轻量化的智能外骨骼机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及医疗机器人领域，尤其涉及轻量化的智能外骨骼机器人，包括外骨骼结构，外骨骼结构包括用于固定人体上肢的上肢结构、用于固定人体下肢的下肢结构和用于连接上肢结构和下肢结构的背部结构，外骨骼结构上设有电源接口；外骨骼机器人还包括电缆、蓄电池和用于自动跟随外骨骼结构行走的自动跟随装置，蓄电池设在自动跟随装置上，且蓄电池通过电缆与电源接口电连接。本实用新型专利技术提供的轻量化的智能外骨骼机器人，通过外骨骼机器人中自动跟随装置与穿戴在人体上的外骨骼的巧妙结合，大大降低了外骨骼的负重而更显轻量化，降低了能源损耗，另一方面设置在自动跟随装置上的蓄电池能够制造成更大容量的蓄电池，进一步提升了续航能力。

Lightweight Intelligent Exoskeleton Robot

The utility model relates to the field of medical robots, in particular to a lightweight intelligent exoskeleton robot, including an exoskeleton structure, which includes an upper limb structure for fixing human upper limbs, a lower limb structure for fixing human lower limbs and a back structure for connecting upper limb structure and lower limb structure. Cables, batteries and automatic follow-up devices for automatically following exoskeleton structures. Batteries are installed on automatic follow-up devices, and batteries are electrically connected with power supply interfaces through cables. The lightweight intelligent exoskeleton robot provided by the utility model greatly reduces the weight of the exoskeleton, makes it lighter and reduces the energy consumption through the ingenious combination of the automatic tracking device in the exoskeleton robot and the exoskeleton worn on the human body. On the other hand, the accumulator installed on the automatic tracking device can produce a larger capacity battery, which can be further upgraded. The endurance ability is improved.

【技术实现步骤摘要】
轻量化的智能外骨骼机器人
本技术涉及医疗机器人领域，尤其涉及轻量化的智能外骨骼机器人。
技术介绍
外骨骼机器人，是一种由金属等硬质材料的框架构成并且可让人穿上的机器装置，这个装备可以提供额外能量来供四肢运动。对于脊髓损伤和脑卒中(中风)患者来说，站立行走似乎是一个可望而不可及的梦想，而外骨骼机器人的诞生，将使这一梦想变为现实。另外，目前我国老龄化进程加重，肢体残疾人数量增加，外骨骼机器人的作用更显凸出。然而，现有的外骨骼机器人用于供电的蓄电池一般设在穿戴于人体的外骨骼结构上，不仅使得整个穿戴的外骨骼结构显得笨重，还存在着续航能力弱的问题，严重妨碍了外骨骼机器人的普及使用。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的在于提供适用于医疗辅助设备领域的轻量化的智能外骨骼机器人，通过所述外骨骼机器人中自动跟随装置与穿戴在人体上的外骨骼的巧妙结合，将用于供电的蓄电池设置在自动跟随装置上，大大降低了外骨骼的负重而更显轻量化，在一定程度上降低了能源损耗，另一方面设置在自动跟随装置上的蓄电池能够制造成更大容量的蓄电池，进一步提升了整个设备的续航能力，为外骨骼机器人在医疗领域的普及提供了有益条件。