一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人，辅助行走装置技术领域，包括腰部，所述腰部两端分别与左腿机构和右腿机构连接，左腿机构和右腿机构结构相同，均包括髋关节，所述髋关节一端与腰部连接，另一端与大腿伸缩连杆一端连接，大腿伸缩连杆另一端与膝关节一端连接，膝关节另一端依次通过小腿伸缩连杆与踝关节连接，踝关节与脚部连接，大腿伸缩连杆和小腿伸缩连杆顶部均安装有腿部绑带。通过伸缩连杆调节绳的伸长与缩短带动伸缩上连杆和伸缩下连杆对弹簧进行压缩或被弹簧撑离，从而实现下肢整体的伸长与缩短，解决了现有下肢外骨骼靠丝杠或者拆卸螺栓螺母而实现伸缩的问题。该装置具有患者能够自行穿戴的功能，且具有操作简单，省时省力的优势。省时省力的优势。省时省力的优势。
【技术实现步骤摘要】
一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人
[0001]本专利技术属于辅助行走装置
，具体涉及一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人。
技术介绍
[0002]外骨骼机器人技术是一门迅速发展的机器人技术，是机器人领域的重点发展方向与应用方向。
[0003]由于脑卒中，偏瘫等患者数量的大幅度增长，在外骨骼机器人技术中，康复外骨骼机器人的研究热度近年来大幅度提升，且各研究机构、高校等投入资金逐年增长，这是因为下肢外骨骼机器人对于上述机能损伤患者而言有着较好的治疗效果，患者可通过其实现主动或被动训练，最终获得较好的治疗效果与治疗体验。
[0004]虽然下肢外骨骼机器人对于患者有着较好的治疗效果，但目前对于患者穿戴舒适性以及协调性的重视仍有不足，究其原因是现有的下肢外骨骼机器人研究人员较多考虑的是其控制方式以及内部控制程序，对于患者身材体型考虑较少，皆是取大众平均身材作为假想对象进行开发设计，所以如何根据不同的穿戴对象设计出一款能够满足不同对象腿部长度的下肢外骨骼机器人显得尤其重要，也是外骨骼机器人领域亟待解决的问题。
[0005]现有下肢外骨骼机器人调节结构大多为机械结构，且需要手动调节，整个穿戴以及调节过程极为复杂繁琐，需要专业人员进行辅助操作，且耗时较长。这就造成患者本人无法独立进行穿戴，对于患者的穿戴舒适性以及治疗心理都会造成一定程度的影响。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人，该装置可以通过伸缩连杆调节绳的伸长与缩短带动伸缩上连杆和伸缩下连杆对弹簧进行压缩或被弹簧撑离，从而实现下肢整体的伸长与缩短，解决了现有下肢外骨骼靠丝杠或者拆卸螺栓螺母而实现伸缩的问题。该装置实现了患者能够自行穿戴，具有操作简单，省时省力的优势。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人，包括腰部，所述腰部两端分别与左腿机构和右腿机构连接，所述左腿机构和右腿机构结构相同，均包括髋关节，所述髋关节一端与腰部连接，另一端与大腿伸缩连杆一端连接，大腿伸缩连杆另一端与膝关节一端连接，膝关节另一端依次通过小腿伸缩连杆与踝关节连接，踝关节与脚部连接，所述大腿伸缩连杆和小腿伸缩连杆顶部均安装有腿部绑带。
[0009]所述大腿伸缩连杆和小腿伸缩连杆结构相同，均包括上伸缩杆外壳，所述上伸缩杆外壳底部与下伸缩杆外壳顶部套装连接，下伸缩杆外壳内同轴安装有伸缩下连杆，且伸缩下连杆与下伸缩杆外壳底部通过螺纹连接，上伸缩杆外壳内同轴安装有底部套装在伸缩下连杆上的伸缩上连杆，且伸缩上连杆与上伸缩杆外壳顶部通过螺纹连接，在所述伸缩上连杆和伸缩下连杆上套装有弹簧，弹簧两端分别通过伸缩上连杆和伸缩下连杆上的凸台限
