一种髋关节助力外骨骼机器人制造技术

技术编号:40265897 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-02 22:54
本技术适用于机器人技术领域,提供了一种髋关节助力外骨骼机器人,包括:后背靠板、大腿护板、大腿连接杆,所述后背靠板两侧通过螺纹孔安装有腰部内板,所述腰部内板下端对称安装有电机内板,所述电机内板外侧安装有直流伺服电机,提供助力所需驱动力;所述的直流伺服电机驱动轴处通过螺钉安装有电机驱动板,所述电机驱动板下端通过大号平头销轴安装有外展内收活动板。本技术通过背部护具、腰部护具和大腿护具的设置,通过背部绑带和腰部绑带与穿戴者的肩部和腰部进行固定,从而使得外骨骼和人体尽可能地贴合;本外骨骼腿部含有三个自由度,在蹲下、站起、行走过程中,可自适应调节位置,不会对人体产生干涉。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机器人领域,尤其涉及一种髋关节助力外骨骼机器人


技术介绍

1、外骨骼机器人是一种可穿戴在人体身体外部,并根据人体运动姿态或人脑意念,采用外部能源或便携式能源进行机械助力的主动式机械系统。这种装备在军事领域,可以使士兵携带更多的武器装备,增强士兵的运动能力,有效提高单兵的作战能力;在民用领域,可以广泛应用于登山、旅游、消防、救灾等需要背负沉重物资,而车辆又无法通行的情况;在医疗领域,外骨骼机器人还可以用于辅助残疾人、老年人行走,也可以帮助暂时丧失运动能力的患者进行机能恢复训练。因此,具有很广阔的应用前景。

2、现有的髋关节助力外骨骼机器人仍有诸多的不足。例如,虽然外骨骼能够帮助人体减轻承重负担,但是却容易因为机械结构无法灵活、稳定、贴身地与人体同构运动,续航能力不强、不能简单快速穿脱等问题,导致用户体验往往较差。且许多髋关节助力外骨骼在不同的作业场景下仅能提供一种恒定大小助力,助力效果不明显。


技术实现思路

1、技术目的:本技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的缺陷,提供一种穿戴式髋关节助力外骨骼机器人。

2、技术方案:为达到上述目的,本技术可采用如下技术方案:

3、一种髋关节助力外骨骼机器人,包括:后背靠板、大腿护板、大腿连接杆,所述后背靠板两侧通过螺纹孔安装有腰部内板,所述腰部内板下端对称安装有电机内板,所述电机内板外侧安装有直流伺服电机,提供助力所需驱动力;

4、所述的直流伺服电机驱动轴处通过螺钉安装有电机驱动板,所述电机驱动板下端通过大号平头销轴安装有外展内收活动板,所述外展内收活动板可围绕大号平头销轴旋转,所述外展内收活动板下端圆管套在大腿连接杆上;所述大腿连接杆上端通过螺纹安装有球头关节轴承;所述球头关节轴承通过小号平头销轴安装在大腿护板上,将直流伺服电机提供的扭住传递到大腿进行助力,所述大腿护板下端通过螺栓安装有大腿护具,所述直流伺服电机外侧通过螺钉安装有电机限位板,用来保证驱动电机的在电控失灵下的限位安全问题。

5、进一步地,所述的腰部内板外侧通过螺栓安装有腰部内板外壳,用来安装电控元件;所述腰部内板外壳上端安装有急停按钮和控制按钮,分别用来控制电机外骨骼的紧急停止以及启停/挡位切换;

6、进一步地,所述后背靠板后端通过螺栓安装有控制盒,且控制盒内包含电池、电池支架、后盖;

7、进一步地,所述后背靠板前端通过螺栓安装有腰部护具安装板,所述腰部护具安装板安装有腰部护具,其上有绑带,便于穿戴;

8、进一步地,所述后背靠板后端通过螺栓安装有后背钢支柱,所述后背钢支柱上端安装有传感器相关元件,包括传感器小固定板、吊环螺栓、平头销轴中、力传感器、传感器大固定板,所述传感器小固定板通过螺栓安装在后背钢支柱上端,所述力传感器通过螺纹与左右两吊环螺栓进行连接,左右两侧吊环螺栓通过中号平头销轴分别铰接在传感器小固定板、传感器大固定板上;两块后背护具安装板通过螺栓分别安装在传感器大固定板两侧,所述后背护具安装板通过螺栓与外骨骼的穿戴护具相连,所述传感器大固定板安装在背部护具上;

