一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿的制造方法与工艺

本发明涉及仿生助力机械领域，尤其是涉及一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿。

背景技术：
在现在的社会中，随着科学技术的进步，全国有很多下肢瘫痪或是下肢行动不便的人，针对此类问题市场上出现了很多种康复装置，但是结构都很复杂或是没有单一针对腿部进行康复治疗的康复产品。而针对腿部康复治疗，需要一种结构简单且能满足够引导腿部进行步态训练和步态运动的机械装置；此外对于需要长时间步行的人而言，如果能有一种根据腿部的运动特点,通过检测使用者小腿肌肉的神经电信号为腿部行走提供一定的助力，将大大降低其身体的疲劳度。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿，其结构合理，具有结构简单、使用方便、安全可靠、智能化程度高等优点，有效解决现在腿部助力机械太少的问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿，包括腿部束带、支撑机构、动力机构、施力柱以及助力板，所述的腿部束带是设置在小腿部，腿部束带内侧设置有若干肌电传感器，腿部束带的外侧设置有加速传感器以及微控制器；所述的支撑机构是固定于腿部束带上；支撑机构包括支撑板以及固定设置在支撑板上的环形板；所述的支撑板上设置有支撑轴；所述的环形板上对称设置有挡板、滑槽；所述的动力机构包括对称设置在环形板上的电机、丝杠、缓冲弹簧以及弧形板；所述电机的主轴穿过挡板与丝杠相互传动连接，电机主轴上套设有缓冲弹簧，且缓冲弹簧的两端是分别与挡板、电机相互抵接；所述弧形板的两端是分别与两根丝杠相互螺纹连接；所述的施力柱上端是与弧形板相互铰接，施力柱中端是与支撑轴相互铰接；所述的助力板是与支撑板相互铰接；所述的助力板包括相互铰接的前板以及后板；所述的后板上设置有第一凹槽、第二凹槽，第一凹槽、第二凹槽内分别设置有踏板，踏板的一端是与助力板相互铰接，踏板另一端的下方设置有第一助力弹簧；所述助力板的一端固定设置有第二助力弹簧，所述的支撑板上设置有连接凸块，所述的连接凸块与第二助力弹簧之间通过拉索相互连接；所述的连接凸块上设置有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有套筒，套筒是与拉索相互固定连接，所述的套筒上设置有调节螺母。进一步的，所述的腿部束带开口上设置有卡扣。进一步的，所述的前板、后板上分别设置有用于固定脚部的卡环。进一步的，所述的挡板与环形板是一体式结构。进一步的，所述的电机上设置有滑块，滑块是与滑槽相互滑动连接。进一步的，所述的后板上设置有第一压力传感器，所述的后板上设置有第二压力传感器。进一步的，所述的微控制器是分别与肌电传感器、加速传感器、电机、第一压力传感器、第二压力传感器相互电性连接。进一步的，本发明所需的电力能源由外部可穿戴式电池组供给。本发明的有益效果是：一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿，包括腿部束带、支撑机构、动力机构、施力柱以及助力板，腿部束带将支撑机构固定于小腿部，腿部束带内侧设置的若干肌电传感器通过检测小腿的皮表电信号判断小腿的运动状态，动力机构带动施力柱运动为腿部添加行走助力，而动力机构的电机是与支撑机构中的支撑板相互滑动连接，避免在施力柱突然受到外力导致使用人员重心不稳而摔倒；第二助力弹簧和拉索的配合，在使用人员前进时往前迈的腿将拉伸第二助力弹簧蓄能，当同一条腿着地将身体往前推时第二助力弹簧内的势能转化成向前的动力；助力板通过设置在脚底的第一助力弹簧为使用人员抬腿时提供助力；其结构合理，具有结构简单、使用方便、安全可靠、智能化程度高等优点，有效解决现在腿部助力机械太少的问题。附图说明下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明所述一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿的整体结构示意图；图2是本发明所述一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿的腿部束带与支撑机构连接结构示意图；图3是本发明所述一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿的支撑板结构示意图；图4是本发明所述一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿的连接凸块结构示意图；图5是本发明所述一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿的动力机构结构示意图；图6是本发明所述一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿的助力板俯视结构示意图；图7是本发明所述一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿的助力板剖面结构示意图；图8是本发明所述一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿的电子元器件连接结构示意图。附图中标记分述如下：1、腿部束带，11、肌电传感器，12、加速传感器，13、微控制器，14、卡扣，2、支撑机构，21、支撑轴，22、环形板，23、支撑板，24、挡板，25、滑槽，26、连接凸块，261、套筒，262、调节螺母，27、拉索，28、第二助力弹簧，3、动力机构，31、电机，32、丝杠，33、缓冲弹簧，34、弧形板，4、施力柱，5、助力板，51、卡环，52、后板，521、第一凹槽，522、第二凹槽，523、第一压力传感器，524、第一助力弹簧，525、踏板，53、前板，531、第二压力传感器。