行走辅助装置的制作方法

1.本发明属于辅助行走设备的技术领域，具体地说，涉及一种老年人步行辅助装置。


背景技术：

2.当人上了年纪，下半身就容易衰弱。如果行走困难，不仅对本人不便，对护理人员也会造成很大的负担，社会损失很大。为了减轻这种负担，产学研界研究开发了很多护理福利用步行辅助设备。作为步行辅助设备，有在脚踝关节、膝盖关节、股关节部连接结构、对下半身全部进行辅助的设备，以及在股关节处具有连接、对大腿部进行辅助的设备。
3.一方面，根据近年来预防痴呆症的研究，可以通过测定步态来诊断老年痴呆症（前期痴呆症）。(根据阿尔伯特
·
爱因斯坦医科大学、伊利诺斯大学、加州大学等大规模人群研究成果可得到)比通常走得快，可防止大脑血管老化和促进脑神经细胞的活性化，对老年痴呆症有预防效果。但是，在现有的护理辅助设备中，无论是研究还是实用，都没有能够达到快走效果的步行辅助设备。
4.另一方面，在护理现场，为了帮助患者行走，根据临床的反馈，通过腰部的支撑和骶骨的整体向前推动，使腰部向前平移运动，这样行走就会变得轻松。因此有人提出了向骶骨施加电刺激的方法，但与步行节奏无关，施加与传统低频治疗仪相同的电刺激，效果并不理想。也有发明人根据护理现场的需求，提出了配合行走节奏，对骶骨部分进行辅助的连杆式行走辅助机器人。但是，实验结果显示，效果并不理想。
5.整个下肢的步行辅助装置以cyberdyne公司和筑波大学共同开发的商品hal为代表。仅腰股关节部的步行辅助装置由本田技研工业商品化，其他几家企业处于试制阶段。申请专利最多的是本田技研工业、筑波大学和丰田汽车。
6.因此，确有必要对上述现有技术存在的问题进行改进，以解决现有技术的不足。


