本发明涉及穿戴设备，特别是涉及一种用于行走助力的下肢外骨骼。
背景技术：
1、外骨骼是一种可以为人体(也可称作使用者)提供助力的可穿戴机械设备，采用刚性材料作为关节间支撑，采用电动、液压动力单元作为关节驱动，在工作过程中通过动力关节发力为人体提供辅助，共同完成目标作业。
2、现有的外骨骼在助力时不仅需要绑缚大腿，还需要绑缚小腿和足部，并且在行走过程中足部与地面无法直接接触，降低了人体对地面环境的适应度，感受能力变差，人体行走效率降低。
3、因此，本发明需要提供一种新的用于行走助力的下肢外骨骼来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有外骨骼在助力时不仅需要绑缚大腿，还需要绑缚小腿和足部，并且在行走过程中足部与地面无法直接接触，降低了人体对地面环境的适应度，感受能力变差，使用者行走效率降低的问题。
2、为此目的，本发明提供一种用于行走助力的下肢外骨骼，所述下肢外骨骼包括驱动控制系统、髋膝大腿系统、小腿伸缩系统和鞋垫，所述驱动控制系统能够自动驱动所述髋膝大腿系统和所述小腿伸缩系统进行助力运动，所述髋膝大腿系统与所述驱动控制系统连接并并适于固定在使用者大腿上，所述小腿伸缩系统包括小腿伸缩推杆和脚底支撑件，所述小腿伸缩推杆与所述髋膝大腿系统连接，所述小腿伸缩推杆能够驱动所述脚底支撑件进行上下移动，所述鞋垫上设置有用于检测压力的第一压力检测器，所述小腿伸缩推杆和第一压力检测器均与所述驱动控制系统通信连接，所述驱动控制系统根据所述第一压力检测器检测的压力信息来控制所述小腿伸缩推杆的伸缩。
3、在上述用于行走助力的下肢外骨骼的具体实施方式中，所述第一压力检测器分别设置在所述鞋垫的脚尖位置和脚跟位置。
4、在上述用于行走助力的下肢外骨骼的具体实施方式中，所述小腿伸缩系统还包括第二压力检测器，所述小腿伸缩推杆通过第二压力检测器与所述脚底支撑件连接，所述第二压力检测器与所述驱动控制系统通信连接，所述驱动控制系统根据所述第二压力检测器检测的压力来控制所述脚底支撑件的支撑力；并且/或者
5、所述脚底支撑件为球状结构。
6、在上述用于行走助力的下肢外骨骼的具体实施方式中，所述第二压力检测器为六轴传感器。
7、在上述用于行走助力的下肢外骨骼的具体实施方式中，所述下肢外骨骼还包括背负系统，所述驱动控制系统安装在所述背负系统上，所述背负系统适于搭载在使用者背部。
8、在上述用于行走助力的下肢外骨骼的具体实施方式中，所述背负系统包括背架、两个腰管和调节机构，所述背架上设有绑缚件以绑缚在使用者背部，所述驱动控制系统安装在所述背架的外侧壁上，两个所述腰管以对称方式分布在靠近所述背架底部的位置，所述调节机构安装在所述背架的外侧壁上并与腰管连接，所述调节机构设置为能够调节两个腰管发生角度旋转和位移移动，以调整两个腰管之间的间距和相对背架的角度，每个所述腰管与一个所述髋膝大腿系统连接。
9、在上述用于行走助力的下肢外骨骼的具体实施方式中，所述调节机构包括两个调节组件，每个所述调节组件连接一个所述腰管，所述调节组件包括第一伸缩杆、连杆和固定板，所述第一伸缩杆的外壳与所述背架的外侧壁铰接连接，所述第一伸缩杆的杆端与对应的腰管铰接连接，所述固定板固定在所述背架的底部，所述连杆与所述固定板可拆卸连接使其能够安装在所述固定板的不同位置，且所述连杆相对所述固定板能够旋转，所述连杆的一端与所述第一伸缩杆的外壳铰接连接，所述连杆的另一端与对应的所述腰管铰接连接。