9、进一步地,所述腰部护具、大腿护具上均设有若干绑带。

10、进一步地,该髋关节助力外骨骼机器人为左右对称结构。

11、有益效果:

12、与现有技术相比,本技术具有以下优点:

13、1、本技术是一种髋关节助力外骨骼机器人,通过背部护具、腰部护具和大腿护具的设置,通过背部绑带和腰部绑带与穿戴者的肩部和腰部进行固定,从而使得外骨骼和人体尽可能地贴合;本外骨骼腿部含有三个自由度,在蹲下、站起、行走过程中,可自适应调节位置,不会对人体产生干涉;

14、2、腿部护具则负责将关节电机驱动模组提供的助力传递给人体大腿,在保证穿戴舒适的前提下尽可能提供更大的助力。本髋关节助力外骨骼含有力传感器,用于检测穿戴者搬运物品蹲下站起过程中背部力的变化,从而驱动直流伺服电机进行精准助力;

15、3、外骨骼安装有控制按钮,可调节直流伺服电机的输出扭矩,实现针对不同的作业场景切换小中大三种不同的助力模式;外骨骼后背靠板开有两排通孔与左右两侧的腰部内板进行装配时,可实现宽度调节,穿戴者可根据自身的体型对腰部内板的安装位置进行调整,使得关节电机的旋转中心与人体髋关节的旋转中心重合。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种髋关节助力外骨骼机器人,其特征在于,包括:后背靠板(10)、大腿护板(21)、大腿连接杆(24),所述后背靠板(10)两侧通过螺纹孔安装有腰部内板(19),所述腰部内板(19)下端对称安装有电机内板(6),所述电机内板(6)外侧安装有直流伺服电机(5),提供助力所需驱动力;

2.根据权利要求1所述的髋关节助力外骨骼机器人,其特征在于:所述的腰部内板(19)外侧通过螺栓安装有腰部内板外壳(9),用来安装电控元件;所述腰部内板外壳(9)上端安装有急停按钮(7)和控制按钮(8),分别用来控制电机外骨骼的紧急停止以及启停/挡位切换。

3.根据权利要求1所述的髋关节助力外骨骼机器人,其特征在于:所述后背靠板(10)后端通过螺栓安装有控制盒(11),且控制盒(11)内设置有电池支架(25),所述电池支架(25)内设置有电池(29),所述控制盒(11)背侧固定设置有后盖(12)。

4.根据权利要求3所述的髋关节助力外骨骼机器人,其特征在于:所述后背靠板(10)前端通过螺栓安装有腰部护具安装板(26),所述腰部护具安装板(26)安装有腰部护具(17),其上有腰部绑带(18)。

5.根据权利要求4所述的髋关节助力外骨骼机器人,其特征在于:所述后背靠板(10)后端通过螺栓安装有后背钢支柱(13),所述后背钢支柱(13)上端安装有传感器相关元件,包括:传感器小固定板(14)、吊环螺栓(27)、中号平头销轴(30)、力传感器(28)、传感器大固定板(15);

6.根据权利要求1-5任一项所述的髋关节助力外骨骼机器人,其特征在于:所述大腿护具(23)上均设有若干腿部绑带。

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【技术特征摘要】

1.一种髋关节助力外骨骼机器人,其特征在于,包括:后背靠板(10)、大腿护板(21)、大腿连接杆(24),所述后背靠板(10)两侧通过螺纹孔安装有腰部内板(19),所述腰部内板(19)下端对称安装有电机内板(6),所述电机内板(6)外侧安装有直流伺服电机(5),提供助力所需驱动力;

2.根据权利要求1所述的髋关节助力外骨骼机器人,其特征在于:所述的腰部内板(19)外侧通过螺栓安装有腰部内板外壳(9),用来安装电控元件;所述腰部内板外壳(9)上端安装有急停按钮(7)和控制按钮(8),分别用来控制电机外骨骼的紧急停止以及启停/挡位切换。

3.根据权利要求1所述的髋关节助力外骨骼机器人,其特征在于:所述后背靠板(10)后端通过螺栓安装有控制盒(11),且控制盒(11)内设置有电池支架(25)...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴青聪黎强陈柏常梅生陈映
申请(专利权)人:宁波锐康智能科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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