一種機(jī)械下肢的制作方法

本實(shí)用新型涉及運(yùn)動輔助裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)械下肢。

背景技術(shù)：

機(jī)械下肢，類似昆蟲的外骨骼那樣，能穿在人身上，給人提供保護(hù)、額外的動力或能力，增強(qiáng)人體機(jī)能，如使腿殘疾的人能自己上樓，讓士兵能健步如飛、無障礙奔跑且不會疲勞、不會受傷等等。電影《鋼鐵俠》中的鋼鐵衣就是機(jī)械外骨骼的典范，《異形》、《黑客帝國》中也出現(xiàn)過機(jī)械外骨骼。在軍事方面，它可以幫助士兵更快的行走并攜帶更重載重。對運(yùn)動員來說它能夠成為增強(qiáng)性能的假肢的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)動力機(jī)械下肢為了完成人體動作，采用一個(gè)關(guān)節(jié)，用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動，兩條腿至少需要用兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動，末端慣性大，機(jī)動靈活性較差，同時(shí)因?yàn)殡姵厝萘康南拗疲幸徊糠帜芰坑糜诘窒陨淼闹亓浚瑢?dǎo)致機(jī)械下肢的續(xù)航時(shí)間短，不能應(yīng)對長時(shí)間的高強(qiáng)度運(yùn)動。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對上述問題，提供一種只使用單電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械下肢。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)以上目的，采用如下方案：一種機(jī)械下肢，包括基本骨架、電機(jī)、電機(jī)控制電路、傳動裝置、壓力感應(yīng)裝置、電池，所述基本骨架包括腰部骨架、髖部骨架、大腿骨架、小腿骨架、腳部踏板，所述髖部骨架固定連接在所述腰部骨架側(cè)面，所述大腿骨架上端活動連接在所述髖部骨架下端，所述小腿骨架上端活動連接在所述大腿骨架下端，所述腳部踏板活動連接在所述小腿骨架下端，所述電機(jī)設(shè)置在所述腰部骨架上，所述傳動裝置包括傳動軟軸、離合器、第一減速齒輪組、第二減速齒輪組，所述第一減速齒輪組設(shè)置在所述腰部骨架上，其輸入端與所述電機(jī)連接，所述離合器、第二減速齒輪組設(shè)置在所述髖部骨架上，所述傳動軟軸一端與所述第一減速齒輪組的輸出端活動連接，其另一端與所述離合器的輸入端連接，所述離合器的輸出端與所述第二減速齒輪組的輸入端連接，所述第二減速齒輪組的輸出端與所述小腿骨架活動連接，所述壓力感應(yīng)裝置控制所述電機(jī)控制電路及所述離合器的閉合，所述電池分別與所述電機(jī)、電機(jī)控制電路連接。

優(yōu)選的，所述髖部骨架、大腿骨架、小腿骨架、腳部踏板、離合器、第二減速齒輪組、壓力感應(yīng)裝置數(shù)量為2個(gè)，對稱設(shè)置在所述腰部骨架兩側(cè)，分別對應(yīng)使用者的兩條腿，形成2套獨(dú)立的系統(tǒng)通過各自的離合器分別控制2條腿上動力的通斷。

優(yōu)選的，所述壓力感應(yīng)裝置包括液壓囊、液壓管、壓力比較器，所述液壓囊數(shù)量為2個(gè)，分別設(shè)在所述腳部踏板的前端和后端，所述液壓囊分別與相應(yīng)的液壓管連接，所述壓力比較器為內(nèi)部設(shè)有活塞的空腔，所述空腔兩端分別與所述液壓管密封連接，所述活塞中部設(shè)有垂直與活塞的連桿，所述連桿兩端分別從所述壓力比較器向外伸出，所述連桿的一端設(shè)有第一觸點(diǎn)開關(guān)，所述電機(jī)控制電路上設(shè)有與第一觸點(diǎn)開關(guān)相配合的第二觸點(diǎn)開關(guān)，用于控制電機(jī)控制電路的通斷，從而控制所述電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所述連桿的另一端與所述離合器活動連接，用于控制所述離合器的連動狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述第二減速齒輪組的傳動比為10比1，調(diào)整末端齒輪轉(zhuǎn)速到合適的數(shù)值帶動小腿骨骼運(yùn)動。

優(yōu)選的，所述基本骨架上關(guān)節(jié)處設(shè)有用于與人體固定的固定帶，使人體和基本骨架牢固結(jié)合。

本實(shí)用新型對比現(xiàn)有技術(shù)可實(shí)現(xiàn)以下有益效果：使用單電機(jī)驅(qū)動，整體質(zhì)量減輕，提高續(xù)航能力；通過離合器控制動力輸出，避免電機(jī)突然受到過大的阻力以保護(hù)電機(jī)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為壓力比較器示意圖；