具体实施方式现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。如图1所示的一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿，包括腿部束带1、支撑机构2、动力机构3、施力柱4以及助力板5，所述的腿部束带1是设置在小腿部，腿部束带1内侧根据小腿肌肉位置设置有若干肌电传感器11，腿部束带1的外侧设置有用于检测腿部运动状态的加速传感器12以及微控制器13；在一种实施例中，所述的腿部束带1开口上设置有卡扣14。在另一种实施例中，所述的腿部束带1开口上设置有子母扣或者魔术贴用于闭合腿部束带1上的开口。如图2、图3所示，所述的支撑机构2是固定于腿部束带1上；支撑机构2包括支撑板23以及固定设置在支撑板23上的环形板22；所述的支撑板23上设置有支撑轴21；所述的挡板24与环形板22是一体式结构。所述的环形板22上对称设置有挡板24、滑槽25；所述的支撑板23与小腿后侧贴合，且与小腿后侧贴合面为弧面结构。在一种实施例中，支撑板23可由橡胶等柔性材料制成，在另一种实施例中，支撑板23由钢板等非柔性材料制成。如图1、图5所示，所述的动力机构3包括对称设置在环形板22上的电机31、丝杠32、缓冲弹簧33以及弧形板34；所述电机31的主轴穿过挡板24与丝杠32相互传动连接，电机31主轴上套设有缓冲弹簧33，且缓冲弹簧33的两端是分别与挡板24、电机31相互抵接；所述弧形板34的两端是分别与两根丝杠32相互螺纹连接；所述的环形板22上设置有滑槽25，所述的电机31上设置有滑块，滑块是与滑槽25相互滑动连接。在一种可能的实施例中，电机31、丝杠32由电动缸代替，电动缸与滑槽25相互滑动连接，电动缸的主轴依次穿过缓冲弹簧33、挡板24与弧形板34螺纹连接。在一种可能的实施例中，电机31、丝杠32由液压缸或者气缸代替，液压缸或者气缸与滑槽25相互滑动连接，液压缸或者气缸的主轴依次穿过缓冲弹簧33、挡板24与弧形板34固定连接。如图1所示，所述的施力柱4上端是与支撑板23相互铰接，施力柱4中端是与支撑轴21相互铰接；施力柱4为“<”形结构，当弧形板34带动施力柱4前后运动时施力柱4下端顶起脚后跟，为抬脚提供助力，当施力柱4不足以抬起脚后跟或者突然受力(如使用人员突然后退)时，施力柱4向前回缩，施力柱4上的力反作用于电机31，电机31在缓冲弹簧33和滑槽25的作用下做缓冲运动，避免对动力机构2和使用人员造成损伤。如图6、图7所示，所述的助力板5是与支撑板23相互铰接；所述的助力板5包括相互铰接的前板53以及后板52；所述的后板52上设置有第一凹槽521、第二凹槽522，第一凹槽521、第二凹槽522内分别设置有踏板525，踏板525的一端是与助力板5相互铰接，踏板525另一端的下方设置有第一助力弹簧524；第一助力弹簧524推动踏板525，为抬脚提供助力。所述的后板52上设置有第一压力传感器523，所述的前板53上设置有第二压力传感器531。第一压力传感器523、第二压力传感器531分别用于检测前脚掌、后脚掌的受力情况，结合两个压力传感器受力情况以及受力情况发生变化的时间长短，以此判断腿部处于前进还是后退状态，进而控制动力机构2提供助力。如先检测到第二压力传感器531受力，随后检测到第一压力传感器523，则动力机构2不动作；又例如先检测到第一压力传感器523受力，随后检测到第二压力传感器531受力，则判断处于前进状态，当第一压力传感器523失去受力时控制动力机构2动作为抬腿提供助力。如图1所示，所述助力板5的一端固定设置有第二助力弹簧28，所述的支撑板23上设置有连接凸块26，所述的连接凸块26与第二助力弹簧28之间通过拉索27相互连接；所述的连接凸块26上设置有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有套筒261，套筒261是与拉索27相互固定连接，所述的套筒261上设置有调节螺母262。第二助力弹簧28和拉索27的配合，在使用人员前进时往前迈的腿将拉伸第二助力弹簧28蓄能，当同一条腿着地将身体往前推时第二助力弹簧28内的势能转化成向前的动力，调节螺母262则用于调节拉索27的长度。所述的前板53、后板52上分别设置有用于固定脚部的卡环51。在一种可能的实施例中，前板53、后板52上设置有用于固定脚部的绑带。如图9所示，所述的微控制器13是分别与肌电传感器11、加速传感器12、电机31、第一压力传感器523、第二压力传感器531相互电性连接。传感器为微控制器13检测腿部运动数据，微控制器13经过分析目前所处的运动状态，并以此控制电机31的动作，而本发明所需的电源则有外部供给。本发明所需的电力能源由外部可穿戴式电池组供给，可穿戴式电池组可以是设置于外部的移动电源，或者本发明所需的电力能源是由可穿戴的发电装置供给。本发明所述的一种模拟神经电信号的增强型智能仿生助力机械腿，包括腿部束带、支撑机构、动力机构、施力柱以及助力板，腿部束带将支撑机构固定于小腿部，腿部束带内侧设置的若干肌电传感器通过检测小腿的皮表电信号判断小腿的运动状态，动力机构带动施力柱运动为腿部添加行走助力，而动力机构的电机是与支撑机构中的支撑板相互滑动连接，避免在施力柱突然受到外力导致使用人员重心不稳而摔倒；第二助力弹簧和拉索的配合，在使用人员前进时往前迈的腿将拉伸第二助力弹簧蓄能，当同一条腿着地将身体往前推时第二助力弹簧内的势能转化成向前的动力；助力板通过设置在脚底的第一助力弹簧为使用人员抬腿时提供助力；其结构合理，具有结构简单、使用方便、安全可靠、智能化程度高等优点，有效解决现在腿部助力机械太少的问题。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。