技术实现要素：

7.本发明提供一种行走辅助装置，为了完善现有技术中存在的不足，通过对使用者骶骨的刺激，让使用者抬腿侧的骶骨受到前推力，并促使使用者身体的旋转，辅助使用者更好的行走。
8.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种行走辅助装置，包含骶骨刺激装置，用于对使用者行走时抬腿侧的骶骨侧提供向前的推动力。
9.进一步的，骶骨刺激装置安装在骨盆固定装置上，骨盆固定装置穿戴固定在腰胯部并可根据使用者的骨盆形状和大小来调节形态。
10.进一步的，行走辅助装置还包含有控制装置，控制装置与加速传感器以及骶骨刺激装置连接，控制装置能接收加速传感器传递的骶骨刺激装置启停信号，并控制骶骨刺激装置是否对骶骨施加前推力。
11.进一步的，加速传感器向骶骨刺激装置传递启动信号的时机为使用者抬脚向后踢
至脚向前准备落的时段，控制装置控制骶骨刺激装置对该脚侧的骶骨一侧提供向前的推动力；加速传感器传递骶骨刺激装置停止信号的时机为使用者脚向下落下并站直腿部的时段，此期间控制装置控制骶骨刺激装置停止对该脚侧的骶骨一侧提供推动力。
12.进一步的，行走辅助装置还包含有动力源，用于为骶骨刺激装置提供动力。
13.进一步的，骶骨刺激装置为左右两个对称设置的曲柄结构，曲柄结构包括离心轮和曲柄，离心轮的轮盘非中心位置设置有离心轮固定位，曲柄一端与离心轮固定位固定连接，另一端与加压部连接，加压部位于加压通道中，加压通道固定在骨盆固定装置上，加压通道前端开口与人体骶骨两侧位置相对应，动力源与离心轮传动连接，可推动离心轮绕其自身轮心转动，进而通过曲柄带动加压部在加压通道中前后移动，加压部向前移动时，能对骶骨提供向前的推动力。
14.其中，动力源为电机。
15.进一步的，骶骨刺激装置为左右两个对称设置的螺线管结构，螺线管结构包含螺线管、弹簧、铁磁体和加压部，加压部与人体骶骨两侧位置相对应，通过穿过螺线管的连杆与铁磁体连接，连杆为非金属材料，螺线管固定在骨盆固定装置上，弹簧一端与铁磁体连接，另一端与螺线管连接，螺线管连接动力源，当螺线管通电时，螺线管产生磁场吸紧铁磁体并使弹簧压缩，进而通过铁磁体带动加压部向前移动，当螺线管断电时，螺线管的磁场消失与铁磁体分开，弹簧推动铁磁体向后移动，进而带动加压部向后移动，通过螺线管的开关控制加压部对骶骨提供向前的推动力。其中，动力源为电池。
16.进一步的，本发明还提供了一种内部动力源，动力源为在使用者的鞋子底部安装的动力装置，包括使用者的两只鞋子底部设置的流体袋，骶骨刺激装置为左右两个独立流体囊，这两个独立流体囊分别抵在骶骨左右两侧处，流体袋通过流体管交叉连接两个独立流体囊，即左脚踩下，左鞋的流体袋中的流体进入右侧独立流体囊，使右侧独立流体囊向前推动骶骨右侧，右脚踩下，右鞋的流体袋中的流体进入左侧独立流体囊，使左侧独立流体囊向前推动骶骨左侧。
17.其中，流体袋内流体为空气。
18.进一步的，内部动力源还包括在使用者的鞋子底部安装的动力结构，包括使用者的两只鞋子底部设置的压电转换单元，压电转换单元通过电缆左右交叉连接左右两个螺线管结构，即使用者左脚落下踩鞋子施加压力，左侧鞋子的压电转换单元对右侧的螺线管结构输出电流，右侧的加压部对骶骨右侧提供向前的推动力，使用者用右脚踩鞋子施加压力，右侧鞋子的压电转换单元对左侧的螺线管结构输出电流，左侧的加压部对骶骨左侧提供向前的推动力。
19.本发明有益效果在于：本发明采用的是对骶骨刺激的方式，与现有的辅助行走装置不同，本发明装置刺激臀部旋转，从而鼓励腿自然地向前移动，使走路更容易，不会降低肌肉的出力，在辅助行走的同时，有效的减缓虚弱。现有的其他公司使用外部杠杆等部件来帮助腿部直接移动，相当于削弱了腿部肌肉的力量。
20.所以基于本发明制作的行走辅助设备，无论是随人年龄增长还是出现行走能力缺陷，都将使人本身就具有的行走能力得到活用并强化起来。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图；图2为曲柄结构；图3为螺线管结构；图4为本发明外部动力源提供电压的信号实时分析；图5为流体供能的步行装置；图6为压电供能的步行装置；其中：骶骨刺激装置-1、骨盆固定装置-2、控制装置-3、加速传感器-4、离心轮-5、曲柄-6、加压部-7、螺线管-8、弹簧-9、流体袋-10、流体管-11、压电转换单元-12、电缆-13、电机-14、加压通道-15、铁磁体-16、连杆-17、离心轮固定位-51。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明作进一步说明。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.图1为本发明的基本结构，由骶骨刺激装置1和骨盆固定装置2构成，骶骨刺激装置1与控制装置3连接，控制装置3接收加速传感器传送过来的行走启停信号，判断是否为合适的刺激时机，骶骨刺激装置1被控制装置控制启动骶骨左侧刺激或骶骨右侧刺激。通过对骶骨左、右侧施加向前的推力，促进抬腿侧向前迈进。