本技术是通过以下技术方案实现的：轻量化的智能外骨骼机器人，包括外骨骼结构，所述外骨骼结构包括用于固定人体上肢的上肢结构、用于固定人体下肢的下肢结构和用于连接所述上肢结构和所述下肢结构的背部结构，所述外骨骼结构上设有电源接口；所述外骨骼机器人还包括电缆、蓄电池和用于自动跟随外骨骼结构行走的自动跟随装置，所述蓄电池设在所述自动跟随装置上，且所述蓄电池通过所述电缆与所述电源接口电连接。可选地，如上所述的轻量化的智能外骨骼机器人，所述自动跟随装置上安装有三个跟踪模块，所述三个跟踪模块包括第一模块、第二模块和第三模块，所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块在水平平面内成等边三角形状安装在所述自动跟随装置上，所述外骨骼结构上设有用于向所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块发送信号的发射源以得知所述发射源分别到所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块的距离，所述自动跟随装置上设有用于与所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块电连接的主控板以根据从所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块获取的信号控制所述自动跟随装置运动。可选地，如上所述的轻量化的智能外骨骼机器人，所述上肢结构包括肩部件、大臂部件和小臂部件，所述肩部件铰设在所述背部结构的上端，所述肩部件在远离所述背部结构一端设有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端与所述大臂部件的一端固定连接，所述大臂部件的另一端设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端与所述小臂部件的一端固定连接。可选地，如上所述的轻量化的智能外骨骼机器人，所述上肢结构还包括手掌部件，所述手掌部件铰接在所述小臂部件在远离所述第二驱动电机的一端上。可选地，如上所述的轻量化的智能外骨骼机器人，所述大臂部件设有向内侧凸起的第一固定部，所述小臂部件设有向内侧凸起的第二固定部，所述第一固定部与所述第二固定部之间设有用于承托人体肘部的托盘，所述托盘一端设有用于与所述第一固定部弹性连接的第一弹性件，所述托盘另一端设有用于与所述第二固定部弹性连接的第二弹性件。可选地，如上所述的轻量化的智能外骨骼机器人，所述下肢结构包括髋部件、大腿部件、小腿部件和脚部固定装置，所述髋部件安装在所述背部结构的下端，所述髋部件在远离所述背部结构的一端设有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出端与所述大腿部件上端固定连接，所述大腿部件下端设有第四驱动电机，所述第四驱动电机的输出端与所述小腿部件的上端固定连接，所述小腿部件的下端与所述脚部固定装置铰接。可选地，如上所述的轻量化的智能外骨骼机器人，所述髋部件包括连接所述大腿部件的连接部，所述连接部向上方延伸并绕向后方与所述背部结构下端连接的横向调节部，所述横向调节部上横向设置有若干调节孔，所述背部结构下端设有与所述调节孔相适配以调节所述髋部件横向位置的定位孔，所述调节孔和所述定位孔之间设有用于穿越所述定位孔和单个所述调节孔以固定所述髋部件的销轴。可选地，如上所述的轻量化的智能外骨骼机器人，所述上肢结构或下肢结构上设有用于将所述外骨骼结构穿戴在人体上的穿戴装置。可选地，如上所述的轻量化的智能外骨骼机器人，所述穿戴装置为环状，所述穿戴装置内环上设有用于穿戴时环绕人体大臂、小臂、大腿或小腿的环形气囊，所述环形气囊上设有用于充气的充气口。可选地，如上所述的轻量化的智能外骨骼机器人，所述外骨骼机器人上还设有控制器，所述控制器上设有用于控制与所述控制器电连接的电动充气泵向所述环形气囊内充气的充气按钮，所述环形气囊内设有用于检测所述环形气囊内部气压的气压传感器，所述气压传感器与所述控制器电连接以将所述气压传感器检测到的气压数据记录在所述控制器内。与现有技术相比，本技术有如下优点：1、通过所述外骨骼机器人中自动跟随装置与穿戴在人体上的外骨骼的巧妙结合，将用于供电的蓄电池设置在自动跟随装置上，大大降低了外骨骼的负重，在一定程度上降低了能源损耗，另一方面设置在自动跟随装置上的蓄电池能够制造成更大容量的蓄电池，进一步提升了整个设备的续航能力，为外骨骼机器人在医疗领域的普及提供了有益条件。2、在现有技术中，将所述上肢结构穿戴在人体手臂上时，一般只对人体大臂和小臂进行固定，而考虑到人体舒适性，所以并不会将人体大臂和小臂束缚过紧，因此人体在运动时容易出现人体与所述上肢结构的相对滑动而产生错位，导致外骨骼结构难以带动人体做出更为准确的动作，夏天由于天气热，人体出汗导致出现这种情况的可能性更高。所述托盘安装在人体的关节位置则是将关节位置也贴近所述上肢结构的转动位置，为了使得所述托盘与人体的运动张力更加符合，还设置了与其连接的第一弹性件和第二弹性件，还可以帮助肘关节在做弯曲后的伸直复位。