一种外骨骼机器人及其脚部支撑部件制造技术

本发明专利技术提供了一种外骨骼机器人及其脚部支撑部件，该脚部支撑部件包括脚部承载组件及弹性缓冲件，脚部承载组件与弹性缓冲件连接以用于共同包裹人体脚部，弹性缓冲件在包裹人体脚部时，与人体脚部相匹配，以在人体脚部进行落地动作时，对人体脚部进行弹性缓冲。通过这种脚部支撑部件，本发明专利技术使得人体脚部在落地时，与脚部支撑部件弹性接触，进而降低了人体脚部在落地时，脚部支撑部件对人体脚部的震动及撞击而导致的伤害。

An exoskeleton robot and its foot support components

The present invention provides an exoskeleton robot and foot support member, the foot support member includes a foot bearing component and elastic cushion, foot bearing component and the elastic cushion is connected to the common package for the feet of the human body, the elastic buffering piece wrapped in the human foot, matched with the human foot, for the landing at the feet of the human body when the elastic buffer of the human foot. Through the foot supporting part, the invention enables the foot foot to be in elastic contact with the foot support parts when landing, and further reduces the injury caused by the foot support parts' vibration and impact on the foot of the human body when they are landing.

【技术实现步骤摘要】
一种外骨骼机器人及其脚部支撑部件
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及其脚部支撑部件。
技术介绍
作为可穿戴设备，外骨骼机器人需要特别注意的是不仅要保证人机运动同步又要避免对人体压迫力过大，因此只在必要的位置设置刚性交互，其他地方尽量用绑带等柔性交互方式，比如在大腿、小腿等位置。但是当人体在行走时，由于脚部支撑部件需要承载人体重量，因此一般设计为刚性，但是这种刚性的脚部支撑部件在人体脚部行走时，容易对人体脚部造成磨损、撞击等伤害。
技术实现思路
本专利技术主要是提供一种外骨骼机器人及其脚部支撑部件，旨在解决刚性的脚部支撑部件对人体脚部落地时对人体脚部造成伤害。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的脚部支撑部件，所述脚部支撑部件包括脚部承载组件及弹性缓冲件，所述脚部承载组件与所述弹性缓冲件连接以用于共同包裹人体脚部，所述弹性缓冲件在所述包裹人体脚部时，与所述人体脚部相匹配，以在所述人体脚部进行落地动作时，对所述人体脚部进行弹性缓冲。其中，所述弹性缓冲件为条形件绕制而成。其中，所述弹性缓冲件包括踝关节匹配部及支撑部，踝关节匹配部与所述支撑部倾斜弯折连接，以产生与所述踝关节匹配部的弯折方向相反的第一弹力，进而使得所述踝关节匹配部在与所述人体脚部的踝关节匹配时，通过所述第一弹力对所述踝关节进行弹性缓冲。其中，所述支撑部的数量为两个，所述弹性缓冲件进一步包括跟腱匹配部，所述跟腱匹配部的两端分别与所述两个支撑部倾斜弯折连接，以用于包裹所述人体脚部的跟腱，并产生与所述跟腱匹配部的弯折方向相反的第二弹力，以在所述跟腱匹配部与所述跟腱匹配时，通过所述第二弹力对所述跟腱进行弹性缓冲。其中，所述弹性缓冲件进一步包括与所述踝关节匹配部连接第一连接部，所述第一连接部呈钩状，用于连接所述外骨骼机器人的其他部件。其中，所述弹性缓冲件上设有第一绷带，所述第一绷带的两端连接于所述弹性缓冲件以与所述弹性缓冲件共同包裹所述人体脚部的后脚部。其中，所述弹性缓冲件进一步包括第二连接部，所述第二连接部与所述支撑部垂直连接，所述脚部承载组件包括底板，所述底板与所述第二连接部相对固定，以承载所述人体脚部。其中，所述底板上设有第二绷带，所述第二绷带的两端连接于所述底板，以与所述底板共同包裹所述人体脚部的前脚部。其中，所述底板远离所述第二绷带的一侧还设有衬垫，所述衬垫用于在与地面接触时，增加与所述地面的摩擦力。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种外骨骼机器人，所述外骨骼机器人包括上述的脚部支撑部件。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术通过脚部支撑部件的脚部承载组件及弹性缓冲件连接以用于共同包裹人体脚部，且在包裹人体脚部时，弹性缓冲件与人体脚部相匹配，以在人体脚部进行落地动作时，对人体脚部进行弹性缓冲的方法，使得人体脚部在落地时，与脚部支撑部件弹性接触，进而降低了人体脚部在落地时，脚部支撑部件对人体脚部的震动及撞击等而导致的伤害。附图说明图1是本专利技术提供的外骨骼机器人的脚部支撑部件实施例的分解示意图；图2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3是图2中髋关节部件的分解示意图；图4是图3中的髋关节电机机构的分解示意图；图5是图3中髋关节减速器机构、髋关节轴承机构及髋关节摩擦轮的分解示意图；图6是图3中各机构的装配截面示意图；图7是图6中A部分的放大示意图；图8是图3中髋关节传动组件及髋关节摩擦轮的分解示意图；图9是图2中大腿支撑机构的结构示意图；图10是图2中膝关节部件的分解示意图；图11是图10中的膝关节电机机构的分解示意图；图12是图10中膝关节减速器机构、膝关节轴承机构及膝关节摩擦轮的分解示意图；图13是图10中各机构的装配截面示意图；图14是图13中B部分的放大示意图；图15是图10中膝关节传动组件及膝关节摩擦轮的分解示意图；图16是图2中小腿支撑部件的结构示意图；图17是图2中小腿挡板部件的结构示意图；图18是图17中第二连接件的结构示意图；图19是图17中挡板组件处于扣合状态的俯视示意图；图20是图2中腰部支撑部件的分解示意图；图21是图20中控制盒与其他结构电连接的示意框图；图22是图2中外骨骼机器人与人体的站立示意图；图23是图2中外骨骼机器人与人体的坐姿示意图。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及其脚部支撑部件做进一步详细描述。参阅图1，本专利技术提供的脚部支撑部件10实施例包括弹性缓冲件11及脚部承载组件12。可选的，弹性缓冲件11为条形件绕制而成。其中，弹性缓冲件11包括踝关节匹配部111及支撑部112，踝关节匹配部111与支撑部112倾斜弯折连接，以产生与踝关节匹配部111的弯折方向相反的第一弹力。在本实施例中，踝关节匹配部111为呈扭簧型。进一步地，支撑部112的数量为两个，弹性缓冲件11还包括跟腱匹配部113，该跟腱匹配部113的两端分别与两个支撑部112倾斜弯折连接，以用于包裹人体脚部的跟腱，并产生与跟腱匹配部113的弯折方向相反的第二弹力。可选的，两个支撑部112相互平行或呈八字形。进一步地，弹性缓冲件11还包括与踝关节匹配部111连接的第一连接部114，该第一连接部114用于连接外骨骼机器人的其他部件，在本实施例中，第一连接部114通过连接套13与外骨骼机器人的其他部件连接。其中，第一连接部114呈钩状，呈钩状的第一连接部114通过螺栓与连接套13固定连接，能够防止第一连接部114在连接套13内转动或滑动，增强结构稳定性。进一步地，弹性缓冲件11还包括的第二连接部115，第二连接部115与支撑部112垂直连接。进一步地，弹性缓冲件11上设有第一绷带116，第一绷带116的两端连接于弹性缓冲件11以与弹性缓冲件11通过包裹人体脚部的后脚部。在本实施例中，第一绷带116通过绷带板117与弹性缓冲件11连接，绷带板117的一端与弹性缓冲件11固定连接，另一端与第一绷带116的一端连接，第一绷带116的另一端与弹性缓冲件11连接。脚部承载组件12与弹性缓冲件11连接以用于共同包裹人体脚部。具体地，脚部承载组件12包括底板121，底板121上设有第二绷带122，第二绷带122的两端连接于底板121以与底板121共同包裹人体脚部的前脚部，再结合上述的弹性缓冲件11与第一绷带116共同包裹人体脚部的后脚部，进而包裹人体脚部。其中，底板121与弹性缓冲件11的第二连接部116相对固定，以用于承载人体脚部，在本实施例中，底板121通过底板连接板123与第二连接部116固定连接。具体地，底板连接板123的数量为两个，两个底板连接板123共同夹持第一连接部116以及支撑部112，并通过螺栓固定连接，使得底板连接板123与第二连接部116相对固定，然后再通过螺栓将底板121与底板连接板123固定连接。其中，底板121可以是与人体脚掌形状吻合的形状，以更好的与人体脚部贴合，同时，底板121的前端还可以呈倾斜状，以使得人体脚部在行走时，对人体脚部起到更好的支持作用。进一步地，底板121远离第二绷带122的一侧还设有衬垫124，该衬垫124用于在与地面接触时，增加与地面的摩擦力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外骨骼机器人的脚部支撑部件，其特征在于，所述脚部支撑部件包括脚部承载组件及弹性缓冲件，所述脚部承载组件与所述弹性缓冲件连接以用于共同包裹人体脚部，所述弹性缓冲件在所述包裹人体脚部时，与所述人体脚部相匹配，以在所述人体脚部进行落地动作时，对所述人体脚部进行弹性缓冲。

