外骨骼机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种外骨骼机器人，包括：活动关节，所述活动关节包括可相对转动的连接环和安装架；传感器，设置于所述活动关节，所述传感器用于采集所述连接环和所述安装架之间的扭力值。应用了本实用新型专利技术提供的技术方案，传感器设置于活动关节处，因此无需设置特制的压力鞋垫或压力鞋或压力板等，因此外骨骼机器人可以采用非全下肢结构，减少了下肢外骨骼的结构件和外围走线，降低了外骨骼机器人的成本，同时提高了外骨骼机器人的可靠性和安全性。同时，由于传感器设置于活动关节处，当穿戴者进行“抬腿”动作或“收腿”动作时，均可通过活动关节处的扭力判断用户的主动意图。

【技术实现步骤摘要】
外骨骼机器人
本技术涉及外骨骼机器人
，具体而言，涉及一种外骨骼机器人。
技术介绍
一般来说，常见的外骨骼设备的主动意图识别方案主要采用足底压力传感器的方案，这些方案都需要特制的压力鞋垫或压力鞋或压力板等，由于需要给足底压力传感器进行供电和信号采集，需要增加全下肢外骨骼的结构件和外围走线，成本较高、可靠性和安全性差，同时足底压力变化可以有效的实现“抬腿”主动意图识别，但是无法实现“收腿”主动意图识别。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种外骨骼机器人。有鉴于此，本技术提供了一种外骨骼机器人，包括：活动关节，活动关节包括可相对转动的连接环和安装架，安装架上设置有传感器安装槽，连接环上设置有与传感器安装槽相对应的压力部；传感器，嵌设于传感器安装槽，传感器的采集端与压力部相干涉，传感器用于采集连接环和安装架之间的扭力值。在该技术方案中，外骨骼机器人包括活动关节，活动关节包括可相对转动的连接环和安装架，活动关节具体对应于穿戴者的髋关节，外骨骼机器人还包括设置在活动关节处的传感器，传感器用于检测连接环和安装架之间的扭力值，进而根据扭力值识别穿戴者的行动主动意图，即识别用户的“抬腿”及“收腿”意图。传感器为压力传感器，安装架上设置有传感器安装槽，具体地，安装架为环形安装架，在环形安装架的外边缘上设置有凸出于环形安装架本体的传感器安装槽，传感器嵌设于传感器安装槽中，传感器的采集端朝向安装槽的开口方向。同时，连接环上设置有与传感器的采样端相干涉的压力部，具体地，在初始状态下，压力部远离传感器的采样端，在连接环与安装架发生相对运动时，压力部朝向传感器运动，直至压力部与传感器的采样端相接触，此时压力传感器开始读取连接环和安装架之间的扭力值。应用了本技术提供的技术方案，传感器设置于活动关节处，因此无需设置特制的压力鞋垫或压力鞋或压力板等，因此外骨骼机器人可以采用非全下肢结构，减少了下肢外骨骼的结构件和外围走线，降低了外骨骼机器人的成本，同时提高了外骨骼机器人的可靠性和安全性。同时，由于传感器设置于活动关节处，当穿戴者进行“抬腿”动作或“收腿”动作时，均可通过活动关节处的扭力判断用户的主动意图，进而针对性的进行扭矩补偿或停止扭矩补偿，提高了外骨骼机器人的助行效果和助行自由度。另外，本技术提供的上述技术方案中的外骨骼机器人还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，进一步地，外骨骼机器人还包括：框架结构，框架结构与连接环相连接；腿托，通过活动关节与框架结构转动相连，腿托的一端设置有安装部，安装部与安装架相连接。在该技术方案中，外骨骼机器人包括框架结构和腿托，腿托通过活动关节实现相对框架结构的摆动。其中，框架结构穿戴在用户的身体部分，具体穿戴在用户的腰背部，腿托通过绑带固定在用户的大腿上。具体地，框架结构与连接环相连接，腿托的一端设置有安装部，安装部具体为环形安装部，安装部与安装架相连接，通过连接环和安装架之间的相对转动实现腿托与框架结构的转动相连。在上述任一技术方案中，进一步地，传感器通过连接件嵌设于传感器安装槽，连接件的一端与传感器的采样端相接触，连接件的另一端能够在连接环的转动方向上与压力部相干涉。在该技术方案中，传感器通过连接设于传感器安装槽，连接件具体为紧固螺栓，紧固螺栓旋入传感器安装槽，将传感器固定在传感器安装槽中。同时，紧固螺栓的一端端面抵触至传感器的采样端，通过紧固螺栓的预紧力给予压力传感器一个初始压力值，当连接环相对安装架旋转，压力部朝向紧固螺栓的另一端运动，当压力部与紧固螺栓相抵触后，由于连接环的运动趋势，会给压力传感器进一步的压力，此时压力传感器可读取到连接环和安装架之间的扭力值，即活动关节的扭力值。在上述任一技术方案中，进一步地，外骨骼机器人还包括：驱动装置，驱动装置包括本体和可旋转的输出端，本体与框架结构相连接，输出端与安装架相连接，驱动装置用于驱动活动关节以使腿托相对框架结构摆动。在该技术方案中，外骨骼机器人还设置有驱动装置，驱动装置设置于活动关节处，用于驱动活动关节，以为用户髋关节提供扭矩补偿。具体地，驱动装置为电机，包括本体和可旋转的输出端，即电机的定子部分和转子部分。