外骨骼制造技术

本实用新型专利技术提供了一种外骨骼。外骨骼包括大腿组件；膝关节驱动模组，膝关节驱动模组与大腿组件连接；连接部，连接部与膝关节驱动模组的输出端连接；小腿组件，小腿组件与连接部连接；其中，大腿组件和小腿组件中的至少一个可与穿戴者固定，膝关节驱动模组用于向大腿组件和小腿组件提供辅助力和阻力。这样设置的外骨骼结构具备主动驱动动力，使得外骨骼能够根据穿戴者的关节运动实现自适应调整，起到保护穿戴者关节的作用，有效地提高了穿戴者的使用感受。感受。感受。

【技术实现步骤摘要】
外骨骼


[0001]本技术涉及仿生关节设备
，具体而言，涉及一种外骨骼。

技术介绍

[0002]人体膝关节转动中心是随着转动角度变化的，而不是像机器人的转动关节一样沿固定转动轴心旋转。为了保证膝关节外骨骼与人体膝关节的匹配性，减少膝关节转动中心偏移，以及防止膝关节进一步收到伤害，现有技术中，部分膝关节外骨骼做了仿生膝关节转动中心的设计，例如，通过连杆的传动方式实现仿生膝关节的转动。但是现有技术中的仿生膝关节的设计均是无动力驱动的关节，仅能被动的保证关节转动轨迹。例如，现有技术中还采用绳传动或齿轮传动，实现改变转动中心的设计，但这一类仿生关节的设计也仅有被动转动功能，没有主动驱动动力，不能实现仿生关节与人体关节之间形成自适应动作，降低了用户的使用感受。

