本发明专利技术公开了一种外骨骼机器人的助行下肢，它包括第一执行器固定件（1.1）、大腿杆（1.2）、仿生膝关节（1.3）、小腿护板（1.4）、小腿护板固定件（1.5）、小腿杆（1.6）、小腿护板连接件（1.7）、第二执行器固定件(1.8)和执行器(1.9)。本发明专利技术提供了一种外骨骼机器人的助行下肢，结合交叉四连杆结构设计了符合人体膝关节生理运动特点的仿生机构，能够消除人机错位产生的有害作用力，解决由人机系统微观错位产生的沿小腿的径向偏差问题和切向旋转偏差问题，提高康复外骨骼使用安全性和穿戴的舒适性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种外骨骼机器人的助行下肢。
技术介绍
个人助行外骨骼机器人作为一种可穿戴设备，是典型的人机混合系统，我国现在的外骨骼机器人还处在研发阶段；针对膝关节的设计，基本都采用单轴输出的铰链结构，功能上可以满足个人助行外骨骼机器人的需求，但人体膝关节有着极其复杂的运动方式，并非简易的单轴运动，所以在小腿运动过程中，膝关节会产生运动错位。这种错位将于膝关节产生沿小腿径向和法向的作用力，长期穿戴使用，将会严重影响了可穿戴设备的穿戴舒适感；由于康复外骨骼面向对象为下肢运动功能障碍的残疾人群，此类人群下肢长期无法运动，极易受损，长期使用更会对穿戴者造成肢体的二次伤害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种外骨骼机器人的助行下肢，结合交叉四连杆结构设计了符合人体膝关节生理运动特点的仿生机构，能够消除人机错位产生的有害作用力，解决由人机系统微观错位产生的沿小腿的径向偏差问题和切向旋转偏差问题，提高康复外骨骼使用安全性和穿戴的舒适性。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种外骨骼机器人的助行下肢，它包括第一执行器固定件、大腿杆、仿生膝关节、小腿护板、小腿护板固定件、小腿杆、小腿护板连接件、第二执行器固定件和执行器；所述的大腿杆和小腿杆之间通过仿生膝关节连接；所述的执行器的一端通过第一执行器固定件与大腿杆连接，另一端通过第二执行器固定件与小腿杆连接；所述的小腿护板固定在小腿护板固定件上，小腿护板固定件通过小腿护板连接件与小腿杆连接； 所述的仿生膝关节为交叉四连杆结构，包括连杆、第一连架杆、机架和第二连架杆；所述的连杆包括连杆固定端和连杆转动端；所述的机架包括机架固定端和机架转动端；所述的第一连架杆、第二连架杆成夹角设置，第一连架杆和第二连架杆设置在连杆转动端、机架转动端的两侧。所述的小腿护板为碳纤维护板。所述的执行器包括直线推杆电机，通过推杆伸缩带动大小腿间相对转动。所述的执行器的一端与第一执行器固定件通过销钉固定，另一端与第二执行器固定件通过销钉固定，能进行自适应旋转运动。所述的连杆固定端设置有内部具有螺纹的套筒，并通过套筒内部的螺纹与大腿杆连接。所述的机架固定端设置有内部具有螺纹的套筒，并通过套筒内部的螺纹与小腿杆连接。所述的第一连架杆分别与连杆转动端、机架转动端通过螺钉连接。所述的第二连架杆分别与连杆转动端、机架转动端通过螺钉连接。本专利技术的有益效果是:(I)采用交叉四连杆结构进行膝关节运动轨迹的创建，能够通过对交叉四连杆各参数的优化，最终使交叉四连杆的交叉点运动轨迹与膝关节真实运动轨迹逼近吻合，从而消除关节间运动错位，实现仿生的目的；(2)外骨骼机器人的助行下肢与人体关节运动相吻合，真正意义上实现了仿生的目的，解决由人机系统微观错位产生的沿小腿的径向偏差问题和切向旋转偏差问题，提高外骨骼机器人助行下肢使用的安全性和穿戴的舒适性。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图； 图2为仿生膝关节的结构示意图； 图中，1.1-第一执行器固定件，1.2-大腿杆，1.3-仿生膝关节，1.4-小腿护板，1.5-小腿护板固定件，1.6-小腿杆，1.7-小腿护板连接件，1.8-第二执行器固定件，1.9-执行器，2.1-连杆，2.2-螺钉一，2.3-第一连架杆，2.4-螺钉二，2.5-机架，2.6-第二连架杆，2.7-螺钉四，2.8_螺钉二，2.9-螺孔—■，3.0-螺孔五，3.1-螺孔七，3.2-螺孔八，3.3-螺孔四，3.4-螺孔三，3.5-螺孔六，3.6-螺孔一，3.7-连杆固定端，3.8-连杆转动端，3.9-机架固定端，4.0-机架转动端。