有源外骨骼机器人制造技术

本实用新型专利技术公开有源外骨骼机器人，涉及外骨骼技术领域，包括驱动盒、髋部组件、刚性腰带、髋关节组件、大腿组件、小腿组件和脚部组件；驱动盒设置于髋部组件上且位于人体后侧；刚性腰带设于髋部组件底部；髋关节组件设置于髋部组件与大腿组件之间；小腿组件设置于大腿组件和脚部组件之间；脚部组件与驱动盒传动连接；大腿组件和小腿组件上均设置有惯性测量元件，惯性测量元件与驱动盒电连接。外骨骼机器人可将负载重力传递至地面，减少人体受到的损伤。小腿与鞋底的锚点处产生主动拉力，减小下肢的人机作用力，缓解人体疲劳。大腿前侧设置拉带，能够平衡负载重力相对于髋关节产生向后的倾覆力矩，减少上肢肩部的人机作用力，减缓人体肩部的疲劳。人体肩部的疲劳。人体肩部的疲劳。

【技术实现步骤摘要】
有源外骨骼机器人


[0001]本技术涉及外骨骼
，特别是涉及有源外骨骼机器人。

技术介绍

[0002]外骨骼机器人是一种用于辅助运动或加强运动能力的穿戴式机械集成系统，主要应用于军事、医疗、物流、工厂作业等领域。从动力源来分，外骨骼机器人可以分为有源外骨骼机器人与无源外骨骼机器人。