技术实现思路

[0003]本技术的主要目的在于提供一种外骨骼，以解决现有技术中的仿生关节不能实现自适应调整的问题。
[0004]为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种外骨骼，包括：大腿组件；膝关节驱动模组，膝关节驱动模组与大腿组件连接；连接部，连接部与膝关节驱动模组的输出端连接；小腿组件，小腿组件与连接部连接；其中，大腿组件和小腿组件中的至少一个可与穿戴者固定，膝关节驱动模组用于向大腿组件和小腿组件提供辅助力和阻力。
[0005]进一步地，大腿组件包括大腿连杆，大腿连杆与膝关节驱动模组连接，大腿连杆上设置有大腿绑带组件，大腿绑带组件包括第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件具有相连接的锁紧位置，以及第一连接件和第二连接件具有相互分离的解锁位置。
[0006]进一步地，第一连接件和第二连接件中至少一个为刚性结构件。
[0007]进一步地，第一连接件为刚性结构件，且第一连接件呈弧形结构，第一连接件的第一端与大腿连杆连接，第二连接件的第一端与大腿连杆连接，第二连接件的第二端与第一连接件的第二端可拆卸地连接，第一连接件和第二连接件位于锁紧位置时，第一连接件和第二连接件围设成环形结构。
[0008]进一步地，大腿绑带组件为多个，多个大腿绑带组件沿大腿连杆的长度方向间隔地设置。
[0009]进一步地，第一连接件和第二连接件中一个为刚性结构件，另一个为弹性结构件。
[0010]进一步地，大腿连杆靠近膝关节驱动模组的一端开设有避让通孔，连接部包括法兰，膝关节驱动模组的输出端通过避让通孔与法兰的一端连接，小腿组件与法兰的另一端可活动地连接，以使小腿组件可沿平行额状面的方向运动，膝关节驱动模组可驱动法兰带动小腿组件沿平行矢量面的方向运动。
[0011]进一步地，法兰包括：法兰本体，法兰本体的朝向膝关节驱动模组一侧的表面上设
置有至少一个限位凹槽，大腿连杆靠近膝关节驱动模组的一端的表面上设置有与限位凹槽相配合的限位块。
[0012]进一步地，限位凹槽为两个，两个限位凹槽沿法兰本体的径向方向对称地设置，且各限位凹槽为弧形，各限位凹槽沿避让通孔的周向延伸设置。
[0013]进一步地，法兰还包括：连接段，连接段的第一端与法兰本体的外周面连接，连接段的第二端与小腿组件铰接，连接段的第二端朝向膝关节驱动模组一侧弯折设置。
[0014]进一步地，连接段的第二端设置有连接凸耳，连接凸耳为两个，两个连接凸耳相对地设置，各连接凸耳上开设有轴孔，各轴孔内设置有滑动轴承，小腿组件通过连接件与滑动轴承连接。
[0015]进一步地，小腿组件包括：小腿连杆，小腿连杆的第一端与连接部铰接；小腿绑带组件，小腿绑带组件与小腿连杆的第二端活动地连接，小腿绑带组件沿小腿连杆的长度方向可滑动地设置，以及小腿绑带组件可相对小腿连杆做旋转运动。
[0016]进一步地，小腿绑带组件包括：导轨，导轨与小腿连杆连接，导轨沿小腿连杆的长度方向延伸设置；滑块，滑块与导轨连接，滑块沿导轨的长度方向可滑动地设置；轴承座，轴承座与滑块连接；轴承，轴承与轴承座连接；转轴，转轴与轴承连接，转轴的轴线方向垂直于滑块的滑动方向设置，转轴可绕转轴的轴线做圆周运动；小腿绑带，小腿绑带与转轴连接，小腿绑带用于与穿戴者固定。
[0017]进一步地，小腿绑带组件还包括轴承端盖，轴承端盖与转轴连接，小腿绑带包括：第三连接件，第三连接件的第一端与轴承端盖连接；第四连接件，第四连接件的第一端与轴承端盖连接，第四连接件的第二端与第三连接件的第二端可拆卸地连接。
[0018]进一步地，第三连接件和第四连接件中的一个为刚性结构件，第三连接件和第四连接件中的另一个为弹性结构件。
[0019]进一步地，第三连接件为刚性结构件，且第三连接件为弧形结构。
[0020]进一步地，小腿连杆的第二端的表面上设置有安装槽，导轨与安装槽的槽底连接，滑块在安装槽内可滑动地设置，其中，安装槽沿滑块滑动的方向具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁，其中，滑块朝向小腿连杆的第一端移动至第一极限点时，滑块与第一侧壁抵接，滑块沿远离小腿连杆的第一端的方向移动至第二极限点时，滑块与第二侧壁抵接。
[0021]进一步地，外骨骼包括：腰部绑带，大腿组件与腰部绑带连接，腰部绑带与穿戴者的腰部固定。
[0022]进一步地，腰部绑带为环形结构，大腿组件为两个，两个大腿组件均与腰部绑带连接，两个大腿组件相对地设置，膝关节驱动模组为两个，两个膝关节驱动模组与两个大腿组件一一对应地设置，连接部为两个，两个连接部分别与两个膝关节驱动模组连接，小腿组件为两个，两个小腿组件与两个连接部一一对应地设置。
[0023]进一步地，大腿组件包括大腿连杆和锁紧件，大腿连杆为多个，多个大腿连杆依次连接，多个大腿连杆中的至少一个相对其余的大腿连杆沿大腿连杆的长度方向可滑动地设置，当大腿连杆移动至预设位置时，通过锁紧件对大腿连杆进行锁紧，以改变多个大腿连杆的总长度。
[0024]进一步地，腰部绑带为柔性结构，腰部绑带具有第一连接端和第二连接端，第一连接端和第二连接端通过卡扣可拆卸地连接。
