动力外骨骼机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种动力外骨骼机器人，包括：胸背穿戴单元，穿戴支撑于用户的胸背部；腿部穿戴单元，穿戴于用户腿部，具有用于感测人机接触力的力传感器；髋部穿戴单元，穿戴于用户髋部；动力输出单元，设置于所述髋部穿戴单元上，所述动力输出单元的固定端通过第一传动杆件连接于所述胸背穿戴单元，所述动力输出单元的输出端通过第二传动杆件连接于所述腿部穿戴单元，所述动力输出单元根据所述力传感器的检测值输出助动力/助动力矩。本实用新型专利技术提供的动力外骨骼机器人可对髋部肌肉群与腰部肌肉群提供主动助力，降低人体行走和弯腰过程中的体能消耗与过劳损伤。

Powered exoskeleton robot

【技术实现步骤摘要】
动力外骨骼机器人
本技术属于机器人
，具体地来说，是一种动力外骨骼机器人。
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。近年来，随着研究的不断深入，外骨骼机器人在应用领域取得了重大进展。然而，目前的外骨骼机器人由于设计不合理，仍然存在自重大、能耗高、穿戴舒适性差、运动灵活性低等问题，严重制约了其产业化应用与发展。外骨骼机器人助力效果不佳，甚至对使用者造成额外负担而带来意外损伤。以上种种不足，现有技术尚难有效解决。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种动力外骨骼机器人，对髋部肌肉群与腰部肌肉群提供主动助力，降低人体行走和弯腰过程中的体能消耗与过劳损伤。本技术的目的通过以下技术方案来实现：一种动力外骨骼机器人，包括：胸背穿戴单元，穿戴支撑于用户的胸背部；腿部穿戴单元，穿戴于用户腿部，具有用于感测人机接触力的力传感器；髋部穿戴单元，穿戴于用户髋部；动力输出单元，设置于所述髋部穿戴单元上，所述动力输出单元的固定端通过第一传动杆件连接于所述胸背穿戴单元，所述动力输出单元的输出端通过第二传动杆件连接于所述腿部穿戴单元，所述动力输出单元根据所述力传感器的检测值输出助动力/助动力矩。作为上述技术方案的改进，所述动力输出单元包括定子壳体及设置于所述定子壳体内的转子轴，所述第一传动杆件连接于所述定子壳体，所述第二传动杆件连接于所述转子轴。作为上述技术方案的进一步改进，所述动力输出单元还包括背杆连接件，所述背杆连接件固定于所述定子壳体上，用于固定连接所述第一传动杆件。作为上述技术方案的进一步改进，所述动力输出单元还包括可旋转地保持于所述定子壳体表面的腿杆连接件，所述腿杆连接件一端固定连接所述转子轴，另一端固定连接所述第二传动杆件。作为上述技术方案的进一步改进，所述转子轴轴向水平，所述腿杆连接件位于所述动力输出单元接近用户髋部的一端，所述腿杆连接件与所述第二传动杆件的连接端位于所述动力输出单元的下端。作为上述技术方案的进一步改进，所述髋部穿戴单元包括髋部座体及缠绕于所述髋部座体上的腰带，所述髋部座体穿戴于用户髋部，所述腰带用于实现松紧固定，所述动力输出单元设置于所述髋部座体上。作为上述技术方案的进一步改进，所述髋部座体面向用户髋部的一侧设有髋部软衬。作为上述技术方案的进一步改进，所述胸背穿戴单元包括支撑于用户背部的背部支撑件，所述第一传动杆件滑动连接于所述背部支撑件。作为上述技术方案的进一步改进，所述腿部穿戴单元包括贴合包裹于用户腿部的腿部支撑件，所述力传感器的安装部安装于所述腿部支撑件上而应变梁与所述腿部支撑件保持相距设置，所述第二传动杆件与所述力传感器的应变梁保持连接。作为上述技术方案的进一步改进，所述动力外骨骼机器人还包括背负装置，所述背负装置设置于所述胸背穿戴单元的背部，用于装载重物。本技术的有益效果是：设置胸背穿戴单元、腿部穿戴单元、髋部穿戴单元与动力输出单元，以设置于腿部穿戴单元的力传感器感测人机接触力而实现主动测量，动力输出单元根据力传感器的检测值对应输出助动力/助动力矩，该助动力/助动力矩通过第一传动杆件传递于胸背穿戴单元及通过第二传动杆件传递于腿部穿戴单元，对髋部肌肉群与腰部肌肉群提供主动助力，降低人体行走和弯腰过程中的体能消耗与过劳损伤。为使本技术的上述目的、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是本技术实施例1提供的动力外骨骼机器人的前视轴测示意图；图2是本技术实施例1提供的动力外骨骼机器人的后视轴测示意图；图3是图2中动力外骨骼机器人的M处放大示意图；图4是图2中动力外骨骼机器人的N处放大示意图；图5是本技术实施例1提供的动力外骨骼机器人的腿部穿戴单元的第一分解示意图；图6是本技术实施例1提供的动力外骨骼机器人的腿部穿戴单元的第二分解示意图；图7是本技术实施例1提供的动力外骨骼机器人的腿部穿戴单元的剖视示意图；图8是本技术实施例1提供的动力外骨骼机器人的动力输出单元的轴测示意图。主要元件符号说明：P-动力外骨骼机器人，P(a)-胸背穿戴单元，110-背部支撑件，120-保持座，121-支持座体，122-导向件，130-弹性元件，140-肩带，P(b)-腿部穿戴单元，210-腿部支撑件，220-球接组件，221-球接前壳，221a-贯接孔，222-球接端盖，223-球面螺母，230-力传感器，231-安装部，232-应变梁，P(c)-髋部穿戴单元，310-髋部座体，320-腰带，330-髋部软衬，P(d)-动力输出单元，410-定子壳体，420-转子轴，430-背杆连接件，440-腿杆连接件，P(e)-背负装置，P(f)-第一传动杆件，P(g)-第二传动杆件。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对动力外骨骼机器人进行更全面的描述。附图中给出了动力外骨骼机器人的优选实施例。但是，动力外骨骼机器人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动力外骨骼机器人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技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在动力外骨骼机器人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1～3，本实施例公开一种动力外骨骼机器人P，该动力外骨骼机器人P包括胸背穿戴单元P(a)、腿部穿戴单元P(b)、髋部穿戴单元P(c)与动力输出单元P(d)，对髋部肌肉群与腰部肌肉群提供主动助力，降低人体行走和弯腰过程中的体能消耗与过劳损伤。胸背穿戴单元P(a)穿戴支撑于用户的胸背部，并通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力外骨骼机器人，其特征在于，包括：/n胸背穿戴单元，穿戴支撑于用户的胸背部；/n腿部穿戴单元，穿戴于用户腿部，具有用于感测人机接触力的力传感器；/n髋部穿戴单元，穿戴于用户髋部；/n动力输出单元，设置于所述髋部穿戴单元上，所述动力输出单元的固定端通过第一传动杆件连接于所述胸背穿戴单元，所述动力输出单元的输出端通过第二传动杆件连接于所述腿部穿戴单元，所述动力输出单元根据所述力传感器的检测值输出助动力/助动力矩。/n

