一种外骨骼机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种外骨骼机器人，该外骨骼机器人包括大腿组件、小腿组件及驱动组件，驱动组件与大腿组件连接，且包括驱动机构及弹性机构，弹性机构包括连接件及弹性件，连接件与驱动机构连接以在驱动机构的驱动下转动，弹性件用于在驱动机构驱动连接件转动时抵接于连接件及小腿组件，以驱动小腿组件相对于大腿组件摆动，以使得驱动机构通过弹性件弹性驱动小腿组件相对于大腿组件摆动，相对于现有技术中的刚性驱动，能够降低驱动机构的阻抗上限及对小腿组件的冲击力，提高用户的穿戴舒适度。

An exoskeleton robot

The invention provides an exoskeleton robot. The exoskeleton robot comprises a thigh component, a calf component and a driving component. The driving component is connected with the thigh component, and includes a driving mechanism and an elastic mechanism. The elastic mechanism comprises a connecting member and an elastic member, and the connecting member and the driving mechanism are connected to rotate under the driving mechanism. The elastomer is used to drive the leg component to swing relative to the thigh component when the driving mechanism drives the connector to rotate, so that the driving mechanism can elastically drive the leg component to swing relative to the thigh component through the elastomer and reduce the driving force relative to the rigid drive in the prior art. The upper limit of the impedance and the impact force on the leg assembly can improve the user's wearing comfort.

【技术实现步骤摘要】
一种外骨骼机器人
本专利技术涉及医疗器械领域，特别是涉及一种外骨骼机器人。
技术介绍
目前外骨骼机器人受到越来越多研究机构的重视，广泛应用于助行、助力以及医疗康复等领域。外骨骼机器人是人机耦合的系统，故友好的人机交互体验是目前研究的关注点之一。目前出现的外骨骼机器人中，大都使用传统的驱动方式，如伺服电机驱动、液压驱动等。这类驱动方式的驱动机构均为刚性驱动，导致输出阻抗大，对外冲击大，用户穿戴的舒适度较低。
技术实现思路
本专利技术主要是提供一种外骨骼机器人，旨在解决刚性驱动机构输出阻抗大、对外冲击力大的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种外骨骼机器人，所述外骨骼机器人包括大腿组件、小腿组件及驱动组件；其中，所述驱动组件与所述大腿组件连接，且包括驱动机构及弹性机构，所述弹性机构包括连接件及弹性件，所述连接件与所述驱动机构连接以在所述驱动机构的驱动下转动，所述弹性件用于在所述驱动机构驱动所述连接件转动时，抵接于所述连接件及所述小腿组件，以驱动所述小腿组件相对于所述大腿组件摆动。其中，所述驱动机构包括电机，所述连接件与所述电机的输出轴连接，所述小腿组件包括第一托盘及小腿杆，所述小腿杆与所述第一托盘连接，所述第一托盘上设有第一抵接部，所述第一抵接部在所述输出轴的周向上与所述连接件相对设置，所述弹性件设置于所述连接件与所述第一抵接部之间，以在所述电机驱动所述连接件转动时，抵接于所述连接件及所述第一抵接部，进而通过所述第一托盘带动所述小腿杆相对于所述大腿组件摆动。其中，所述第一抵接部的数量为至少两个，所述至少两个第一抵接部分别设置于所述连接件相对的两侧，所述弹性件的数量为至少两个，所述至少两个弹性件分别设置于所述连接件与所述第一抵接部之间，以在所述电机驱动所述连接件往复转动时，驱动所述小腿杆相对于所述大腿杆组件往复摆动。其中，所述连接件包括连接部及第二抵接部，所述连接部与所述电机的输出轴连接，所述第二抵接部在所述输出轴的周向上与所述第一抵接部相对设置。其中，所述连接件与所述第一托盘转动连接。其中，所述小腿组件进一步包括第一轴承，所述第一托盘上设有安装孔，所述第一轴承设置于所述安装孔内，且所述第一轴承的外圈与所述第一托盘相对固定，所述连接件进一步包括传动部，所述传动部穿设于所述第一轴承的内圈，并与所述第一轴承的内圈相对固定，以在所述电机驱动所述连接件转动时，所述第一轴承的内圈相对于所述第一轴承的外圈转动。其中，所述外骨骼机器人进一步包括角度传感器，所述角度传感器与所述小腿组件连接，以监测所述小腿组件的摆动角度。其中，所述大腿组件包括第二轴承及大腿杆，所述大腿杆与所述第二轴承的内圈配合连接，以与所述第二轴承的内圈相对固定，所述小腿组件进一步包括外壳，所述外壳与所述第一托盘和/或所述小腿杆连接，并与所述第二轴承的外圈配合连接，以与所述第二轴承的外圈相对固定，进而使得所述小腿杆通过第二轴承相对于所述大腿杆摆动。其中，所述驱动机构进一步包括第二托盘，所述第二托盘分别与电机本体及所述大腿杆连接，以在所述电机的输出轴转动时，所述大腿杆与所述电机本体相对固定。其中，所述驱动机构进一步包括谐波减速器及联轴器，所述谐波减速器包括从内至外依次连接的波发生器、柔轮及刚轮，所述联轴器分别与所述电机的输出轴及所述波发生器连接，所述柔轮与所述连接件连接，以在所述电机的输出轴转动时，驱动所述柔轮相对于所述刚轮转动，进而驱动所述连接件转动。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供的外骨骼机器人包括大腿组件、小腿组件及驱动组件，驱动组件与大腿组件连接，且包括驱动机构及弹性机构，弹性机构包括连接件及弹性件，连接件与驱动机构连接以在驱动机构的驱动下转动，弹性件用于在驱动机构驱动连接件转动时抵接于连接件及小腿组件，以驱动小腿组件相对于大腿组件摆动，以使得驱动机构通过弹性件弹性驱动小腿组件相对于大腿组件摆动，相对于现有技术中的刚性驱动，能够降低驱动机构的阻抗上限及对小腿组件的冲击力，提高用户的穿戴舒适度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的外骨骼机器人实施例的结构示意图；图2是图1中小腿组件的分解示意图；图3是图2中各组件装配的截面示意图；图4是图1中驱动组件的分解示意图；图5是图4中各组件装配的截面示意图；图6是图4中弹性机构的结构示意图；图7是图1中小腿组件的分解示意图；图8是图7中个组件装配的截面示意图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术所提供的一种外骨骼机器人做进一步详细描述。参阅图1，本专利技术提供的外骨骼机器人实施例包括小腿组件10、驱动组件20及大腿组件30，驱动组件20与大腿组件30连接。共同参阅图2及图3，小腿组件10包括第一托盘11及小腿杆12。其中，第一托盘11上设有第一抵接部111，可选地，第一抵接部111的数量至少两个，至少两个第一抵接部111呈两两相对设置。可选的，第一抵接部111上设有第一防脱部1111，该第一防脱部1111可以为凸起。可选的，第一托盘11还设有安装孔112。小腿杆12与第一托盘11连接，用于绑缚人体小腿，以支撑人体小腿。具体的，小腿杆12包括小腿支臂121及小腿绑带块122，小腿支臂121与第一托盘11连接，可选的，小腿支臂121可通过螺栓与第一托盘11连接；小腿绑带块122与小腿支臂121连接，用于绑缚人体小腿，可选的，小腿绑带块122上安装有小腿绑带(图中未示出)，通过该小腿绑带将小腿绑带块122绑缚于人体小腿。其中，小腿杆12在第一托盘11远离第一抵接部111的一侧与第一托盘11连接，也即小腿支臂121在在第一托盘11远离第一抵接部111的一侧与第一托盘11连接。可选的，小腿支臂121上设有多个安装位置，以便于调节小腿绑带块122在小腿支臂121上的相对位置，从而满足不同用户的使用需求。可选的，小腿绑带块122用于与人体小腿绑缚的位置呈弧面设置，以便更好地与人体小腿贴合，提高用户的穿戴舒适度。可选的，小腿杆12上设有容置槽123，在本实施例中，容置槽123设置于小腿支臂121上，且与安装孔112对应设置。进一步的，小腿组件10还包括第一轴承13，第一轴承13设置于安装孔112内，第一轴承13的外圈与第一托盘11相对固定，该相对固定的方式可通过第一轴承13的外圈与安装孔112的内壁过盈配合实现，当然也可以通过其他方式实现，在此不做限定。可选的，第一轴承13为深沟球轴承。进一步的，小腿组件10还包括外壳14，外壳14与第一托盘11或小腿杆12连接，本实施例图3中以外壳14与第一托盘11通过螺栓连接为例，且外壳14与第一托盘11的外周壁连接，以罩设于第一托盘11。共同参阅图4及图5，驱动组件20包括驱动机构21及弹性机构22。其中，弹性机构22包括连接件221及弹性件222，连接件221与驱动机构21连接以在驱动机构21的驱动下转动。具体的，驱动机构21包括电机211，连接件221与电机211的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外骨骼机器人，其特征在于，所述外骨骼机器人包括大腿组件、小腿组件及驱动组件；其中，所述驱动组件与所述大腿组件连接，且包括驱动机构及弹性机构，所述弹性机构包括连接件及弹性件，所述连接件与所述驱动机构连接以在所述驱动机构的驱动下转动，所述弹性件用于在所述驱动机构驱动所述连接件转动时，抵接于所述连接件及所述小腿组件，以驱动所述小腿组件相对于所述大腿组件摆动。

