一种位移-力反馈下肢有源外骨骼装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种位移

【技术实现步骤摘要】
一种位移
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力反馈下肢有源外骨骼装置


[0001]本专利技术涉及可穿戴外骨骼
，尤其涉及一种位移
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力反馈下肢有源外骨骼装置。

技术介绍

[0002]穿戴式助力外骨骼用于为人体关节动作提供助力，辅助人体运动，其在辅助医疗、单兵军事作战、重体力劳作等领域有着广泛的应用前景。
[0003]海军工程院校学报中公开的《能量辅助骨骼服NAEIES的开发》一文中采用的通过上肢摆动带动角度传感器使下肢进行移动存在着更高的局限性，遇到需要攀爬或者在营救任务转移被困民众等需要用双手的情况时，手臂上的角度传感器就很难再对下肢进行驱动。
[0004]南方医科大学公开的的《下肢外骨骼机器跟随系统研究》一文中采用的足底压力传感器进行预处理，再用倾角传感器对大腿进行检测的设计思路中，虽然在实验室有着较高的拟合程度，但是遇到凹凸不平的路面显然会让足底的应力传感器出现极大的干扰。
[0005]目前的外骨骼大多都只有对正前方的单自由度的检测，这种外骨骼难以满足大腿自由移动与满足复杂地形需要。而且很多有源外骨骼并不完全是独立于腿上的检测系统，在使用时容易受到多样的地形或因为其他功能而受到影响。目前的有源外骨骼对下肢的运动分析都是先让大腿带动外骨骼产生形变之后再对外骨骼产生的形变进行测量，这个问题必然会限制外骨骼往重型装备的发展。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种位移
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力反馈下肢有源外骨骼装置，以解决检测系统容易受到上肢动作或路面的干扰。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术所提出的一种位移
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力反馈下肢有源外骨骼装置，包括髋部组件、胯部组件、大腿组件、检测组件、膝关节组件、小腿组件、踝关节轴承和足部踏板；所述胯部组件分别对应转动连接在髋部组件左右两端前侧的底部；所述大腿组件的上端对应连接在胯部组件的内侧；所述大腿组件的下端通过膝关节组件与小腿组件的上端连接；所述小腿组件的下端通过踝关节轴承与足部踏板连接；所述检测组件分别对应设置在大腿组件和小腿组件的内侧。
[0009]进一步的，所述髋部组件包括外壳、电控盒、滑轨和滑块；所述滑轨横向固连在电控盒的前端面；所述外壳对应设置在电控盒和滑轨的外部；所述滑块分别对应设置在外壳的左右两侧；所述滑块均为L型结构，其一端穿过外壳后与滑轨对应滑动连接。
[0010]进一步的，所述胯部组件包括胯部壳、前后自由度轴承、内外自由度轴承、前后自由度电机和内外自由度电机；所述胯部壳的上端中部通过轴承与滑块前侧底部过盈配合；所述内外自由度电机分别设置在胯部壳的后侧中部，其输出端贯穿在胯部壳的前后两侧之
间；所述内外自由度电机输出端的前后两侧分别通过内外自由度轴承与胯部壳对应连接；所述前后自由度电机分别设置在胯部壳的内部并与内外自由度电机的输出端固连；所述大腿组件上端通过前后自由度轴承连接在胯部壳内侧并与前后自由度电机的输出端同轴固连。
[0011]进一步的，所述大腿组件包括第一限位件、第二限位件、测距线和定位卡槽；所述第一限位件的上端通过前后自由度轴承与胯部壳内侧转动连接并与前后自由度电机输出端同轴固连；所述定位卡槽对称固定在第一限位件下部的前后两侧；所述第二限位件对应竖向滑动连接在第一限位件内侧；所述测距线均布在第二限位件的侧壁上；所述第一限位件内部还安装有方波发射器。
[0012]进一步的，所述膝关节组件包括膝关节电机和膝关节轴承；所述小腿组件的上端与膝关节电机的输出端同轴固连；所述膝关节电机的输出端前侧穿过小腿组件的上端后通过膝关节轴承第二限位组件的下端同轴连接。
[0013]进一步的，所述小腿组件包括第三限位件和第四限位件；所述第三限位件的上端与膝关节电机的输出端同轴固连，且第三限位件下部的前后两侧也对称固定有定位卡槽；所述第四限位件对应竖向滑动连接在第三限位件的内侧；所述第四限位件的下端通过踝关节轴承与足部踏板转动连接。
[0014]进一步的，所述检测组件包括环形箍、卡块和直线位移传感器；所述环形箍的一侧设置有开口，开口的两端分别固连有与定位卡槽对应的卡块；所述环形箍分别通过卡块对应与第一限位件和第三限位件上的定位卡槽固连；所述直线位移传感器设置在环形箍的内圆周端面。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0016]1、本专利技术实现了多自由度的检测，可以让大腿自由移动满足复杂地形需要；
[0017]2、独立于腿上的检测系统，不会受到过多的外界干扰；
[0018]3、大腿只需要对检测模块产生形变之后即可驱动整个外骨骼，检测精度更高，而且能够使外骨骼承受更大更重的装备和搭载更大扭矩的电机。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0020]图2为图1中髋部组件的结构示意图；
[0021]图3为图1中胯部组件的结构示意图；
[0022]图4为图1中大腿组件的结构示意图；
[0023]图5为图1中检测组件的结构示意图；
[0024]图6为图1中膝关节组件的结构示意图；
[0025]图7为图1中踝关节轴承与小腿组件和足部踏板连接的结构示意图。
[0026]其中，附图标记：1
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髋部组件；2
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胯部组件；3
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大腿组件；4
