多功能步態矯姿與行走減負器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及日常運動輔助和運動康復技術領域，特別涉及一種多功能步態矯姿與行走減負器。
【背景技術】
[0002]隨著社會發展，我國人口老齡化問題日顯突出，下肢運動功能障礙問題隨老齡者年齡增長也日益加劇，而要提高該人群的生活質量，則需要進行安全有效的步態姿勢矯正或減負運動輔助訓練。此外，對于健康人群，如快遞員等長時間搬運物品或者嬰兒看護者在戶外長時間抱孩子等，都會因下肢持續負荷產生體能消耗而導致身體疲勞，如果能提供關節靈活、使用方便的減負支持，又能將負荷重物的重力勢能存儲利用，則能減輕下肢負重、從而有效降低勞作強度，減輕身體不適感。
[0003]現有的下肢步態矯正器或助力器大部分都配有動力裝置，會讓使用者有抗拒心理，并且髖關節或膝關節只具有矢狀面內的一個自由度，會限制使用者腿部運動的靈活性，導致使用效果不佳。而目前不帶動力裝置的純機械結構式下肢康復支架或外骨骼等，僅限于進行下肢步態姿勢矯正或減負，不是功能單一就是結果復雜，而且不能進行有效的防摔倒輔助支撐。另外，行走輔助拐杖等發明雖能對人體提供輔助支撐，但功能單一，不能實現有效靈活的康復訓練矯姿功能。現有的減負助行器等發明等都僅僅考慮具有下肢運動功能障礙患者使用，未能兼顧長時間負重行走健康人群的實際需要，另外現有減負助行器等一般為折疊手推車的形式，沒有擺脫傳統的設計理念，功能單一和適用人群少就很容易導致設備閑置浪費。而本發明將固定于兩條腿部的機械結構作為減負裝置的支撐，通過功能調整使下肢步態矯正和減負助行功能集于一體，還可作為創新型拐杖使用，擺脫了依賴人體外第三點提供支撐的傳統拐杖設計理念。另外，目前對健康人群負重時可提供減負功能的發明很少，如嬰兒背帶等，只是通過束帶將嬰兒體重集中于媽媽肩部，除了對嬰兒起到安全保護作用并無任何減負功能，本發明所設計的功能之一也很好的解決了這一問題。
[0004]

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種多功能步態矯姿與行走減負器，解決了現有技術存在的功能單一、僅能適用于下肢功能障礙人群某一康復階段進行矯姿或者進行行走支撐的問題，同時同一器材可一機多用，解決了資源閑置浪費的問題，使得本發明使用對象廣泛，實現對下肢行走訓練姿勢的矯正、輔助行走以及減負運動等功能。提出并設計一種多功能可拼裝的可調關節自由度的曲線型下肢外骨骼機械結構，穿戴使用時更貼合腿部外形輪廓，可為下肢運動功能障礙患者提供多關節自由度的減負式行走步態訓練與運動保護，配合儲能彈簧，也可為負重者長時間搬運物品行走或看護者長時間抱嬰兒進行戶外行走時減輕下肢負荷，從而降低肌肉疲勞程度。本發明還可通過結構與功能調整來減少關節自由度，從而作為一種簡單的下肢運動約束與步態姿勢矯正器，用于步態異常患者康復早期的矯姿運動訓練。
[0006]本發明的上述目的通過以下技術方案實現:
多功能步態矯姿與行走減負器，包括載物平臺1、前支撐、大腿構件9、小腿構件8、腳踏
7、阻尼器13，所述前支撐由兩個第一支撐管4、橫梁5和兩個剎車萬向腳輪6組成，所述兩個第一支撐管4分別與橫梁5固定連接，兩個第一支撐管4的一端分別通過第一螺釘2與載物平臺I連接，兩個剎車萬向腳輪6分別固定安裝于兩個第一支撐管4的另一端;承力扶手10固定在大腿構件9的第一細管902上部，用于抓握支撐;大腿構件9分別與小腿構件8、撐桿12鉸接;阻尼器13下側通過阻尼器固定套11固定在大腿構件9的第一細管902上，阻尼器13上側與載物平臺I鉸接;腳踏7安裝在小腿構件8的底端。
[0007]所述的小腿構件8、大腿構件9上分別設置粘扣帶3，用于將機械結構捆綁固定于使用者下肢，實現穿戴式使用。
[0008]所述的載物平臺I包括半圓平臺101、第一腰管102、第二腰管105和兩個相同的第二支撐管103，所述第一腰管102通過第一螺釘2與第二腰管105固定連接;兩個相同的第二支撐管103的一端分別通過第一螺釘2與半圓平臺101下邊的兩個直管固定連接，另一端分別通過銷軸104與第一腰管102、第二腰管105連接。
