一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构制造技术

本实用新型专利技术提出一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构，打滑机构包括：至少一个弹性连接部件、打滑连接环、内旋转连接部件、外旋转连接部件；弹性连接部件固定于外骨骼支架上；打滑连接环的表面设置至少一个凹槽，在旋转动力部件的旋转电机正常工作时，弹性连接部件卡入凹槽，通过弹性连接部件带动打滑连接环绕着外骨骼支架对应的人体髋关节的旋转轴进行圆周运动，提供行走过程中的助力；在旋转动力部件的旋转电机过载时弹性连接部件发生伸缩形变，弹性连接部件与凹槽断开连接，使外骨骼支架和旋转动力部件之间处于打滑状态；打滑连接环的内圈连接内旋转连接部件，打滑连接环的外圈连接外旋转连接部件。

An overload sliding mechanism of the lower extremity exoskeleton robot

【技术实现步骤摘要】
一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构
本技术涉及一种下肢外骨骼机器人，具体地，涉及一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构。
技术介绍
目前助行类和脑卒中康复类下肢外骨骼机器人与人体连接依靠关节电机提供扭矩输出，连接刚性太大，当扭矩过大会产生旋转电机过载发热，目前还没有一种很有效的下肢外骨骼机器人具备过扭矩打滑的功能。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构，解决了现有的助行类和脑卒中康复类下肢外骨骼机器人与人体连接的关节电机会扭矩过大，从而过载发热的问题。根据本技术提供一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构，所述打滑机构连接所述下肢外骨骼机器人的控制部件、旋转动力部件和外骨骼支架，所述旋转动力部件设有用于输出旋转力的旋转电机，所述旋转动力部件设有用于输出旋转力的旋转电机，带动大腿支撑部件给人体大腿提供助力，所述打滑机构包括：至少一个弹性连接部件、打滑连接环、内旋转连接部件、外旋转连接部件；所述弹性连接部件固定于所述外骨骼支架上；所述打滑连接环的表面设置至少一个凹槽，在所述旋转动力部件的所述旋转电机正常工作时，所述弹性连接部件卡入所述凹槽，通过所述弹性连接部件带动所述打滑连接环绕着所述外骨骼支架对应的人体髋关节的旋转轴进行圆周运动，提供行走过程中的助力；在所述旋转动力部件的所述旋转电机过载时所述弹性连接部件发生伸缩形变，所述弹性连接部件与所述凹槽断开连接，使所述外骨骼支架和所述旋转动力部件之间处于打滑状态；所述打滑连接环的内圈连接所述内旋转连接部件，所述打滑连接环的外圈连接所述外旋转连接部件。上述的过载打滑机构通过波珠螺丝、打滑连接环的配合，能够巧妙实现旋转打滑状态、圆周运动之间的控制，实现保护电机以及增加和人体运动之间的柔性。优选地，所述弹性部件为波珠螺丝，所述波珠螺丝还包括壳体和弹簧，所述壳体的腔体内设置弹簧和弹珠，所述壳体端部设有一缺口，所述弹珠通过所述缺口能部分外露出所述腔体；所述弹簧顶住所述弹珠，并根据外部对所述弹珠的施加力量产生所述弹簧的伸缩形变，使所述弹珠通过该缺口能收入所述腔体内。优选地，所述凹槽设计成一边高一边低，形成具有坡度所述凹槽。便于所述弹珠进/出所述凹槽，更容易实现所述波珠螺丝与所述打滑连接环的连接与断开。优选地，所述打滑机构包括若干个所述波珠螺丝，所述打滑连接环的表面设置若干个所述凹槽，若干个所述凹槽分别对应所述波珠螺丝的所述弹珠。更加优选地，在所述外骨骼支架上绕人体髋关节旋转轴均匀设置四个所述波珠螺丝，并在所述打滑连接环的表面设置对应数量的凹槽，当所述弹珠在所述凹槽内时，使所述波珠螺丝更好的带动所述打滑连接环绕着人体髋关节的旋转轴进行旋转。本技术进一步设置为，所述过载打滑机构还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述打滑连接环。优选地，所述打滑连接环外圆周面设置至少一个第一凸起，所述第一凸起上设有压力传感器安装槽，所述压力传感器安装槽位于所述打滑连接环的外周，用于放置所述压力传感器；所述减速器连接支架外圆周面设置至少一个第二凸起，所述减速器连接支架的所述第二凸起与所述打滑连接环的所述第一凸起接触，并与所述打滑连接环内的所述压力传感器接触。优选地，所述压力传感器用于测量大腿支撑部件和人体大腿之间的扭矩值，将所述扭矩值传递给所述控制部件。压力传感器感应打滑连接环的切线方向的压力，从而得到大腿支撑部件和人体大腿之间的扭矩值，将压力转换成扭矩信号传递给控制部件。本技术上述过载打滑机构的设计，能准确检测大腿支撑部件和人体大腿之间的扭矩值，便于精确控制。优选地，所述旋转动力部件还包括：减速器和编码器，所述减速器的一端连接所述旋转电机，另一端连接所述大腿支撑部件；所述编码器用于检测所述旋转电机的旋转速度，并传给所述控制部件。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：本技术上述过载打滑机构用于下肢外骨骼机器人，使机器人具有过载打滑功能，当扭矩超出一定值时则可将髋关节部分进行打滑处理以保护电机并增加和人体运动之间的柔性，解决了现有的助行类和脑卒中康复类下肢外骨骼机器人与人体连接的关节电机会扭矩过大，从而过载发热的问题，具有很好的实用价值和商业前景。本技术上述过载打滑机构，打滑机构的结构设计巧妙，操作便捷。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本技术一优选实施例中的外骨骼支架和过载打滑机构的连接示意图；图2为本技术一优选实施例中过载打滑机构的结构示意图；图3为本技术一优选实施例中外骨骼支架和过载打滑机构的连接细节图；图4为本技术一优选实施例中外骨骼支架和过载打滑机构的连接剖面图；图5a、图5b为本技术一优选实施例中外骨骼支架和过载打滑机构的装配剖面图；图6为本技术一优选实施例中的负载结构示意图；图中标记分别表示为：图中：010-外骨骼支架、020-身体绑带、030-过载打滑机构、031-波珠螺丝、032-打滑连接环、033-内旋转连接部件、034-外旋转连接部件、035-减速器连接支架、036-压力传感器安装槽、037-压力传感器、038-凹槽、040-旋转动力部件、050-大腿支撑部件、070-控制部件。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本技术的保护范围。在一优选实施例中，如图2所示，为一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构的结构示意图，图中包括：四个弹性连接部件031、打滑连接环032、内旋转连接部件033、外旋转连接部件034。打滑连接环032的内圈连接内旋转连接部件033，用于转动式连接外骨骼支架010。打滑连接环032的外圈连接外旋转连接部件034，用于转动式连接旋转动力部件040。弹性连接部件031的一端固定于外骨骼支架010上，外绕着外骨骼支架010上对应的人体髋关节旋转轴。弹性连接部件031受到外部对其施加力量产生弹性形变。打滑连接环032的表面设置至少一个凹槽038，在旋转动力部件040的旋转电机正常工作时，弹性连接部件031卡入凹槽038，通过弹性连接部件带动打滑连接环032绕着外骨骼支架010对应的人体髋关节的旋转轴进行圆周运动，提供行走过程中的助力；在旋转动力部件040的旋转电机过载时弹性连接部件031发生伸缩形变，弹性连接部件031与凹槽038断开连接，使外骨骼支架010和旋转动力部件040之间处于打滑状态。如图1、图6所示，过载打滑机构030连接机器人的控制部件、旋转动力部件040和外骨骼支架010。外骨骼支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构，所述下肢外骨骼机器人还包括：控制部件、旋转动力部件和外骨骼支架，所述打滑机构连接控制部件和旋转动力部件，所述旋转动力部件设有用于输出旋转力的旋转电机，带动大腿支撑部件给人体大腿提供助力，其特征在于，所述打滑机构包括：至少一个弹性连接部件、打滑连接环、内旋转连接部件、外旋转连接部件；/n所述弹性连接部件固定于所述外骨骼支架上；/n所述打滑连接环的表面设置至少一个凹槽，在所述旋转动力部件的所述旋转电机正常工作时，所述弹性连接部件卡入所述凹槽，通过所述弹性连接部件带动所述打滑连接环绕着所述外骨骼支架对应的人体髋关节的旋转轴进行圆周运动，提供行走过程中的助力；在所述旋转动力部件的所述旋转电机过载时所述弹性连接部件发生伸缩形变，所述弹性连接部件与所述凹槽断开连接，使所述外骨骼支架和所述旋转动力部件之间处于打滑状态；/n所述打滑连接环的内圈连接所述内旋转连接部件，所述打滑连接环的外圈连接所述外旋转连接部件。/n

