外骨骼穿戴机构制造技术

本发明专利技术公开一种外骨骼穿戴机构，涉及外骨骼机器人技术领域，包括：用于与外骨骼机器人连接的基座、与基座转动连接的柔性臂以及用于驱动柔性臂运动的绳体；基座上设有直线驱动装置，柔性臂包括若干个依次通过转轴可转动地相连接的连杆，位于柔性臂第一端的连杆通过转轴与基座可转动连接，绳体第一端与位于柔性臂第二端的连杆连接，连杆上设有用于使绳体换向的导向结构，绳体第二端交替绕过转轴与导向结构后与直线驱动装置连接，还包括用于使各个连杆复位的弹性件。如此设置，本发明专利技术提供的外骨骼穿戴机构能够有效地解决现有技术中外骨骼穿戴机构对人体肢体适应性差、预紧力大、佩戴不舒适的问题。舒适的问题。舒适的问题。

【技术实现步骤摘要】
外骨骼穿戴机构


[0001]本专利技术涉及外骨骼机器人
，特别是涉及一种外骨骼穿戴机构。

技术介绍

[0002]外骨骼机器人可以穿戴在运动障碍患者的肢体上并向关节提供辅助力。外骨骼机器人上通常需要设置外骨骼穿戴机构以将患者的肢体与外骨骼机器人进行固定。现有技术中的外骨骼穿戴机构通常包括两个半环形的夹板以及尼龙搭扣，使用时，利用两个半环形的夹板将患者的肢体包裹再利用尼龙搭扣勒紧两个半环形的夹板，以完成对患者肢体的固定。但是，夹板与人体肢体的适应性并不好，不能兼容不同的患者群体，并且为了保证外骨骼运动控制精度，在穿戴时必须给尼龙搭扣施加较大的预紧力，严重地影响了穿戴舒适度。因此，提供一种对患者肢体的适应更好，无须过大的夹紧力，并且佩戴更加舒适的外骨骼穿戴机构。

