本發(fā)明屬于膝關(guān)節(jié)輔助器械和行走輔助裝備領(lǐng)域，特別涉及一種作用于膝關(guān)節(jié)的便攜式輔助行走機構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展、全球范圍內(nèi)老年化程度的加劇以及中風類腦疾病的持續(xù)高發(fā)，越來越多的老年人和下肢運動能力部分失能的中風等腦疾病患者需要過一種獨立自主的生活而非在醫(yī)院或養(yǎng)老院有限的空間成天被人照顧，因而他們迫切需要一種結(jié)構(gòu)簡單功能實用的便攜式助力機構(gòu)或者裝置來幫助他們在室內(nèi)外自由行走，提高他們的自理能力和健康狀況。以改善和提高運動能力下降的老年人和下肢部分失能的中風等腦疾病患者的行走能力為目標，要求行走輔助機構(gòu)體積小、重量輕，簡單實用，舒適度高。

目前成熟的行走助力產(chǎn)品主要有：拐杖、助步架、無動力輪椅等。此類行走助力產(chǎn)品雖然能夠起到幫助老年人或者下肢部分失能患者保持行動平衡或代步移動的作用，但由于其沒有動力，需要借助上肢的力量，會使人感到行走費力。此外，外骨骼機器人也是目前行走助力研究的熱點，但是其體積和重量較大，剛性機構(gòu)慣性大，舒適性較差，目前尚未實際應(yīng)用到老年人或者下肢部分失能患者的日常行走中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種作用于膝關(guān)節(jié)的便攜式輔助行走機構(gòu)。便攜式輔助行走機構(gòu)的執(zhí)行部件作用于下肢膝關(guān)節(jié)部位，以人體自重為驅(qū)動力，不需要其他外部動力和能量輸入。機構(gòu)基于杠桿原理和曲柄滑塊結(jié)構(gòu)機理，采用左右腳交叉驅(qū)動輸入的工作方式，利用人體自重作用， 以閘線為驅(qū)動力傳遞的媒介，左腳的動力輸出部件為右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件提供驅(qū)動力，右腳的動力輸出部件為左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件提供驅(qū)動力，使之在行走過程中產(chǎn)生輔助左、右腿膝關(guān)節(jié)彎曲、伸展的轉(zhuǎn)矩，達到輔助行走的目的。

為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種作用于膝關(guān)節(jié)的便攜式輔助行走機構(gòu)，包括：

動力輸出裝置，包括供左腳穿戴的第一動力輸出部件，以及供右腳穿戴的第二動力輸出部件；所述第一動力輸出部件和第二動力輸出部件分別包括一與用于與地面接觸的由金屬踏板、擺臂以及過渡件組成活動踏板組件，以及一用于與腳固定的固定基板，所述活動踏板組件與所述固定基板一端可樞轉(zhuǎn)地連接，另一端在人體重力作用下能夠相互運動，從而產(chǎn)生動力；

輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行裝置，包括適于固定在左腿膝關(guān)節(jié)對應(yīng)位置的第一輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件，以及適于固定在右腿膝關(guān)節(jié)對應(yīng)位置的第二輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件；其在行走過程中分別為左腿和右腿膝關(guān)節(jié)提供輔助伸展和彎曲的轉(zhuǎn)矩；

驅(qū)動力傳遞部件，其能夠在所述第一動力輸出部件與所述第二輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件之間，以及所述第二動力輸出部件與所述第一輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件之間傳遞驅(qū)動力。

優(yōu)選地，所述第一動力輸出部件和第二動力輸出部件包括固定基板、金屬踏板、擺臂、過渡件、固定基座、轉(zhuǎn)軸、彈性固定帶、固定支架、閘線、閘線套管、橡膠緩沖摩擦墊、橡膠防滑墊、螺釘以及緊固件等。其中，由金屬踏板、擺臂以及過渡件組成活動踏板組件與所述固定基板形成了以轉(zhuǎn)軸為支點的杠桿結(jié)構(gòu)形式。

