机械外骨骼关节及下肢外骨骼助行机器人制造技术

本实用新型专利技术公开一种机械外骨骼关节，包括第一支臂及第二支臂，所述第一支臂及所述第二支臂相互枢接形成关节轴，所述机械外骨骼关节还包括电机、安装座、钢线、主动轮及从动轮，所述安装座固定于所述第一支臂，所述电机及所述主动轮设置于所述安装座，所述电机的输出端与所述主动轮连接，所述从动轮固定于所述第二支臂，所述从动轮的中心轴与所述关节轴同轴；所述钢线缠绕于的所述主动轮与所述从动轮之间。本实用新型专利技术机械外骨骼关节具有控制简单、传动稳定可靠的优点。另，本实用新型专利技术还公开一种下肢外骨骼助行机器人。

Mechanical exoskeleton joint and lower extremity exoskeleton walking aid robot

The utility model discloses a mechanical exoskeleton joint, which comprises a first arm and a second arm. The first arm and the second arm pivot each other to form a joint axis. The mechanical exoskeleton joint also includes a motor, a mounting seat, a steel wire, a driving wheel and a driven wheel. The mounting seat is fixed on the first arm, and the motor and the driving wheel are arranged on the mounting seat. The output end of the motor is connected with the driving wheel, the driven wheel is fixed on the second arm, the central axis of the driven wheel is coaxial with the joint axis, and the steel wire is wound between the driving wheel and the driven wheel. The mechanical exoskeleton joint of the utility model has the advantages of simple control and stable and reliable transmission. In addition, the utility model also discloses a lower extremity exoskeleton walking aid robot.