【技术特征摘要】
1.一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构，所述下肢外骨骼机器人还包括：控制部件、旋转动力部件和外骨骼支架，所述打滑机构连接控制部件和旋转动力部件，所述旋转动力部件设有用于输出旋转力的旋转电机，带动大腿支撑部件给人体大腿提供助力，其特征在于，所述打滑机构包括：至少一个弹性连接部件、打滑连接环、内旋转连接部件、外旋转连接部件；
所述弹性连接部件固定于所述外骨骼支架上；
所述打滑连接环的表面设置至少一个凹槽，在所述旋转动力部件的所述旋转电机正常工作时，所述弹性连接部件卡入所述凹槽，通过所述弹性连接部件带动所述打滑连接环绕着所述外骨骼支架对应的人体髋关节的旋转轴进行圆周运动，提供行走过程中的助力；在所述旋转动力部件的所述旋转电机过载时所述弹性连接部件发生伸缩形变，所述弹性连接部件与所述凹槽断开连接，使所述外骨骼支架和所述旋转动力部件之间处于打滑状态；
所述打滑连接环的内圈连接所述内旋转连接部件，所述打滑连接环的外圈连接所述外旋转连接部件。


2.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构，其特征在于，所述弹性部件为波珠螺丝，所述波珠螺丝还包括壳体和弹簧，所述壳体的腔体内设置弹簧和弹珠，所述壳体端部设有一缺口，所述弹珠通过所述缺口能部分外露出所述腔体；所述弹簧顶住所述弹珠，并根据外部对所述弹珠的施加力量产生所述弹簧的伸缩形变，使所述弹珠通过该缺口能收入所述腔体内。


3.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构，其特征在于，所述凹槽设计成一边高一边低，形成具有坡度凹槽。


4.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构，其特征在于，所述过载打滑机构还...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东坡，徐辉任，李舟健，
申请(专利权)人：广东博智林机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44