外骨骼机器人腰部调节及旋转机构制造技术

本发明专利技术涉及一种外骨骼机器人腰部调节及旋转机构，属于外骨骼机器人技术领域，机器人腰部与腿部固定杆通过旋转补偿组件连接；旋转补偿组件包括安装板，安装板安装在机器人腰部，腿部固定杆转动安装在安装板上，腿部固定杆上同轴安装有补偿块，安装板上固定安装有第一限位块和第二限位块，第一限位块设置在补偿块顺时针旋转方向上，第一限位块与补偿块间隔设置；第二限位块设置在补偿块逆时针旋转方向上，第二限位块与补偿块间隔设置。本发明专利技术具有脚向内摆动时的补偿角度和脚向外摆动时的补偿角度，使外骨骼机器人的腿部可随人体重心的左右转移而内外摆动，行走动作比较灵活，具有较高的舒适度。

【技术实现步骤摘要】
外骨骼机器人腰部调节及旋转机构
本专利技术涉及外骨骼机器人
，尤其是涉及一种外骨骼机器人腰部调节及旋转机构。
技术介绍
外骨骼机器人技术是机器人技术的重要分支，它涉及了机器人技术、人机工程学、机械学、计算科学和通讯技术等领域，是目前国内外研究的热点技术。外骨骼机器人可以帮助人们依靠自身力量完成更多强化任务，如负重，在医学上还可以帮助病人们进行康复训练。外骨骼机器人腰部常设计有控制腰部活动自由度的结构，该结构通过机械固定方式可限制穿戴者的活动范围。现有外骨骼机器人是在机器人腰部固定安装腿部固定板，并在腿部固定板上固定安装机器人腿部，但是，在人体正常的行走过程中，依靠左右腿的前后摆动进行行走，在左右腿替换的过程中，人体的重心左右转移，在重心转移的过程中，脚会向内向外摆动，传统的外骨骼机器人并不提供脚向内向外摆动的补偿，使用者穿戴传统的外骨骼机器人行走时，行走动作比较僵硬，没有良好的舒适度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服传统的外骨骼机器人并不提供脚向内向外摆动的补偿，使用者穿戴传统的外骨骼机器人行走时，行走动作比较僵硬，没有良好的舒适度的问题，提供一种外骨骼机器人腰部调节及旋转机构。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种外骨骼机器人腰部调节及旋转机构，包括机器人腰部和腿部固定杆，所述机器人腰部与腿部固定杆通过旋转补偿组件连接；所述旋转补偿组件包括安装板，所述安装板安装在机器人腰部，所述腿部固定杆转动安装在安装板上，所述腿部固定杆上同轴安装有补偿块，所述安装板上固定安装有第一限位块和第二限位块，所述第一限位块设置在补偿块顺时针旋转方向上，用于限制补偿块顺时针转动，所述第一限位块与补偿块间隔设置；所述第二限位块设置在补偿块逆时针旋转方向上，用于限制补偿块逆时针转动，所述第二限位块与补偿块间隔设置。本专利技术的外骨骼机器人腰部调节及旋转机构，使用旋转补偿组件连接机器人腰部和腿部固定杆，在行走时，当脚向内摆动时，外骨骼机器人的腿部带动腿部固定杆顺时针向内转动，补偿块同轴安装在腿部固定杆上，补偿块随腿部固定杆顺时针转动，设置在补偿块顺时针旋转方向上的第一限位块与补偿块间隔设置，补偿块顺时针转动一定角度后，第一限位块限制补偿块继续转动，该角度为脚向内摆动时的补偿角度；当脚向外摆动时，外骨骼机器人的腿部带动腿部固定杆逆时针向外转动，补偿块随腿部固定杆逆时针转动，设置在补偿块逆时针旋转方向上的第二限位块与补偿块间隔设置，补偿块逆时针转动一定角度后，第二限位块限制补偿块继续转动，该角度为脚向外摆动时的补偿角度；本专利技术具有脚向内摆动时的补偿角度和脚向外摆动时的补偿角度，使外骨骼机器人的腿部可随人体重心的左右转移而内外摆动，使用者穿戴具有本专利技术的外骨骼机器人行走时，行走动作比较灵活，具有较高的舒适度。