位，通过弹簧的弹力的作用保持相对位置，伸缩上连杆顶部内置有离合驱动电机，用于调节圆柱齿轮花键位置，伸缩上连杆顶部外侧固定套装有由橡胶材料制成的腿部绑带，伸缩连杆调节绳端部固定在伸缩下连杆内腔底部。
[0010]所述髋关节和膝关节结构相同，均包括盘式电机，所述盘式电机的输出轴与谐波减速器连接，谐波减速器端面通过螺栓与连接件后端面固定安装，谐波减速器的输出端通过螺栓固定安装于连接件内腔的主轴上，且主轴与盘式电机的输出轴同轴设置，所述连接件前端的竖向连接板与主轴之间安装有轴承，所述主轴上套装有圆柱齿轮花键，圆柱齿轮花键与驱绳零件之间的主轴上套装有回位弹簧，圆柱齿轮花键上套装有端面螺纹盘和圆柱驱动零件，且端面螺纹盘与驱动零件通过滑动轴承连接，所述驱动零件后端主轴上套装有封盖，所述驱动零件和连接件对应设置的端面上均开设有限位槽，限位块一端位于驱动零件的限位槽内，另一端位于连接件的限位槽内且通过螺栓固定安装在连接件上，圆柱齿轮花键前端的主轴上通过轴承安装有驱绳零件，驱绳零件的滑道内滑动安装有滑块，滑块顶端安装有第一滑轮，滑块底端与端面螺纹盘上的螺旋轮齿配合，驱绳零件靠近主轴一侧安装有第二滑轮，伸缩连杆调节绳穿过导块上的伸缩连杆调节绳穿绳孔并通过第二滑轮和第一滑轮改变方向后，从导块上的另一个伸缩连杆调节绳穿绳孔导出与伸缩下连杆内腔底部固定，离合驱动绳一端与离合驱动电机的输出轴连接，离合驱动绳的另一端通过依次穿过导块和驱绳零件的离合驱动绳穿绳孔后安装在圆柱齿轮花键的凹槽内，所述驱绳零件和驱绳零件外圆处安装有位于连接件内侧的塑料外壳，驱绳零件前端主轴上套装有端板，端板通过螺栓固定安装在驱绳零件上。
[0011]所述踝关节包括盘式电机，所述盘式电机的输出轴与谐波减速器连接，谐波减速器壳体前端通过螺栓固定安装有踝部连接件，谐波减速器的输出端通过螺栓与踝部主轴后端固定，且踝部连接件套装在踝部主轴上，踝部主轴的前端通过轴承与踝部连接件前端的竖向连接板转动连接，所述踝部连接件的圆盘部分前端开设有踝部限位槽，且在踝部限位槽内通过螺栓固定安装有踝部限位块，踝部限位块以竖向连接板为对称中心对称设置，所述踝部主轴前端底部一体成型有踝部转动板，踝部转动板通过轴销与轴销连接板一端转动安装，轴销连接板另一端通过螺栓固定安装在脚部。
[0012]所述驱绳零件包括中心处带有凸起的圆盘，圆盘一端边缘处与圆环体一体成型，圆盘中心处加工有沉头孔，沉头孔的小孔处设置有轴承限位板，沉头孔的大孔用于与回位弹簧配合，圆盘另一端沿周向加工有滑道，滑道两个侧壁上设置有用于与滑块两端导槽配合的导轨，相邻滑道之间的圆盘上靠近边缘处设置有用于安装端板的凸台，靠近离合驱动电机一侧的相邻滑道之间的圆盘上不设置镂空且开设有离合驱动绳穿绳孔，且在其上端面边缘处安装有导块，导块后部的圆盘上对称安装有第二导轮，其余相邻滑道之间的圆盘上加工有镂空，且在靠近中心处一侧安装有第二导轮。
[0013]本专利技术的技术效果为：
[0014]1、该装置可以通过伸缩连杆调节绳的伸长与缩短带动伸缩上连杆和伸缩下连杆对弹簧进行压缩或被弹簧撑离，从而实现下肢整体的伸长与缩短，解决了现有下肢外骨骼靠丝杠或者拆卸螺栓螺母而实现伸缩的问题。该装置实现了患者能够自行穿戴，具有操作简单，省时省力的优势。
[0015]2、该装置的调节机构可以通过圆柱齿轮花键实现类似离合的效果，从而实现端面
螺纹盘的驱动和关节转动功能的实时切换，并且设计十分紧凑，解决了现有下肢外骨骼调节机构复杂冗余的问题。
