一种智能式助踝器的制作方法

本申请涉及踝关节辅助设备技术领域，更具体地说，涉及一种智能式助踝器。

背景技术：

脚踝(或称为踝关节)是人类足部与腿相连的部位，脚踝需要支撑人体腿部及以上部位的全部重量，而使脚踝受到很大的压力，在人正常行走或运动的过程中，容易使脚踝扭伤，从而无法正常行走，尤其是老年人，脚踝需要承受较大压力，更容易使脚踝受伤。

因此，如何解决脚踝需要支撑脚踝以上部位的全部重量而容易扭伤、使人无法正常行走的问题，成为本领域技术人员所需解决的重要问题。

技术实现要素：

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种智能式助踝器，其能够解决脚踝需要支撑脚踝以上部位的全部重量而容易扭伤、使人无法正常行走的问题。

本发明提供了一种智能式助踝器，包括位于所述脚底的底板、位于脚踝骨下方并与所述底板相连接的第一支撑件和位于所述脚踝骨上方的第二支撑件，所述第一支撑件设置有第一弹性件和用于容纳所述第一弹性件的第一容纳槽，所述第一弹性件的底端固定连接在所述第一容纳槽的槽底，所述第二支撑件上设置有第一直线动作器，所述第一直线动作器的推杆穿过所述第一容纳槽的槽口与所述第一弹性件的顶端相连接，所述底板上设置有第一传感器，所述第一传感器与所述第一直线动作器可通信地连接，当所述第一传感器感应到所述脚底的压力时，所述第一直线动作器的推杆伸出压缩所述第一弹性件，以使所述第一弹性件能够支撑所述第二支撑件。

优选地，所述第一直线动作器的推杆与所述第一弹性件的顶端通过轴心连接件连接，所述轴心连接件的宽度大于所述第一容纳槽的槽口宽度且小于所述第一容纳槽的宽度。

优选地，所述轴心连接件包括有设置在所述第一弹性件顶端的第一s扣和设置在所述直线动作器的推杆上的第二s扣，所述第一s扣与所述第二s扣相扣合,且所述第一s扣和所述第二s扣能够相对转动。

优选地，所述第一容纳槽的顶端槽壁上设置有两个缺口，两个所述缺口分别设置在所述第一容纳槽相对的槽壁上，且沿脚长的方向分布。

优选地，所述第一支撑件还设置有第二弹性件和用于容纳所述第二弹性件的第二容纳槽，所述第二弹性件的底端固定连接在所述第二容纳槽的槽底，所述第二支撑件还设置有第二直线动作器，所述第二直线动作器的推杆伸入所述第二容纳槽内并与所述第二弹性件的顶端连接，且所述第二直线动作器与所述第一传感器可通信地连接。

优选地，所述第二直线动作器的推杆的底端与所述第二弹性件的顶端通过所述轴心连接件连接，所述轴心连接件的宽度大于所述第二容纳槽的槽口的宽度且小于所述第二容纳槽的宽度。

优选地，所述第一容纳槽位于所述脚踝骨的前侧，所述第二容纳槽位于所述脚踝骨的后侧，且所述第一容纳槽与所述第二容纳槽相对于所述脚踝骨相对设置。

优选地，所述第一支撑件和所述第二支撑件均设置有两个、分别位于脚内侧和脚外侧，且两个所述第一支撑件和两个所述第二支撑件的后端分别通过连接带连接、前端通过连接扣可拆卸地连接。

优选地,所述第一支撑件的内侧设置有第二传感器，所述第二传感器位于所述脚踝骨的前侧且靠近所述脚踝骨设置。

优选地，所述第一支撑件和所述第二支撑件与脚接触的位置均设置有软包。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供了一种智能式助踝器，包括底板、第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件和第二支撑件分别位于脚踝骨的下方和上方，以用来保护脚踝；第一支撑件设置有第一弹性件和用来容纳第一弹性件的第一容纳槽，第二支撑件设置有第一直线动作器，第一直线动作器能够对第二支撑件起到支撑的作用，第一直线动作器的底端穿过第一容纳槽的槽口伸入到第一容纳槽内与第一弹性件的顶端连接，并且，在底板上设置有第一传感器，第一直线动作器与第一传感器可通信地连接，在使用时，当人在正常行走时，第一传感器感应到脚底的压力，将压力信号传递给第一直线动作器，第一直线动作器的推杆伸出挤压第一弹性件，第一弹性件发生形变，反馈给第一直线动作器向上的弹力，从而阻止第一直线动作器下降，以使第二支撑件能够对脚踝起到支撑的作用，从而缓解脚踝所受的压力。如此设置，解决了脚踝需要支撑脚踝以上部位的全部重量而容易扭伤、使人无法正常行走的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种智能式助踝器的主视图；

