一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人制造技术

本申请提供一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，包括有：腰部支撑机构，穿戴在使用者躯干上，其上活动设有用于调节髋关节支撑机构之间相对距离的第一调节机构；髋关节支撑机构，连接设于所述第一调节机构两侧，其上设有髋关节柔性驱动器；膝关节外骨骼机构，其包括有可伸缩调节的大腿连杆组、可伸缩调节的小腿连杆组、以及连接设于大腿连杆组和小腿连杆组之间膝关节驱动器，所述大腿连杆组上端与所述髋关节支撑机构连接，所述大腿连杆组下端与所述小腿连杆组上端转动连接；踝关节外骨骼机构，相应连接设于所述小腿连杆组下端。与现有技术相比，本申请能够适应不同体型的人群使用，且具备柔性缓冲功能，能够与患者身体相贴合，增加患者使用舒适性。患者使用舒适性。患者使用舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人


[0001]本申请涉及医疗设备
，尤其涉及一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人。

技术介绍

[0002]医疗器械行业中的下肢康复外骨骼已经应用广泛，为了保证人体与外骨骼的灵活性和安全性，外骨骼的执行机构需要具备一定的柔性，目前，下肢康复外骨骼关节处的驱动器大多数为刚性机构，在使用过程中，会产生较大的冲击力，容易对使用者造成损害；且外骨骼的规格尺寸较为单一，有的还需要订制，不能满足不同身高体重人群的使用。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，能够适应不同体型的人群使用，且具备柔性缓冲功能，能够与患者身体相贴合，增加患者使用舒适性。
[0004]本申请是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，包括有：
[0006]腰部支撑机构，穿戴在使用者躯干上，其上活动设有用于调节髋关节支撑机构之间相对距离的第一调节机构；
[0007]髋关节支撑机构，连接设于所述第一调节机构两侧，其上设有髋关节柔性驱动器；
[0008]膝关节外骨骼机构，其包括有可伸缩调节的大腿连杆组、可伸缩调节的小腿连杆组、以及连接设于大腿连杆组和小腿连杆组之间膝关节驱动器，所述大腿连杆组上端与所述髋关节支撑机构连接，所述大腿连杆组下端与所述小腿连杆组上端转动连接；
[0009]踝关节外骨骼机构，相应连接设于所述小腿连杆组下端。
[0010]如上所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，所述髋关节支撑机构包括连接设于所述第一调节机构上的髋关节内固定板，以及连接设于该髋关节内固定板外侧的髋关节外固定板，所述髋关节内固定板与所述髋关节外固定板之间还活动设有弹性传动组，所述髋关节柔性驱动器安装设于所述髋关节外固定板外侧，所述髋关节外固定板上还转动设有用于连接髋关节柔性驱动器和弹性传动组的传动轴。
[0011]如上所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，所述髋关节柔性驱动器包括连接设于所述髋关节外固定板外侧的电机连接件，以及设于该电机连接件上的髋关节电机，所述髋关节电机输出端连接设有电机联轴器，所述电机联轴器内连接设有弹性元件，所述弹性元件与所述传动轴传动连接。
[0012]如上所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，所述弹性传动组包括连接设于所述髋关节内固定板和所述髋关节外固定板之间的齿轮传动组，以及连接设于该齿轮传动组上的扭簧组件，所述扭簧组件与所述髋关节外固定板之间还设有大腿连接件，所述传动轴穿过所述髋关节外固定板和大腿连接件与所述扭簧组件连接。
[0013]如上所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，所述齿轮传动组包括连接设于所述髋关节内固定板内的压盘、以及转动设于所述压盘与所述扭簧组件之间并相互啮合的第
一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮与所述髋关节外固定板之间还连接设有转轴，所述转轴位于所述髋关节外固定板外侧一端还设有第一调节旋钮，所述髋关节内固定板上还设有能锁紧所述第一齿轮的锁紧装置，所述扭簧组件包括连接设于所述第一齿轮上的扭簧固定外圈、转动设于该扭簧固定外圈内的扭簧固定内圈、以及设于扭簧固定外圈和扭簧固定内圈之间并分别与二者相连接的扭簧，所述大腿连接件与所述扭簧固定内圈相连接。
[0014]如上所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，所述大腿连杆组包括连接设于所述髋关节支撑机构上的膝关节大腿杆、滑动连接设于该膝关节大腿杆上的大腿伸缩连杆、以及调节并锁紧膝关节大腿杆与大腿伸缩连杆之间相对位置的第二调节旋钮，所述小腿连杆组包括与所述大腿伸缩连杆下端转动连接的小腿板和小腿板附件、滑动连接设于该小腿板上的小腿伸缩连杆、以及用于调节并锁紧小腿板与小腿伸缩连杆之间相对位置的第三调节旋钮，所述大腿伸缩连杆位于所述小腿板和小腿板附件之间，所述大腿伸缩连杆下端还设有滑轨，所述小腿板和小腿板附件之间还连接设有穿过该滑轨的膝关节小轴。
[0015]如上所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，所述膝关节驱动器包括转动所述大腿伸缩连杆上的小腿转轴、用于驱动所述小腿转轴转动的膝关节电机、以及连接设于所述小腿转轴和所述小腿板之间的膝连杆，所述大腿伸缩连杆、膝连杆、小腿板与小腿转轴之间形成四连杆机构。
[0016]如上所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，所述腰部支撑机构包括扣带组件，以及设于所述扣带组件上的背包组，所述背包组内还设有供电组件，所述第一调节机构设于所述背包组下端。