3、所述下肢结构在穿戴时，可以根据不同人体的体宽进行调节，即通过用销轴穿过定位孔和相应的调节孔对所述下肢结构的横向位置进行调节，当然，也可以在所述调节孔上加工内螺纹，并将所述销轴换成螺栓先穿过定位孔再锁紧在调节孔上进行紧固。上述用于调节的结构扩大了所述下肢结构的适用人群，使其在不同胖瘦的个人之间通用。4、在所述穿戴装置上设置用电动气泵充气的所述环形气囊，并通过人机交互操作，使得外骨骼机器人的穿戴更加舒适、可靠与人性化。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例所述外骨骼机器人的结构示意图；图2为本技术实施例所述外骨骼机器人在使用状态的结构示意图；图3为本技术实施例所述外骨骼结构的结构示意图；图4为本技术实施例所述下肢结构组件的结构示意图1；图5为本技术实施例所述下肢结构组件的结构示意图2；图6为本技术实施例所述上肢结构组件的结构示意图；图7为本技术实施例所述上肢结构的结构示意图；图8为本技术实施例所述肢长伸缩结构的结构示意图；图9为本技术实施例所述肢长伸缩结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.轻量化的智能外骨骼机器人，其特征在于，包括外骨骼结构，所述外骨骼结构包括用于固定人体上肢的上肢结构(1)、用于固定人体下肢的下肢结构(2)和用于连接所述上肢结构(1)和所述下肢结构(2)的背部结构(3)，所述外骨骼结构上设有电源接口；所述外骨骼机器人还包括电缆(4)、蓄电池和用于自动跟随外骨骼结构行走的自动跟随装置(5)，所述蓄电池设在所述自动跟随装置(5)上，且所述蓄电池通过所述电缆(4)与所述电源接口电连接。

【技术特征摘要】
1.轻量化的智能外骨骼机器人，其特征在于，包括外骨骼结构，所述外骨骼结构包括用于固定人体上肢的上肢结构(1)、用于固定人体下肢的下肢结构(2)和用于连接所述上肢结构(1)和所述下肢结构(2)的背部结构(3)，所述外骨骼结构上设有电源接口；所述外骨骼机器人还包括电缆(4)、蓄电池和用于自动跟随外骨骼结构行走的自动跟随装置(5)，所述蓄电池设在所述自动跟随装置(5)上，且所述蓄电池通过所述电缆(4)与所述电源接口电连接。2.根据权利要求1所述的轻量化的智能外骨骼机器人，其特征在于，所述自动跟随装置(5)上安装有三个跟踪模块，所述三个跟踪模块包括第一模块、第二模块和第三模块，所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块在水平平面内成等边三角形状安装在所述自动跟随装置(5)上，所述外骨骼结构上设有用于向所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块发送信号的发射源以得知所述发射源分别到所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块的距离，所述自动跟随装置(5)上设有用于与所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块电连接的主控板以根据从所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块获取的信号控制所述自动跟随装置(5)运动。3.根据权利要求1所述的轻量化的智能外骨骼机器人，其特征在于，所述上肢结构(1)包括肩部件(11)、大臂部件(12)和小臂部件(13)，所述肩部件(11)铰设在所述背部结构(3)的上端，所述肩部件(11)在远离所述背部结构(3)一端设有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端与所述大臂部件(12)的一端固定连接，所述大臂部件(12)的另一端设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端与所述小臂部件(13)的一端固定连接。4.根据权利要求3所述的轻量化的智能外骨骼机器人，其特征在于，所述上肢结构(1)还包括手掌部件(14)，所述手掌部件(14)铰接在所述小臂部件(13)在远离所述第二驱动电机的一端上。5.根据权利要求3所述的轻量化的智能外骨骼机器人，其特征在于，所述大臂部件(12)设有向内侧凸起的第一固定部(121)，所述小臂部件(13)设有向内侧凸起的第二固定部(132)，所述第一固定部(121)与所述第二固定部(132)之间设有用于承托人体肘部的托盘(6)，所述托盘(6)一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭亚军，龙亿，赵朝前，吴洪德，
申请(专利权)人：中山市沃倍特智能医疗机器人股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44