[发明专利]一种半被动轻量型下肢外骨骼

权利要求书

1.一种半被动轻量型下肢外骨骼，其特征在于，该下肢外骨骼包括腰部组件(A)以及一对分别设置在腰部组件(A)两端的下肢运动机构，所述的腰部组件(A)包括第一挡板(A1)以及与第一挡板(A1)铰接的第二挡板(A2)，两下肢运动机构分别与第一挡板(A1)、第二挡板(A2)相连，所述的下肢运动机构包括由上至下依次设置在腰部组件(A)上的髋关节驱动组件(B)、大腿组件(C)、膝关节组件(D)、小腿组件(E)及踝足组件(F)。

2.根据权利要求1所述的一种半被动轻量型下肢外骨骼，其特征在于，所述的第一挡板(A1)的一端设有第一连接板(A5)，该第一连接板(A5)上开设有轴孔(A7)，所述的第二挡板(A2)的一端设有第二连接板(A6)，该第二连接板(A6)上设有固定轴(A8)，所述的第一连接板(A5)与第二连接板(A6)之间设有分别与轴孔(A7)、固定轴(A8)相适配的轴承(A3)。

3.根据权利要求1所述的一种半被动轻量型下肢外骨骼，其特征在于，所述的髋关节驱动组件(B)包括固定盘(B1)、驱动杆(B2)、限位件(B3)、谐波减速器(B4)、无刷直流电机(B5)、髋关节磁铁(B7)及髋关节磁编码器(B8)，所述的固定盘(B1)与腰部组件(A)的端部固定连接，所述的限位件(B3)固定设置在固定盘(B1)上，所述的限位件(B3)及无刷直流电机(B5)分别位于谐波减速器(B4)的两侧，所述的驱动杆(B2)位于限位件(B3)与固定盘(B1)之间，所述的谐波减速器(B4)的柔轮分别与限位件(B3)、无刷直流电机(B5)固定连接，所述的谐波减速器(B4)的刚轮与驱动杆(B2)固定连接，所述的谐波减速器(B4)的波发生器与无刷直流电机(B5)的输出轴相连，所述的髋关节磁铁(B7)固定设置在驱动杆(B2)上，所述的髋关节磁编码器(B8)固定设置在固定盘(B1)上。

4.根据权利要求3所述的一种半被动轻量型下肢外骨骼，其特征在于，所述的大腿组件(C)包括大腿支杆(C2)、固定设置在大腿支杆(C2)上的大腿护箍(C3)、设置在大腿护箍(C3)上的大腿护带(C4)以及设置在大腿护带(C4)上的大腿护垫(C5)，所述的大腿支杆(C2)的顶端与驱动杆(B2)的底端铰接。

5.根据权利要求4所述的一种半被动轻量型下肢外骨骼，其特征在于，所述的大腿支杆(C2)的顶端设有转动件(C1)，该转动件(C1)与驱动杆(B2)的底端之间设有髋关节销轴(B9)，所述的大腿支杆(C2)通过髋关节销轴(B9)与驱动杆(B2)的底端铰接。

6.根据权利要求1所述的一种半被动轻量型下肢外骨骼，其特征在于，所述的膝关节组件(D)包括与大腿组件(C)的底端固定连接的股骨端(D1)以及与小腿组件(E)的顶端固定连接的胫骨端(D7)，所述的股骨端(D1)与胫骨端(D7)之间设有膝关节屈伸组件，所述的股骨端(D1)的底部与胫骨端(D7)的顶部通过膝关节屈伸组件铰接。

7.根据权利要求6所述的一种半被动轻量型下肢外骨骼，其特征在于，所述的膝关节屈伸组件包括线性制动器(D2)、扭力弹簧(D3)、心轴、分度轴(D6)、膝关节磁编码器(D4)及膝关节磁铁，所述的线性制动器(D2)、分度轴(D6)及膝关节磁编码器(D4)均固定设置在股骨端(D1)上，并且所述的线性制动器(D2)位于分度轴(D6)的上方，所述的膝关节磁铁位于分度轴(D6)的中心轴孔内，所述的心轴固定设置在胫骨端(D7)上，所述的扭力弹簧(D3)套设在心轴上，并且所述的扭力弹簧(D3)的一端与心轴固定连接，另一端与线性制动器(D2)固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种半被动轻量型下肢外骨骼，其特征在于，所述的小腿组件(E)包括设置在膝关节组件(D)底部的小腿支杆(E1)、固定设置在小腿支杆(E1)上的小腿护箍(E2)、设置在小腿护箍(E2)上的小腿护带(E3)以及设置在小腿护带(E3)上的小腿护垫(E4)。

9.根据权利要求1所述的一种半被动轻量型下肢外骨骼，其特征在于，所述的踝足组件(F)包括设置在小腿组件(E)底部的踝关节主体(F1)、设置在踝关节主体(F1)下方的脚板(F6)以及设置在踝关节主体(F1)与脚板(F6)之间的踝足连接件(F5)，所述的脚板(F6)通过踝足连接件(F5)与踝关节主体(F1)铰接。

10.根据权利要求9所述的一种半被动轻量型下肢外骨骼，其特征在于，所述的踝关节主体(F1)内并列设有开设有一对通孔，所述的通孔内设有储能组件，所述的储能组件包括插设在通孔顶部的限位螺钉(F2)以及沿通孔轴向移动设置在通孔内的移动件(F3)，该移动件(F3)与限位螺钉(F2)之间设有弹簧(F4)，所述的移动件(F3)的底端与踝足连接件(F5)相接触。