[发明专利]一种基于直线轴承的外骨骼大腿人机连接装置

说明书

本发明涉及一种基于直线轴承的外骨骼大腿人机连接装置，属于助力外骨骼穿戴机械技术领域，解决了现有外骨骼大腿与穿戴者大腿运动时产生较大交互力，影响外骨骼穿戴舒适性。本发明提供的基于直线轴承的外骨骼大腿人机连接装置，包括外骨骼大腿、安装板、卡紧件、直线轴承、绑带、固定件、第一弹性件、卡位板；安装板通过卡紧件贴合于外骨骼大腿上；直线轴承包括滑块和导轨，安装板与滑块可拆卸连接，滑块与导轨滑动连接；卡位板设于导轨外侧并与导轨可拆卸连接，绑带设于导轨和卡位板之间，弹性件确保滑块处于导轨轴向中间位置。外骨骼大腿和穿戴者大腿通过直线轴承可以产生轴向相对运动，使外骨骼大腿和穿戴者大腿之间交互力小，穿戴舒适性好。

技术领域

本发明涉及助力外骨骼穿戴机械技术领域，尤其涉及一种基于直线轴承的外骨骼大腿人机连接装置。

背景技术

外骨骼大腿和穿戴者大腿一般通过柔性绑带或半刚性绑带直接连接，外骨骼运动过程中，外骨骼大腿与穿戴者大腿因无法产生相对运动，而产生较大交互力，影响外骨骼的穿戴舒适性。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于直线轴承的外骨骼大腿人机连接装置，用以解决现有技术中外骨骼大腿和穿戴者大腿通过绑带连接时，外骨骼大腿与穿戴者大腿因无法产生相对运动，而产生较大交互力，影响外骨骼的穿戴舒适性的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本申请提供了一种基于直线轴承的外骨骼大腿人机连接装置，包括外骨骼大腿、安装板、卡紧件、直线轴承、绑带、固定件、第一弹性件、卡位板；安装板通过卡紧件贴合于外骨骼大腿上；直线轴承包括滑块和导轨，安装板与滑块可拆卸连接，滑块与导轨滑动连接；卡位板设于导轨外侧并与导轨可拆卸连接，绑带设于导轨和卡位板之间，固定件包括第一固定件和第二固定件，第一固定件设于导轨上端，第二固定件设于安装板上端，第一弹性件的两端分别与第一固定件和第二固定件连接；外骨骼大腿与穿戴者通过直线轴承能够产生轴向相对运动。

优选地，轴向相对运动包括轴向相对向下运动和轴向相对向上运动；

当穿戴者大腿抬起时，外骨骼大腿通过滑块和导轨产生轴向相对向下运动；当穿戴者大腿落下时，外骨骼大腿通过滑块和导轨产生轴向相对向上运动。

优选地，固定件还包括第三固定件和第四固定件，第三固定件设于安装板下端，第四固定件设于导轨下端，第三固定件和第四固定件之间连接有第二弹性件。

优选地，第二弹性件的弹性大于第一弹性件的弹性；第二弹性件与第一弹性件的弹性势能差用于补偿外骨骼大腿人机连接装置的重力势能。

优选地，卡紧件包括第一卡箍和第二卡箍，第一卡箍和第二卡箍结构相同，第一卡箍和第二卡箍分别设于外骨骼大腿的上端和下端；第一卡箍和第二卡箍均用于卡紧外骨骼大腿和安装板。

优选地，第一弹性件和第二弹性件分别设有第一拉压力传感器和第二拉压力传感器；第一拉压力传感器和第二拉压力传感器均用于测试外骨骼大腿与穿戴者大腿之间相对运动的作用力。

优选地，卡位板为压板，压板厚度小于3mm，压板边上设有倒圆角。

优选地，绑带与穿戴者大腿贴合位置设有棉贴；棉贴用于避免穿戴者大腿与压板直接接触。

优选地，绑带为半刚性绑带；半刚性绑带上设有调节孔和调节扣。

优选地，绑带为柔性绑带；柔性绑带上设有调节孔和调节扣。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出一种外骨骼人机连接装置，特别是一种基于直线轴承的外骨骼大腿人机连接装置，外骨骼大腿和穿戴者大腿通过直线轴承连接，外骨骼大腿和穿戴者大腿之间可以产生一定的轴向相对运动，外骨骼大腿和穿戴者大腿之间交互力小，穿戴舒适性好。