该结构紧贴膝关节固定。行走前，大腿与小腿在同一条直线上，此时膝关节扭簧37没有形变，装置内没有能量，当左侧腿向前迈出时，右侧大腿与小腿逐渐产生角度，小腿相当于以膝关节为旋转点进行转动，此时迫使膝关节扭簧37产生形变，并将形变能存在膝关节能量存储释放装置3内。当抬起右侧腿时，膝关节扭簧37内能量释放，小腿在小腿支撑装置7的作用下，自动绕膝关节向前摆动，实现助行目的。对于不同用户，图4所示的膝关节能量存储释放装置3还可以调节内部扭簧22 的初始回复力，旋转膝关节扭簧调节扳手33，可以增加膝关节扭簧37的初始力，旋转范围0°-60°，拉出位置插销35，即可恢复出厂设置，从而适应不同需求的用户，松开位置插销35，位置插销弹簧36将推动位置插销35 与膝关节能量存储释放装置外片42的金属齿啮合。

最后用户通过绑带将踏板6与自己的脚固定，完成整套装置的穿戴。

本发明的技术效果：本发明公开的被动式可穿戴助行机器人在用户行走时通过设置在所述膝关节能量存储释放装置中的扭簧对行走的能量进行储存和释放，没有主动驱动元件，全部采用扭簧、弹簧等弹性元件进行驱动，本发明实施例的方案利用人体行走时的不同姿态收集并存储能量，最终释放能量，实现辅助行走的目的。相对于主动式助行机器人，本发明公开的被动式可穿戴助行机器人因为不需要采用主动驱动的电机等驱动装置，具有质量轻、灵敏度高、穿戴体验好、价格低、操作简便等诸多优点，面对逐渐步入老龄化社会的我国，其产品具有十分广阔的市场前景。

本领域内的技术人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种被动式可穿戴助行机器人，其特征在于，包括：腰部支撑装置，伸缩调节装置，髋关节能量存储释放装置，第一连接板，膝关节能量存储释放装置，第二连接板以及踏板；

所述腰部支撑装置用于固定于用户腰部；

所述伸缩调节装置可实现长度调节，所述伸缩调节装置一端固定在所述腰部支撑装置上，另一端与所述髋关节能量存储释放装置固定连接；

所述髋关节能量存储释放装置用于固定于用户的髋关节处，且在用户行走时通过设置在所述髋关节能量存储释放装置中的扭簧对行走的能量进行储存和释放；

所述髋关节能量存储释放装置和所述膝关节能量存储释放装置通过第一连接板进行连接，所述膝关节能量存储释放装置用于固定于用户的膝关节处，且在用户行走时通过设置在所述膝关节能量存储释放装置中的扭簧对行走的能量进行储存和释放；

所述踏板用于放置用户的脚，所述踏板与所述膝关节能量存储释放装置之间通过第二连接板进行连接；

其中：所述髋关节能量存储释放装置包括：髋关节能量存储释放装置外片、轴承、髋关节能量存储释放装置紧固螺钉、位置调节挡块、髋关节能量存储释放装置内片、髋关节扭簧；

所述髋关节能量存储释放装置外片、髋关节能量存储释放装置内片及轴承都设置在髋关节能量存储释放装置紧固螺钉上并由所述髋关节能量存储释放装置紧固螺钉连接，所述髋关节能量存储释放装置外片（ 24） 与所述髋关节能量存储释放装置紧固螺钉（ 27） 之间设置有轴承（ 26） ，所述髋关节能量存储释放装置内片（ 29） 与所述髋关节能量存储释放装置外片（ 24） 之间也设置有轴承（ 26） ；

所述髋关节扭簧一端固定设置在所述髋关节能量存储释放装置外片上，另一端设置在所述髋关节能量存储释放装置内片上；

所述位置调节挡块套设在所述髋关节扭簧外侧并紧贴所述髋关节能量存储释放装置内片，用于调整大腿向前迈步时述髋关节扭簧不产生阻力的角度范围；

所述髋关节能量存储释放装置内片上设置有凸起块对所述髋关节扭簧进行方向限位，以在用户行走时主动前进的腿的髋关节扭簧不产生阻力，相对后退的腿的髋关节扭簧存储能量。

2.根据权利要求1所述的被动式可穿戴助行机器人，其特征在于，所述伸缩调节装置包括：伸缩调节装置固定部件，位置调节部件，伸缩调节套筒，伸缩调节弹簧，以及伸缩调节杆；

