一种人体行走助行器的制作方法

本发明涉及一种助行器，具体涉及一种人体行走助行器。

背景技术：

助行器从助行原理上可分为主动助行和被动助行两大类，主动助行主要通过增加外部驱动力给人体行走运动提供辅助，被动助行即不增加外部驱动力，通过将人体行走过程中产生的能量进行转化，从而给人体行走运动产生辅助作用。

主动助行由于增加外部驱动力，往往都是预先给外部驱动附加控制方式，人体行走时肢体跟随助行器运动，因此在行走过程中，对于不同人的不同行走规律，很难实现人体跟随运动。被动助行由于没有外部驱动力，助行器的辅助运动均由人体自身运动产生，因此可以实现人体跟随运动。

当前助行器产品主要是手持式或外骨骼，其中手持式多数为被动助行方式，外骨骼多数为主动助行方式，手持式助行器产品尺寸较大，且无法隐藏穿戴；外骨骼助行器产品尺寸较大，无法隐藏穿戴，重量重，外部动力配置电池无法长时间使用等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对目前助行器产品尺寸较大，无法隐藏穿戴，重量重、电池无法长时间使用的问题，本发明提供一种被动助行的人体行走助行器。

本发明采用的技术方案如下：

一种人体行走助行器，包括髋关节支撑架以及对称设置在髋关节支撑架两侧的腿部支撑架，所述腿部支撑架包括大腿构件、小腿构件、脚踝构件以及鞋子，所述大腿构件与小腿构件上均设置有用于调整长度的调节装置，所述大腿构件与小腿构件之间、小腿构件与脚踝构件之间均设置用于控制弯曲程度的锁定装置，所述鞋子上设置有控制装置,所述髋关节支撑架内设置有辅助行走装置。

优选的，所述调节装置包括调节板，所述调节板一端与腿部支撑架固定连接、另一端与腿部支撑架上下滑动连接。

优选的，所述调节板内设置有滑槽，所述调节板一端与固定在腿部支撑架上的螺栓通过滑槽滑动连接。

优选的，所述控制装置包括设置在鞋子下方的气压调节装置，所述气压调节装置与锁定装置连接。

优选的，所述气压调节装置包括位于鞋子底部前端的前气囊和位于鞋子底部后端的后气囊，所述前气囊连接位于小腿构件与脚踝构件之间用于控制踝关节的锁定装置，所述后气囊连接位于大腿构件与小腿构件之间用于控制膝关节的锁定装置。

优选的，所述辅助行走装置为设置在髋关节支撑架上可压缩的坐垫。

优选的，所述辅助行走装置为设置在髋关节支撑架上的腿部驱动机构，所述腿部驱动机构包括位于髋关节支撑架下方的滚动槽，所述滚动槽内设置有与滚动槽滑动连接的滑轮，所述滑轮与大腿构件连接，所述滑轮连接有控制滑轮移动的气缸。

优选的，所述鞋子下方设置位于鞋子底部前端的前气囊和位于鞋子底部后端的后气囊，所述前气囊和后气囊均与气缸连接。

优选的，所述髋关节支撑架、大腿构件、小腿构件和鞋子上均设置有用于固定的绑带。

优选的，所述锁定装置为气动离合器或气动牙嵌式离合器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置锁定装置控制大腿构件与小腿构件、小腿构件与脚踝构件的弯曲程度，由于腿部支撑架对称设置，当左侧的腿部支撑架上的锁定装置受到左侧鞋子上的控制装置控制达到固定状态的时候，右侧的锁定装置不再受到右侧鞋子上的控制装置控制，可以自由屈伸，从而使得右侧的腿部支撑架自由前行或者后退，在右侧的腿部支撑架移动的过程中，设置在腿部支撑架上方位于髋关节支撑架内的辅助行走装置产生动力用于辅助腿部支撑架的行走，并且，由于腿部支撑架为刚性整体，髋关节支撑架可以支撑整个髋部，可以实现原地休息，从而无论在行走过程中或者休息过程中都能减轻腿部肌肉负担，达到省力的目的。