優(yōu)選地，所述第一輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件和第二輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件分別包括大腿固定板、小腿固定板、保護蓋、柔性固定帶、轉(zhuǎn)軸、導(dǎo)軌、滑塊、壓縮彈簧、閘線套管固定件、連桿、限位支架，以及緊固件；其中，所述大腿固定板、小腿固定板、轉(zhuǎn)軸、連桿、導(dǎo)軌和滑塊構(gòu)成曲柄滑塊結(jié)構(gòu)；所述小腿固定板和滑塊通過連桿連接。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動力傳遞部件包括在所述第一動力輸出部件與所述第二輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件之間的第一閘線和第一閘線套管，以及在所述第二動力輸出部件與所述第一輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件之間的第二閘線和第二閘線套管；

所述第一閘線的一端固定在所述第一動力輸出部件的固定基板的運動端的卡口，另一端穿過所述第二輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件上的壓縮彈簧，固定在所述第二輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件的滑塊上；所述第一閘線套管的一端通過固定支架固定在第一動力輸出部件的金屬踏板上，另一端通過所述閘線套管固定件固定在所述第二膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件的大腿固定板上；

所述第二閘線的一端固定在所述第二動力輸出部件的固定基板的運動端的卡口，另一端穿過所述第一輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件上的壓縮彈簧，固定在所述第一輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件的滑塊上；所述第二閘線套管的一端通過固定支架固定在第二動力輸出部件的金屬踏板上，另一端通過所述閘線套管固定件固定在所述第一膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件的大腿固定板上。

優(yōu)選地，所述壓縮彈簧安裝于所述滑塊和所述閘線套管固定件之間，作為能量存儲單元；所述小腿固定板和所述滑塊通過所述連桿連接，形成兩個轉(zhuǎn)動副；閘線的拉力和壓縮彈簧的彈力驅(qū)動滑塊在導(dǎo)軌做直線往復(fù)運動。

優(yōu)選地，所述小腿固定板安裝在大腿固定板的轉(zhuǎn)軸上，能夠繞所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的角度為30°～200°。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)的角度為120°～180°。

優(yōu)選地，所述柔性固定帶由尼龍材料制成。

優(yōu)選地，所述活動踏板組件與所述固定基板通過固定基座和轉(zhuǎn)軸連接。

優(yōu)選地，所述橡膠緩沖摩擦墊固定在固定基板底面上，起到防滑緩沖的作用。

優(yōu)選地，所述橡膠防滑墊粘合在金屬踏板底面，起到在行走過程中防滑緩沖的作用。

優(yōu)選地，所述裝備不僅適用于下肢運動能力下降人群，包括老年人、輕度下肢失能的腦中風疾病患者等，也適用于正常人群。

本發(fā)明優(yōu)異的效果是：

1)相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述一種作用于膝關(guān)節(jié)的便攜式輔助行走機構(gòu)，具有不需要外界動力和能量輸入的特點：裝備采用人的自重作為機構(gòu)的驅(qū)動力，不需要電流、氣泵等形式的外帶能源，突破了目前一般行走輔助機構(gòu)，如外骨骼機器人對外帶能源的依賴，直接減小了機構(gòu)的體積和質(zhì)量，使機構(gòu)更加地便攜。

2)相比現(xiàn)有技術(shù)，左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件和右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件中采用閘線拉力和壓縮彈簧儲能結(jié)合，為兩部件內(nèi)的曲柄滑塊結(jié)構(gòu)提供往復(fù)運動的動力；閘線拉力和壓縮彈簧彈力在人行走過程中相互補償，形成提供膝關(guān)節(jié)伸展和彎曲輔助轉(zhuǎn)矩的閉合回路，機構(gòu)慣性小，克服了一般膝關(guān)節(jié)助力機構(gòu)或者外骨骼機器人等剛性機構(gòu)慣性大，容易造成人膝關(guān)節(jié)損傷，舒適性差等缺點，顯著提高了裝備的安全性和舒適性。