驱动装置的本体，即电机的定子部分与框架结构固定相连，驱动装置的输出端，即电机的转子部分与安装架固定相连，当电机输出扭矩时，电机的转子带动安装架旋转，此时安装架相对连接环转动，为用户关节提供扭矩补偿。在上述任一技术方案中，进一步地，驱动装置还包括：减速器，减速器分别与输出端和安装架相连接。在该技术方案中，驱动装置包括减速器，减速器分别与输出端和安装架相连接，设置减速器可以增加驱动装置的扭矩输出，同时避免活动关节转动速度过快给用户关节带来负担。在上述任一技术方案中，进一步地，框架结构包括：背板组件；腰部支架，腰部支架设置于背板组件的两侧，腰部支架可转动地与活动关节相连接。在该技术方案中，框架结构包括背板组件和腰部支架，腰部支架设置为两个，分别位于背板组件的两侧，为用户提供腰部支撑，同时腰部支架与活动关节相连接，且腰部支架与活动关节间具有一定的可转动量。在上述任一技术方案中，进一步地，连接环朝向腰部支架的一侧设置有沿活动关节转动方向延伸的打滑槽，外骨骼机器人还包括：打滑螺丝，打滑螺丝的一端可滑动地嵌设于打滑槽中，打滑螺丝的另一端与腰部支架相连接。在该技术方案中，连接环朝向腰部支架的一侧设置有沿活动关节转动方向延伸的打滑槽，腰部支架朝向活动关节的一侧上设置有打滑螺丝，打滑螺丝一端连接与腰部支架，另一端嵌设在打滑槽中，以实现活动关节和腰部支架的转动相连。具体地，外骨骼机器人可分为固定部和摆动部，其中固定部包括框架结构和驱动装置，固定部通过绑带结构穿戴于用户人体。摆动结构包括活关节和腿托，固定于用户腿部。在初始状态(即用户自然站立状态)下，打滑螺丝远离打滑槽中的卡位点。在用户抬腿时，用户的上身驱赶和固定部位置保持不变，随着用户腿部摆动，外骨骼机器人的摆动部同步摆动，此时打滑螺丝在打滑槽内沿着摆动方向移动，直至到达卡位点，由于卡位产生的力作用到了打滑连接环上，连接环与安装架之间产生相对滑动，进而使压力部在连接件上产生作用力，最终在传感器上才升对应的压力信号，即活动关节的扭力值。在上述任一技术方案中，进一步地，外骨骼机器人还包括：第一轴承，第一轴承设置于驱动装置的输出端和连接环之间；第二轴承，第二轴承设置于安装架和连接环之间。在该技术方案中，外骨骼机器人还包括第一轴承和第二轴承，第一轴承设置于驱动装置的输出端和连接环之间，作用于驱动装置输出端的转动。第二轴承设置于安装架和连接环之间，作用于连接环和安装架之间的相对转动，以辅助压力传感器检测扭力值。在上述任一技术方案中，进一步地，背板组件包括：背板，腰部支架与背板相连接；背垫，设置于背板朝向外骨骼机器人前进方向的一侧，背垫与背板相连接；安装部，安装部设置于背板上，安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外骨骼机器人，其特征在于，包括：/n活动关节，所述活动关节包括可相对转动的连接环和安装架，所述安装架上设置有传感器安装槽，所述连接环上设置有与所述传感器安装槽相对应的压力部；/n传感器，嵌设于所述传感器安装槽，所述传感器的采集端与所述压力部相干涉，所述传感器用于采集所述连接环和所述安装架之间的扭力值；/n其中，所述传感器设置为两个，两个所述传感器的采样端在所述活动关节的转动方向上相对设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼机器人，其特征在于，包括：
活动关节，所述活动关节包括可相对转动的连接环和安装架，所述安装架上设置有传感器安装槽，所述连接环上设置有与所述传感器安装槽相对应的压力部；
传感器，嵌设于所述传感器安装槽，所述传感器的采集端与所述压力部相干涉，所述传感器用于采集所述连接环和所述安装架之间的扭力值；
其中，所述传感器设置为两个，两个所述传感器的采样端在所述活动关节的转动方向上相对设置。


2.根据权利要求1所述的外骨骼机器人，其特征在于，还包括：
框架结构，所述框架结构与所述连接环相连接；
腿托，通过所述活动关节与所述框架结构转动相连，所述腿托的一端设置有安装部，所述安装部与所述安装架相连接。


3.根据权利要求1所述的外骨骼机器人，其特征在于，所述传感器通过连接件嵌设于所述传感器安装槽，所述连接件的一端与所述传感器的采样端相接触，所述连接件的另一端能够在所述连接环的转动方向上与所述压力部相干涉。


4.根据权利要求2所述的外骨骼机器人，其特征在于，还包括：
驱动装置，所述驱动装置包括本体和可旋转的输出端，所述本体与所述框架结构相连接，所述输出端与所述安装架相连接，所述驱动装置用于驱动所述活动关节以使所述腿托相对所述框架结构摆动。


5.根据权利要求4所述的外骨骼机器人，其特征在于，所述驱动装置还包括：
减速器，所述减速器分别与所述输出端和所述安装架相连接。


6.根据权利要求4所述的外骨骼...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐辉任，冯亚磊，李东坡，
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