【技术实现步骤摘要】
一种具有仿人膝关节的膝关节助力外骨骼机器人
本技术涉及一种膝关节助力外骨骼机器人，尤其涉及具有仿人膝关节的膝关节助力外骨骼机器人。
技术介绍
外骨骼机器人是一种穿戴在操作者身体外部的人机一体化系统，综合运用传感、控制、信息融合等机器人技术，在保证穿戴者的舒适性和运动特性的前提下，为穿戴者提供额外的动力，增强人体机能，从而完成更加复杂困难的任务，实现力量的增强和感官的延伸。外骨骼机器人以上述特点，吸引了越来越多国内外科研机构的积极研究，在军事、警用、医疗等方面具有广阔应用前景。膝关节外骨骼机器人作为其中的一种，旨在助力人体行走。针对一线警员在执行特殊巡逻、搜查与排爆任务时背负重量大、工作时间长，极易产生疲劳现象，甚至造成膝盖、腰椎等关节的生理损伤的问题，膝关节外骨骼机器人可增长警员徒步距离，提升负重能力，降低肌肉损伤风险，从而提升单兵作战能力。由于膝关节外骨骼机器人是人机交互系统，如何与人体完美协调统一、控制柔顺是膝关节外骨骼机器人发展需要克服的难题。人体膝关节通过肌肉组织的收缩和舒张实现关节运动，肌肉组织所具...
【技术保护点】
1.一种具有仿人膝关节的膝关节助力外骨骼机器人，其特征在于：包括大腿组件、仿人膝关节机构、小腿组件与驱动机构，大腿组件与小腿组件分别与仿人膝关节机构相连接，驱动机构驱动小腿组件带动仿人膝关节机构转动；/n其中，随着小腿组件的摆动，仿人膝关节机构的旋转中心上下移动，并且旋转半径发生变化，从而模仿人体膝关节运动。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有仿人膝关节的膝关节助力外骨骼机器人，其特征在于：包括大腿组件、仿人膝关节机构、小腿组件与驱动机构，大腿组件与小腿组件分别与仿人膝关节机构相连接，驱动机构驱动小腿组件带动仿人膝关节机构转动；
其中，随着小腿组件的摆动，仿人膝关节机构的旋转中心上下移动，并且旋转半径发生变化，从而模仿人体膝关节运动。
2.如权利要求1所述的具有仿人膝关节的膝关节助力外骨骼机器人，其特征在于：
所述仿人膝关节机构包括大腿内侧连接件、大腿外侧连接件、小腿内侧连接件、小腿外侧连接件、移动块、压缩弹簧I和压缩弹簧II；
在小腿内侧连接件和小腿外侧连接件上分别设置有安装孔，并在小腿内侧连接件和小腿外侧连接件上分别设置有根据人体膝关节运动轨迹设置的旋转导轨；
大腿内侧连接件与大腿外侧连接件连接；在大腿内侧连接件和大腿外侧连接件相对的一侧分别开有直线槽，并在直线槽的中部设置有长条形的通孔；压缩弹簧I、移动块与压缩弹簧II依次按压在两个闭合的直线槽内；
在移动块的左右两侧面分别固定有圆柱形的连接柱，两个连接柱分别从通孔内伸出并通过轴承设置在小腿内侧连接件和小腿外侧连接件的安装孔内；
在大腿内侧连接件和大腿外侧连接件的下端的外部分别设置有一个圆柱块，两个圆柱块分别通过轴承设置在小腿内侧连接件和小腿外侧连接件的旋转导轨中；
随着小腿组件的摆动，两个圆柱块分别在旋转导轨中滑动，并且，移动块在直线槽中上下移动，移动块是大腿组件和小腿组件的旋转中心，并且，移动块和圆柱块之间的距离构成变化的旋转半径。
3.如权利要求2所述的具有仿人膝关节的膝关节助力外骨骼机器人，其特征在于：
所述旋转导轨的形状符合人体膝关节水平转动轴曲率中心的移动轨迹——J型曲线。
4.如权利要求2所述的具有仿人膝关节的膝关节助力外骨骼机器人，其特征在于：
所述大腿组件包括大腿内侧板、大腿外侧板、大腿支撑杆与大腿绑带板，其中，大腿内侧连接件的上端与大腿内侧板的下端连接，大腿外侧连接件的上端与大腿外侧板的下端连接，大腿内侧连接件和大腿外侧连接件的上端一起嵌入固定在大腿内侧板和大腿外侧板下端的两个方形连接部的内部。
5.如权利要求4所述的具有仿人膝关节的膝关节助力外骨骼机器人，其特征在于：
所述小腿组件包括小腿内侧板、小腿外侧板、小腿支撑杆与小腿绑带板；
小腿内侧连接件和小腿外侧连接件是两个等大的圆盘，小腿内侧连接件和小腿外侧连接件的大小与小腿内侧板和小腿外侧板上端的圆形端部的大小相同；
小腿内侧连接件的外侧与小腿内侧板的上端重合并连接，小腿外侧连接件的外侧与小腿外侧板的上端重合并连接。
6.如权利要求5所述的具有仿人膝关节的膝关节助力外骨骼机器人，其特征在于：
大腿内侧板和大腿外侧板的下端的方形连...
【专利技术属性】
技术研发人员：李婷婷，韩忠华，李剑，骆聪聪，杨杰超，李强，夏春雨，
申请(专利权)人：公安部第一研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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