【技术实现步骤摘要】
机械外骨骼关节及下肢外骨骼助行机器人
本技术涉及一种机械外骨骼，尤其涉及一种机械外骨骼关节及下肢外骨骼助行机器人。
技术介绍
对于一些残疾人或肢体机能受到损伤需要引导恢复的病人来说，使用机械外骨骼支架辅助行动作用非常大，其不仅可以使残疾人或病人的生活能够自理，还可以用于引导病人进行功能恢复训练，因此，外骨骼机器人对残疾人及病人是至关重要的。现有的机械外骨骼是通过模仿人体的骨骼及关节设计而成的，骨骼间的关节通常是采用电机及齿轮组进行驱动，以达到肢体的运动；然而，由于肢体运动动作的多变性及复杂性，要完全模仿实现就需要较为复杂的齿轮传动，因此，齿轮与齿轮之间的位置关系及连接关系就会更加复杂，控制便更加困难，从而使传动不够稳定可靠。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种控制简单、传动稳定可靠的机械外骨骼关节。本技术的目的在于提供一种控制简单、传动稳定可靠的下肢外骨骼助行机器人。为了实现上述目的，本技术提供的机械外骨骼关节包括第一支臂及第二支臂，所述第一支臂及所述第二支臂相互枢接形成关节轴，所述机械外骨骼关节还包括电机、安装座、钢线、主动轮及从动轮，所述安装座固定于所述第一支臂，所述电机及所述主动轮设置于所述安装座，所述电机的输出端与所述主动轮连接，所述从动轮固定于所述第二支臂，所述从动轮的中心轴与所述关节轴同轴；所述钢线缠绕于的所述主动轮与所述从动轮之间。与现有技术相比，由于本技术在所述主动轮与所述从动轮之间利用钢线进行传动，并通过将钢线缠绕于所述主动轮及所述从动轮之间，使所述钢线呈多圈地绕设于所述主动轮且与所述主动轮呈单点固定连接，且使所述钢线呈单圈地绕设于所述从动轮且与所述从动轮呈单点固定连接，从而驱动所述主动轮转动时即可带动所述从动轮转动，进而实现关节的动作，整个动作只需要控制所述电机即可，控制简单，而且，由于钢线与主动轮及从动轮是呈单点固定连接的，在钢线传动的过程中，钢线与主动轮及从动轮之间不会发生打滑，因此，传动的稳定性及可靠性很高。较佳地，所述钢线分别与所述主动轮及从动轮呈单点固定连接。较佳地，所述机械外骨骼关节还包括若干引导轮组，所述钢线绕设于所述引导轮组。具体地，所述引导轮组包括一对第一引导轮，所述第一引导轮枢接于所述安装座。具体地，所述引导轮组包括一对第二引导轮，所述第二引导轮枢接于所述第一支臂。一种下肢外骨骼助行机器人，包括支架及设置于所述支架两侧的下肢，所述下肢包括连接于所述支架的大腿关节、连接于所述大腿关节的大腿支撑、连接于所述大腿支撑的膝盖关节、连接于所述膝盖关节的小腿支撑、连接所述小腿支撑的脚踝关节以及连接于所述脚踝关节的脚掌，其特征在于：所述大腿关节、膝盖关节及脚踝关节均为所述机械外骨骼关节。较佳地，所述支架与所述大腿关节之间设有大腿外张关节，所述大腿外张关节为所述机械外骨骼关节，所述大腿外张关节的关节轴与所述大腿关节的关节轴垂直。较佳地，所述大腿支撑与所述大腿关节之间呈枢接，枢接中心轴沿所述大腿支撑的长度方向设置，这样可使大腿支撑能自转一定角度，实现模拟下肢的真实动作。具体地，所述大腿支撑与所述大腿关节之间设有驱动装置，所述驱动装置驱动所述大腿支撑转动。具体地，所述驱动装置包括驱动电机、齿轮及扇形齿轮，所述扇形齿轮固定于所述大腿支撑，所述驱动电机固定于所述大腿关节的第二支臂，所述齿轮与所述驱动电机的输出端连接并且与所述扇形齿轮啮合。利用所述驱动电机驱动齿轮及扇形齿轮实现大腿支撑的自转，控制简单，传动稳定可靠。具体地，所述大腿关节的第二支臂上开设有弧形孔，所述大腿支撑上设有限位销钉，所述限位销钉滑动地插接于所述弧形孔。设置所述弧形孔及所述限位销钉，可防止所述大腿支撑转动角度过大。附图说明图1是本技术下肢外骨骼助行机器人的结构图。图2是本技术下肢外骨骼助行机器人的另一角度的结构图。图3是本技术下肢外骨骼助行机器人中的机械外骨骼关节的结构图。图4是图2中A部分的放大图。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。如图1、图2所示，本专利技术下肢外骨骼助行机器人100包括支架1及设置所述支架1两侧的下肢2，所述下肢2包括连接于所述支架1的大腿关节21、连接于所述大腿关节21的大腿支撑22、连接于所述大腿支撑22下端的膝盖关节23、连接于所述膝盖关节23的小腿支撑24、连接所述小腿支撑24下端的脚踝关节25以及连接于所述脚踝关节25的脚掌26；所述大腿关节21控制所述大腿支撑22在前后方向抬起及下降，所述膝盖关节23控制所述小腿支撑24在前后方向抬起及下降，所述脚踝关节25控制所述脚掌26在前后方向抬起及下降，所述大腿关节21、膝盖关节23及脚踝关节25均为机械外骨骼关节。结合图1，再如图3所示，所述机械外骨骼关节包括第一支臂31、第二支臂32、电机33、安装座34、钢线35、主动轮36、从动轮37及若干引导轮组38，所述第一支臂31的圆形枢接头及所述第二支臂32的圆形枢接头相互枢接形成关节轴a，所述安装座34固定于所述第一支臂31，所述电机33固定于所述安装座34的上侧，所述主动轮36枢接于所述安装座34的下侧，所述主动轮36的枢接轴b与所述关节轴a相互垂直。所述电机33的输出端与所述主动轮36连接，所述从动轮37固定于所述第二支臂32，所述从动轮37的中心轴与所述关节轴a同轴；所述钢线35缠绕于的所述主动轮36与所述从动轮37之间。所述钢线35与所述主动轮36呈单点固定连接，所述钢丝35与所述从动轮37呈单点固定连接。所述主动轮36转动时，通过所述主动轮36一侧的所述钢线35拉动所述从动轮37，而所述主动轮36另一侧的所述钢线35则被释放而配合所述从动轮37转动，从而使所述从动轮37转动，实现动力的传递。具体地，所述钢线35呈多圈地绕设于所述主动轮36所述钢线35呈单圈地绕设于所述从动轮37，所述钢线35同时绕设于所述引导轮组。再请参阅图3，所述引导轮组包括一对第一引导轮38a及一对第二引导轮38b，所述第一引导轮38a枢接于所述安装座34的下侧，两所述第一引导轮38a的枢接轴c相互平行，所述第一引导轮38a的枢接轴c分别与所述主动轮36的枢接轴b及所述关节轴a垂直。所述第一支臂31的圆形枢接头上延伸出连接部31a，所述第二引导轮38b枢接于所述第一支臂31的连接部31a上，两所述第二引导轮38b的枢接轴d相互平行，所述第二引导轮38b的枢接轴d与所述关节轴a平行。再请参阅图1及图2，所述支架1与所述大腿关节21之间设有大腿外张关节27，所述大腿外张关节27控制所述下肢2向左、右侧摆动，以实现两所述下肢2相对外张；所述大腿外张关节27也为所述机械外骨骼关节，所述大腿外张关节27的关节轴e与所述大腿关节21的关节轴a垂直。如图4所示，所述大腿支撑22与所述大腿关节21之间呈枢接，枢接中心轴沿所述大腿支撑22的长度方向设置，本申请中，所述大腿支撑22呈圆柱形，所述大腿支撑22的上端直接套接于所述大腿关节21的第二支臂上，使所述枢接中心轴与所述大腿关节21的中心轴同轴。由于将所述大腿支撑22与所述大腿关节21之间呈枢接地连接，并使两者的枢接中心轴沿所述大腿支撑22的长度方向设置，因此，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械外骨骼关节，包括第一支臂及第二支臂，所述第一支臂及所述第二支臂相互枢接形成关节轴，其特征在于：所述机械外骨骼关节还包括电机、安装座、钢线、主动轮及从动轮，所述安装座固定于所述第一支臂，所述电机及所述主动轮设置于所述安装座，所述电机的输出端与所述主动轮连接，所述从动轮固定于所述第二支臂，所述从动轮的中心轴与所述关节轴同轴；所述钢线缠绕于的所述主动轮与所述从动轮之间。