因此，本發(fā)明以人的自重為機構(gòu)的驅(qū)動力，不需要其他外部動力和能量輸 入，體積小、重量輕、便攜性好。另外,本發(fā)明機構(gòu)慣性小，舒適性好，不僅可以達到輔助下肢運動能力下降人群和下肢部分失能患者行走的目的，并且可以幫助老年人和下肢部分失能患者改善肌肉活力，提高他們的自理能力和健康狀況。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述機構(gòu)主要組成圖。

圖2是本發(fā)明所述動力輸出部件組成及不受人體自重作用時的工況圖。

圖3是本發(fā)明所述動力輸出部件組成及受人體自重作用時的工況圖。

圖4是本發(fā)明所述左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件外形圖。

圖5是本發(fā)明所述左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件主要組成與內(nèi)部裝配關(guān)系圖。

圖6是本發(fā)明所述右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件外形圖。

圖7是本發(fā)明所述右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件主要組成與內(nèi)部裝配關(guān)系圖。

圖8是本發(fā)明所述機構(gòu)的基本工作模式圖。

其中各附圖標記含義如下：

1.動力輸出部件；2.左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件；3.右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件；4.驅(qū)動力傳遞部件。

101.固定基板；102.金屬踏板；103.擺臂；104.過渡件；105.固定基座；106.轉(zhuǎn)軸；107.彈性固定帶；108.固定支架；109.閘線；110.閘線套管；111.橡膠緩沖摩擦墊；112.橡膠防滑墊；113.螺釘；114.緊固件。

201.左腿大腿固定板；202.左腿小腿固定板；203.保護蓋；204.柔性固定帶； 205.轉(zhuǎn)軸；206.導(dǎo)軌；207.滑塊；208.壓縮彈簧；209.閘線套管固定件；210.連桿；211.限位支架；212.緊固件；213.鉚釘。

301.右腿大腿固定板；302.右腿小腿固定板；303.保護蓋；304.柔性固定帶；305.轉(zhuǎn)軸；306.導(dǎo)軌；307.滑塊；308.壓縮彈簧；309.閘線套管固定件；310.連桿；311.限位支架；312.緊固件；313.鉚釘。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施案例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。

如圖1所示，一種作用于膝關(guān)節(jié)的便攜式輔助行走機構(gòu)，以人體自重為驅(qū)動力，不需要其他外部動力和能量輸入。所述機構(gòu)主要由動力輸出部件1、左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2、右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3、驅(qū)動力傳遞部件4等零部件組成。動力輸出部件1分別緊固在左、右腳下，是便攜式輔助行走機構(gòu)的動力源，為左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2和右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3提供動力。左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2和右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行組3固定在左腿和右腿膝關(guān)節(jié)對應(yīng)位置，它們是便攜式輔助行走機構(gòu)的執(zhí)行部件，在行走過程中為左腿和右腿膝關(guān)節(jié)提供輔助伸展和彎曲的轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動力傳遞部件4由閘線和閘線套管組成。左腳動力輸出部件1與右腳腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3，以及右腳動力輸出部件1與左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2之間均通過驅(qū)動力傳遞部件4的閘線傳遞拉力，在行走過程中，便攜式輔助行走機構(gòu)利用人體自重，左、右腳交替踩壓腳下的動力輸出部件1，右腳穿戴的動力輸出部件1為作用于左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2提供驅(qū)動力(拉力)；左腳穿戴的動力輸出部件1為右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3提供驅(qū)動力(拉力)，從而在 行走過程中產(chǎn)生輔助左、右腿膝關(guān)節(jié)彎曲、伸展的轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)跨步過程中的行走助力。