10、在上述用于行走助力的下肢外骨骼的具体实施方式中，所述髋膝大腿系统包括髋轮骨架、大腿外管和大腿内杆，所述髋轮骨架与对应的所述腰管固定连接，所述髋轮骨架内转动连接有髋轮，所述大腿内杆与所述髋轮固定连接，所述大腿外管套设在所述大腿内杆的外侧并相对其能够旋转，所述大腿外管的底端固定有膝轮骨架，所述膝轮骨架内转动连接有膝轮，所述膝轮与所述小腿伸缩杆固定连接，所述驱动控制系统分别驱动所述髋轮和所述膝轮旋转以使髋膝大腿系统和小腿伸缩系统进行助力运动。
11、在上述用于行走助力的下肢外骨骼的具体实施方式中，所述大腿内杆的外周壁上转动连接有大腿内管，所述大腿外管套在所述大腿内管外侧并能够与大腿内管在长度方向的不同部位进行可拆卸固定连接；并且/或者
12、所述大腿内杆与所述大腿内管之间安装扭矩弹簧；并且/或者
13、所述大腿外管上连接有绑带连接板，所述绑带连接板上设有绑带。
14、在上述用于行走助力的下肢外骨骼的具体实施方式中，所述驱动控制系统包括箱体、以及安装在所述箱体内的髋动力执行单元、膝动力执行单元、控制系统和电源，所述髋动力执行单元和所述膝动力执行单元均为钢丝绳动力执行单元，所述髋动力执行单元中的钢丝绳与所述髋轮连接以使其旋转，所述膝动力执行单元中的钢丝绳与所述膝轮连接以使其正反向旋转。
15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16、1、本发明设计的鞋垫与小腿伸缩系统之间不存在机械连接关系，同时小腿伸缩系统未绑缚在小腿上，通过驱动控制系统接收第一压力检测器的压力信号来判断小腿处于抬起或站立状态，从而自动控制小腿伸缩系统跟随使用者小腿进行伸缩，实现了人体行走与外骨骼之间的协调运动功能，由于本发明设计的下肢外骨骼在绑缚中省去了小腿和足部绑带，保留了人机一体的同时极大减轻了对人体的束缚感，并且使用者能够感应到地面环境，感受能力好，提高了人体对地面环境的适应度，有助于提高使用者行走效率；
17、2、本发明设计的小腿伸缩系统能够沿着使用者行走方向进行前后角度旋转，即小腿伸缩推杆和脚底支撑件能够与人体的小腿和足部之间存在夹角，类似于人体的第三只脚，使使用者在负重行走中或者站立中更加稳定、具有安全感；
18、3、大腿外管可以固定在大腿内管在长度方向的不同位置，实现了髋膝大腿系统整体长度的调节功能以改变髋和膝关节之间的距离，满足了不同范围的人体身高；大腿外管相对大腿内杆可以转动以及设计扭矩弹簧，便于使用者行走中转向，同时还能够自动复位。
1.一种用于行走助力的下肢外骨骼，其特征在于，所述下肢外骨骼包括驱动控制系统、髋膝大腿系统、小腿伸缩系统和鞋垫，所述驱动控制系统能够自动驱动所述髋膝大腿系统和所述小腿伸缩系统进行助力运动，所述髋膝大腿系统与所述驱动控制系统连接并适于固定在使用者大腿上，所述小腿伸缩系统包括小腿伸缩推杆和脚底支撑件，所述小腿伸缩推杆与所述髋膝大腿系统连接，所述小腿伸缩推杆能够驱动所述脚底支撑件进行上下移动，所述鞋垫上设置有用于检测压力的第一压力检测器，所述小腿伸缩推杆和第一压力检测器均与所述驱动控制系统通信连接，所述驱动控制系统根据所述第一压力检测器检测的压力信息来控制所述小腿伸缩推杆的伸缩。