[0017]如上所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，所述第一调节机构包括设于所述背包组下端的腰部调节件，以及连接设于所述腰部调节件上的调节固定板，所述腰部调节件与调节固定板之间还设有用于调节二者之间相对位置关系的第四调节旋钮。
[0018]如上所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，所述踝关节外骨骼机构包括有依次由上往下设置的：
[0019]小腿杆，连接设于所述小腿连杆组下端；
[0020]脚踝铰链，转动连接设于所述小腿杆下端；
[0021]脚踝连接板，连接设于所述脚踝铰链下端；
[0022]脚踝固定板，滑动设于所述脚踝连接板上；
[0023]鞋底板，连接设于所述脚踝固定板下端。
[0024]与现有技术相比，本申请有如下优点：
[0025]1、穿戴时，根据患者的体型，可通过分别调节第一调节机构、大腿连杆组以及小腿连杆组的结构，来调节至合适的尺寸，能够适应不同体型人群。
[0026]2、采用髋关节柔性驱动器和扭簧组件的配合使用，使得驱动器的输出具备柔性效果同时可以降低功耗。
[0027]3、膝关节部位采用四连杆机构，膝关节电机位置更加靠近髋关节柔性驱动器，可以降低髋关节柔性驱动器功耗，且膝关节支撑机构转动轨迹模仿人体膝关节运动轨迹，能够避免人机关节错位。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，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。
[0029]图1为本申请实施例一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人的结构示意图之一。
[0030]图2为本申请实施例一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人的结构示意图之二。
[0031]图3为本申请实施例所述腰部支撑机构的结构分解图。
[0032]图4为本申请实施例所述髋关节支撑机构的结构分解图。
[0033]图5为本申请实施例所述膝关节支撑机构的结构分解图。
[0034]图6为本申请实施例所述踝关节支撑机构的结构分解图。
【具体实施方式】
[0035]为了使本申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0036]如图1至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，其特征在于，包括有：腰部支撑机构(1)，穿戴在使用者躯干上，其上活动设有用于调节髋关节支撑机构(2)之间相对距离的第一调节机构(10)；髋关节支撑机构(2)，连接设于所述第一调节机构(10)两侧，其上设有髋关节柔性驱动器(20)；膝关节外骨骼机构(3)，其包括有可伸缩调节的大腿连杆组(31)、可伸缩调节的小腿连杆组(32)、以及连接设于大腿连杆组(31)和小腿连杆组(32)之间膝关节驱动器(30)，所述大腿连杆组(31)上端与所述髋关节支撑机构(2)连接，所述大腿连杆组(31)下端与所述小腿连杆组(32)上端转动连接；踝关节外骨骼机构(4)，相应连接设于所述小腿连杆组(32)下端。2.根据权利要求1所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，其特征在于，所述髋关节支撑机构(2)包括连接设于所述第一调节机构(10)上的髋关节内固定板(21)，以及连接设于该髋关节内固定板(21)外侧的髋关节外固定板(22)，所述髋关节内固定板(21)与所述髋关节外固定板(22)之间还活动设有弹性传动组(23)，所述髋关节柔性驱动器(20)安装设于所述髋关节外固定板(22)外侧，所述髋关节外固定板(22)上还转动设有用于连接髋关节柔性驱动器(20)和弹性传动组(23)的传动轴(24)。3.根据权利要求2所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，其特征在于，所述髋关节柔性驱动器(20)包括连接设于所述髋关节外固定板(22)外侧的电机连接件(201)，以及设于该电机连接件(201)上的髋关节电机(202)，所述髋关节电机(202)输出端连接设有电机联轴器(203)，所述电机联轴器(203)内连接设有弹性元件(204)，所述弹性元件(204)与所述传动轴(24)传动连接。4.根据权利要求2所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，其特征在于，所述弹性传动组(23)包括连接设于所述髋关节内固定板(21)和所述髋关节外固定板(22)之间的齿轮传动组(231)，以及连接设于该齿轮传动组(231)上的扭簧组件(232)，所述扭簧组件(232)与所述髋关节外固定板(22)之间还设有大腿连接件(233)，所述传动轴(24)穿过所述髋关节外固定板(22)和大腿连接件(233)与所述扭簧组件(232)连接。5.根据权利要求4所述的一种穿戴式下肢助行外骨骼机器人，其特征在于，所述齿轮传动组(231)包括连接设于所述髋关节内固定板(21)内的压盘(2311)、以及转动设于所述压盘(2311)与所述扭簧组件(232)之间并相互啮合的第一齿轮(2312)和第二齿轮(2313)，所述第二齿轮(2313)与所述髋关节外固定板(22)之间还连接设有转轴(2314)，所述转轴(2314)位于所述髋关节外固定板(22)外侧一端还设有第一调节旋钮(2315)，所述髋关节内固定板(21)上还设有能锁紧所述第一齿轮(2312)的锁紧装置(2316)，所述扭簧组件(232)包括连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙亿，郭贺骁，蔡志斌，王英杰，
申请(专利权)人：东北大学佛山研究生创新学院，
类型：发明
国别省市：