【具体实施方式】下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1所示，一种外骨骼机器人的助行下肢，它包括第一执行器固定件1.1、大腿杆1.2、仿生膝关节1.3、小腿护板1.4、小腿护板固定件1.5、小腿杆1.6、小腿护板连接件1.7、第二执行器固定件1.8和执行器1.9 ;所述的大腿杆1.2和小腿杆1.6之间通过仿生膝关节1.3连接；所述的执行器1.9的一端通过第一执行器固定件1.1与大腿杆1.2连接，另一端通过第二执行器固定件1.8与小腿杆1.6连接；所述的小腿护板1.4固定在小腿护板固定件1.5上，小腿护板固定件1.5通过小腿护板连接件1.7与小腿杆1.6连接； 如图2所示，所述的仿生膝关节1.3为交叉四连杆结构，包括连杆2.1、第一连架杆2.3、机架2.5和第二连架杆2.6 ;所述的连杆2.1包括连杆固定端3.7和连杆转动端3.8 ；所述的机架2.5包括机架固定端3.9和机架转动端4.0 ;所述的第一连架杆2.3、第二连架杆2.6成夹角设置，第一连架杆2.3和第二连架杆2.6设置在连杆转动端3.8、机架转动端4.0的两侧。所述的小腿护板1.4为碳纤维护板。所述的执行器1.9包括直线推杆电机，通过推杆伸缩带动大小腿间相对转动。所述的执行器1.9的一端与第一执行器固定件1.1通过销钉固定，另一端与第二执行器固定件1.8通过销钉固定，能进行自适应旋转运动。所述的连杆固定端3.7设置有内部具有螺纹的套筒，并通过套筒内部的螺纹与大腿杆1.2连接。所述的机架固定端3.9设置有内部具有螺纹的套筒，并通过套筒内部的螺纹与小腿杆1.6连接。所述的第一连架杆2.3分别与连杆转动端3.8、机架转动端4.0通过螺钉连接。所述的第二连架杆2.6分别与连杆转动端3.8、机架转动端4.0通过螺钉连接。穿戴者使用时，将人体膝关节与仿生膝关节1.3对准，小腿放置于碳纤维护板1.4内，并通过柔性捆带进行绑缚，大腿与大腿杆1.2平行放置，同样通过柔性捆带进行绑缚；当执行器1.9启动时，仿生膝关节1.3进行屈/伸运动；由于仿生膝关节1.3为交叉四连杆结构，交叉四连杆结构的仿生特性，使得仿生膝关节1.3与人体膝关节能同步运动；使人体大小腿与外骨骼大小腿杆始终保持相对静止，从而彻底消除运动过程中由关节运动错位带来的穿戴不适感，消除外骨骼对人体产生的牵扯和扭转力，最终提高了外骨骼助行下肢的舒适及安全性。实施例一，仿生膝关节1.3中的第一连架杆2.3、第二连架杆2.6成夹角设置，第一连架杆2.3和第二连架杆2.6设置在连杆转动端3.8、机架转动端4.0的两侧，其具体设置方式可以如图2所示: 所述的第一连架杆2.3的螺孔一 3.6与连杆转动端3.8的螺孔二 2.9通过螺钉一 2.2连接；所述的第一连架杆2.3的螺孔三3.4与机架转动端4.0的螺孔四3.3通过螺钉二 2.4连接；所述的第二连杆架2.6的螺孔五3.0与连杆转动端3.8的螺孔六3.5通过螺钉三2.8连接；所述的第二连杆架2.6的螺孔七3.1与机架转动端4.0的螺孔八3.2通过螺钉四2.7连接。其中，螺孔二 2.9靠近连杆转动端3.8的底部，螺孔六3.5靠近连杆转动端3.8的顶部，螺孔四3.3靠近机架转动端4.0顶部；螺孔八3.2靠近机架转动端4.0的底部。【主权项】1.一种外骨骼机器人的助行下肢，其特征在于:它包括第一执行器固定件(1.1)、大腿杆(1.2)、仿生膝关节(1.3)、小腿护板(1.4)、小腿护板固定件(1.5)、小腿杆(1.6)、小腿护板连接件(1.7)、第二执本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种外骨骼机器人的助行下肢，其特征在于：它包括第一执行器固定件（1.1）、大腿杆（1.2）、仿生膝关节（1.3）、小腿护板（1.4）、小腿护板固定件（1.5）、小腿杆（1.6）、小腿护板连接件（1.7）、第二执行器固定件(1.8)和执行器(1.9)；所述的大腿杆（1.2）和小腿杆（1.6）之间通过仿生膝关节（1.3）连接；所述的执行器(1.9)的一端通过第一执行器固定件（1.1）与大腿杆（1.2）连接，另一端通过第二执行器固定件(1.8)与小腿杆（1.6）连接；所述的小腿护板（1.4）固定在小腿护板固定件（1.5）上，小腿护板固定件（1.5）通过小腿护板连接件（1.7）与小腿杆（1.6）连接；所述的仿生膝关节（1.3）包括连杆（2.1）、第一连架杆（2.3）、机架（2.5）和第二连架杆（2.6）；所述的连杆（2.1）包括连杆固定端（3.7）和连杆转动端（3.8）；所述的机架（2.5）包括机架固定端（3.9）和机架转动端（4.0）；所述的第一连架杆（2.3）、第二连架杆（2.6）成夹角设置，第一连架杆（2.3）和第二连架杆（2.6）设置在连杆转动端（3.8）、机架转动端（4.0）的两侧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱静，陈启明，潘有缘，程洪，张良伟，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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