腿部人机连接装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种腿部人机连接装置，包括：腿部连接件，贴合支撑于用户腿部；球铰单元，连接于所述腿部连接件远离所述用户腿部的一侧，所述球铰单元与所述腿部连接件之间具有三个转动自由度。该腿部人机连接装置可针对不同体形用户的腿部自适应地转动至贴合状态，实现外骨骼机器人与用户腿部的贴合穿戴，穿戴适应性与舒适度俱佳，力学传递可靠性高、信号获取精确度理想。

Leg Man-Machine Connecting Device

The invention discloses a leg man-machine connection device, which comprises: a leg connection piece, which is fitted to support the user's leg; a spherical hinge unit, which is connected to the side of the leg connection piece far from the user's leg, has three degrees of freedom of rotation between the spherical hinge unit and the leg connection piece. The leg man-machine connection device can rotate to fit state adaptively according to different shapes of users'legs. It realizes the fitting and wearing of exoskeleton robot and users' legs. It has good adaptability and comfort, high reliability of mechanical transmission and ideal accuracy of signal acquisition.

【技术实现步骤摘要】
腿部人机连接装置
本专利技术属于机器人
，具体地来说，是一种腿部人机连接装置。
技术介绍
外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算，为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术。外骨骼机器人用于为人体提供助力，在增强人体技能、辅助运动方面有着突出的发展前景，日益成为机器人领域的研究重点。其中，人机连接装置用于穿戴支撑于人体上，实现人机之间的作用力传递与感测信号获取。现有的人机连接装置限于自身结构，穿戴适应性与舒适度较差，无法于不同体形的用户身体上实现贴合穿戴，造成力学传递可靠性低、信号获取精确度不足，对外骨骼机器人的助力控制性能带来较大的制约。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种腿部人机连接装置，可贴合穿戴于不同体形的用户腿部，穿戴适应性与舒适度俱佳，保证可靠的力学传递与信号获取。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种腿部人机连接装置，包括：腿部连接件，贴合支撑于用户腿部；球铰单元，连接于所述腿部连接件远离所述用户腿部的一侧，所述球铰单元与所述腿部连接件之间具有三个转动自由度。作为上述技术方案的改进，所述腿部连接件远离所述用户腿部的一侧具有中央凸台，所述中央凸台具有球型外表面。作为上述技术方案的进一步改进，所述球铰单元包括球铰壳体，所述球铰壳体接近所述腿部连接件的一侧外表面为球型表面。作为上述技术方案的进一步改进，所述球铰壳体内部设置球铰螺母，所述球铰壳体接近所述腿部连接件的一侧内表面与所述球铰螺母之间形成球面副，所述球铰螺母与所述腿部连接件径向固定且周向转动连接。作为上述技术方案的进一步改进，所述球铰壳体接近所述腿部连接件的一侧内表面为球型表面，所述球铰螺母接近所述腿部连接件的一侧外表面为球型表面。作为上述技术方案的进一步改进，所述球铰壳体接近所述腿部连接件的一侧中央处具有贯通孔，所述贯通孔的外径小于所述球铰螺母的外径。作为上述技术方案的进一步改进，所述腿部人机连接装置还包括传动连接杆，所述传动连接杆两端分别连接所述球铰单元与用户髋部。作为上述技术方案的进一步改进，所述腿部人机连接装置还包括力传感器，所述传动连接杆通过所述力传感器连接于所述球铰单元。作为上述技术方案的进一步改进，所述力传感器包括一体连接的基体部与应变梁，所述基体部固定于所述球铰单元上，所述应变梁与所述球铰单元保持相距设置，所述传动连接杆连接于所述应变梁上。作为上述技术方案的进一步改进，所述力传感器具有板式构造，所述应变梁具有平面锚型结构，所述基体部环绕于所述应变梁的外部并连接于所述平面锚型结构的锚杆顶部，所述传动连接杆连接于所述平面锚型结构的锚爪。作为上述技术方案的进一步改进，所述腿部人机连接装置还包括腿部固定带，所述腿部固定带设置于所述腿部连接件上，用于绑设于用户腿部而实现所述腿部连接件与用户腿部的固定。本专利技术的有益效果是：设置腿部连接件与球铰单元，腿部连接件与球铰单元之间具有三个转动自由度，二者之间可发生全向转动而自由地调节，使腿部连接件针对不同体形用户的腿部自适应地转动至贴合状态，实现外骨骼机器人与用户腿部的贴合穿戴，穿戴适应性与舒适度俱佳，力学传递可靠性高、信号获取精确度理想。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1是本专利技术实施例1提供的腿部人机连接装置的整体轴测示意图；图2是本专利技术实施例1提供的腿部人机连接装置的第一分解示意图；图3是本专利技术实施例1提供的腿部人机连接装置的第二分解示意图；图4是本专利技术实施例1提供的腿部人机连接装置的剖视示意图；图5是本专利技术实施例1提供的腿部人机连接装置的力传感器的轴测示意图；图6是本专利技术实施例1提供的腿部人机连接装置具有传动连接杆的整体轴测示意图；图7是本专利技术实施例1提供的腿部人机连接装置具有传动连接杆的局部轴测示意图。主要元件符号说明：1000-腿部人机连接装置，1100-腿部连接件，1110-中央凸台，1111-球型外表面，1200-球铰单元，1210-球铰壳体，1211-贯通孔，1212-第一球面，1213-第二球面，1220-球铰螺母，1221-螺母球面，1230-球铰端盖，1240-穿设腔，1300-传动连接杆，1400-力传感器，1410-基体部，1420-应变梁，1421-锚杆，1422-锚爪，1430-连接垫片，1500-腿部固定带。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对腿部人机连接装置进行更全面的描述。附图中给出了腿部人机连接装置的优选实施例。但是，腿部人机连接装置可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对腿部人机连接装置的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在腿部人机连接装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例1请结合参阅图1～4，本实施例公开一种腿部人机连接装置1000，该腿部人机连接装置1000包括腿部连接件1100与球铰单元1200，可贴合穿戴于不同体形的用户腿部，保证可靠的力学传递与信号获取。腿部连接件1100贴合支撑于用户腿部，提供对腿部肌肉群的助力。腿部连接件1100可采用不同的穿戴方式实现，包括全包围方式、半包围方式等类型。示范性地，腿部连接件1100具有支承面，支承面贴合包裹于用户腿部。在全包围式结构中，腿部连接件1100具有首尾相接的环形结构，支承面为环形结构的内表面；在半包围式结构中，腿部连接件1100具有开放式包围结构，支承面为非闭合表面。示范性地，腿部连接件1100远离用户腿部的一侧具有中央凸台1110，中央凸台1110自该侧表面向外突出，用以与球铰单元1200实现结构连接，减少连接面面积，提高连接精度并降低加工难度。其中，中央凸台1110具有球型外表面1111，该球型外表面1111与球铰单元1200的外表面形成球面副连接。可以理解，于球面副结构下，该球型外表面1111可向外突出、亦可向内凹陷，并与球铰单元1200的外表面具有相适应关系。球铰单元1200连接于腿部连接件1100远离用户腿部的一侧，并通过连接件对外连接于人体。请结合参阅图6～7，示范性地，该连接件为传动连接杆1300，传动连接杆1300两端连接球铰单元1200与用户髋部。相应地，用户髋部、传动连接杆1300、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腿部人机连接装置，其特征在于，包括：腿部连接件，贴合支撑于用户腿部；球铰单元，连接于所述腿部连接件远离所述用户腿部的一侧，所述球铰单元与所述腿部连接件之间具有三个转动自由度。