圖3為腳部踏板上的液壓囊及液壓管示意圖；

圖4為系統(tǒng)原理框圖；

圖中：11、腰部骨架，12、髖部骨架，13、大腿骨架，14、小腿骨架，15、腳部踏板，2、電機(jī)，31、傳動軟軸，32、第一減速齒輪組，33、離合器，34、第二減速齒輪組，41、液壓囊，42、液壓管，43、壓力比較器，44、活塞，51、第一觸點(diǎn)開關(guān)，52、第二觸點(diǎn)開關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作更為詳細(xì)、完整的說明，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

一種機(jī)械下肢，包括基本骨架、電機(jī)2、電機(jī)控制電路、傳動裝置、壓力感應(yīng)裝置、電池，所述基本骨架包括腰部骨架11、髖部骨架12、大腿骨架13、小腿骨架14、腳部踏板15，所述髖部骨架12固定連接在所述腰部骨架11側(cè)面，所述大腿骨架13上端活動連接在所述髖部骨架12下端，所述小腿骨架14上端活動連接在所述大腿骨架13下端，所述腳部踏板15活動連接在所述小腿骨架14下端，所述電機(jī)2設(shè)置在所述腰部骨架11上，所述傳動裝置包括傳動軟軸31、離合器33、第一減速齒輪組32、第二減速齒輪組34，所述第一減速齒輪組32設(shè)置在所述腰部骨架11上，其輸入端與所述電機(jī)2連接，所述離合器33、第二減速齒輪組34設(shè)置在所述髖部骨架12上，所述傳動軟軸31一端與所述第一減速齒輪組32的輸出端活動連接，其另一端與所述離合器33的輸入端連接，所述離合器33的輸出端與所述第二減速齒輪組34的輸入端連接，所述第二減速齒輪組34的輸出端與所述小腿骨架14活動連接，所述壓力感應(yīng)裝置控制所述電機(jī)控制電路及所述離合器33的閉合，所述電池分別與所述電機(jī)2、電機(jī)控制電路連接。所述髖部骨架12、大腿骨架13、小腿骨架14、腳部踏板15、離合器33、第二減速齒輪組34、壓力感應(yīng)裝置數(shù)量為2個(gè)，對稱設(shè)置在所述腰部骨架11兩側(cè)。所述壓力感應(yīng)裝置包括液壓囊41、液壓管42、壓力比較器43，所述液壓囊41數(shù)量為2個(gè)，分別設(shè)在所述腳部踏板15的前端和后端，所述液壓囊41分別與相應(yīng)的液壓管42連接，所述壓力比較器43為內(nèi)部設(shè)有活塞44的空腔，所述空腔兩端分別與所述液壓管42密封連接，所述活塞44中部設(shè)有垂直與活塞44的連桿，所述連桿兩端分別從所述壓力比較器43向外伸出，所述連桿的一端設(shè)有第一觸點(diǎn)開關(guān)51，所述電機(jī)控制電路上設(shè)有與第一觸點(diǎn)開關(guān)51相配合的第二觸點(diǎn)開關(guān)52，所述連桿的另一端與所述離合器33活動連接。

所述基本骨架上關(guān)節(jié)處設(shè)有用于與人體固定的固定帶，使用者穿戴好本設(shè)備，雙腳踩在所述腳部踏板15上，當(dāng)左腿將要抬起時(shí)，后腳跟對腳部踏板15的壓力減小，同時(shí)前腳掌對腳部踏板15的壓力增大，設(shè)置在所述腳部踏板前端和后端的液壓囊41受到的壓力發(fā)生變化，前端液壓囊內(nèi)部的液壓油沿液壓管42流動推動所述活塞44向一端移動，同時(shí)帶動所述連桿，使第一觸點(diǎn)開關(guān)51與所述控制電路上的第二觸點(diǎn)開關(guān)52接觸，接通電路啟動電機(jī)2，動力傳到第一減速齒輪組32，將速度降到20轉(zhuǎn)/秒，連桿的另一端帶動設(shè)在左腿髖部骨架12上的離合器33置于連動狀態(tài)，所述第二減速齒輪組34將動力向下傳遞，所述第二減速齒輪組34的傳動比為10比1，其輸出端轉(zhuǎn)速最終降為2轉(zhuǎn)/秒，并通過連桿等裝置帶動所述左小腿骨架上升，提供使用者運(yùn)動的助力。當(dāng)使用者左腿放下右腿即將抬升時(shí)，所述左腿的動力被切斷，右腿獲得動力，由此循環(huán)，完成整個(gè)行走的動作。