图2是根据一示例性实施例示出的轴心连接件的结构图；

图3是根据一示例性实施例示出的第一容纳槽或第二容纳槽的俯视图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种智能式助踝器的左视图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种智能式助踝器的右视图。

图中：

1-第一支撑件，2-第二支撑件，3-底板，4-第一弹性件，5-第一直线动作器，6-轴心连接件，7-第二弹性件，8-第二直线动作器，9-缺口，10-第一s扣，11-第二s扣，12-弹性垫，13-连接带，14-连接扣。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

参照附图1-5，本具体实施方式提供了一种智能式助踝器，包括底板3、第一支撑件1和第二支撑件2，底板3位于脚底，第一支撑件1位于脚踝骨的下方，第二支撑件1位于脚踝骨的上方，并且第一支撑件1和第二支撑件2与脚侧面接触，第一支撑件1设置有第一弹性件4和第一容纳槽，第一容纳槽用来容纳第一弹性件4，第二支撑件2设置有第一直线动作器5，其中，第一弹性件4的底端固定连接在第一容纳槽的槽底，第一直线动作器5的底端穿过第一容纳槽的槽口伸入到第一容纳槽内、并与第一弹性件4的顶端连接、以使第一直线动作器5能够对第二支撑件2起到支撑的作用。

并且，在底板3上设置有第一传感器，第一传感器与第一直线动作器5可通信地连接，当第一传感器感应到脚底压力后，能够将压力信号传递给第一直线动作器5，第一直线动作器5的推杆伸出挤压第一弹性件4，使第一弹性件4受力压缩变形，从而给第一直线动作器5向上的弹力，使推杆不能继续伸出，使第一直线动作器5能够支撑第二支撑件2，第二支撑件2支撑脚踝，从而实现缓解脚踝压力的作用。

并且第一支撑件1和第二支撑件2能够对脚踝起到保护作用，防止脚踝扭伤。

需要说明的是，第一传感器可以设置在底板3与脚底接触的一面上，当然也可以设置在背离脚底的一面上，只需能够感应到脚底压力即可，具体可以根据实际情况设置。

这里，第一传感器可以为压力传感器，第一直线动作器5可以为电动推杆，也可以为电动螺旋推杆。

电动推杆是一种新型的电动执行机构，电动推杆主要由电机、推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构，可以实现远距离控制、集中控制。

电动螺旋推杆可以是由电机和两个内外套管组成，内外套管分别设置有外螺纹和内螺纹，并且内套管和外套管能够相对旋转，电机固定安装在第二支撑件上，并且外套管安装在电机的驱动轴上，以能够随着电机旋转，而内套管设置在外套管内，相当于推杆，并能够随着外套管的旋转来旋转伸缩，并且内套管的底端与第一弹性件4相连接，以实现对第一弹性件4的压缩，从而缓解脚踝的压力。

上述电机都可以设置为微型数码电机，以减少第一直线动作器5的体积。

其中，第一容纳槽沿竖直方向延伸，这里，第一容纳槽可以为圆柱形槽，第一弹性件4的轴线与所述第一容纳槽的轴线位于同一直线上，并且第一弹性件4的直径小于第一容纳槽的直径，以便于第一弹性件4在第一容纳槽内伸缩。

在使用时，当人在正常行走时，第一传感器感应到脚底的压力，将压力信号传递给第一直线动作器5，第一直线动作器5的推杆伸出挤压第一弹性件4，第一弹性件4阻止第一直线动作器5的推杆继续伸出，以使第二支撑件2能够对脚踝起到支撑的作用，从而缓解脚踝所受的压力；当抬脚时，第一传感器感应到的压力消失时，第一直线动作器5的推杆缩回到初始位置，以备下次推杆伸出来对脚踝实现支撑。