2、本发明的调节装置为多块调节板，通过调节板内滑槽的移动达到调整大腿构件与小腿构件的高度的目的，在调整高度的同时，可以调整髋关节支撑架内辅助行走装置的形变量，腿部支撑架的长度越长，则形变量越大，提供的辅助动力越大，更能适应不同的人群。

3、本发明的气压调节装置通过前气囊控制踝关节的锁定装置，后气囊控制膝关节的锁定装置，模拟了人在正常行进过程中脚的后掌先着地，从而固定膝关节，接着前脚掌着地，固定踝关节，符合人体的行进习惯，达到保护关节和辅助行走的目的。

4、本发明的辅助行走装置为两种，一为位于髋关节支撑架上可压缩的坐垫，在行进过程中坐垫发生变形，从而获得辅助行走的动力，另一为位于髋关节上的腿部驱动机构，通过气缸的收缩和伸长推动大腿构件沿着滚动槽滑动，从而获得持续的辅助行走的动力。

5、本发明在鞋子下方设置有前气囊和后气囊，前气囊与后气囊均与气缸连接，在着地的时候，前气囊和后气囊先后与地面接触，从而引起气囊的形变，气囊受压后推动气缸运动，将重力势能转换为动能，为腿部驱动机构提供持续动力。

6、本发明在髋关节支撑架、大腿构件、小腿构件和鞋子处均设置有绑带，防止在长时间的移动过程中发生松动影响行走。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是本发明鞋子的仰视图；

图3是本发明调节板的结构图；

图4是髋关节辅助装置的第一结构图；

图5是髋关节辅助装置的第二结构图；

图中标记：1-髋关节支撑架，2-腿部支撑架，3-前气囊，4-后气囊，5-螺栓，6-滑槽， 7-气缸，8-滚动槽，9-滑轮，1.1-坐垫，2.1-大腿构件，2.2-锁定装置，2.3-绑带，2.4-小腿构件，2.5-鞋子，2.6-调节板，2.7-脚踝构件。

具体实施方式

下面结合图1～5对本发明作详细说明。

实施例一：

如图1所示，一种人体行走助行器，包括髋关节支撑架1以及对称设置在髋关节支撑架1 两侧的腿部支撑架2，所述腿部支撑架2包括大腿构件2.1、小腿构件2.4、脚踝构件2.7以及鞋子2.5，所述大腿构件2.1与小腿构件2.4上均设置有用于调整长度的调节装置，所述大腿构件2.1与小腿构件2.4之间、小腿构件2.4与脚踝构件2.7之间均设置用于控制弯曲程度的锁定装置2.2，所述鞋子2.5上设置有控制装置,所述髋关节支撑架1内设置有辅助行走装置。

本实施例通过设置锁定装置2.2控制大腿构件2.1与小腿构件2.4、小腿构件2.4与脚踝构件2.7的弯曲程度，由于腿部支撑架2对称设置，当左侧的腿部支撑架2上的锁定装置2.2 受到左侧鞋子2.5上的控制装置控制达到固定状态的时候，右侧的锁定装置不再受到右侧鞋子2.5上的控制装置控制，可以自由屈伸，从而使得右侧的腿部支撑架2自由前行或者后退，在右侧的腿部支撑架2移动的过程中，设置在腿部支撑架2上方位于髋关节支撑架1内的辅助行走装置发生变形，利用形变产生动力用于辅助腿部支撑架2的行走，并且，由于腿部支撑架2为刚性整体，髋关节支撑架1可以支撑整个髋部，可以实现原地休息，从而无论在行走过程中或者休息过程中都能减轻腿部肌肉负担，达到省力的目的。

实施例二：

作为实施例一的特例，如图3所示，实施例一中所述调节装置包括调节板2.6，所述调节板2.6一端与腿部支撑架2固定连接、另一端与腿部支撑架2上下滑动连接，所述调节板2.6 内设置有滑槽6，所述调节板2.6一端与固定在腿部支撑架2上的螺栓5通过滑槽6滑动连接。

