一种复合式外骨骼助行设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复合式外骨骼助行设备，包括背部支撑板、座椅板、肩部绑带、腰部绑带、座椅板支架、左部和右部；座椅板支架固定在背部支撑板上，座椅板放置于座椅板支架内；肩部绑带和腰部绑带固定于背部支撑板上；左部和右部结构相同，对称地安装在背部支撑板下部；左部包括后轮模块、大腿模块、髋关节驱动模块、前轮模块、小腿模块、足部模块、座椅支撑和膝关节驱动模块。本设备以外骨骼为母体，在外骨骼的髋关节和膝关节设置有后轮模块和前轮模块，通过机构变形，将穿戴在人体上的可爬楼梯和完成日常简单动作的辅助行走和康复外骨骼变型为实现快速前进的轮椅，实现了辅助行走与轮椅的一体化，满足了行动不便者的使用需求。

A compound exoskeleton walking aid

【技术实现步骤摘要】
一种复合式外骨骼助行设备
本技术涉及康复机器人领域，具体是一种复合式外骨骼助行设备。
技术介绍
随着外骨骼技术的发展和普及，外骨骼成为越来越多人助行或康复治疗的选择。外骨骼机器人作为老年人和下肢运动困难人士等行动不便者的辅助设备，不仅能够助力人体运动，还能辅助人体康复。对于下肢需要康复的病人来说，在康复锻炼过程中，并不能长时间站立。而且外骨骼的穿脱对于病人来说较困难，在需要快速移动的情况下，无法实现快速脱下外骨骼来乘坐轮椅移动。对于老年人也有此问题。因此，设计一款同时具有辅助行走功能和轮椅功能的外骨骼势在必行。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是，提供一种复合式外骨骼助行设备。本技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种复合式外骨骼助行设备，其特征在于该设备包括背部支撑板、座椅板、肩部绑带、腰部绑带、座椅板支架、左部和右部；所述座椅板支架固定在背部支撑板上，座椅板放置于座椅板支架内；所述肩部绑带和腰部绑带固定于背部支撑板上；所述左部和右部结构相同，对称地安装在背部支撑板下部；所述左部包括后轮模块、大腿模块、髋关节驱动模块、前轮模块、小腿模块、足部模块、座椅支撑和膝关节驱动模块；髋关节驱动模块包括大腿驱动电机和后轮模块转向电机；膝关节驱动模块包括小腿驱动电机和前轮模块转向电机；所述大腿驱动电机固定于背部支撑板上，其输出端与大腿模块的一端固定连接；座椅支撑固定在大腿模块上；后轮模块转向电机固定于背部支撑板上，其输出端与后轮模块固定连接；小腿驱动电机固定于大腿模块的另一端上，其输出端与小腿模块的一端固定连接；前轮模块转向电机固定于大腿模块的另一端上，其输出端与前轮模块固定连接；小腿模块的另一端与足部模块固定连接。与现有技术相比，本技术有益效果在于：(1)本设备以外骨骼为母体，在外骨骼的髋关节和膝关节设置有后轮模块和前轮模块，通过机构变形，将穿戴在人体上的可爬楼梯和完成日常简单动作的辅助行走和康复外骨骼变型为实现快速前进的轮椅，实现了辅助行走与轮椅的一体化，满足了行动不便者的使用需求。(2)本设备的腿部采用了可伸缩的设计，针对不同身高的使用者可以进行调整且调整简便，以适应不同使用者的大腿和小腿的长度，实现设备的髋关节对应人体的髋关节，设备的膝关节对应人体的膝关节，设备的踝关节对应人体的踝关节。(3)肩部绑带、腰部绑带、大腿绑带、小腿绑带和脚部绑带均采用弹性材料且其上安装有卡扣，可以根据不同使用者调整合适的松紧度，实现贴合。(4)本设备设计合理紧凑，在变形过程中部件之间不会干涉和相互影响，实现辅助行走功能和轮椅功能时不会相互影响，充分利用了有限的空间，使设备整体更加紧凑，空间利用率高。(5)本设备结构简洁，运行平稳，经济实用，安全可靠。附图说明图1为本技术一种实施例的辅助行走状态站立时的整体结构轴测示意图；图2为本技术图1的主视示意图；图3为本技术图1的左视示意图；图4为本技术一种实施例的轮椅状态下的整体结构轴测示意图；图5为本技术一种实施例的背部支撑板的装配主视示意图；图6为本技术沿图5的A-A方向剖视示意图；图7为本技术一种实施例的大腿模块轴测示意图；图8为本技术一种实施例的小腿模块和足部模块轴测示意图；图9为本技术一种实施例的髋关节驱动模块示意图；图10为本技术一种实施例的膝关节驱动模块示意图；图11为本技术一种实施例的后轮模块轴测示意图；图12为本技术一种实施例的前轮模块轴测示意图。图中：1、背部支撑板；2、座椅板；3、后轮模块；31、后轮；32、轮杆；4、大腿模块；41、大腿绑带；42、大腿内侧板；43、大腿外支架；5、髋关节驱动模块；51、大腿驱动电机；52、后轮模块转向电机；6、前轮模块；61、前轮；62、可伸缩轮杆；7、小腿模块；71、小腿绑带；72、小腿内侧板；73、小腿外支架；8、足部模块；81、脚部支撑板；82、脚部绑带；9、把手；10、扶手；11、肩部绑带；12、腰部绑带；13、座椅支撑；14、座椅板支架；15、电池；16、膝关节驱动模块；161、小腿驱动电机；162、前轮模块转向电机；具体实施方式下面给出本技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本技术提供一种复合式外骨骼助行设备(简称设备，参见图1-12)，其特征在于该设备包括