[0016]3、该装置通过端面螺纹盘驱动滑块滑轮移动进而实现伸缩连杆调节绳伸长缩短的工作方式为调节机构节省了大量的空间，且绳驱的工作方式大幅提高了调节机构的可靠性，减少了机构的工作噪音。
附图说明
[0017]图1本专利技术一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人示意图；
[0018]图2本专利技术一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人的髋关节调节机构示意图；
[0019]图3本专利技术一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人的髋关节调节机构剖视图；
[0020]图4本专利技术一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人的踝关节调节机构示意图；
[0021]图5本专利技术一种内置自长度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人，其特征在于，包括腰部，所述腰部两端分别与左腿机构和右腿机构连接，所述左腿机构和右腿机构结构相同，均包括髋关节，所述髋关节一端与腰部连接，另一端与大腿伸缩连杆一端连接，大腿伸缩连杆另一端与膝关节一端连接，膝关节另一端依次通过小腿伸缩连杆与踝关节连接，踝关节与脚部连接，所述大腿伸缩连杆和小腿伸缩连杆顶部均安装有腿部绑带。2.根据权利要求1所述的一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人，其特征在于：所述大腿伸缩连杆和小腿伸缩连杆结构相同，均包括上伸缩杆外壳，所述上伸缩杆外壳底部与下伸缩杆外壳顶部套装连接，下伸缩杆外壳内同轴安装有伸缩下连杆，且伸缩下连杆与下伸缩杆外壳底部通过螺纹连接，上伸缩杆外壳内同轴安装有底部套装在伸缩下连杆上的伸缩上连杆，且伸缩上连杆与上伸缩杆外壳顶部通过螺纹连接，在所述伸缩上连杆和伸缩下连杆上套装有弹簧，弹簧两端分别通过伸缩上连杆和伸缩下连杆上的凸台限位，通过弹簧的弹力的作用保持相对位置，伸缩上连杆顶部内置有离合驱动电机，用于调节圆柱齿轮花键位置，伸缩上连杆顶部外侧固定套装有由橡胶材料制成的腿部绑带，伸缩连杆调节绳端部固定在伸缩下连杆内腔底部。3.根据权利要求1所述的一种内置自长度调节控制的外骨骼机器人，其特征在于：所述髋关节和膝关节结构相同，均包括盘式电机，所述盘式电机的输出轴与谐波减速器连接，谐波减速器端面通过螺栓与连接件后端面固定安装，谐波减速器的输出端通过螺栓固定安装于连接件内腔的主轴上，且主轴与盘式电机的输出轴同轴设置，所述连接件前端的竖向连接板与主轴之间安装有轴承，所述主轴上套装有圆柱齿轮花键，圆柱齿轮花键与驱绳零件之间的主轴上套装有回位弹簧，圆柱齿轮花键上套装有端面螺纹盘和圆柱驱动零件，且端面螺纹盘与驱动零件通过滑动轴承连接，所述驱动零件后端主轴上套装有封盖，所述驱动零件和连接件对应设置的端面上均开设有限位槽，限位块一端位于驱动零件的限位槽内，另一端位于连接件的限位槽内且通过螺栓固定安装在连接件上，圆柱齿轮花键前端的主轴上通过轴承安装有...
【专利技术属性】
技术研发人员：丛佩超，张欣，李文彬，龙耀祖，石电顶，陈熙来，万东宝，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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