连杆的相对位置。
[0034]如图4所示，大腿组件3.1包括大腿内撑板3.11、大腿外撑板3.12、大腿绷带3.14(或粘带)、U型大腿限位板3.13和大腿弹性支撑板3.15，大腿弹性支撑板3.15两端分别与大腿内撑板3.11无孔末端和大腿外撑板3.12固定连接，U型大腿限位板3.13两端分别与大腿内撑板3.11和大腿外撑板3.12连接，通过大腿绷带3.14固定使用者的大腿;为提高使用者穿戴的舒适度，在大腿组件3.1的内侧增加大腿保护罩。U型大腿限位板3.13和U型小腿限位板3.33均采用高强度铝合金或碳纤维材料制成;大腿弹性支撑板3.15采用弹性较强的金属材料或者硬质塑料制成，U型大腿限位板3.13和U型小腿限位板3.33均采用高强度不易变形的合金材料。
[0035]如图5所示，足部组件3.5包括足套3.51，足套3.51通过绷带与使用者的足部固定；足套3.51的内侧与小腿内撑板3.31的下端铰接，小腿内撑板3.31的上端与大腿内撑板3.32的下端铰接;足套3.51的外侧与小腿外撑板3.32的下端铰接，小腿外撑板3.32的上端与大腿外撑板3.12的上端铰接，大腿外撑板3.12的上端与腰部支撑组件I的一端铰接。
[0036]本实施例中，足套3.51包括自上而的上面板3.53、夹芯板3.54和下撑板3.55(三者可螺钉连接)，其中上面板3.53和下撑板3.55均采用橡胶材料制成，夹芯板3.54采用金属材料或者硬质塑料制成。下撑板3.55的两侧各安设有与小腿内撑板3.31铰接的内铰座3.56和与小腿外撑板3.32铰接的外铰座3.57;如图6所示，夹芯板3.54分为三段，按照一定间距粘贴在下撑板3.55上;夹芯板3.54的上表面固定有多个压力传感器，用来检测足部压力分布；下撑板3.55的两侧各设有与内铰座3.56相连的内耳板和与外铰座3.57相连的外耳板，下撑板3.55的后端伸出有后耳板，后耳板与弹簧储能器3.4铰接；内耳板、外耳板和后耳板上均各安设有一个压力传感器，以检测结构承受的压力。
[0037]如图7所示，腰部支撑组件I包括U型支撑板1.3及分别安设在U型支撑板1.3两端的两个弹性连接件1.2，弹性连接件1.2与腰部连接板1.1的上端铰接，腰部连接板1.1的下端与大腿外撑板3.12的上端铰接(两个腰部连接板1.1分别与左腿助力机构3和右腿助力机构2的大腿外撑板3.12铰接)。腰部支撑组件I主要用来支撑左腿助力机构3和右腿助力机构2，防止两者的下滑;考虑到上述大腿组件3.1只能在矢状面内运动，为了使大腿也能够在冠状面和横切面内小范围运动，采用的弹性连接件1.2具有较好地弹性，U型支撑板1.3采用铝合金材料，在具体实施中U型支撑板1.3可以裁剪为两端，通过螺钉连接以便调节U型支撑板1.3的长度来适用不同腰围尺寸，腰部支撑组件I配合腰带和肩带与使用者上身固定。
[0038]本实施例中，所述矫形器还包括位于足套3.51后部上方的电动推杆3.2，电动推杆3.2与控制器电连接；电动推杆3.2的一端与U型小腿限位板3.33铰接，电动推杆3.2的另一端与U型大腿限位板3.13铰接(电动推杆3.2的驱动端与U型大腿限位板铰接3.13)，电动推杆3.2可驱动膝关节的运动。为了避免电动推杆3.2影响使用者坐下等动作，U型大腿限位板3.13的的固定位置应偏下，适当靠近膝关节处，U型小腿限位板3.33的固定位置应偏下，适当靠近踝关节处。
[0039]如图8所示，所述矫形器还包括弹性储能器3.4，弹性储能器3.4的下端与足套3.51后端的弹貪奴座3.52纟父接，弹性储能器3.4的上端与U型小腿限位板3.33纟父接，弹性储能器3.4可缓冲小腿组件3.3和足部组件3.5的相对运动；如图9所示，弹性储能器3.4包括导杆3.41、缸筒3.42和弹簧3.43，导杆3.41的一端与U型小腿限位板铰接，导杆3.41的另一端设置有凸台，凸台与缸筒3.42的内壁滑动配合，凸台可沿缸筒3.42内壁滑动;缸筒3.42的另一端与足套3.51的后端铰接;弹簧3.43套设在导杆3.41和缸筒3.42上，弹簧3.43的一端与导杆3.41的上端固定连接，弹簧3.43的另一端与缸筒3.42的下端连接固定。使用者穿上所述矫形器并处于站立状态时，弹簧储能器3.4中的弹簧3.43处于自然状态;使用者运动时，由于重力的作用，弹簧储能器3.4中的弹簧3.43由自然状态变为拉伸或者压缩状态以储存能量；当使用者下肢从一种状态向另外一种状态转变时，如图10所示，弹簧储能器3.4释放能量，辅助踝关节运动;对于足下垂患者而言，弹性储能器3.4还能防止足下垂，并辅助踝关节锻炼。
[0040]本发明中，大腿组件3.1与小腿组件3.3的铰接处为矫形器的内膝关节和外膝关节(大腿外撑板3.32侧)，小腿组件3.3和足部组件3.5的铰接处为矫形器的内踝关节和外踝关节(大腿外撑板3.32侧)，大腿外撑板3.32与腰部支撑组件I的铰接处为矫形器的髋关节。在外踝关节、外膝关节和髋关节处各安装一个角位移传感器，用于检测下肢关节运动状态;结合夹芯板3.54上压力传感器监测到的信息，推算使用者的运动状态，并根据推算到的运动状态控制电动推杆3.2做出相应的动作，辅助使用者的运动；另外综合在内耳板、外耳板和后耳板上设置的压力传感器检测到的压力信息和其它的传感器信息，可以对所述矫形器的助力效果进行评价。