由于外骨骼机器人的结构较为紧凑，为了使旋转补偿组件占用的空间较小，需将补偿块、第一限位块和第二限位块紧凑安装，为了将补偿块、第一限位块和第二限位块紧凑安装，所述补偿块包括圆柱体和两个扇形块，所述圆柱体同轴安装在腿部固定杆上，所述两个扇形块沿圆柱体的中心轴线圆周均布，所述两个扇形块的圆心均与圆柱体的圆心重合，所述两个扇形块的外半径大于圆柱体的半径，所述两个扇形块之间形成第一扇形开口和第二扇形开口，所述第一限位块插设在第一扇形开口内，所述第一限位块为扇形块，所述第一限位块的圆心与圆柱体的圆心重合，所述第一限位块的角度小于第一扇形开口的角度；所述第二限位块插设在第二扇形开口内，所述第二限位块为扇形块，所述第二限位块的圆心与圆柱体的圆心重合，所述第二限位块的角度小于第二扇形开口的角度。第一限位块的角度小于第一扇形开口的角度，第一限位块两侧面与其两侧的扇形块侧面之间具有角度间隙，其两侧的角度间隙之和为脚向内摆动时的补偿角度；第二限位块的角度小于第二扇形开口的角度，第二限位块两侧面与其两侧的扇形块侧面之间具有角度间隙，其两侧的角度间隙之和为脚向外摆动时的补偿角度。为了保证脚向内摆动时的补偿角度与脚向外摆动时的补偿角度相等，所述补偿块中的两个扇形块完全相同，所述第一限位块和第二限位块完全相同。补偿块中的两个扇形块完全相同，那么第一扇形开口和第二扇形开口完全相同，第一限位块和第二限位块完全相同后，那么第一限位块两侧的角度间隙之和与第二限位块两侧的角度间隙之和相等，脚向内摆动时的补偿角度与脚向外摆动时的补偿角度相等。不同身高、不同体重的人体在行走时，脚向内摆动时的补偿角度不同，脚向外摆动时的补偿角度也不同，为了适应不同身高、不同体重的人体能够较灵活的穿戴具有本专利技术的外骨骼机器人，需根据不同的人体更换不同的补偿块，不同的补偿块中的扇形块的角度不同，所需的补偿角度较大时，更换扇形块角度较小的补偿块，所需的补偿角度较小时，更换扇形角度较大的补偿块，为了便于补偿块的更换，所述补偿块中的圆柱体可拆卸安装在腿部固定杆上。为实现第一限位块和第二限位块的圆心均与圆柱体的圆心重合，本专利技术还包括安装柱和安装罩，所述安装罩固定安装在安装板上，所述安装柱固定安装在安装罩内，所述安装柱与补偿块中的圆柱体同轴设置，所述第一限位块和第二限位块均固定安装在安装柱的端面，所述第一限位块和第二限位块关于圆柱体的中心轴线呈中心对称设置。传统的外骨骼机器人的腰部不易根据穿戴者的体型调整腰部结构宽度，对腰部的支撑作用较差，穿戴时比较咯人，为了解决上述问题，所述机器人腰部包括腰部安装座、压块和调节螺母，所述腰部安装座上开设有导轨，所述安装板滑动设置在导轨内，所述安装板上开设有导向通孔，所述腰部安装座上固定安装有螺杆，所述螺杆依次穿过导向通孔和压块后与调节螺母螺纹连接，所述调节螺母压迫压块与安装板接触设置，调节安装板在导轨内的位置，从而调整机器人腰部的宽度，压块和调节螺母的设置用于固定安装板。为了防止压块转动，所述腰部安装座上固定安装有上挡块和下挡块，所述上挡块和下挡块分别位于压块的两侧，且与压块接触设置。所述腿部固定杆上滑动安装有腿部安装块，所述腿部安装块上开设有调节开口和螺纹孔，所述螺纹孔垂直贯穿调节开口，所述螺纹孔内螺纹安装有调节螺钉。