The present invention discloses a lower limb exoskeleton for reducing the back and knee joint load, including a back support device, a hip support device, a leg support device, and a knee device. The back support device includes a back pad, a binding band on the back pad, and two back connecting rods set at the lower end of the back pad. The hip support device includes a rotating lever, the upper end of the rotating lever is connected with the back connecting rod hinge through the back hip joint shaft, and the middle part of the rotating lever is provided with a leg hip joint shaft. Compared with the active auxiliary exoskeleton, the invention has compact structure, small self weight, no need to drive, and low working noise.
【技术实现步骤摘要】
一种减轻背部与膝关节负荷的下肢外骨骼
本专利技术涉及下肢助力外骨骼领域,具体涉及弯腰助力外骨骼与腿部助力外骨骼。
技术介绍
助力外骨骼机器人是一种能够辅助人体运动,提高人体运动能力的助力装置,如今已广泛应用于军事与民用领域。目前已有的助力外骨骼分为主动型助力外骨骼与被动型助力外骨骼,主动型助力外骨骼是通过电机或其他驱动方式驱动机器人带动人体运动,辅助人体完成行走、搬运等动作,达到助力的效果。被动型助力外骨骼无需驱动,是通过人体的运动带动外骨骼机器人的运动,这类外骨骼的作用主要是转移人体某一部分的劳动负荷,而不是增强人体的运动能力。随着社会经济的发展,人类的社会生产活动日益趋于自动化,但手工搬举和蹲式作业在某些领域里依然难以被机器所取代,由于长时间弯腰搬物与蹲式作业引起的下背痛与膝关节劳损现象在劳动者群体中十分普遍。目前针对于这一问题而设计的助力外骨骼大都为主动式助力外骨骼,即通过驱动装置驱动外骨骼带动人体运动,从而减轻使用者在工作时背部以及膝关节的劳动负荷。然而,主动式助力外骨骼往往需要多个驱动单元,需要大量的能量来驱动外骨骼,同时需要大容量的电池或其他能量存储方式,这样就导致了主动式助力外骨骼的体积和自身重量较大,且工作时存在噪声。为此,本专利技术提出了一种结构紧凑、自身重量较小的被动式下肢外骨骼,用以减轻使用者在进行弯腰搬物和蹲式作业时背部与膝关节的工作负荷,起到预防和降低患下背痛和膝关节损伤的几率。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种基于拉簧与气弹簧的被动储能式下肢外骨骼机器人,解决弯腰搬物和蹲式作业时,主动式关节驱动助力外骨骼自身质量大、 ...
【技术保护点】
1.一种减轻背部与膝关节负荷的下肢外骨骼,其特征在于:包括背部支撑装置、髋部支撑装置、腿部支撑装置、膝部装置,所述背部支撑装置包括背部护垫、设置在背部护垫上的绑缚带以及设置在背部护垫下端的两个背部连接杆,所述髋部支撑装置包括旋转杠杆,所述旋转杠杆上端通过背髋连接轴与背部连接杆铰链连接,所述旋转杠杆的中部设有腿髋连接轴,所述腿部支撑装置包括大腿板、拉簧,所述大腿板上端与腿髋连接轴铰接,所述拉簧的上端固设在所述旋转杠杆的下端,所述拉簧的下端通过第一滑动锁紧装置设置在大腿板上,所述膝部装置包括T型膝关节连接装置、膝关节旋转轴、气弹簧、滑块、滑块锁紧装置和小腿板,所述T型膝关节连接装置的上端与大腿板的下端连接,所述T型膝关节连接装置的下端通过膝关节旋转轴与小腿板铰链连接,所述气弹簧的上端与T型膝关节连接装置的凸出端铰链连接,所述气弹簧的下端转动设置在滑块上,所述滑块滑动套设设置在小腿板上,滑块锁紧装置设于滑块下方且套设于小腿板上。
【技术特征摘要】
1.一种减轻背部与膝关节负荷的下肢外骨骼,其特征在于:包括背部支撑装置、髋部支撑装置、腿部支撑装置、膝部装置,所述背部支撑装置包括背部护垫、设置在背部护垫上的绑缚带以及设置在背部护垫下端的两个背部连接杆,所述髋部支撑装置包括旋转杠杆,所述旋转杠杆上端通过背髋连接轴与背部连接杆铰链连接,所述旋转杠杆的中部设有腿髋连接轴,所述腿部支撑装置包括大腿板、拉簧,所述大腿板上端与腿髋连接轴铰接,所述拉簧的上端固设在所述旋转杠杆的下端,所述拉簧的下端通过第一滑动锁紧装置设置在大腿板上,所述膝部装置包括T型膝关节连接装置、膝关节旋转轴、气弹簧、滑块、滑块锁紧装置和小腿板,所述T型膝关节连接装置的上端与大腿板的下端连接,所述T型膝关节连接装置的下端通过膝关节旋转轴与小腿板铰链连接,所述气弹簧的上端与T型膝关节连接装置的凸出端铰链连接,所述气弹簧的下端转动设置在滑块上,所述滑块滑动套设设置在小腿板上,滑块锁紧装置设于滑块下方且套设于小腿板上。2.根据权利要求1所述的减轻背部与膝关节负荷的下肢外骨骼,其特征在于:所述大腿板的内侧固定设有腰部耦合装置,所述腰部耦合装置设于大腿板的上部,主体结构为左右对称的‘半口字’形铝合金结构,绑带通过腰部耦合装置上的绑带缝与人体绑缚,确保了整个装置与人体的高度耦合性。3.根据权利要求1所述的减轻背部与膝关节负荷的下肢外骨骼,其特征在于:所述旋转杠杆的外侧设有髋关节外壳,所述髋关节外壳位于大腿板的外侧,与大腿板通过紧固螺丝固定,形状为倒三角形,中间设置有方形滑道...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏巍,王伟,孙磊,瞿志成,钱鸣宇,章鹏程,夏禹轩,李群龙,赵升杰,程李丹,
申请(专利权)人:昆山市科洛克机器人科技有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。