【技术特征摘要】
1.一种机械外骨骼关节，包括第一支臂及第二支臂，所述第一支臂及所述第二支臂相互枢接形成关节轴，其特征在于：所述机械外骨骼关节还包括电机、安装座、钢线、主动轮及从动轮，所述安装座固定于所述第一支臂，所述电机及所述主动轮设置于所述安装座，所述电机的输出端与所述主动轮连接，所述从动轮固定于所述第二支臂，所述从动轮的中心轴与所述关节轴同轴；所述钢线缠绕于的所述主动轮与所述从动轮之间。2.如权利要求1所述的机械外骨骼关节，其特征在于：所述钢线分别与所述主动轮及从动轮呈单点固定连接。3.如权利要求1所述的机械外骨骼关节，其特征在于：所述机械外骨骼关节还包括若干引导轮组，所述钢线绕设于所述引导轮组。4.如权利要求3所述的机械外骨骼关节，其特征在于：所述引导轮组包括一对第一引导轮，所述第一引导轮枢接于所述安装座。5.如权利要求4所述的机械外骨骼关节，其特征在于：所述引导轮组包括一对第二引导轮，所述第二引导轮枢接于所述第一支臂。6.一种下肢外骨骼助行机器人，包括支架及设置于所述支架两侧的下肢，所述下肢包括连接于所述支架的大腿关节、连接于所述大腿关节的大腿支撑、连接于所述大腿支撑的膝盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钊，
申请(专利权)人：东莞威信运动用品有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44