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检测组件；5
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膝关节组件；6
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小腿组件；7
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踝关节轴承；8
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足部踏板；9
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外壳；10
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电控盒；11
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滑轨；12
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滑块；13
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胯部壳；14
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前后自由度轴承；15
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内外自由度轴承；16
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前后自由度电机；17
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内外自由度电机；18
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第一限位件；19
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第二限位件；20
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测距线；21
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定位卡槽；22
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膝关节电机；23
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膝关节轴承；24
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第三限位件；25
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第四限位件；26
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环形箍；27
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卡块；28
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直线位移传感器。
具体实施方式
[0027]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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0028]需要说明的是，在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位移
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力反馈下肢有源外骨骼装置，其特征在于：所述装置包括髋部组件、胯部组件、大腿组件、检测组件、膝关节组件、小腿组件、踝关节轴承和足部踏板；所述胯部组件分别对应转动连接在髋部组件左右两端前侧的底部；所述大腿组件的上端对应连接在胯部组件的内侧；所述大腿组件的下端通过膝关节组件与小腿组件的上端连接；所述小腿组件的下端通过踝关节轴承与足部踏板连接；所述检测组件分别对应设置在大腿组件和小腿组件的内侧。2.根据权利要求1所述的一种位移
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力反馈下肢有源外骨骼装置，其特征在于：所述髋部组件包括外壳、电控盒、滑轨和滑块；所述滑轨横向固连在电控盒的前端面；所述外壳对应设置在电控盒和滑轨的外部；所述滑块分别对应设置在外壳的左右两侧；所述滑块均为L型结构，其一端穿过外壳后与滑轨对应滑动连接。3.根据权利要求2所述的一种位移
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力反馈下肢有源外骨骼装置，其特征在于：所述胯部组件包括胯部壳、前后自由度轴承、内外自由度轴承、前后自由度电机和内外自由度电机；所述胯部壳的上端中部通过轴承与滑块前侧底部过盈配合；所述内外自由度电机分别设置在胯部壳的后侧中部，其输出端贯穿在胯部壳的前后两侧之间；所述内外自由度电机输出端的前后两侧分别通过内外自由度轴承与胯部壳对应连接；所述前后自由度电机分别设置在胯部壳的内部并与内外自由度电机的输出端固连；所述大腿组件上端通过前后自由度轴承连接在胯部壳内侧并与前后自由度电机的输出端同轴固连。4.根据权利要求3所述的一种位移
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【专利技术属性】
技术研发人员：方一帆，李小号，莫彤，林炳旭，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：