调节装置为多块调节板2.6，通过调节板2.6内滑槽6的移动达到调整大腿构件2.1与小腿构件2.4的高度的目的，在调整高度的同时，可以调整髋关节支撑架1内辅助行走装置的形变量，腿部支撑架2的长度越长，则形变量越大，提供的辅助动力越大，更能适应不同的人群。

实施例三：

作为实施例一的特例，实施例一中所述控制装置包括设置在鞋子2.5下方的气压调节装置，所述气压调节装置与锁定装置2.2连接，所述气压调节装置包括位于鞋子2.5底部前端的前气囊3和位于鞋子2.5底部后端的后气囊4，所述前气囊3连接位于小腿构件2.4与脚踝构件2.7之间用于控制踝关节的锁定装置2.2，所述后气囊4连接位于大腿构件2.1与小腿构件2.4之间用于控制膝关节的锁定装置2.2。

气压调节装置通过前气囊3控制踝关节的锁定装置2.2，后气囊4控制膝关节的锁定装置2.2，模拟了人在正常行进过程中脚的后掌先着地，从而固定膝关节，接着前脚掌着地，固定踝关节，符合人体的行进习惯，达到保护关节和辅助行走的目的。

实施例四：

作为实施例一的特例，实施例一中所述辅助行走装置为设置在髋关节支撑架1上可压缩的坐垫1.1。通过调节坐垫1.1的预压缩量，该预压缩量决定了坐垫1.1的回弹力，回弹力直接决定行走过程中助行器支撑力的大小。

实施例五：

作为实施例一的特例，实施例一中所述辅助行走装置为设置在髋关节支撑架1上的腿部驱动机构，所述腿部驱动机构包括位于髋关节支撑架1下方的滚动槽8，所述滚动槽8内设置有与滚动槽8滑动连接的滑轮9，所述滑轮9与大腿构件2.1连接，所述滑轮9连接有控制滑轮9移动的气缸7。

通过行进中气缸7的收缩和回弹，推动连接腿部驱动机构的滑轮9在滚动槽8内来回滚动，借助气缸7内气压的变化来达到辅助行走的目的，能持续为行走提供辅助动力，减少人的行走负担。图4及图5中，气缸7的设置方式不一致，但均通过气缸7的伸缩达到推动滚轮的目的。

值得注意的是，本领域的技术人员可以根据本实施例的记载以及结合图4、图5，得出任意通过气缸7内气压变化带动腿部驱动机构行走的方案均属于落入本发明保护的范围。

另外，本领域的技术人员应当得知，本实施例中所说的气缸，也可以为气囊、气动肌腱或者气弹簧等通过气压变化提供动力的方式，均属于同等替换。

实施例六：

为优化气缸7的续航能力，如图2所示，实施例五中所述鞋子2.5下方设置位于鞋子2.5 底部前端的前气囊3和位于鞋子2.5底部后端的后气囊4，所述前气囊3和后气囊4均与气缸7连接，前气囊3和后气囊4先后与地面接触，从而引起气囊的形变，气囊受压后推动气缸7运动，将重力势能转换为动能，为腿部驱动机构提供持续动力。

实施例七：

为优化行进的体验，实施例一中所述髋关节支撑架1、大腿构件2.1、小腿构件2.4和鞋子2.5上均设置有用于固定的绑带2.3，通过绑带2.3加强人体与各部件之间的连接紧密程度，既能方便的行进，又能防止在长时间的移动过程中发生松动影响行走。

实施例八：

作为实施例一的特例，实施例一中所述锁定装置为气动离合器或气动牙嵌式离合器。利用气动离合器或者气动牙嵌式离合器，通过气压变化实现大腿构件2.1与小腿构件2.4、小腿构件2.4与脚踝构件2.7之间的分离与锁定。

如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。