[0009]所述的大腿構件9包括第一帶帽球銷901、第一細圓管902、第一粗圓管903、錐頭螺釘904、第一銷釘905、第一彈簧906、第一鎖推管907、第一螺紋帽908和第一 U型軸套909，所述第一帶帽球銷901與撐桿12形成球鉸連接，第一細圓管902通過螺釘與第一粗圓管903固定連接，第一螺紋帽901與第一細圓管902螺紋固定連接，第一細圓管902內部封裝有第一銷釘905、第一彈簧906和第一鎖推管907，并通過第一粗圓管903內的封閉端對第一銷釘905進行行程限位;第一 U型軸套909與第一鎖推管907螺紋固定連接，第一彈簧906套于第一銷釘905上并置于第一鎖推管907內，并被第一銷釘905的釘帽和第一鎖推管907內的階梯止推端進行限位;通過旋擰錐頭螺釘904對第一銷釘905位置進行調整，第一螺紋帽908用于第一鎖推管907的限位連接。
[0010]腳開始觸地時，大腿構件9受到來自小腿構件8向上支撐力和載物平臺I承載重物向下的重力，使得第一鎖推管907與第一銷釘905沿第一粗圓管903內壁壓縮第一彈簧906，這時第一銷釘905會被頂入到萬向節軸心802上側的分段卡槽內，鎖死膝關節的一個轉動自由度，直到該腳觸地過程結束；當該腳脫離地面進入擺腿過程中，第一彈簧906由于所受壓力減小而回彈，第一銷釘905被彈出萬向節軸心802上側的分段卡槽而釋放膝關節該旋轉自由度。
[0011]所述的小腿構件8包括第二螺釘801、萬向節軸心802、第二 U型軸套803、第二螺紋帽804、第二鎖推管805、第二彈簧806、第二銷釘807、第三彈簧808、第二粗圓管809、第二細圓管810和第二帶帽球銷811，所述小腿構件8的第二 U型軸套803通過四只第二螺釘801與大腿構件9的第一 U型軸套909鉸接于萬向節軸心802上，使得大腿構件9和小腿構件8分別具有繞萬向節軸心802的旋轉自由度;所述第二U型軸套803與第二鎖推管805螺紋固定連接，第二螺紋帽804與第二粗圓管809螺紋固定連接，用于封裝內部的第二鎖推管805、第二彈簧806、第二銷釘807和第三彈簧808，并通過第二粗管809內的封閉端對第二銷釘807進行行程限位;第二銷釘807的釘帽位于銷釘中下部，將第二彈簧806和第三彈簧808分隔在第二銷釘807兩側，使第二彈簧806封裝在第二鎖推管805內，并使第三彈簧808封裝在第二粗圓管809封閉端上側；第二粗圓管809通過螺釘與第二細圓管810固定連接并可調節長短，第二細圓管810與第二帶帽球銷811螺紋固定連接。
[0012]所述的第二細圓管(810)為曲線形。
[0013]小腿構件8在受到來自地面向上支撐力和大腿構件9向下壓力時，由于第二彈簧806比第三彈簧808的彈性系數小，在第二鎖推管805內部，第二彈簧806先被壓縮，進而第二銷釘807被頂入到萬向節軸心802下側的分段卡槽內，鎖死膝關節另一個轉動自由度，同時第二鎖推管805的階梯止推端與第二銷釘807的釘帽接觸并限位，之后第三彈簧808開始被壓縮儲能，直到第二鎖推管805下邊沿與第二粗圓管809封閉端相接觸，第三彈簧808不再被壓縮而儲能結束;此儲能過程只發生在腳觸地時所有構件處于負載增加的階段，由于此過程第一銷釘905與第二銷釘807分別被頂入萬向節軸心802內部，鎖死了膝關節的兩個自由度，此時大腿構件9與小腿構件8成為一根無任何相對運動的一體支撐桿件，處于平穩支撐載物平臺I上所有重物的重力向下傳導到地面，該過程持續到腳觸地逐漸過度到擺腿并且負載逐漸減少的階段，第三彈簧808開始釋放所儲能量。由于第二彈簧806和第三彈簧808彈性系數的差異，擺腿前小腿構件8中第三彈簧808先釋放儲能，第二彈簧806再彈回第二銷釘807，從而解鎖該旋轉自由度。
[0014]所述的阻尼器13在結構設計上與在售成品相同，不再贅述。阻尼器13下側通過阻尼器固定套11固定在大腿構件9的第一細管902上，阻尼器13上側鉸接在載物平臺I下側。
[0015]所述的腳踏7包括球座腳蹬701、腳外側粘扣帶702和腳內側粘扣帶703，所述球座腳蹬701將小腿構件8承受載荷傳導到地面，腳外側粘扣帶703與腳內側粘扣帶702配合，繞過腳踝將腳踏7固連于腳掌。
[0016]背帶由布帶1401和六個卡扣1402組成，六個卡扣1402的