如此设置，解决了脚踝骨需要支撑脚踝以上部位的全部重量而容易扭伤、使人无法正常行走的问题。

优选地，为了提高该智能式助踝器的灵敏度，避免在脚落地时第一传感器感应不到压力，而致使该智能式助踝器失去作用，在第一支撑件1与脚接触的一侧设置第二传感器，第二传感器与第一直线动作器5可通信地连接，第二传感器位于脚踝骨的前侧并靠近脚踝骨设置，以便于感应脚踝的运动，从而能够快速地将信号传递给第一直线动作器5，使第一直线动作器5能够动作，第一传感器和第二传感器同时作用，提高了该智能式助踝器的灵敏度。

本实施例中，第一直线动作器5和第一弹性件4通过轴心连接件连接，并且轴心连接件的宽度大于第一容纳槽槽口的宽度，小于第一容纳槽的宽度，这样，加强了第一直线动作器5与第一弹性件4的连接，并对第一支撑件1起到了一定的牵拉作用，并能够防止第一弹性件4的顶端从第一容纳槽的槽口脱出，防止第一直线动作器5的底端从第一容纳槽内脱出。

进一步地，如图2所示，轴心连接件6包括有第一s扣10和第二s扣11，第一s扣10连接在第一弹性件4的顶端，第二s扣11连接在第一直线动作器5的底端，第一s扣10和第二s扣11相接触并扣合。

其中，第一s扣10和第二s扣11的结构相同，并且第一s扣10和第二s扣11均为半球形结构，且均包括球面和平面，平面上设置有凸起和凹槽，该凸起和凹槽相连接形成s形面，并且第一s扣10和第二s扣11的平面相接触，第一s扣10的凸起嵌入第二s扣11的凹槽内，第二s扣11的凸起嵌入第一s扣10的凹槽内。如此，便于实现第一s扣10和第二s扣11的对接。

需要说明的是，如图2所示，第一s扣10和第二s扣11之间设置有弹性垫12，以避免第一s扣10和第二s扣11相对转动时产生噪音，并对第一s扣10和第二s扣11具有缓冲作用，防止其硬接触，提高其使用寿命。弹性垫12的材质可以为硅胶，也可以为橡胶，具体可以根据实际情况确定。

特别地，第一s扣10和第二s扣11能够相对转动，以便于第一直线动作器5受力偏移，从而避免限制踝关节的灵活性，以使使用者在行走过程中便于回腿。

为了便于第一直线动作器5便于偏移，避免限制踝关节的灵活性，如图3所示，第一容纳槽的顶端处的槽壁上设置有两个缺口9，两个缺口9分别位于第一容纳槽相对的槽壁上，并且两个缺口9沿脚长的方向分布，即两个缺口9的连线平行于脚长的方向，从而便于第一直线动作器5受力向前后偏移。

当脚蹬时，脚与腿之间的夹角小于90度，即身体有向前倾的趋势，第一直线动作器5受力以轴心连接件6为轴心，向前偏移时，第二s扣11相对于第一s扣10转动，且以靠近脚趾的第一s扣10和第二s扣11的连接点为轴心向前转动；当回脚时，脚与腿之间的夹角大于90度，即身体有向后仰的趋势，第一直线动作器5受力向后前偏，并以靠近脚后跟的第一s扣10和第二s扣11的连接点为轴心向后转动，这样，第一直线动作器5可以根据踝关节的运动来实现微偏，从而保证了踝关节的灵活性，并且不会对脚踝造成伤害，以遵循仿生学设计。

需要说明的是，第一直线动作器5偏移最大范围值是第一直线动作器5抵在靠近脚趾的缺口9上至第一直线动作器5抵在靠近脚后跟的缺口9上。

本实施例的优选方案中，如图1所示，第一支撑件1还设置有第二弹性件7和第二容纳槽，第二支撑件2还设置有第二直线动作器8，第二弹性件7的底端固定连接在第二容纳槽的槽底，第二弹性件7的顶端位于第二容纳槽内，并且第二直线动作器8的底端穿过第二容纳槽的槽口伸入到第二容纳槽内，并与第二弹性件7的顶端连接，以使第二直线动作器8能够对第二支撑件2起到支撑的作用。

