一种多自由度仿生外骨骼本体结构制造技术

本发明专利技术公开了一种多自由度仿生外骨骼本体结构，包括髋部支撑机构、髋关节屈伸电机、大腿机构、小腿机构、脚底板、电池控制盒，髋部支撑机构下端一侧设有髋关节外展电机安装件，髋关节外展电机安装件通过转轴与旋转连接件连接，转轴与髋关节外展电机安装件之间安装有衬套轴承；通过髋部外展电机、髋关节屈伸电机、膝关节屈伸电机、踝侧直线电机以及踝后直线电机的配合使用，实现多自由度训练的效果，进而能够实现灵活多样的康复动作，从而大幅提高康复效率，且整个使用过程用户通过用户输入端进行指令输入，主控器将用户的指令下发给对应电机，从而完成相应的动作，使得整个操作过程简单便捷，便于相关用户进行使用。便于相关用户进行使用。便于相关用户进行使用。

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度仿生外骨骼本体结构


[0001]本专利技术涉及骨骼机器人
，具体涉及一种多自由度仿生外骨骼本体结构。

技术介绍

[0002]外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算，为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术；目前国内外均处于研发阶段，均致力于研发出功能强大且实用的外骨骼机器人，而在医疗领域中，外骨骼机器人的使用也越来越广泛，常用于患者的康复训练。
[0003]目前问世的外骨骼机器人，一部分自由度较少，其只针对个别关节进行设计，实现少量的踏步抬腿等动作，无法对使用者的整个下肢进行辅助和锻炼，具有较大的使用局限性；另一部分可辅助多关节的外骨骼机器人，并不具备大腿外展或原地转弯等功能，康复动作单一，无法实现机器人的独立行走，距离实现仿生步态有较大差距。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多自由度仿生外骨骼本体结构，通过设置髋部外展电机、髋关节屈伸电机、膝关节屈伸电机、踝侧直线电机以及踝后直线电机；以解决上述
技术介绍
中提出的现有的外骨骼机器人具有较大的使用局限性以及距离实现仿生步态有较大差距的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多自由度仿生外骨骼本体结构，包括髋部支撑机构、髋关节屈伸电机、大腿机构、小腿机构、脚底板、电池控制盒、控制手柄以及护具绑带，所述髋部支撑机构下端一侧设有髋关节外展电机安装件，所述髋关节外展电机安装件通过转轴与旋转连接件连接，所述转轴与髋关节外展电机安装件之间安装有衬套轴承，所述转轴与衬套轴承间通过锁紧螺丝连接，所述旋转连接件通过固定销与转轴固定连接；
[0006]所述髋部支撑机构下端另一侧设有髋部外展电机，所述髋部外展电机通过螺钉固定在髋关节外展电机安装件外部一侧，所述髋部外展电机输出轴一端通过联轴器与转轴连接。
[0007]优选的，所述髋关节屈伸电机位于旋转连接件上端，所述髋关节屈伸电机输出轴一端用过联轴器与大腿机构内部连接。
[0008]优选的，所述大腿机构下端设有膝关节屈伸电机，所述膝关节屈伸电机输出轴一端通过联轴器与小腿机构内部连接。
[0009]优选的，所述脚底板固定安装于踝关节部件下端，所述踝关节部件与小腿机构通过十字轴套连接。
[0010]优选的，所述踝关节部件一侧设有踝侧直线电机，所述踝关节部件另一侧设有踝后直线电机。
[0011]优选的，所述踝后直线电机上端连接有十字节，所述踝后直线电机通过第一销轴
固定安装于小腿机构另一侧，所述踝后直线电机下端设有球形轴承，所述踝关节部件内部开设有安装孔，所述球形轴承与安装孔匹配设置。
[0012]优选的，所述踝侧直线电机通过第二销轴固定安装于小腿机构外部一侧，所述踝侧直线电机下端设有轴承，所述轴承与踝关节转轴一端连接。
[0013]优选的，所述电池控制盒固定安装于髋部支撑机构外部一侧，所述髋部支撑机构外部另一侧设有控制手柄，所述控制手柄上端分别设有操纵杆以及显示屏。
[0014]优选的，所述护具绑带部分包括髋部护具以及腿部护具，所述髋部护具覆盖于髋部支撑机构内表面，所述髋部护具外部两侧设有髋部绑带，所述大腿机构内表面以及小腿机构内表面均覆盖有腿部护具，所述腿部护具两侧设有腿部绑带。
[0015]优选的，所述大腿机构以及小腿机构外部均设有腿部支撑机构，所述腿部支撑机构位于腿部护具外部。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术，本专利技术的有益效果是：
[0017]1、本专利技术中通过髋部外展电机、髋关节屈伸电机、膝关节屈伸电机、踝侧直线电机以及踝后直线电机的配合使用，实现了对患者的髋部、大腿、小腿以及脚踝在进行康复训练时，实现多自由度训练的效果，进而能够实现灵活多样的康复动作，从而大幅提高康复效率；