所述伸缩调节装置通过伸缩调节装置固定部件与腰部支撑装置连接；

所述位置调节部件设置在所述伸缩调节杆上，并可以在按动所述位置调节部件时伸缩调节套筒相对于所述伸缩调节杆上下活动，在不按动所述位置调节部件时，伸缩调节套筒相对所述伸缩调节杆卡紧；

所述伸缩调节弹簧置于伸缩调节杆内，所述伸缩调节杆设置在伸缩调节套筒内。

3.根据权利要求2所述的被动式可穿戴助行机器人，其特征在于，所述位置调节部件包括：推销弹簧、位置卡块、推销螺钉、推销杆；

所述位置调节部件设置在所述伸缩调节杆上；

所述伸缩调节杆上设置有可供所述推销杆上下滑动的滑槽；

所述推销杆穿过所述滑槽，一端通过所述推销螺钉固定有位置卡块，所述推销弹簧抵顶在所述伸缩调节杆与所述推销杆之间；

所述滑槽上设置有与所述位置卡块配合的台阶。

4.根据权利要求3所述的被动式可穿戴助行机器人，其特征在于，所述位置卡块上设置有上下两个方向的挡齿，所述挡齿与所述伸缩调节杆的滑槽处的台阶相配合。

5.根据权利要求2所述的被动式可穿戴助行机器人，其特征在于，所述伸缩调节装置固定部件包括伸缩调节装置锁紧螺母，以及与所述伸缩调节装置锁紧螺母配合的伸缩调节装置螺栓。

6.根据权利要求1所述的被动式可穿戴助行机器人，其特征在于，所述髋关节能量存储释放装置外片和所述髋关节能量存储释放装置内片上分别设置有固定所述髋关节扭簧的凹槽。

7.根据权利要求1所述的被动式可穿戴助行机器人，其特征在于，所述膝关节能量存储释放装置包括：膝关节能量存储释放装置外片、膝关节轴承、膝关节能量存储释放装置紧固螺钉、位置插销、位置插销弹簧、膝关节能量存储释放装置内片、膝关节扭簧；

所述膝关节能量存储释放装置外片、膝关节能量存储释放装置内片及膝关节轴承都设置在膝关节能量存储释放装置紧固螺钉上并由所述膝关节能量存储释放装置紧固螺钉连接，所述膝关节能量存储释放装置外片（ 42） 与所述膝关节能量存储释放装置紧固螺钉（47） 之间设置有膝关节轴承（ 34） ，所述膝关节能量存储释放装置内片（ 44） 与所述膝关节能量存储释放装置外片（ 42） 之间也设置有膝关节轴承（ 34） ；

所述膝关节扭簧一端固定设置在所述膝关节能量存储释放装置外片上，另一端设置在所述膝关节能量存储释放装置内片上；

所述膝关节能量存储释放装置外片为齿轮，其外圈设置有金属齿，所述位置插销和所述位置插销弹簧配合使所述位置插销卡在所述金属齿上。

8.根据权利要求7所述的被动式可穿戴助行机器人，其特征在于，所述膝关节能量存储释放装置外片和所述膝关节能量存储释放装置内片上分别设置有固定所述膝关节扭簧的凹槽。

9.根据权利要求8所述的被动式可穿戴助行机器人，其特征在于，所述膝关节能量存储释放装置还包括：用于调节所述膝关节扭簧的扭簧初始力的膝关节扭簧调节部件，所述膝关节扭簧调节部件包括膝关节扭簧调节扳手以及膝关节扭簧扳手端盖，所述膝关节能量存储释放装置外片外侧设置有圆柱形的凸起部分，所述膝关节扭簧调节扳手套在所述膝关节能量存储释放装置外片的圆柱形的凸起部分处，所述膝关节扭簧扳手端盖固定于所述膝关节能量存储释放装置外片的外侧。

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