【技术特征摘要】
1.一种腿部人机连接装置，其特征在于，包括：腿部连接件，贴合支撑于用户腿部；球铰单元，连接于所述腿部连接件远离所述用户腿部的一侧，所述球铰单元与所述腿部连接件之间具有三个转动自由度。2.根据权利要求1所述的腿部人机连接装置，其特征在于，所述腿部连接件远离所述用户腿部的一侧具有中央凸台，所述中央凸台具有球型外表面。3.根据权利要求1所述的腿部人机连接装置，其特征在于，所述球铰单元包括球铰壳体，所述球铰壳体接近所述腿部连接件的一侧外表面为球型表面。4.根据权利要求3所述的腿部人机连接装置，其特征在于，所述球铰壳体内部设置球铰螺母，所述球铰壳体接近所述腿部连接件的一侧内表面与所述球铰螺母之间形成球面副，所述球铰螺母与所述腿部连接件径向固定且周向转动连接。5.根据权利要求4所述的腿部人机连接装置，其特征在于，所述球铰壳体接近所述腿部连接件的一侧内表面为球型表面，所述球铰螺母接近所述腿部连接件的一侧外表面为球型表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李满天，丘世因，邓静，李生广，朱锋，郭伟，王鹏飞，王鑫，蒋振宇，李爱镇，蔡昌荣，刘国才，
申请(专利权)人：深圳航天科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44