[0018]2、本专利技术通过主控器作为核心控制器与10个电机并行连接，从而实时读取电机的位置信息，进而在实际使用时，通过控制手柄上的显示屏与操纵杆进行通讯同时与用户进行图文交互，用户通过用户输入端进行指令输入，主控器将用户的指令下发给对应电机，从而完成相应的动作，整个操作过程简单便捷，便于相关用户进行使用。
附图说明
[0019]图1为本专利技术主体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术髋部外展电机连接结构示意图；
[0021]图3为本专利技术控制机构主体结构示意图；
[0022]图4为本专利技术小腿机构各部件爆炸图；
[0023]图5为本专利技术工作流程控制框图。
[0024]图中：1、髋部支撑机构；2、髋部外展电机；202、锁紧螺丝；203、转轴；204、衬套轴承；205、固定销；207、螺钉；3、髋关节屈伸电机；4、大腿机构；5、膝关节屈伸电机；6、小腿机构；7、踝侧直线电机；72、第二销轴；8、脚底板；11、踝后直线电机；112、第一销轴；113、球形轴承；115、十字节；12、腿部护具；13、腿部绑带；14、腿部支撑机构；15、髋部绑带；16、髋部护具；17、电池控制盒；18、控制手柄；19、操纵杆；20、显示屏；21、踝关节部件；22、十字轴套；23、踝关节转轴；24、旋转连接件；25、髋关节外展电机安装件。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术
保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1
[0027]本专利技术提供了如图1
‑
5所示的一种多自由度仿生外骨骼本体结构，包括髋部支撑机构1、髋关节屈伸电机3、大腿机构4、小腿机构6、脚底板8、电池控制盒17、控制手柄18以及护具绑带，髋部支撑机构1下端一侧设有髋关节外展电机安装件25，髋关节外展电机安装件25通过转轴203与旋转连接件24连接，转轴203与髋关节外展电机安装件25之间安装有衬套轴承204，转轴203与衬套轴承204间通过锁紧螺丝202连接，旋转连接件24通过固定销205与转轴203固定连接，实际进行髋部活动训练时，通过控制转轴203进行旋转，进而带动旋转连接件24进行转动，随即在旋转连接件24的转动下，带动旋转连接件24下端的大腿机构4进行外展旋转，即可实现使用者髋关节带动大腿的外展动作，以实现使用者对髋关节进行康复训练的效果。
[0028]髋部支撑机构1下端另一侧设有髋部外展电机2，髋部外展电机2通过螺钉207固定在髋关节外展电机安装件25外部一侧，髋部外展电机2输出轴一端通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多自由度仿生外骨骼本体结构，包括髋部支撑机构(1)、髋关节屈伸电机(3)、大腿机构(4)、小腿机构(6)、脚底板(8)、电池控制盒(17)、控制手柄(18)以及护具绑带，其特征在于：所述髋部支撑机构(1)下端一侧设有髋关节外展电机安装件(25)，所述髋关节外展电机安装件(25)通过转轴(203)与旋转连接件(24)连接，所述转轴(203)与髋关节外展电机安装件(25)之间安装有衬套轴承(204)，所述转轴(203)与衬套轴承(204)间通过锁紧螺丝(202)连接，所述旋转连接件(24)通过固定销(205)与转轴(203)固定连接；所述髋部支撑机构(1)下端另一侧设有髋部外展电机(2)，所述髋部外展电机(2)通过螺钉(207)固定在髋关节外展电机安装件(25)外部一侧，所述髋部外展电机(2)输出轴一端通过联轴器与转轴(203)连接。2.根据权利要求1所述的一种多自由度仿生外骨骼本体结构，其特征在于：所述髋关节屈伸电机(3)位于旋转连接件(24)上端，所述髋关节屈伸电机(3)输出轴一端用过联轴器与大腿机构(4)内部连接。3.根据权利要求1所述的一种多自由度仿生外骨骼本体结构，其特征在于：所述大腿机构(4)下端设有膝关节屈伸电机(5)，所述膝关节屈伸电机(5)输出轴一端通过联轴器与小腿机构(6)内部连接。4.根据权利要求1所述的一种多自由度仿生外骨骼本体结构，其特征在于：所述脚底板(8)固定安装于踝关节部件(21)下端，所述踝关节部件(21)与小腿机构(6)通过十字轴套(22)连接。5.根据权利要求4所述的一种多自由度仿生外骨骼本体结构，其特征在于：所述踝关节部件(21)一侧设有踝侧直线...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁成盼，李勇强，缪丰东，赵薇薇，万春利，邸霈，杨金宇，张宇婷，苏彬，陈芳，
申请(专利权)人：江苏省人民医院南京医科大学第一附属医院无锡美安雷克斯医疗机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：