圖2是本發(fā)明所述動力輸出部件1組成及不受人體自重作用時的工況圖，圖3是本發(fā)明所述動力輸出部件1組成及受人體自重作用時的工況圖。如圖2和3所示，動力輸出部件1包括固定基板101、金屬踏板102、擺臂103、過渡件104、固定基座105、轉(zhuǎn)軸106、彈性固定帶107、固定支架108、閘線109、閘線套管110、橡膠緩沖摩擦墊111、橡膠防滑墊112、螺釘113以及緊固件114等。其中，固定基板101采用高強度碳纖維材料制成，主要起到整體固定和支撐的作用。擺臂103通過螺釘113固定在過渡件104上，然后再通過螺釘固定在金屬踏板102上，組成活動踏板組件。固定基座105通過螺釘固定在固定基板101上，活動踏板組件通過轉(zhuǎn)軸106安裝在固定基座105上，活動踏板組件可以繞轉(zhuǎn)軸106形成與固定基板101在一定角度方位內(nèi)的轉(zhuǎn)動。固定支架108采用比剛度較高的硬鋁合金材料，通過緊固件114固定在金屬踏板102上，主要對驅(qū)動力傳遞部件4的閘線109和閘線套管110起固定的作用，并為固定基板101及閘線109提供上下往復(fù)運動的位移空間。驅(qū)動力傳遞部件4的閘線109通過閘線套管110固定在固定支架108的限位孔中，閘線109一端固定在固定基板101的卡口上，另一端通過左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2的滑塊207或者右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3的滑塊307上，為二者提供動力。閘線109采用具有較強的彈性和韌性的65Mn材料，是動力輸出部件1與膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2和3之間拉力傳遞的媒介；閘線套管110是閘線109的位移通道和保護套管。彈性固定帶107由柔韌性較好的尼龍材料制成，通過鉚釘緊固在固定基板101上，用于所述便攜式輔助行走機構(gòu)使用時固定鞋與動力輸出部件1。橡膠緩沖摩擦墊111固定在固定基板101底面上，與粘合在金屬踏板102底面 的橡膠防滑墊112起到在行走過程中防滑緩沖的作用。

由金屬踏板102、擺臂103以及過渡件104組成活動踏板組件與所述固定基板101形成了以轉(zhuǎn)軸106為支點的杠桿結(jié)構(gòu)形式。其中，人體自重在固定基板101重心作用點到支點轉(zhuǎn)軸106的距離是杠桿的動力臂，人的自重為動力；固定基板101的卡口上閘線109作用點到支點的距離是杠桿的阻力臂，閘線108上的拉力為阻力?；谏鲜龈軛U結(jié)構(gòu)，所述動力輸出部件利用人的自重分別為所述可穿戴膝關(guān)節(jié)助行裝備的左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2和右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3提供動力。

圖2和圖3也是動力輸出部件1的兩種極限狀態(tài)，其中圖2為動力輸出部件1不受人體重力受力情況下的狀態(tài)，即人在跨步過程中抬腳離地時的狀態(tài)，此時輸出拉力最?。欢鴪D3為動力輸出部件1受人體重力作用情況下的狀態(tài)，即人在跨步過程中腳踩動力輸出部件1時的狀態(tài)，用戶自身的全部體重作用在固定基板101上，基于活動踏板組件與所述固定基板101形成的以轉(zhuǎn)軸106為支點的杠桿結(jié)構(gòu)形式，利用人的自重為動力將閘線109拉出，閘線109的另一端連接左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行組件2或者右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行組件3，為二者提供動力，即拉力作用，最終固定基板101達到與金屬踏板102平行的限位位置，此時動力輸出部件1輸出的拉力最大。

