一种基于绳驱的仿生下肢外骨骼机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种基于绳驱的仿生助力外骨骼机器人，它包括背包，腰部机构，大腿固定装置，膝关节机构，小腿固定装置，踝关节机构。驱动控制系统置于背包之中，背包安装在腰部机构的腰托上，髋关节盒连接在腰托下端，大腿固定装置上端与髋关节盒伸出的大腿连接件相连，大腿固定装置下端与膝关节盒内侧相连，膝关节盒下端伸出的摆动板下端与小腿固定装置上端连接，小腿固定装置下端与踝关节盒上的踝关节连接板相连，踝关节盒内侧伸出一段踝关节轴与鞋子相连。本发明专利技术大大地减小了外骨骼机器人与人体的运动误差，使得机外骨骼机器人能更好地贴合大腿，其仿生性强，体积小，厚度薄，质量轻，穿戴舒适，操作简便，行走稳定。

A bionic leg exoskeleton robot based on rope drive

The invention relates to a bionic power assisted exoskeleton robot based on rope drive, comprising a backpack, a waist mechanism, a thigh fixing device, a knee joint mechanism, a lower leg fixing device and an ankle joint mechanism. The driving control system in the backpack, the backpack mounted on the waist body waist support, hip joint box is connected with the lower lumbar and upper thigh fixation device, hip joint box out of the thigh joints connected, thigh and knee joint fixing device is connected inside the box, the upper plate and the lower end of swing leg fixed device of knee joint at the lower end of the box out of the connection, and the lower end of the ankle leg fixing device of the box on the ankle joint connecting plate connected to the ankle inside the box extends out a section of the ankle joint axis and connected shoes. The invention greatly reduces the motion error of the exoskeleton robot and the human body, the machine exoskeleton robot can better fit the thigh, the bionic, small size, light weight, thin thickness, wearing comfortable, convenient operation, stable walking.

【技术实现步骤摘要】
一种基于绳驱的仿生下肢外骨骼机器人
本专利技术设计的是一种下肢外骨骼机器人，具体是一种基于绳驱的仿生下肢外骨骼机器人。
技术介绍
外骨骼机器人是一种具备运动支撑防护功能的可穿戴式设备。自1966年美国第一台助力外骨骼机器人哈迪曼研发以来，外骨骼机器人逐渐得到了广泛的运用以及青睐。在军事领域，外骨骼机器人可以辅助士兵长途跋涉，负载大重量补给物资或者武器，极大增强单兵作战能力以及后勤增援效率。在民用领域，外骨骼机器人可以帮助残疾人，老年人行走，同时也可在运输或者工业方面发挥其助力的作用。在医疗领域，康复外骨骼机器人能够有效地辅助残疾人进行上肢下肢的康复训练，大大减轻医疗人员的工作压力。目前，对于下肢外骨骼机器人的研究，国外早些年便开始研究，已然有了许多的成果，而国内近些年才刚刚起步，但也取得了不小的进展。对比现有的国内外大多数研究，发现其存在如下的问题：机构复杂，质量大，成本较高；仿生性不强，穿戴不舒适等。经对现有技术文献的检索发现，中国专利技术专利申请号201410735565.4，该技术公开了一种用于辅助行走的下肢外骨骼机器人，其结构主要包括背部支架、髋关节执行机构、大腿连杆、膝关节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于绳驱的仿生下肢外骨骼机器人，其特征在于：包括从上至下依次相连的背包、腰部机构、大腿固定装置、膝关节机构、小腿固定装置、以及踝关节机构，所述背包内设有控制板、驱动器和电源，所述驱动器通过钢丝绳传动驱动膝关节机构和踝关节机构；所述膝关节机构包括膝关节电位计，膝关节盒底，膝关节绕线盘，摆动板，偏心轴，膝关节盒盖，以及膝关节连接件，所述膝关节盒底和膝关节盒盖可拆卸的固定相连组成膝关节盒，膝关节电位计设于膝关节盒上远离人体膝关节一侧，膝关节连接件固定于膝关节盒盖，膝关节连接件上端与大腿固定装置固定相连，膝关节盒上设有两个可供钢丝绳自由通过的绳塞A，摆动板和膝关节绕线盘置于膝关节盒内，膝关节绕线盘...

【技术特征摘要】
1.一种基于绳驱的仿生下肢外骨骼机器人，其特征在于：包括从上至下依次相连的背包、腰部机构、大腿固定装置、膝关节机构、小腿固定装置、以及踝关节机构，所述背包内设有控制板、驱动器和电源，所述驱动器通过钢丝绳传动驱动膝关节机构和踝关节机构；所述膝关节机构包括膝关节电位计，膝关节盒底，膝关节绕线盘，摆动板，偏心轴，膝关节盒盖，以及膝关节连接件，所述膝关节盒底和膝关节盒盖可拆卸的固定相连组成膝关节盒，膝关节电位计设于膝关节盒上远离人体膝关节一侧，膝关节连接件固定于膝关节盒盖，膝关节连接件上端与大腿固定装置固定相连，膝关节盒上设有两个可供钢丝绳自由通过的绳塞A，摆动板和膝关节绕线盘置于膝关节盒内，膝关节绕线盘的一面中心处设有一个中心轴，中心轴与膝关节盒底中心通过轴承连接，所述摆动板的一端挖有一个直线槽，直线槽下方的摆动板上设有一个偏心轴，所述偏心轴与膝关节绕线盘偏心处通过轴承相连，所述膝关节盒盖内表面设有一个与直线槽匹配的凸出轴和一个与偏心轴匹配的半圆弧槽，摆动板在公转时，凸出轴在直线槽内滑动，同时偏心轴也会在半圆弧槽内滑动，以实现摆动板的变瞬心转动，所述摆动板底部自由伸出膝关节盒与小腿固定装置固定相连，所述膝关节机构有两个，每一个膝关节机构的膝关节绕线盘分别通过钢丝绳与相应的驱动器相连。2.根据权利要求1所述一种基于绳驱的仿生下肢外骨骼机器人，其特征在于：所述踝关节机构包括踝关节电位计，踝关节盒盖，踝关节轴，踝关节绕线盘，踝关节连接板，踝关节盒底，转盘，台阶螺栓，脚挡板与鞋子；所述踝关节盒盖和踝关节盒底可拆卸的固定相连组成踝关节盒，踝关节连接板固定在踝关节盒上，踝关节盒上设有两个可供钢丝绳自由通过的绳塞B，踝关节连接板上端与小腿固定装置相连，所述踝关节电位计设于踝关节盒远离人体脚踝一侧，踝关节轴设于踝关节盒内且通过轴承分别与踝关节盒盖和踝关节盒底相连，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭朝，肖晓晖，张匆，周江琛，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42