【技术特征摘要】
1.一种动力外骨骼机器人，其特征在于，包括：
胸背穿戴单元，穿戴支撑于用户的胸背部；
腿部穿戴单元，穿戴于用户腿部，具有用于感测人机接触力的力传感器；
髋部穿戴单元，穿戴于用户髋部；
动力输出单元，设置于所述髋部穿戴单元上，所述动力输出单元的固定端通过第一传动杆件连接于所述胸背穿戴单元，所述动力输出单元的输出端通过第二传动杆件连接于所述腿部穿戴单元，所述动力输出单元根据所述力传感器的检测值输出助动力/助动力矩。


2.根据权利要求1所述的动力外骨骼机器人，其特征在于，所述动力输出单元包括定子壳体及设置于所述定子壳体内的转子轴，所述第一传动杆件连接于所述定子壳体，所述第二传动杆件连接于所述转子轴。


3.根据权利要求2所述的动力外骨骼机器人，其特征在于，所述动力输出单元还包括背杆连接件，所述背杆连接件固定于所述定子壳体上，用于固定连接所述第一传动杆件。


4.根据权利要求2所述的动力外骨骼机器人，其特征在于，所述动力输出单元还包括可旋转地保持于所述定子壳体表面的腿杆连接件，所述腿杆连接件一端固定连接所述转子轴，另一端固定连接所述第二传动杆件。


5.根据权利要求4所述的动力外...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓静，李满天，丘世因，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：新型
国别省市：广东;44