技术实现思路

[0003]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种对患者肢体的适应更好，无须过大的夹紧力，并且佩戴更加舒适的外骨骼穿戴机构。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]本专利技术提供一种外骨骼穿戴机构，包括：用于与外骨骼机器人连接的基座、与所述基座转动连接的柔性臂以及用于驱动所述柔性臂运动的绳体；所述基座上设有直线驱动装置，所述柔性臂包括若干个依次通过转轴可转动地相连接的连杆，位于所述柔性臂第一端的所述连杆通过转轴与所述基座可转动连接，所述绳体第一端与位于所述柔性臂第二端的所述连杆连接，所述连杆上设有用于使所述绳体换向的导向结构，所述绳体第二端交替绕过所述转轴与所述导向结构后与所述直线驱动装置连接，还包括用于使各个所述连杆复位的弹性件。
[0006]进一步地，所述柔性臂的数量为至少一组、每组包括两个分别位于所述基座两侧的所述柔性臂。
[0007]进一步地，所述直线驱动装置包括设置于所述基座上的滑槽、可滑动地设置于所述滑槽内的滑块以及用于驱动所述滑块滑动的驱动机构，所述绳体第二端与所述滑块连接。
[0008]进一步地，所述直线驱动装置的数量与所述柔性臂的组数相同，各个所述滑块上均设有导槽，同一组中两个所述柔性臂的两个所述绳体的第二端相连接且置于所述导槽内。
[0009]进一步地，所述驱动机构包括与所述基座转动连接的丝杠，所述丝杠与所述滑块螺纹配合。
[0010]进一步地，所述驱动机构还包括设置于所述基座上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述丝杠传动连接。
[0011]进一步地，所述柔性臂包括通过近端转轴与所述基座转动连接的近端连杆、通过中间转轴与所述近端转轴转动连接的中间连杆以及通过远端转轴与所述中间转轴转动连接的远端连杆。
[0012]进一步地，所述近端连杆、所述中间连杆以及所述远端连杆中间部分均设有缝隙以供所述绳体穿过。
[0013]进一步地，所述近端转轴、所述中间转轴以及所述远端转轴的中间部分均设有环形槽以用于使所述绳体绕过，所述近端转轴、所述中间转轴以及所述远端转轴的环形槽均位于相应的所述缝隙内。
[0014]进一步地，所述远端连杆、所述中间连杆均设有所述导向结构，所述导向结构为与所述远端连杆或所述中间连杆转动连接的换向轴，各个所述换向轴中间部分均设有供所述绳体绕过的环形槽，各所述换向轴的环形槽均为位于相应的所述缝隙内。
[0015]进一步地，所述弹性件为扭簧，所述扭簧第一端与所述基座或者所述连杆连接，第二端与其它的所述连杆连接。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]本专利技术的一种外骨骼穿戴机构，包括：用于与外骨骼机器人连接的基座、与基座转动连接的柔性臂以及用于驱动柔性臂运动的绳体；基座上设有直线驱动装置，柔性臂包括若干个依次通过转轴可转动地相连接的连杆，位于柔性臂第一端的连杆通过转轴与基座可转动连接，绳体第一端与位于柔性臂第二端的连杆连接，连杆上设有用于使绳体换向的导向结构，绳体第二端交替绕过转轴与导向结构后与直线驱动装置连接，还包括用于使各个连杆复位的弹性件。
[0018]使用时，将患者肢体放置于靠近柔性臂，通过拉紧绳体，绳体收紧带动各个连杆绕相应的转轴转动以逐渐收拢，从而将患者的肢体进行包络，最终达到将患者的肢体进行固定的效果。使用完毕后，放松绳体，则在弹性件的作用下，各个连杆绕对应的转轴反向转动，使柔性臂呈现张开的效果，以松开患者的肢体。实际上，柔性臂是一个欠驱动机构，通过欠驱动机构对穿戴者肢体进行固定，基于欠驱动机构自适应性强的特点，可以在穿戴过程中自动适应不同粗细的肢体完成包络固定，并提供稳定持续的预紧力，因此不会因为肌肉变形而影响穿戴机构对手臂的贴合度，也不会出现局部压迫和受力集中。其次，外骨骼穿戴机构对穿戴者手臂的固定并非封闭式，柔性臂作为一个开链结构，末端留有足够的空隙供手臂的血液流通，这些空隙可对应人体上肢动脉所经过的位置，因此长时间穿戴不会导致手臂缺血。
[0019]如此设置，本专利技术提供的外骨骼穿戴机构能够有效地解决现有技术中外骨骼穿戴机构对人体肢体适应性差、预紧力大、佩戴不舒适的问题。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例中外骨骼穿戴机构的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例中外骨骼穿戴机构的其他角度示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例中外骨骼穿戴机构的原理示意图；
[0024]图4为本专利技术实施例中直线驱动装置的结构示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例中丝杠与滑块的结构示意图；
[0026]图6为本专利技术实施例中柔性臂的结构示意图；
[0027]图7为本专利技术实施例中柔性臂的爆炸视图。
[0028]附图标记说明：1、基座；2、绳体；3、滑块；4、丝杠；5、导槽；6、近端转轴；7、近端连杆；8、中间转轴；9、中间连杆；10、远端转轴；11、远端连杆；12、换向轴；13、扭簧；14、卡块。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0031]参考图1
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7所示，本专利技术实施例中提供的一种外骨骼穿戴机构包括基座1、柔性臂以及绳体2。其中，基座1用于与外骨骼机器人相连接。例如，基座1可以通过螺钉等紧固的方式与外骨骼机器人相连接。其中，柔性臂与基座1可转动地相连接。其中，绳体2用于驱动柔性臂运动。基座1上还设有直线驱动装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼穿戴机构，其特征在于，包括：用于与外骨骼机器人连接的基座、与所述基座转动连接的柔性臂以及用于驱动所述柔性臂运动的绳体；所述基座上设有直线驱动装置，所述柔性臂包括若干个依次通过转轴可转动地相连接的连杆，位于所述柔性臂第一端的所述连杆通过转轴与所述基座可转动连接，所述绳体第一端与位于所述柔性臂第二端的所述连杆连接，所述连杆上设有用于使所述绳体换向的导向结构，所述绳体第二端交替绕过所述转轴与所述导向结构后与所述直线驱动装置连接，还包括用于使各个所述连杆复位的弹性件。2.根据权利要求1所述的外骨骼穿戴机构，其特征在于，所述柔性臂的数量为至少一组、且每组包括两个分别位于所述基座两侧的所述柔性臂。3.根据权利要求2所述的外骨骼穿戴机构，其特征在于，所述直线驱动装置包括设置于所述基座上的滑槽、可滑动地设置于所述滑槽内的滑块以及用于驱动所述滑块滑动的驱动机构，所述绳体第二端与所述滑块连接。4.根据权利要求3所述的外骨骼穿戴机构，其特征在于，所述直线驱动装置的数量与所述柔性臂的组数相同，各个所述滑块上均设有导槽，同一组中两个所述柔性臂的两个所述绳体的第二端相连接且置于所述导槽内。5.根据权利要求3所述的外骨骼穿戴机构，其特征在于，所述驱动机构包括与所述基座转动连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建斌，徐晨阳，陈伟海，王建华，刘敬猛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：