圖4為左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2外形圖，圖5為左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2主要組成與內(nèi)部裝配關(guān)系圖。如圖4和5所示，所述左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2主要由左腿大腿固定板201、左腿小腿固定板202、保護蓋203、柔性固定帶204、轉(zhuǎn)軸205、導(dǎo)軌206、滑塊207、壓縮彈簧208、閘線套管固定件209、連桿210、限位支架211、緊固件212以及鉚釘213等組成。左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2通過柔性固定帶204在左腿的大腿、小腿以及膝 關(guān)節(jié)相應(yīng)位置進行固定。其中，左腿大腿固定板201、左腿小腿固定板202采用高強度碳纖維材料制成，起力的傳導(dǎo)和支撐的作用。保護蓋203是所述左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2內(nèi)部元器件密封保護殼體，避免在使用過程中內(nèi)部器件受外力作用而損壞失效。柔性固定帶204采用柔韌性較好的自粘布和彈力帶制成，通過鉚釘213固定在左腿大腿固定板201和左腿小腿固定板202。左腿小腿固定板202安裝在左腿大腿固定板201的轉(zhuǎn)軸205上，可以繞轉(zhuǎn)軸205在120°～180°內(nèi)旋轉(zhuǎn)。其中，120°為人在跨步過程中小腿和大腿之間通常所需的最小角度，即抬腿時膝關(guān)節(jié)最小角度；180°為正常人直立或者小腿繃直發(fā)力時膝關(guān)節(jié)所成的極限角度。所述左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2的小腿固定板202與大腿固定板201所能達到的轉(zhuǎn)角范圍可以根據(jù)用戶的實際行走步態(tài)參數(shù)相應(yīng)調(diào)整限位支架211的安裝位置以及調(diào)節(jié)滑塊207的行程來實現(xiàn)，最小可達到30°，最大可達200°。

如圖5所示，導(dǎo)軌206和閘線套管固定件209通過緊固件212固定在左腿大腿固定板201上，滑塊207安裝在導(dǎo)軌206上，可以在導(dǎo)軌上，在額定行程內(nèi)做直線往復(fù)運動。閘線套管110固定在閘線套管固定基座211上作為閘線109的位移通道和保護套管，閘線109的一端穿過壓縮彈簧208固定在滑塊207的卡口內(nèi)，作為滑塊207在導(dǎo)軌206做往復(fù)直線運動的主要動力源。壓縮彈簧208安裝于滑塊206和閘線套管固定件209之間，作為能量存儲單元。左腿小腿固定板202和滑塊207通過連桿210連接，形成兩個轉(zhuǎn)動副，閘線109的拉力和壓縮彈簧208的彈力形成驅(qū)滑塊207在導(dǎo)軌206做直線往復(fù)運動的一對作用力和反作用力，最終滑塊207的直線往復(fù)運動通過連桿210轉(zhuǎn)化為左腿小腿固定板202相對于左腿大腿固定板201的轉(zhuǎn)動，為左腿小腿提供伸展和彎曲的輔助轉(zhuǎn)矩。其中閘線109的拉力為所述左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2提供彎曲的 輔助轉(zhuǎn)矩；壓縮彈簧208的反作用力為所述左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2提供伸展的輔助轉(zhuǎn)矩。

圖6為右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3外形圖，圖7為右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3主要組成與內(nèi)部裝配關(guān)系圖。如圖6和7所示，所述右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3主要由右腿大腿固定板301、右腿小腿固定板302、保護蓋303、彈性固定帶304、轉(zhuǎn)軸305、導(dǎo)軌306、滑塊307、壓縮彈簧308、閘線套管固定件309、連桿310、限位支架311、緊固件312以及鉚釘313等組成。其中，右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3中的除了右腿大腿固定板301、右腿小腿固定板302、保護蓋303與左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2中的左腿大腿固定板201、左腿小腿固定板202以及保護蓋203形式有差異外，右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3與左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2中對應(yīng)位置的零部件是通用的，具有互換性。另外，如圖4、5、6和7所示，右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3與左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2相比較，除了右腿小腿固定板302擺動方向相反，限位支架311安裝位置有差異，二者其他零部件安裝關(guān)系相同。所以，本文不再對右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3零部件安裝關(guān)系及結(jié)構(gòu)機理進行贅述。

圖8是本發(fā)明所述機構(gòu)的基本工作模式圖，作用于膝關(guān)節(jié)的便攜式輔助行走機構(gòu)采用左右腳交叉驅(qū)動輸入模式，即左腳穿戴的動力輸出部件1通過驅(qū)動力傳遞部件4為右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3提供動力；而右腳穿戴的動力輸出部件1通過驅(qū)動力傳遞部件4為左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2提供動力。