在使用时，当人在正常行走时，第二直线动作器8受力挤压第二弹性件7，第二弹性件7发生形变，反馈给第二直线动作器8向上的弹力，从而阻止第二直线动作器7下降，使第二直线动作器8支撑第二支撑件2，以使第二支撑件2能够对脚踝起到支撑的作用，从而缓解脚踝所受的压力。

需要说明的是，第二容纳槽沿竖直方向延伸，这里，第二容纳槽可以为圆柱形槽，第二弹性件7的轴线与所述第二容纳槽的轴线位于同一直线上，并且第二弹性件7的直径小于第二容纳槽的直径，以便于第二弹性件7在第二容纳槽内伸缩。

其中，第二直线动作器8和第二弹性件7通过轴心连接件连接，并且轴心连接件的宽度大于第二容纳槽槽口的宽度，小于第二容纳槽的宽度，这样，加强了第二直线动作器8与第二弹性件7的连接，并对第二支撑件2起到了一定的牵拉作用，并能够防止第二弹性件7的顶端从第二容纳槽的槽口脱出，防止第二直线动作器8的底端从第二容纳槽内脱出。

为了既能支撑、保护踝关节，又能够缓解回脚时脚后跟的疼痛，将第一容纳槽设置在脚踝骨下方的前侧、靠近脚趾的位置，将第二容纳槽设置在脚踝骨下方的后侧、靠近脚后跟的位置，并且使第一容纳槽和第二容纳槽均靠近脚踝骨设置，以将脚踝骨夹在第一容纳槽和第二容纳槽之间。

并且，由第一容纳槽和第二容纳槽的位置可知第一弹性件4和第一直线动作器5、第二弹性件7和第二直线动作器8的位置。

第一直线动作器5、第一弹性件4和第二直线动作器8和第二弹性件7相配合使用，进一步地提高了对脚踝的支撑作用，进一步缓解脚踝所受的压力，并且第二直线动作器8和第二弹性件7相配合能够缓解脚后跟的疼痛。

其中，第二直线动作器8与第一传感器和第二传感器均可通信地连接。

需要说明的是，第二直线动作器的结构与第一直线动作器的结构相同，且根据脚部结构、可以使第二直线动作器8的推杆的长度小于第一直线动作器5的推杆的长度，以便于实现对脚踝的支撑。

由图1所示，第一容纳槽和第二容纳槽高出于第一支撑件1，这样，便于第一直线动作器5和第二直线动作器8相偏移，防止第一支撑件1对第一直线动作器5和第二直线动作器8造成阻碍。

需要说明的是，如图1所示，第二支撑件2上设置有分别容纳第一直线动作器5和第二直线动作器8的两个容纳腔，第一直线动作器5和第二直线动作器8分别位于两个容纳腔内，且顶端固定在容纳腔腔底，底端穿过容纳腔分别伸入到第一容纳槽和第二容纳槽内，其中，两个容纳腔的腔底均设置有用于固定第一直线动作器5和第二直线动作器8顶端的铁片，并且可以在第一直线动作器5和第二直线动作器8的顶端设置有磁铁，以使第一直线动作器5和第二直线动作器8固定在两个容纳腔内，也可以通过螺丝将第一直线动作器5和第二直线动作器8的顶端分别固定在两个容纳腔的腔底。

并且，两个容纳腔从上到下的槽宽逐渐增大，以便于第一直线动作器5和第二直线动作器8在容纳腔内能偏移，为了便于第一直线动作器5或第二直线动作器8能够在容纳腔内转动，可以使第一直线动作器5或第二直线动作器8的顶端可转动地连接在容纳腔的腔底，可以将第一直线动作器5或第二直线动作器8的顶端铰接在容纳腔的腔底。

其中，如图1所示，第一支撑件1和第二支撑件2靠近脚踝骨的位置均设置有u型槽，并且第一支撑件1的u型槽和第二支撑件2的u型槽相对接形成能够容纳脚踝骨的空腔，这样，便于对第一支撑件1和第二支撑件2实现定位，防止第一支撑件1和第二支撑件2受力发生错位。