技术实现思路

[0003]为解决以上技术问题，本技术提供有源外骨骼机器人，提供动力协助人体进行运动。
[0004]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0005]本技术提供有源外骨骼机器人，包括驱动盒、髋部组件、刚性腰带、髋关节组件、大腿组件、小腿组件和脚部组件；所述驱动盒设置于所述髋部组件上且位于人体后侧；所述刚性腰带设置于所述髋部组件底部；所述髋关节组件设置于所述髋部组件与所述大腿组件之间；所述小腿组件设置于所述大腿组件和所述脚部组件之间；所述脚部组件与所述驱动盒传动连接；所述大腿组件和所述小腿组件上均设置有惯性测量元件，所述惯性测量元件与所述驱动盒电连接；所述脚部组件后端设置有拉力传感元件，所述拉力传感元件与所述驱动盒电连接。
[0006]可选的，所述驱动盒内设置有电机、驱动板、控制板和惯性测量元件；所述电机设置于所述驱动盒两侧，所述电机与所述助力装置传动连接；所述电机与所述驱动板电连接，所述驱动板和所述惯性测量元件与所述控制板电连接。
[0007]可选的，所述脚部组件后端通过鲍登线与所述电机传动连接。
[0008]可选的，所述电机的动力输出轴上设置有一转轴，所述鲍登线一端与所述脚部组件的后端相连接，所述鲍登线另一端与所述转轴相连接。
[0009]可选的，所述脚部组件后端设置有拉力传感器，所述鲍登线的一端与所述拉力传感器相连接。
[0010]可选的，所述小腿组件包括小腿束板，所述小腿束板用于设置于人体小腿后部，所述鲍登线的导管通过一段弹力带与所述小腿束板相连接。
[0011]可选的，所述刚性腰带与所述大腿组件之间设置有弹力带。
[0012]可选的，所述刚性腰带前部设置有连接机构，所述连接机构包括连接壳、连接盖、防倒转盖、卷簧、连接轴、棘齿、棘轮、弹性件和电磁锁销；所述连接盖设置于所述连接壳一侧，所述防倒转盖设置于所述连接壳另一侧，所述防倒转盖内设置有容纳槽，所述容纳槽周围设置有防倒转卡槽，所述卷簧设置于所述连接轴一端并位于所述容纳槽内，所述卷簧的自由端设置于所述防倒转卡槽内；所述弹力带的一端与所述连接轴相连接；所述棘轮设置于所述连接轴另一端；所述棘齿的中部与所述连接盖可转动连接，所述棘齿的一端用于防
止所述棘轮倒转，所述棘齿另一端与所述电磁锁销的伸缩端可转动连接，所述弹性件设置于所述电磁锁销的伸缩端上并位于所述电磁锁销与所述棘齿之间。
[0013]本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0014]本技术中的有源外骨骼机器人，外骨骼机器人可以通过自身结构将负载重力传递至地面，人体仅需通过绑缚向外骨骼提供横向作用力以维持外骨骼的平衡，可以有效避免负载重力通过人体骨骼向地面的传递，减少人体受到的损伤。
[0015]小腿与鞋底的锚点处产生主动拉力，可以为人体平衡负重，为外骨骼提供辅助力矩，减小下肢的人机作用力，缓解人体疲劳。
[0016]大腿前侧设置拉带，能够平衡负载重力相对于髋关节产生向后的倾覆力矩，减少上肢肩部的人机作用力，减缓人体肩部的疲劳；大腿前侧拉带上端设有棘轮机构，通过电磁锁销进行释放与锁紧。在人体步态的不同时期，通过算法设置不同长度从事提供大小可控的平衡力矩，来平衡人体后侧负重时产生的倾覆力矩，达到重量的有效传递，从而减小人体的受力。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本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。
[0018]图1为本技术有源外骨骼机器人的结构示意图；
[0019]图2为本技术有源外骨骼机器人中髋部组件的结构示意图；
[0020]图3为本技术有源外骨骼机器人中髋部固定调节板的结构示意图；
[0021]图4为本技术有源外骨骼机器人中刚性腰带的结构示意图；
[0022]图5为本技术有源外骨骼机器人中腰带调节组件的结构示意图；
[0023]图6为本技术有源外骨骼机器人中腰带调节组件的另一视角的结构示意图；
[0024]图7为本技术有源外骨骼机器人中腰带调节活动板的结构示意图；
[0025]图8为本技术有源外骨骼机器人中腰带调节固定板的结构示意图；
[0026]图9为本技术有源外骨骼机器人中第六半圆柱形螺纹槽的结构示意图；
[0027]图10为本技术有源外骨骼机器人中调节座的结构示意图；
[0028]图11为本技术有源外骨骼机器人中髋关节组件的结构示意图；
[0029]图12为本技术有源外骨骼机器人中大腿组件的结构示意图；
[0030]图13为本技术有源外骨骼机器人中大腿调节构件的结构示意图；
[0031]图14为本技术有源外骨骼机器人中小腿组件和脚部组件的结构示意图。
[0032]附图标记说明：1、髋板；2、髋板调节机构；3、腰带调节组件；4、刚性腰带；5、髋关节组件；6、连接机构；7、大腿调节构件；8、大腿构件；9、小腿构件；10、小腿束板；11、拉力传感器；12、小腿调节构件；13、脚部组件；14、驱动盒；15、惯性测量元件；
[0033]61、弹力带；141、鲍登线；142、信号线；
[0034]01、第三限位槽；02、第三半圆柱形光槽；03、髋部调节孔；
[0035]21、背板；
[0036]211、第一半圆柱形螺纹槽；212、髋部束孔；
[0037]31、腰带调节固定板；32、腰带调节活动板；33、腰带连接座；34、第三调节螺栓；35、第五半圆柱形光槽；36、第六半圆柱螺纹槽；
[0038]41、绑缚块；42、固定块；43、连接块；
[0039]51、关节连接座；52、连接座；53、连接转轴；54、转动头；
[0040]541、限位块；542、转动轴；
[0041]71、竖直连接孔；72、转动限位部；73、插板；
[0042]81、手柄；82、齿板；83、连杆。
具体实施方式
[0043]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0044]如图1至14所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.有源外骨骼机器人，其特征在于，包括驱动盒、髋部组件、刚性腰带、髋关节组件、大腿组件、小腿组件和脚部组件；所述驱动盒设置于所述髋部组件上且位于人体后侧；所述刚性腰带设置于所述髋部组件底部；所述髋关节组件设置于所述髋部组件与所述大腿组件之间；所述小腿组件设置于所述大腿组件和所述脚部组件之间；所述脚部组件与所述驱动盒传动连接；所述大腿组件和所述小腿组件上均设置有惯性测量元件，所述惯性测量元件与所述驱动盒电连接；所述脚部组件后端设置有拉力传感元件，所述拉力传感元件与所述驱动盒电连接。2.根据权利要求1所述的有源外骨骼机器人，其特征在于，所述驱动盒内设置有电机、驱动板、控制板和惯性测量元件；所述电机设置于所述驱动盒两侧，所述电机与所述助力装置传动连接；所述电机与所述驱动板电连接，所述驱动板和所述惯性测量元件与所述控制板电连接。3.根据权利要求2所述的有源外骨骼机器人，其特征在于，所述脚部组件后端通过鲍登线与所述电机传动连接。4.根据权利要求3所述的有源外骨骼机器人，其特征在于，所述电机的动力输出轴上设置有一转轴，所述鲍登线一端与所述脚部组件的后端相连接，所述鲍登线另一端与所述转轴相连接。5.根据权利要求3所述的有源...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋遒志，刘亚丽，马勋举，江旭东，聂天星，魏占水，周长强，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：新型
国别省市：