一种应用于外骨骼机器人的足部穿戴装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用于外骨骼机器人的足部穿戴装置。在足底板外侧后部板面上装有踝关节机构，在踝关节机构上部装有踝关节角度采集模块，下部装有第一绑带连接件，在足底板外侧前部板面上装有第二绑带连接件，与第一、第二绑带连接件相对应的足底板内侧前、后部的板面上分别装有三维力采集模块；所述采集模块内侧的三维力传感器分别装有第四、第三绑带连接件；对应的两绑带连接件间用绑带连接。本发明专利技术的踝关节通过机械装置实现助力和限位功能；安装三维力传感器，能直观对运动面人机交互力信息的提取，降低对传感器量程和精度的要求；足底仿人足的跖趾关节设计，顺应人体实际运动规律，增加穿戴舒适感，设置限位机构防止机器意外对人体造成伤害。

A Foot Wearing Device for Exoskeleton Robot

The invention discloses a foot wearing device applied to exoskeleton robot. An ankle joint mechanism is installed on the outer back plate of the sole plate, an ankle angle acquisition module is installed on the upper part of the ankle joint mechanism, a first band connector is installed on the lower part, a second band connector is installed on the front plate of the outer front plate of the sole plate, and three-dimensional force acquisition modules are respectively installed on the front and rear plate of the inner foot plate corresponding to the first and second band connectors. The three-dimensional force sensors inside the module are respectively equipped with the fourth and third band connectors, and the corresponding two band connectors are connected by bands. The ankle joint of the invention realizes the function of assisting force and limiting position by mechanical device; installing three-dimensional force sensor can intuitively extract the information of human-computer interaction force on the moving surface, reduce the requirement for the measurement range and accuracy of the sensor; designing the plantar plantar metatarsophalangeal joint imitates human foot, conforms to the actual movement law of human body, increases wearing comfort, and installs a limiting mechanism to prevent accidental injury to human body by machine. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种应用于外骨骼机器人的足部穿戴装置
本专利技术涉及外骨骼助力机器人，尤其是涉及一种应用于外骨骼机器人的足部穿戴装置。
技术介绍
外骨骼助力机器人是一种供人穿戴的人机一体化机械装置，将人的智力和机器人的“体力”完美地结合在一起，具有广泛的应用前景。其中，足部穿戴装置是外骨骼机器人的重要组成部分，其功能需满足顺应、辅助人体踝关节运动，探测人机之间交互力。足部穿戴装置是实现外骨骼机器人运动感知、柔顺平稳运动的重要保障。目前，大多数外骨骼机器人的足部穿戴装置针对踝关节矢状面运动没有设置限位保护装置，没有考虑设计蓄力机构来助力人体踝关节运动，没有针对于人体足部跖趾关节设计相应机构顺应人体运动。而现有大多数感知交互力方式是在足底安装三维力传感器，由于需要承受人体重力冲击和感知力的变化这就传感器提出了极高要求，导致成本较高。同时在适应人体足部形大小方面也缺少考虑设计，因此有必要针对上述问题进行外骨骼机器人足部穿戴装置的研究设计。
技术实现思路
针对
技术介绍
足部穿戴装置的不足，本专利技术的目的在于提供一种应用于外骨骼机器人的足部穿戴装置，能够测量踝关节矢状面运动角度的同时具有限位和运动助力的作用；穿戴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于外骨骼机器人的足部穿戴装置，其特征在于，包括：踝关节机构（1）、两块三维力采集模块（2）、足底机构（3）、踝关节角度采集模块（4）和两条绑带（5）；在足底机构（3）的足底板（32）外侧后部的板面上装有踝关节机构（1），在踝关节机构（1）上部侧面装有踝关节角度采集模块（4），在踝关节机构（1）下部内侧装有第一绑带连接件，在足底机构（3）的足底板（32）外侧前部的板面上装有第二绑带连接件，与第一绑带连接件和第二绑带连接件相对应的足底板（32）内侧前、后部的板面上分别装有第一块三维力采集模块（2）和第二块三维力采集模块（2）；第二块三维力采集模块（2）内侧的第二个三维力传感器（24）装...

【技术特征摘要】
1.一种应用于外骨骼机器人的足部穿戴装置，其特征在于，包括：踝关节机构（1）、两块三维力采集模块（2）、足底机构（3）、踝关节角度采集模块（4）和两条绑带（5）；在足底机构（3）的足底板（32）外侧后部的板面上装有踝关节机构（1），在踝关节机构（1）上部侧面装有踝关节角度采集模块（4），在踝关节机构（1）下部内侧装有第一绑带连接件，在足底机构（3）的足底板（32）外侧前部的板面上装有第二绑带连接件，与第一绑带连接件和第二绑带连接件相对应的足底板（32）内侧前、后部的板面上分别装有第一块三维力采集模块（2）和第二块三维力采集模块（2）；第二块三维力采集模块（2）内侧的第二个三维力传感器（24）装有第四绑带连接件，第一块三维力采集模块（2）内侧的第一个三维力传感器（24）装有第三绑带连接件；第一绑带连接件和第三绑带连接件间转动连接第一条绑带（5），第二绑带连接件和第四绑带连接件间转动连接第二条绑带（5）。2.根据权利要求1所述的一种应用于外骨骼机器人的足部穿戴装置，其特征在于，所述踝关节机构（1），包括：踝关节连接件（11）、两片旋转限位片（12）、U形踝关节支座（13）、两片蓄能弹簧片（14）、两个铜套（15）和踝关节旋转轴（16）；踝关节连接件（11）上端与小腿杆连接，踝关节连接件（11）下端两侧面分别装有旋转限位片（12），两片旋转限位片（12）外侧上部均设有扇形突出块（123），踝关节连接件（11）下端和两片旋转限位片（12）均嵌入U形踝关节支座（13）上端，踝关节旋转轴（16）一端的D型轴（161）穿过两片旋转限位片D型孔（122）和踝关节连接件（11）下端的踝关节连接件D型孔（111）支撑在两个铜套（15）上，两个铜套（15）分别安装在U形踝关节支座（13）两侧的圆形通孔（131）中，U形踝关节支座（13）底面的踝关节支座安装孔（134）固定在足底板踝关节连接安装孔（322）中，踝关节旋转轴（16）另一端与踝关节角度采集模块（4）连接，两块扇形突出块（123）分别与U形踝关节支座（13）内侧各自扇形槽（132）进行配合限位，旋转限位片（12）下部设有与蓄能弹簧片（14）接触的接触棒（121），蓄能弹簧片（14）的蓄能弹簧片安装孔（141）与U形踝关节支座（13）的踝关节支座肋条（133）前后面安装孔连接，踝关节支座肋条...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳小平，孙茂文，凌振飞，黄梓亮，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33