[发明专利]一种轻型离合式助力外骨骼装置及其控制方法

权利要求书

1.一种轻型离合式助力外骨骼装置，其特征在于：包括背架（1）、腰部机构（2）和两组腿脚机构，腰部机构（2）与背架（1）底部转动相连，两组腿脚机构对称设置在腰部机构（2）两端，通过转动连接；所述腿脚机构包括自上向下依次固连的髋关节（3）、膝关节（4）、踝关节（5）和足部（6），其中髋关节（3）顶部与腰部机构（2）转动相连；

所述髋关节（3）包括髋轴向固定件（301）、髋上连接件（302）、髋主离合片（303）、髋复位簧（304）、髋从离合片（305）、髋滚针轴承（306）、髋下连接件（307）、髋电磁吸盘（308）、髋扭簧（309）和髋固定壳（310）；髋上连接件（302）包括髋第一圆柱体和J形连接板，J形连接板的底端开有腰连接圆孔，通过腰连接圆孔与腰部机构（2）转动连接，J形连接板的顶端固连在髋第一圆柱体的侧壁上，连接处设有髋扭簧固定孔，髋第一圆柱体的一端中心开有髋齿槽，髋齿槽外圈开有髋环形凹槽，另一端开有髋轴向固定通孔；髋主离合片（303）的顶面设置有髋第一环状牙形齿，中心设置有髋吸磁圆柱，髋吸磁圆柱四周设置有髋圆环凹槽，髋主离合片（303）侧壁设置有髋第一矩形齿，嵌入髋第一圆柱体的髋齿槽内；髋复位簧（304）套在髋吸磁圆柱上，一端嵌入髋圆环凹槽中；髋从离合片（305）外壁上设置有髋第二矩形齿，一个端面设置有髋第二环状牙形齿，另一端面上设置有均布螺纹孔；髋下连接件（307）包括髋L形连接件和髋圆环，髋圆环侧壁固连在髋L形连接件的顶部，髋圆环的一端面上设置有髋矩形凹槽，另一端面上设有均布沉头孔，髋L形连接件末端设置有髋半圆槽，髋半圆槽两侧设置有螺纹孔，髋L形连接件的拐角处附近设置有髋轴向连接螺纹孔，髋L形连接件底端开有髋矩形槽孔，底端侧面设置有两块髋夹紧片，两髋夹紧片上分别开有沉头孔及螺纹孔；髋从离合片（305）通过髋第二矩形齿及髋矩形凹槽，嵌入髋圆环内，并通过螺钉固定；髋滚针轴承（306）套在髋圆环上，并嵌在髋环形凹槽内，径向固定髋下连接件（307）；髋电磁吸盘（308）嵌在髋圆环中间，磁性一端与髋从离合片（305）的端面接触；髋轴向固定件（301）上端设置有髋突出圆柱，嵌入髋上连接件（302）的髋轴向固定通孔中，下端设置有髋轴向连接孔，通过螺钉穿过髋轴向连接孔、髋轴向连接螺纹孔与髋下连接件（307）固连，将髋上连接件（302）、髋主离合片（303）、髋复位簧（304）、髋从离合片（305）、髋滚针轴承（306）夹在中间；髋扭簧（309）套在髋L形连接件及髋第一圆柱的外壁上，髋扭簧（309）的一端嵌入髋半圆槽内，另一端插入髋扭簧固定孔，髋固定壳（310）中间开有三个髋固定孔，通过螺钉穿过髋固定孔，分别与髋下连接件（307）及髋电磁吸盘（308）固连，并固定髋扭簧（309）；膝关节（4）的一端插入髋矩形槽孔中，并通过髋夹紧片夹紧固定。

2.根据权利要求1所述的轻型离合式助力外骨骼装置，其特征在于：所述背架（1）包括连接架（104）、控制电池盒（107）、置物板（108）、吸磁螺钉（109）、辅助吸磁片（110）、五个脊柱体（101）、四根第一连接轴（102）、第二连接轴（103）、第三连接轴（105）和第四连接轴（106）；脊柱体（101）呈Y型，上端设有贯穿两臂的第一通孔，下端设有第二通孔；通过四根第一连接轴（102）将五个脊柱体（101）依次串联，其中第一连接轴（102）穿过上一个脊柱体（101）的第二通孔和其下方脊柱体（101）的第一通孔；连接架（104）上端部开有第一连接槽，最下方的脊柱体（101）的下端设置在第一连接槽内，第二连接轴（103）穿过第一连接槽与脊柱体（101）的第二通孔，使得脊柱体（101）与连接架（104）转动连接；连接架（104）下部侧面设有连接凸块，置物板（108）的底端开有第二连接槽，连接架（104）的凸块与第二连接槽配合，第四连接轴（106）穿过凸块与第二连接槽，使得置物板（108）与连接架（104）转动连接；置物板（108）的顶端设置有螺钉安装孔，吸磁螺钉（109）通过螺钉安装孔与置物板（108）固连；控制电池盒（107）固连在连接架（104）的背面，控制电池盒（107）背面上嵌有辅助吸磁片（110）；连接架（104）的底部开有矩形槽，矩形槽上开有腰连接通孔，腰部机构（2）放置于矩形槽内，并利用第三连接轴（105）穿过腰连接通孔，使得连接架（104）与腰部机构（2）转动相连。