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼机器人的脚部支撑部件，其特征在于，所述脚部支撑部件包括脚部承载组件及弹性缓冲件，所述脚部承载组件与所述弹性缓冲件连接以用于共同包裹人体脚部，所述弹性缓冲件在所述包裹人体脚部时，与所述人体脚部相匹配，以在所述人体脚部进行落地动作时，对所述人体脚部进行弹性缓冲。2.根据权利要求1所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述弹性缓冲件为条形件绕制而成。3.根据权利要求2所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述弹性缓冲件包括踝关节匹配部及支撑部，踝关节匹配部与所述支撑部倾斜弯折连接，以产生与所述踝关节匹配部的弯折方向相反的第一弹力，进而使得所述踝关节匹配部在与所述人体脚部的踝关节匹配时，通过所述第一弹力对所述踝关节进行弹性缓冲。4.根据权利要求3所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述支撑部的数量为两个，所述弹性缓冲件进一步包括跟腱匹配部，所述跟腱匹配部的两端分别与所述两个支撑部倾斜弯折连接，以用于包裹所述人体脚部的跟腱，并产生与所述跟腱匹配部的弯折方向相反的第二弹力，以在所述跟腱匹配部与所述跟腱匹配时，通过所述第二弹力对所述跟腱...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭安思，吴新宇，陈春杰，王灿，刘笃信，冯伟，王超，闫泽峰，王铮，
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