一種機械下肢的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種機械下肢，包括基本骨架、電機、電機控制電路、傳動裝置、壓力感應裝置、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，本發明使用單電機驅動，整體質量減輕，提高續航能力；通過離合器控制動力輸出，避免電機受到過大的阻力以保護電機。
【專利說明】
一種機械下肢
技術領域
[0001 ]本發明涉及運動輔助裝置領域，尤其涉及一種機械下肢。
【背景技術】
[0002]機械下肢，類似昆蟲的外骨骼那樣，能穿在人身上，給人提供保護、額外的動力或能力，增強人體機能，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》中的鋼鐵衣就是機械外骨骼的典范，《異形》、《黑客帝國》中也出現過機械外骨骼。在軍事方面，它可以幫助士兵更快的行走并攜帶更重載重。對運動員來說它能夠成為增強性能的假肢的基礎。傳統動力機械下肢為了完成人體動作，采用一個關節，用一個電機驅動，兩條腿至少需要用兩個電機驅動，末端慣性大，機動靈活性較差，同時因為電池容量的限制，有一部分能量用于抵消自身的重量，導致機械下肢的續航時間短，不能應對長時間的高強度運動。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是針對上述問題，提供一種只使用單電機驅動的機械下肢。
[0004]本發明為實現以上目的，采用如下方案:一種機械下肢，包括基本骨架、電機、電機控制電路、傳動裝置、壓力感應裝置、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，所述電機設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置在所述腰部骨架上，其輸入端與所述電機連接，所述離合器、第二減速齒輪組設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，所述壓力感應裝置控制所述電機控制電路及所述離合器的閉合，所述電池分別與所述電機、電機控制電路連接。
[0005]優選的，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、壓力感應裝置數量為2個，對稱設置在所述腰部骨架兩側，分別對應使用者的兩條腿，形成2套獨立的系統通過各自的離合器分別控制2條腿上動力的通斷。
[0006]優選的，所述壓力感應裝置包括液壓囊、液壓管、壓力比較器，所述液壓囊數量為2個，分別設在所述腳部踏板的前端和后端，所述液壓囊分別與相應的液壓管連接，所述壓力比較器為內部設有活塞的空腔，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，所述連桿的一端設有第一觸點開關，所述電機控制電路上設有與第一觸點開關相配合的第二觸點開關，用于控制電機控制電路的通斷，從而控制所述電機的運轉，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。
[0007]優選的，所述第二減速齒輪組的傳動比為10比I，調整末端齒輪轉速到合適的數值帶動小腿骨骼運動。
[0008]優選的，所述基本骨架上關節處設有用于與人體固定的固定帶，使人體和基本骨架牢固結合。
[0009]本發明對比現有技術可實現以下有益效果:使用單電機驅動，整體質量減輕，提高續航能力;通過離合器控制動力輸出，避免電機突然受到過大的阻力以保護電機。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明側面結構示意圖；
[0011]圖2為壓力比較器示意圖；
[0012]圖3為腳部踏板上的液壓囊及液壓管示意圖；
[0013]圖4為系統原理框圖；
[0014]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，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、第一觸點開關，52、第二觸點開關。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作更為詳細、完整的說明，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施，都屬于本發明的保護范圍。
[0016]一種機械下肢，包括基本骨架、電機2、電機控制電路、傳動裝置、壓力感應裝置、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2設置在所述腰部骨架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設置在所述腰部骨架11上，其輸入端與所述電機2連接，所述離合器33、第二減速齒輪組34設置在所述髖部骨架12上，所述傳動軟軸31—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，所述壓力感應裝置控制所述電機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2、電機控制電路連接。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、壓力感應裝置數量為2個，對稱設置在所述腰部骨架11兩側。所述壓力感應裝置包括液壓囊41、液壓管42、壓力比較器43，所述液壓囊41數量為2個，分別設在所述腳部踏板15的前端和后端，所述液壓囊41分別與相應的液壓管42連接，所述壓力比較器43為內部設有活塞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，所述連桿的一端設有第一觸點開關51，所述電機控制電路上設有與第一觸點開關51相配合的第二觸點開關52，所述連桿的另一端與所述離合器33活動連接。
[0017]所述基本骨架上關節處設有用于與人體固定的固定帶，使用者穿戴好本設備，雙腳踩在所述腳部踏板15上，當左腿將要抬起時，后腳跟對腳部踏板15的壓力減小，同時前腳掌對腳部踏板15的壓力增大，設置在所述腳部踏板前端和后端的液壓囊41受到的壓力發生變化，前端液壓囊內部的液壓油沿液壓管42流動推動所述活塞44向一端移動，同時帶動所述連桿，使第一觸點開關51與所述控制電路上的第二觸點開關52接觸，接通電路啟動電機2，動力傳到第一減速齒輪組32，將速度降到20轉/秒，連桿的另一端帶動設在左腿髖部骨架12上的離合器33置于連動狀態，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，其輸出端轉速最終降為2轉/秒，并通過連桿等裝置帶動所述左小腿骨架上升，提供使用者運動的助力。當使用者左腿放下右腿即將抬升時，所述左腿的動力被切斷，右腿獲得動力，由此循環，完成整個行走的動作。
【主權項】
1.一種機械下肢，包括基本骨架、電機(2)、電機控制電路、傳動裝置、壓力感應裝置、電池，其特征在于: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(2)設置在所述腰部骨架上，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)設置在所述腰部骨架(II)上，其輸入端與所述電機(2)連接，所述離合器(33)、第二減速齒輪組(34)設置在所述髖部骨架(I2)上，所述傳動軟軸(31)—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，所述壓力感應裝置控制所述電機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(2)、電機控制電路連接。2.如權利要求1所述的一種機械下肢，其特征在于: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)、壓力感應裝置數量為2個，對稱設置在所述腰部骨架(11)兩側。3.如權利要求1所述的一種機械下肢，其特征在于:所述壓力感應裝置包括液壓囊(41)、液壓管(42)、壓力比較器(43)，所述液壓囊(41)數量為2個，分別設在所述腳部踏板(15)的前端和后端，所述液壓囊(41)分別與相應的液壓管(42)連接，所述壓力比較器(43)為內部設有活塞(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，所述連桿的一端設有第一觸點開關(51)，所述電機控制電路上設有與第一觸點開關(51)相配合的第二觸點開關(52)，所述連桿的另一端與所述離合器(33)活動連接。4.如權利要求1所述的一種機械下肢，其特征在于:所述第二減速齒輪組(34)的傳動比為10比I。5.如權利要求1所述的一種機械下肢，其特征在于:所述基本骨架上關節處設有用于與人體固定的固定帶。
【文檔編號】B25J13/08GK106002954SQ201610543087
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月11日
【發明人】安亞東
【申請人】安亞東