本专利技术的有益效果是:本专利技术的外骨骼机器人腰部调节及旋转机构，使用旋转补偿组件连接机器人腰部和腿部固定杆，在行走时，当脚向内摆动时，外骨骼机器人的腿部带动腿部固定杆顺时针向内转动，补偿块同轴安装在腿部固定杆上，补偿块随腿部固定杆顺时针转动，设置在补偿块顺时针旋转方向上的第一限位块与补偿块间隔设置，补偿块顺时针转动一定角度后，第一限位块限制补偿块继续转动，该角度为脚向内摆动时的补偿角度；当脚向外摆动时，外骨骼机器人的腿部带动腿部固定杆逆时针向外转动，补偿块随腿部固定杆逆时针转动，设置在补偿块逆时针旋转方向上的第二限位块与补偿块间隔设置，补偿块逆时针转动一定角度后，第二限位块限制补偿块继续转动，该角度为脚向外摆动时的补偿角度；本专利技术具有脚向内摆动时的补偿角度和脚向外摆动时的补偿角度，使外骨骼机器人的腿部可随人体重心的左右转移而内外摆动，使用者穿戴具有本专利技术的外骨骼机器人行走时，行走本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外骨骼机器人腰部调节及旋转机构，包括机器人腰部和腿部固定杆(1)，其特征在于：所述机器人腰部与腿部固定杆(1)通过旋转补偿组件连接；/n所述旋转补偿组件包括安装板(2)，所述安装板(2)安装在机器人腰部，所述腿部固定杆(1)转动安装在安装板(2)上，所述腿部固定杆(1)上同轴安装有补偿块(3)，所述安装板(2)上固定安装有第一限位块(4)和第二限位块(5)，所述第一限位块(4)设置在补偿块(3)顺时针旋转方向上，用于限制补偿块(3)顺时针转动，所述第一限位块(4)与补偿块(3)间隔设置；所述第二限位块(5)设置在补偿块(3)逆时针旋转方向上，用于限制补偿块(3)逆时针转动，所述第二限位块(5)与补偿块(3)间隔设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼机器人腰部调节及旋转机构，包括机器人腰部和腿部固定杆(1)，其特征在于：所述机器人腰部与腿部固定杆(1)通过旋转补偿组件连接；
所述旋转补偿组件包括安装板(2)，所述安装板(2)安装在机器人腰部，所述腿部固定杆(1)转动安装在安装板(2)上，所述腿部固定杆(1)上同轴安装有补偿块(3)，所述安装板(2)上固定安装有第一限位块(4)和第二限位块(5)，所述第一限位块(4)设置在补偿块(3)顺时针旋转方向上，用于限制补偿块(3)顺时针转动，所述第一限位块(4)与补偿块(3)间隔设置；所述第二限位块(5)设置在补偿块(3)逆时针旋转方向上，用于限制补偿块(3)逆时针转动，所述第二限位块(5)与补偿块(3)间隔设置。


2.如权利要求1所述的外骨骼机器人腰部调节及旋转机构，其特征在于：所述补偿块(3)包括圆柱体(3-1)和两个扇形块(3-2)，所述圆柱体(3-1)同轴安装在腿部固定杆(1)上，所述两个扇形块(3-2)沿圆柱体(3-1)的中心轴线圆周均布，所述两个扇形块(3-2)的圆心均与圆柱体(3-1)的圆心重合，所述两个扇形块(3-2)的外半径大于圆柱体(3-1)的半径，所述两个扇形块(3-2)之间形成第一扇形开口(3-3)和第二扇形开口(3-4)，所述第一限位块(4)插设在第一扇形开口(3-3)内，所述第一限位块(4)为扇形块，所述第一限位块(4)的圆心与圆柱体(3-1)的圆心重合，所述第一限位块(4)的角度小于第一扇形开口(3-3)的角度；所述第二限位块(5)插设在第二扇形开口(3-4)内，所述第二限位块(5)为扇形块，所述第二限位块(5)的圆心与圆柱体(3-1)的圆心重合，所述第二限位块(5)的角度小于第二扇形开口(3-4)的角度。


3.如权利要求2所述的外骨骼机器人腰部调节及旋转机构，其特征在于：所述补偿块(3)中的两个扇形块(3-2)完全...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣毓，
申请(专利权)人：常州君玉医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32