进一步地，该智能式助踝器包括有控制器和电池，控制器与电池均安装在脚跟后侧，该控制器与第一传感器和第二传感器、第一直线动作器5和第二直线动作器8均电连接，以便于电池能够对第一传感器和第二传感器、第一直线动作器5和第二直线动作器8供电，以使其能够正常工作，其中，第一传感器和第二传感器感应到压力后，将压力信号转化为电信号传递给控制器，控制器控制第一直线动作器5和第二直线动作器8动作。

这里，控制器可以为控制电路，控制电路上设置有多个电器元件和控制芯片，控制芯片为单片机芯片或集成芯片，具体不作限定，并且该电器元件和控制芯片可以为贴片元件，以减小体积。电池可以为纽扣电池，以减少该智能助踝器的体积。

该智能式助踝器还设置有控制开关，控制开关设置在脚跟后侧，并与控制器电连接，以启动该智能式助踝器，当然，也可以通过移动终端app来控制该智能式助踝器的启动，该移动终端app与控制器可通信地连接，并且能够控制第一直线动作器5和第二直线动作器8内部的电机的转速，从而控制推杆伸缩的速度。

本实施例中，第一支撑件1和第二支撑件2均设置有两个，并且两个第一支撑件1和两个第二支撑件2分别位于脚内侧和脚外侧，如此，能够对脚内侧和脚外侧的脚踝骨分别进行支撑，从而加强了对脚踝骨的支撑，进一步缓解了踝关节的压力。

需要说明的是，两个第一支撑件1均与底板3相连接，并且两个第一支撑件1与底板3呈一体式结构，便于穿戴，并且便于对第一直线动作器5和第二直线动作器8实现支撑。

两个第一支撑件1上均设置有第一容纳槽和第二容纳槽；两个第二支撑件2均通过第一直线动作器5和第二直线动作器8分别与两个第一支撑件1相连接，即第一直线动作器5和第二直线动作器8也设置有两个，且两个第一直线动作器5和第二直线动作器8分别伸入到两个第一容纳槽和第二容纳槽内与两个第一弹性件4和第二弹性件7通过轴心连接件6连接。

如图4和图5所示，为了将两个第一支撑件1和两个第二支撑件2固定在脚上，两个第一支撑件1和两个第二支撑件2的前端分别通过连接扣14可拆卸地连接、后端通过连接带13连接。

其中，两个第一支撑件1和两个第二支撑件2的前端可拆卸地连接，便于穿戴该智能式助踝器，并且可以通过连接扣14连接，这里，连接扣14可以是子母扣，也可以是卡扣，也可以在其中一个第一支撑件1和第二支撑件2上分别设置布带，并在布带上设置多个相间距的扣门，在另一个第一支撑件1和第二支撑件2上分别设置纽扣，通过纽扣将两个第一支撑件1和第二支撑件2连接；当然也可以通过魔术贴相连接，这里，对具体地连接方式不做限定，具体可以根据实际情况设定。上述连接带13可以为松紧带，以便于适应脚宽度不同的使用者使用，提高了该智能式助踝器的通用性。

为了防止第一支撑件1和第二支撑件2对脚造成损伤，在第一支撑件1和第二支撑件2接触的位置均设置有软包，以使第一支撑件1和第二支撑件2与脚接触的部位均为软接触，从而不会使脚磨伤或硌伤。

为了增加该智能式助踝器的透气性，防止捂脚，将第一支撑件1设置为镂空结构，或者在第一支撑件1上设置多个透气孔。

这里的软包可以是海绵，或者可以是软性硅胶，或者其他较软材质。

为了增加脚底的舒适感，在底板3上设置有尼绒垫，从而避免使用者在行走时硌脚、从而增加脚部的疼痛。

本实施例中，第一支撑件1和第二支撑件2之间还设置有松紧带，并且松紧带设置在第一直线动作器5和第二直线动作器8的内侧，以避免第一直线动作器5和第二直线动作器8与皮肤接触，从而磨伤皮肤。

本实施例中，第一弹性件4和第二弹性件7可以为弹簧，并且弹簧的压力指数值低，如压力指数值为0.5-0.8。

需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”等词语，不是对具体顺序的限制，仅仅只是用于区分各个部件或功能。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

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