背部支撑板1、座椅板2、肩部绑带11、腰部绑带12、座椅板支架14、左部和右部；所述座椅板支架14固定在背部支撑板1上，座椅板2放置于座椅板支架14内；所述肩部绑带11和腰部绑带12通过螺钉固定于背部支撑板1上；肩部绑带11上具有卡扣用于固定人体肩部，腰部绑带12上具有卡扣用于固定人体腰部；所述左部和右部完全相同，对称地安装在背部支撑板1下部；所述左部包括后轮模块3、大腿模块4、髋关节驱动模块5、前轮模块6、小腿模块7、足部模块8、座椅支撑13和膝关节驱动模块16；髋关节驱动模块5包括大腿驱动电机51和后轮模块转向电机52；膝关节驱动模块16包括小腿驱动电机161和前轮模块转向电机162；所述大腿驱动电机51固定于背部支撑板1上，其输出端与大腿模块4的一端固定连接；座椅支撑13固定在大腿模块4上；后轮模块转向电机52固定于背部支撑板1上，其输出端与后轮模块3端部的轴孔过盈配合固定连接；小腿驱动电机161固定于大腿模块4的另一端上，其输出端与小腿模块7的一端固定连接；前轮模块转向电机162固定于大腿模块4的另一端上，其输出端与前轮模块6端部的轴孔过盈配合固定连接；小腿模块7的另一端与足部模块8固定连接。所述大腿模块4包括大腿绑带41、大腿内侧板42和大腿外支架43；小腿模块7包括小腿绑带71、小腿内侧板72和小腿外支架73；足部模块8包括脚部支撑板81和脚部绑带82；所述后轮模块3包括后轮31和轮杆32；前轮模块6包括前轮61和可伸缩轮杆62；所述大腿驱动电机51固定于背部支撑板1上，其输出端与大腿外支架43的端部固定连接；大腿外支架43与大腿内侧板42以移动副的形式连接，相对运动到适当长度以适应使用者的大腿长度后通过螺纹(螺栓或螺钉)固定连接(移动副具体是大腿外支架43内部具有凹槽轨道或凸起轨道，大腿内侧板42外侧具有凸起或凹槽，大腿内侧板42的凸起或凹槽与大腿外支架43的凹槽轨道或凸起轨道配合，实现大腿内侧板42与大腿外支架43的相对滑动)；座椅支撑13固定在大腿内侧板42上；大腿绑带41固定在大腿外支架43上，大腿绑带41上具有卡扣用于固定人体大腿；后轮模块转向电机52固定于背部支撑板1上，其输出端与轮杆32一端的轴孔过盈配合固定连接；轮杆32的另一端与后轮31以转动副的形式连接(转动副即轴与滚动轴承配合，具体是后轮31的中心位置通过销固定有轴，轴的两端与滚动轴承的内圈过盈配合固定连接，轴承的外圈与轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合式外骨骼助行设备，其特征在于该设备包括背部支撑板、座椅板、肩部绑带、腰部绑带、座椅板支架、左部和右部；所述座椅板支架固定在背部支撑板上，座椅板放置于座椅板支架内；所述肩部绑带和腰部绑带固定于背部支撑板上；所述左部和右部结构相同，对称地安装在背部支撑板下部；/n所述左部包括后轮模块、大腿模块、髋关节驱动模块、前轮模块、小腿模块、足部模块、座椅支撑和膝关节驱动模块；髋关节驱动模块包括大腿驱动电机和后轮模块转向电机；膝关节驱动模块包括小腿驱动电机和前轮模块转向电机；所述大腿驱动电机固定于背部支撑板上，其输出端与大腿模块的一端固定连接；座椅支撑固定在大腿模块上；后轮模块转向电机固定于背部支撑板上，其输出端与后轮模块固定连接；小腿驱动电机固定于大腿模块的另一端上，其输出端与小腿模块的一端固定连接；前轮模块转向电机固定于大腿模块的另一端上，其输出端与前轮模块固定连接；小腿模块的另一端与足部模块固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合式外骨骼助行设备，其特征在于该设备包括背部支撑板、座椅板、肩部绑带、腰部绑带、座椅板支架、左部和右部；所述座椅板支架固定在背部支撑板上，座椅板放置于座椅板支架内；所述肩部绑带和腰部绑带固定于背部支撑板上；所述左部和右部结构相同，对称地安装在背部支撑板下部；
所述左部包括后轮模块、大腿模块、髋关节驱动模块、前轮模块、小腿模块、足部模块、座椅支撑和膝关节驱动模块；髋关节驱动模块包括大腿驱动电机和后轮模块转向电机；膝关节驱动模块包括小腿驱动电机和前轮模块转向电机；所述大腿驱动电机固定于背部支撑板上，其输出端与大腿模块的一端固定连接；座椅支撑固定在大腿模块上；后轮模块转向电机固定于背部支撑板上，其输出端与后轮模块固定连接；小腿驱动电机固定于大腿模块的另一端上，其输出端与小腿模块的一端固定连接；前轮模块转向电机固定于大腿模块的另一端上，其输出端与前轮模块固定连接；小腿模块的另一端与足部模块固定连接。


2.根据权利要求1所述的复合式外骨骼助行设备，其特征在于该设备还包括把手、扶手和电池模块；所述把手通过转动副连接在背部支撑板；所述扶手通过转动副连接在背部支撑板；电池模块放置于背部支撑板内部，为设备所有的电机供电。


3.根据权利要求1所述的复合式外骨骼助行设备，其特征在于座椅板支架底部具有凸起或凹槽，与座椅支撑配合，实现轮椅状态下支撑座椅板；凸起或凹槽与座椅支撑位于同一高度，保证座椅板的水平。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，原杰锋，张文焘，张建华，丁礼谦，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12