2.根据权利要求1所述的用于行走助力的下肢外骨骼，其特征在于，所述第一压力检测器分别设置在所述鞋垫的脚尖位置和脚跟位置。
3.根据权利要求1所述的用于行走助力的下肢外骨骼，其特征在于，所述小腿伸缩系统还包括第二压力检测器，所述小腿伸缩推杆通过第二压力检测器与所述脚底支撑件连接，所述第二压力检测器与所述驱动控制系统通信连接，所述驱动控制系统根据所述第二压力检测器检测的压力来控制所述脚底支撑件的支撑力；并且/或者
4.根据权利要求3所述的用于行走助力的下肢外骨骼，其特征在于，所述第二压力检测器为六轴传感器。
5.根据权利要求1所述的用于行走助力的下肢外骨骼，其特征在于，所述下肢外骨骼还包括背负系统，所述驱动控制系统安装在所述背负系统上，所述背负系统适于搭载在使用者背部。
6.根据权利要求5所述的用于行走助力的下肢外骨骼，其特征在于，所述背负系统包括背架、两个腰管和调节机构，所述背架上设有绑缚件以绑缚在使用者背部，所述驱动控制系统安装在所述背架的外侧壁上，两个所述腰管以对称方式分布在靠近所述背架底部的位置，所述调节机构安装在所述背架的外侧壁上并与腰管连接，所述调节机构设置为能够调节两个腰管发生角度旋转和位移移动，以调整两个腰管之间的间距和相对背架的角度，每个所述腰管与一个所述髋膝大腿系统连接。
7.根据权利要求6所述的用于行走助力的下肢外骨骼，其特征在于，所述调节机构包括两个调节组件，每个所述调节组件连接一个所述腰管，所述调节组件包括第一伸缩杆、连杆和固定板，所述第一伸缩杆的外壳与所述背架的外侧壁铰接连接，所述第一伸缩杆的杆端与对应的腰管铰接连接，所述固定板固定在所述背架的底部，所述连杆与所述固定板可拆卸连接使其能够安装在所述固定板的不同位置，且所述连杆相对所述固定板能够旋转，所述连杆的一端与所述第一伸缩杆的外壳铰接连接，所述连杆的另一端与对应的所述腰管铰接连接。
8.根据权利要求6所述的用于行走助力的下肢外骨骼，其特征在于，所述髋膝大腿系统包括髋轮骨架、大腿外管和大腿内杆，所述髋轮骨架与对应的所述腰管固定连接，所述髋轮骨架内转动连接有髋轮，所述大腿内杆与所述髋轮固定连接，所述大腿外管套设在所述大腿内杆的外侧并相对其能够旋转，所述大腿外管的底端固定有膝轮骨架，所述膝轮骨架内转动连接有膝轮，所述膝轮与所述小腿伸缩杆固定连接，所述驱动控制系统分别驱动所述髋轮和所述膝轮旋转以使髋膝大腿系统和小腿伸缩系统进行助力运动。
9.根据权利要求8所述的用于行走助力的下肢外骨骼，其特征在于，所述大腿内杆的外周壁上转动连接有大腿内管，所述大腿外管套在所述大腿内管外侧并能够与大腿内管在长度方向的不同部位进行可拆卸固定连接；并且/或者
10.根据权利要求8所述的用于行走助力的下肢外骨骼，其特征在于，所述驱动控制系统包括箱体、以及安装在所述箱体内的髋动力执行单元、膝动力执行单元、控制系统和电源，所述髋动力执行单元和所述膝动力执行单元均为钢丝绳动力执行单元，所述髋动力执行单元中的钢丝绳与所述髋轮连接以使其旋转，所述膝动力执行单元中的钢丝绳与所述膝轮连接以使其正反向旋转。