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼机器人，其特征在于，所述外骨骼机器人包括大腿组件、小腿组件及驱动组件；其中，所述驱动组件与所述大腿组件连接，且包括驱动机构及弹性机构，所述弹性机构包括连接件及弹性件，所述连接件与所述驱动机构连接以在所述驱动机构的驱动下转动，所述弹性件用于在所述驱动机构驱动所述连接件转动时，抵接于所述连接件及所述小腿组件，以驱动所述小腿组件相对于所述大腿组件摆动。2.根据权利要求1所述的外骨骼机器人，其特征在于，所述驱动机构包括电机，所述连接件与所述电机的输出轴连接，所述小腿组件包括第一托盘及小腿杆，所述小腿杆与所述第一托盘连接，所述第一托盘上设有第一抵接部，所述第一抵接部在所述输出轴的周向上与所述连接件相对设置，所述弹性件设置于所述连接件与所述第一抵接部之间，以在所述电机驱动所述连接件转动时，抵接于所述连接件及所述第一抵接部，进而通过所述第一托盘带动所述小腿杆相对于所述大腿组件摆动。3.根据权利要求2所述的外骨骼机器人，其特征在于，所述第一抵接部的数量为至少两个，所述至少两个第一抵接部分别设置于所述连接件相对的两侧，所述弹性件的数量为至少两个，所述至少两个弹性件分别设置于所述连接件与所述第一抵接部之间，以在所述电机驱动所述连接件往复转动时，驱动所述小腿杆相对于所述大腿杆组件往复摆动。4.根据权利要求2所述的外骨骼机器人，其特征在于，所述连接件包括连接部及第二抵接部，所述连接部与所述电机的输出轴连接，所述第二抵接部在所述输出轴的周向上与所述第一抵接部相对设置。5.根据权利要求2所述的外骨骼机器人，其特征在于，所述连接件与所述第一托盘转动连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新宇，王铮，罗育浩，王灿，王慧国，彭安思，闫泽峰，何勇，陈志恒，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44