一种模块化背负式柔性下肢外骨骼装置制造方法及图纸

技术编号:41101657 阅读:39 留言:0更新日期:2024-04-25 13:57
本申请提供一种模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,应用于机器人设备技术领域,该装置包括:一体式背包、外置式可拆卸驱动模块和内嵌式可拆卸控制模块,背包包括上盖、卡槽和背包壳,背包壳内部固定安装控制模块,上盖为翻盖式设置于背包壳上部,背包壳两侧卡槽用于固定安装驱动模块;驱动模块的驱动器通过柔性皮带向下肢外骨骼关节提供辅助力矩;控制模块获取运动数据,并根据运动数据计算外骨骼的扭矩控制数据,以及将扭矩控制数据传输至驱动模块,最后由驱动器向下肢外骨骼关节提供对应的辅助力矩。通过模块化设计的外骨骼装置,各个部件之间不容易发生移动,穿戴舒适性好,以及能够稳定、准确地进行力矩、位移控制。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及机器人设备,具体涉及一种模块化背负式柔性下肢外骨骼装置


技术介绍

1、外骨骼,是一种人造装备,安装在使用者身体表面的骨骼机器人。相较于传统外骨骼,柔性下肢外骨骼舍弃刚性结构件,多采用背包式主体、绳索驱动与绑缚固定相结合结构,实现柔性的驱动与穿戴。由于缺少刚性结构支撑,需要将电源、控制和驱动系统置于背包并靠近人体质心,以减少惯性负载,实现使用者与外骨骼系统的协同运动,减少使用者新陈代谢,并提高柔性外骨骼的实用性。此外,根据不同的应用场景和使用者形体的差异,外骨骼需要可调整的驱动布局和辅助力矩。因此,需要外骨骼系统有较高的集成度、穿戴的便携性与可调整的结构。

2、现有柔性下肢外骨骼的结构:外骨骼将电源和控制系统放置于背包内部,驱动器采用绷带绑缚于背包外侧。驱动绳索一端固定在驱动器的滑轮上,另一端根据需求,可分别固定绑缚在下肢髋关节下侧、膝关节下侧或踝关节末端,在步行中对不同关节提供辅助力矩。由于柔性外骨骼采用日用的背包进行背负,背包内部的零部件在穿戴者运动时会产生滑移,干扰运动;而且驱动器绑缚在背包上无法完全固定,在传递驱动力矩时会发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,其特征在于,包括:一体式背包(1)、外置式可拆卸驱动模块(2)和内嵌式可拆卸控制模块(3),驱动模块(2)设置于背包(1)的两侧,控制模块(3)内嵌于背包(1),控制模块(3)与驱动模块(2)数据通信连接;

2.根据权利要求1所述的模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,其特征在于,上盖(11)与背包壳(14)之间通过平行转轴(12)连接,使得上盖(11)绕平行转轴(12)旋转实现翻盖式的打开和盖合;

3.根据权利要求2所述的模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,其特征在于,上盖(11)的两侧设置有弹性片(111),弹性片(111)用于在...

【技术特征摘要】

1.一种模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,其特征在于,包括:一体式背包(1)、外置式可拆卸驱动模块(2)和内嵌式可拆卸控制模块(3),驱动模块(2)设置于背包(1)的两侧,控制模块(3)内嵌于背包(1),控制模块(3)与驱动模块(2)数据通信连接;

2.根据权利要求1所述的模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,其特征在于,上盖(11)与背包壳(14)之间通过平行转轴(12)连接,使得上盖(11)绕平行转轴(12)旋转实现翻盖式的打开和盖合;

3.根据权利要求2所述的模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,其特征在于,上盖(11)的两侧设置有弹性片(111),弹性片(111)用于在上盖(11)和背包壳(14)之间的打开或闭合过程的缓冲;

4.根据权利要求1所述的模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,其特征在于,背包壳(14)的两侧面设置为直立面(141),且在直立面(141)的两侧设置有斜拉加强筋(142),卡槽(15)设置为第一l形结构件,第一l形结构件的第一臂与所述直立面平行固定设置,第一l形结构件的第二臂用于可拆卸固定安装驱动模块(2),以及第一l形结构件的两端固定与所述斜拉加强筋固定连接。

5.根据权利要求4所述的模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,其特征在于,第一l形结构件的第一臂与所述直立面之间按预设距离平行固定设置;肋板(23)包括第二l形结构件,第二l形结构件的第一臂伸入第一l形结构件的第一臂与所述直立面之间的平行空隙,第二l形结构件的第二臂承托于第一l形结构件的第二臂上,且第二l形结构件的第二臂与第一l形结构件的第二臂进行可拆卸固定安装。

6.根据权利要求1所述的模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,其特征在于,肋板(23)包括固定板(231)和第一套筒(232);其中,固定板(231)用于与卡槽(15)进行可拆卸固定安装,固定板(231)与第一套筒(232)之间可拆卸固定连接,且固定板(231)上设置有多个安装孔,以基于不同位置的安装孔实现固定板(231)与第一套筒(232)之间的不同可拆卸固定连接,使得不同的可拆卸固定连接中,固定板(231)中用于连接到卡槽(15)的远端远离第一套筒(232)的距离不同。

7.根据权利要求1所述的模块化背负式柔性下肢外骨骼装置,其特征在于,驱动器包括控制器(22)、电机(24)、第二套筒(25)和皮带轮(28);其中;控制器(22)固定安装在肋板(23)的第一端外侧,控制器(22)的信号线穿过肋板(23)内部与电机(24)电连接,第二套筒(25)与肋板(23)的第二端外...

【专利技术属性】
技术研发人员:阎凌云修豪华许君莎杨皓森魏宇阳
申请(专利权)人:上海应用技术大学
类型:发明
国别省市:

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