26.图2是本发明中骶骨刺激装置1为曲柄结构示例，骶骨刺激装置为左右两个对称设置的曲柄结构，曲柄结构包括离心轮5和曲柄6，离心轮5的轮盘非中心位置设置有离心轮固定位51，曲柄6一端与离心轮固定位51固定连接，另一端与加压部7连接，加压部7位于加压通道15中，加压通道15固定在骨盆固定装置2上，加压通道15前端开口与人体骶骨两侧位置相对应，动力源与离心轮5传动连接，可推动离心轮5绕其自身轮心转动，进而通过曲柄6带动加压部7在加压通道15中前后移动，加压部7向前移动时，能对骶骨提供向前的推动力。
27.图3是本发明中骶骨刺激装置1为螺线管结构示例，骶骨刺激装置为左右两个对称设置的螺线管结构，螺线管结构包含螺线管8、弹簧9、铁磁体16和加压部7，加压部7与人体骶骨两侧位置相对应，通过穿过螺线管8的连杆17与铁磁体16连接，连杆17为非金属材料，螺线管8固定在骨盆固定装置2上，弹簧9一端与铁磁体16连接，另一端与螺线管8连接，螺线管8连接动力源，当螺线管8通电时，螺线管8产生磁场吸紧铁磁体16并使弹簧9压缩，进而通过铁磁体16带动加压部7向前移动，当螺线管8断电时，螺线管8的磁场消失与铁磁体16分开，弹簧9推动铁磁体16向后移动，进而带动加压部7向后移动，通过螺线管8的开关控制加压部7对骶骨提供向前的推动力。
28.控制装置3接收加速传感器4的信号对骶骨刺激装置1进行控制的时候，对信号的
判断也就刺激时机非常重要。刺激的时机，在抬脚向后踢及脚向前准备落的时候开始（体重已经向另一只脚开始移动的时候），开始启动该脚侧的骶骨刺激装置1推动该侧骨盆向前旋，直到该脚向下落下并站直腿部为止，这个期间是对骶骨施加刺激的对象期间，最长时间为该动作期间，短于该期间的时间为最佳刺激期间。可以在大腿或手臂处安装加速传感器4，感受到大腿向上抬起的时机或手臂抬起的时机，刺激时机的检测方式也可以从外部分析动作图像来进行，最终通过加速传感器4传递信号到控制装置3，启动刺激动作。
29.上述两种外部动力源实施例的信号接收来自于安装在脚上的加速传感器4为陀螺仪输出的信号，通过陀螺仪检测到从后腿踩地向上到向前迈出的时间，通过控制装置3控制电机14或螺线管8，通过加压部7的运动对该脚侧的骶骨施加前推力。
30.向电机14或螺线管8施加电压的信号实时分析如图4所示，在从左脚的向后抬起到向前向下落下的周期t1，刺激骶骨左侧，在从右脚的向后抬起到向前向下落下的周期t2，刺激骶骨右侧。通过这种方法，在走路时交替刺激骶骨两侧，促进向前行走。
31.图5是本发明使用内部动力源的一种实施例，骶骨刺激装置1为螺线管结构，在使用者两只鞋子底部设置有压电转换单元12，通过电缆13左右交叉连接两个螺线管8，使用者左脚落下踩鞋子施加压力，左侧鞋子的压电转换单元12对右侧的螺线管8输出电流，骶骨刺激装置1的右侧加压部7刺激骶骨右侧驱动右侧腿部向前行进，使用者用右脚踩鞋子施加压力，右侧鞋子的压电转换单元12对左侧的螺线管8输出电流，骶骨刺激装置1的左侧加压部7刺激骶骨左侧驱动左侧腿部向前行进，通过左右脚的落下抬起，对骶骨左右两侧交替施加刺激。
32.图6是本发明使用内部动力源的另一种实施例，骶骨刺激装置1为对应骶骨两侧的两个独立气囊，使用者左右两只鞋子在鞋底部有流体袋10，流体袋10中为空气，左右鞋底的流体袋10通过流体管11左右交叉连接骶骨刺激装置1的两个独立气囊，即左脚踩下，流体袋10中的空气驱动骶骨刺激装置1的右侧气囊刺激骶骨右侧驱动右侧腿部向前行进，右脚踩下，流体袋10中的空气驱动骶骨刺激装置1的左侧气囊刺激骶骨左侧驱动左侧腿部向前行进，流体袋10始终保持充气充足，并带有导气阀。
33.在本发明对骶骨刺激作用下，使用者就像是被推了抬腿侧的骶骨一样，受到刺激，自然而然的腰部会旋转，使大腿抬起侧的骨盆位于前方，通过旋转，步幅增加，实现“快走”。
34.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。