具體說，如圖1跨步狀態(tài)，此時左腳著地，用戶自身體重完全作用在左腳穿戴的動力輸出部件1的固定基板101上，基于動力輸出部件1的活動踏板組件與所述固定基板101形成的以轉(zhuǎn)軸106為支點的杠桿結(jié)構(gòu)形式，利用人的自 重為動力將將驅(qū)動力傳遞部件4的閘線109從閘線套管110中拉出，左腳穿戴的動力輸出部件1閘線109的另一端連接右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3的滑塊307上，滑塊307在閘線109拉力的作用下沿導(dǎo)軌306向閘線套管固定端作直線運動，滑塊307帶動連桿310，滑塊307的直線運動通過連桿310轉(zhuǎn)化為右腿小腿固定板302相對于右腿大腿固定板301順時針方向的轉(zhuǎn)動(圖6和圖7)，即為右腿小腿提供彎曲的轉(zhuǎn)矩，輔助右腿跨步，在此過程中壓縮彈簧308受壓力作用持續(xù)壓緊，并將滑塊的動能存儲為自身的彈性勢能。

隨后，左腳開始抬起，離開地面。此時，左腳穿戴的動力輸出部件1的固定基板101上人體自重逐漸消失，地面對活動踏板組件向上的反作用力消失，閘線109不再受固定基板101的作用力，由于右腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件3的滑塊307不受閘線109的拉力，此時壓縮彈簧308的彈性勢能開始釋放并作用于滑塊307，滑塊307在彈力作用下沿導(dǎo)軌306向軸端305方向端做直線運動，滑塊307的直線運動通過連桿310轉(zhuǎn)化為右腿小腿固定板302相對右腿大腿固定板301逆時針方向的轉(zhuǎn)動，即為右腿小腿提供伸展的轉(zhuǎn)矩，輔助右腿繃緊發(fā)力。而后，右腳著地，用戶自身體重完全作用在右腳穿戴的動力輸出部件1的固定基板101上，基于動力輸出部件1的活動踏板組件與所述固定基板101形成的以轉(zhuǎn)軸106為支點的杠桿結(jié)構(gòu)形式，利用人的自重為動力將將驅(qū)動力傳遞部件4的閘線109從閘線套管110中拉出，右腳穿戴的動力輸出部件1的閘線109的另一端連接左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2的滑塊207，滑塊207在閘線109拉力作用下，沿導(dǎo)軌206向閘線套管固定端方向作直線運動，滑塊207的直線運動通過連桿210轉(zhuǎn)化為左腿小腿固定板202相對于左腿大腿固定板201逆時針的轉(zhuǎn)動(圖4和圖5)，即為左腿小腿提供彎曲的轉(zhuǎn)矩，輔助左腿跨步。在此過程中壓縮彈簧208受滑塊207壓力作用持續(xù)壓緊，并將滑塊207的動能存 儲為自身的彈性勢能，并將在下一個步態(tài)周期中將自身的彈性勢能轉(zhuǎn)化為左腿膝關(guān)節(jié)輔助轉(zhuǎn)矩執(zhí)行部件2中滑塊207沿導(dǎo)軌206向轉(zhuǎn)軸205方向端作直線運動的動能，最終將為左腿小腿提供伸展的轉(zhuǎn)矩，輔助左腿繃緊發(fā)力，隨后開始下一個跨步周期。

以上即為人在一個跨步周期過程中，一種作用于膝關(guān)節(jié)的便攜式輔助行走機構(gòu)的作用機理。本發(fā)明不僅可以具有輔助下肢運動能力下降人群和下肢部分失能患者行走的功能，并且可以幫助下肢運動能力下降人群和下肢部分失能患者改善肌肉活力，提高他們的自理能力和健康狀況。

以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。