[0041]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种下肢助力矫形器，其特征在于，包括腰部支撑组件，以及结构相同的左腿助力机构和右腿助力机构，左腿助力机构和右腿助力机构对称安设在腰部支撑组件的两侧，所述腰部支撑组件上设有电源模块和控制器;所述左腿助力机构由足部组件、小腿组件和大腿组件组成，足部组件与小腿组件铰接，小腿组件与大腿组件铰接，大腿组件与腰部支撑组件铰接;所述矫形器还包括电动推杆，电动推杆与控制器电连接;电动推杆的一端与小腿组件铰接，电动推杆的另一端与大腿组件铰接，驱动大腿组件与小腿组件发生相对运动。2.如权利要求1所述的一种下肢助力矫形器，其特征在于，所述小腿组件包括小腿内撑板、小腿外撑板，以及两端分别与小腿内撑板和小腿外撑板固定连接的U型小腿限位板;所述大腿组件包括大腿内撑板、大腿外撑板以及两端分别与大腿内撑板和大腿外撑板固定相连的U型大腿限位板;所述足部组件包括足套，足套的内侧与小腿内撑板的下端铰接，小腿内撑板的上端与大腿内撑板的下端铰接;所述足套的外侧与小腿外撑板的下端铰接，小腿外撑板的上端与大腿外撑板的上端铰接，大腿外撑板的上端与腰部支撑组件铰接;所述电动推杆位于足套后端的上方，电动推杆的一端与U型大腿限位板铰接，电动推杆的另一端与U型小腿限位板铰接。3.如权利要求2所述的一种下肢助力矫形器，其特征在于，所述矫形器还包括弹性储能器，弹性储能器的下端与足套的后端铰接，弹性储能器的上端与U型小腿限位板铰接，弹性储能器可缓冲小腿组件和足部组件的相对运动。4.如权利要求3所述的一种下肢助力矫形器，其特征在于，所述弹性储能器包括导杆、缸筒和弹簧，导杆的一端与U型小腿限位板铰接，导杆的另一端设置有凸台，凸台与缸筒的内壁滑动配合，凸台可沿缸筒内壁滑动;缸筒的另一端与足套的后端铰接;所述弹簧套设在导杆和缸筒上，弹簧的一端与导杆的上端固定连接，弹簧的另一端与缸筒的下端连接固定。5.如权利要求2所述的一种下肢助力矫形器，其特征在于，所述足套内安设有压力检测模块，压力检测模块分别与控制器和电源模块电连接。6.如权利要求1所述的一种下肢助力矫形器，其特征在于，所述矫形器还包括与控制器和电源模块电连接的角位移检测模块，角位移检测模块由多个角位移传感器组成;在足部组件与小腿组件的铰接处、小腿组件与大腿组件的铰接处，以及大腿组件与腰部支撑组件的铰接处各安设一个角位移传感器。7.如权利要求2所述的一种下肢助力矫形器，其特征在于，所述腰部支撑组件包括U型支撑板及分别安设在U型支撑板两端的两个弹性连接板，弹性连接板铰接有腰部连接板，腰部连接板的下端与大腿外撑板的上端铰接。8.如权利要求5所述的一种下肢助力矫形器，其特征在于，所述压力检测模块包括若干压力传感器；足套包括自上而下粘合的上面板、夹芯板和下撑板，夹芯板上安装压力传感器;下撑板的两侧各安设有与小腿内撑板铰接的内铰座和与小腿外撑板铰接的外铰座。9.如权利要求8所述的一种下肢助力矫形器，其特征在于，所述下撑板的两侧各安设有内耳板和外耳板，内耳板和外耳板上均各安设一个压力传感器;所述内耳板与内铰座连接固定，外耳板与外铰座连接固定;所述下撑板的后端伸出有后耳板，后耳板与弹簧储能器铰接;所述后耳板上安设一个压力传感器。10.如权利要求2所述的一种下肢助力矫形器，其特征在于，所述小腿组件还包括小腿绷带，小腿绷带的一端与小腿内撑板连接，小腿绷带的另一端与小腿外撑板连接;所述大腿组件还包括大腿绷带，大腿绷带的一端与大腿内撑板连接，大腿绷带的另一端与大腿外撑板连接。
【专利摘要】本发明提供了一种下肢助力矫形器，包括腰部支撑组件，以及结构相同的左腿助力机构和右腿助力机构，左腿助力机构和右腿助力机构对称安设在腰部支撑组件的两侧，所述腰部支撑组件上设有电源模块和控制器；左腿助力机构由足部组件、小腿组件和大腿组件组成，足部组件与小腿组件铰接，小腿组件与大腿组件铰接，大腿组件与腰部支撑组件铰接；所述矫形器还包括电动推杆，电动推杆与控制器电连接；电动推杆的一端与小腿组件铰接，电动推杆的另一端与大腿组件铰接，驱动大腿组件与小腿组件发生相对运动。本发明的有益效果是：结构稳定，可控性能好，轻便，可辅助下肢患者或者是膝踝足病患者独立进行日常的康复训练。
【IPC分类】A61F5/042, A61H1/02
【公开号】CN105662780
【申请号】CN201610018565
【发明人】李文锋, 余志刚, 杨怡, 窦军
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月12日