[0025]根据本技术的另一方面，提供了一种外骨骼，外骨骼为上述的外骨骼。其中，膝关节驱动模组包括安装座、电机、减速机和力矩传感器、控制器，安装座与大腿组件连接，电机与安装座连接，减速机与电机连接，电机的输出轴与连接部连接，力矩传感器、电机与控制器电性连接，力矩传感器用于感应大腿组件和小腿组件的受力信息，控制器根据受力信息控制电机的转速。
[0026]应用本技术的技术方案，通过设置膝关节驱动模组与大腿组件连接，膝关节驱动模组的输出端与连接部连接，且连接部与小腿组件连接，使得膝关节驱动模组能够向大腿组件和小腿组件提供辅助力和阻力。这样设置的外骨骼结构具备主动驱动动力，使得该外骨骼能够根据穿戴者的关节运动实现自适应调整，起到保护穿戴者关节的作用，有效地提高了穿戴者的使用感受。
附图说明
[0027]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼，其特征在于，包括：大腿组件(20)；膝关节驱动模组(30)，所述膝关节驱动模组(30)与所述大腿组件(20)连接；连接部(40)，所述连接部(40)与所述膝关节驱动模组(30)的输出端连接；小腿组件(50)，所述小腿组件(50)与所述连接部(40)连接；其中，所述大腿组件(20)和所述小腿组件(50)中的至少一个可与穿戴者固定，所述膝关节驱动模组(30)用于向所述大腿组件(20)和所述小腿组件(50)提供辅助力和阻力。2.根据权利要求1所述的外骨骼，其特征在于，所述大腿组件(20)包括大腿连杆(21)，所述大腿连杆(21)与所述膝关节驱动模组(30)连接，所述大腿连杆(21)上设置有大腿绑带组件(60)，所述大腿绑带组件(60)包括第一连接件(61)和第二连接件(62)，所述第一连接件(61)和所述第二连接件(62)具有相连接的锁紧位置，以及所述第一连接件(61)和所述第二连接件(62)具有相互分离的解锁位置。3.根据权利要求2所述的外骨骼，其特征在于，所述第一连接件(61)和所述第二连接件(62)中至少一个为刚性结构件。4.根据权利要求2所述的外骨骼，其特征在于，所述第一连接件(61)为刚性结构件，且所述第一连接件(61)呈弧形结构，所述第一连接件(61)的第一端与所述大腿连杆(21)连接，所述第二连接件(62)的第一端与所述大腿连杆(21)连接，所述第二连接件(62)的第二端与所述第一连接件(61)的第二端可拆卸地连接，所述第一连接件(61)和所述第二连接件(62)位于所述锁紧位置时，所述第一连接件(61)和所述第二连接件(62)围设成环形结构。5.根据权利要求2所述的外骨骼，其特征在于，所述大腿绑带组件(60)为多个，多个所述大腿绑带组件(60)沿所述大腿连杆(21)的长度方向间隔地设置。6.根据权利要求2所述的外骨骼，其特征在于，所述第一连接件(61)和所述第二连接件(62)中一个为刚性结构件，另一个为弹性结构件。7.根据权利要求2所述的外骨骼，其特征在于，所述大腿连杆(21)靠近所述膝关节驱动模组(30)的一端开设有避让通孔(211)，所述连接部(40)包括法兰(41)，所述膝关节驱动模组(30)的输出端通过所述避让通孔(211)与所述法兰(41)的一端连接，所述小腿组件(50)与所述法兰(41)的另一端可活动地连接，以使所述小腿组件(50)可沿平行额状面的方向运动，所述膝关节驱动模组(30)可驱动所述法兰(41)带动所述小腿组件(50)沿平行矢量面的方向运动。8.根据权利要求7所述的外骨骼，其特征在于，所述法兰(41)包括：法兰本体(411)，所述法兰本体(411)的朝向所述膝关节驱动模组(30)一侧的表面上设置有至少一个限位凹槽(412)，所述大腿连杆(21)靠近所述膝关节驱动模组(30)的一端的表面上设置有与所述限位凹槽(412)相配合的限位块(22)。9.根据权利要求8所述的外骨骼，其特征在于，所述限位凹槽(412)为两个，两个所述限位凹槽(412)沿所述法兰本体(411)的径向方向对称地设置，且各所述限位凹槽(412)为弧形，各所述限位凹槽(412)沿所述避让通孔(211)的周向延伸设置。10.根据权利要求8所述的外骨骼，其特征在于，所述法兰(41)还包括：连接段(42)，所述连接段(42)的第一端与所述法兰本体(411)的外周面连接，所述连接段(42)的第二端与所述小腿组件(50)铰接，所述连接段(42)的第二端朝向所述膝关节驱动
模组(30)一侧弯折设置。11.根据权利要求10所述的外骨骼，其特征在于，所述连接段(42)的第二端设置有连接凸耳(421)，所述连接凸耳(421)为两个，两个所述连接凸耳(421)相对地设置，各所述连接凸耳(421)上开设有轴孔(4211)，各所述轴孔(4211)内设置有滑动轴承(70)，所述小腿组件(50)通过连接件(80)与所述滑动轴承(70)连接。12.根据权利要求1所述的外骨骼，其特征在于，所述小腿组件(50)包括：小腿连杆(51)，所述小腿连杆(51)的第一端与所述连接部(40)铰接；小腿绑带组件(52)，所述小腿绑带组件(52)与所述小腿连杆(51)的第二端活动地连接，所述小腿绑带组件(52)沿所述小腿连杆(51)的长度方向可滑动地设置，以及所述小腿绑带组件(52)可相对所述小腿连杆(51)做旋转运动。13.根据权利要求12所述的外骨骼，其特征在于，所述小腿绑带组件(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建，关文江，齐关宇，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：