[发明专利]腰部外骨骼机器人

说明书

腰部外骨骼机器人，包括背部支撑装置、髋部连接装置、腿部储能装置及顶腿装置，背部支撑装置与髋部连接装置中部固定连接，髋部连接装置的两端部与腿部储能装置固定连接，腿部储能装置与顶腿装置固定连接，背部支撑装置可贴合地穿戴于人体的背部，极大地改善了人体穿戴的舒适性，穿戴步骤简单，操作简单快捷，腿部储能装置采用曲柄滑块机构结合弹簧的设计方式，完成对用户穿戴外骨骼弯腰时的能量储存后，当人体从弯腰状态向站立状态转换时，弹簧储存的能量能够逆向地经过曲柄滑块机构传递到背部支撑装置，结构简单且助力效果佳，顶腿装置可以很好地贴合于人体的大腿，保证用户穿戴的舒适性，具有结构精简、灵活性高的特点。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种腰部外骨骼机器人。

背景技术

外骨骼机器人是一种仿人体的生理构造、可穿戴，且协同穿戴者运动的同时辅助穿戴者的机械装置。随着科学技术的发展，外骨骼机器人在军事和民用等领域有着更加广阔的应用前景，已经成为当前各国在机器人领域的研究重点。

现有的腰部外骨骼机器人采用胸部支撑装置的形式，即将支撑装置放置在人体的胸前，这种设计方式导致用户穿戴腰部外骨骼工作时，胸部受到较大的挤压力，穿戴的舒适性较差，运动的灵活性较低。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种腰部外骨骼机器人，能够很大程度地改善人体穿戴外骨骼后的舒适性，提高运动的灵活性，具有结构精简、灵活性高、穿戴舒适且简单快捷的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

腰部外骨骼机器人，包括背部支撑装置、髋部连接装置、腿部储能装置及顶腿装置，背部支撑装置与髋部连接装置中部固定连接，髋部连接装置的两端部与腿部储能装置铰接，腿部储能装置与顶腿装置固定连接；

所述背部支撑装置包括符合人体工学的背板，两根背带的端部分别固定在背板的内侧面，两根背带之间固定连接有带卡扣的腰带，背板的外侧面下部固定有背部伸缩外杆固定块，背部伸缩外杆穿过背部伸缩外杆固定块内部固定，可伸缩的背部伸缩内杆的一端插入背部伸缩外杆内，另一端与髋部连接装置的髋部上接头固定连接；

所述髋部连接装置包括髋部上接头，髋部上接头与髋部伸缩内杆固定连接，髋部伸缩外杆套在髋部伸缩内杆上，髋部伸缩外杆与髋部下接头的一端固定连接，髋部下接头的另一端与腿部储能装置的腿部连接杆铰接；

所述腿部储能装置包括绑带，绑带的两端固定在内侧板上形成筒状，内侧板、外侧板、底板、外壳上、外壳下固定连接构成盒体，腿部连接杆与位于盒体内的曲柄固定连接，曲柄与圆柱销、连杆铰接，圆柱销的两端分别与外侧板、内侧板连接，连杆与滑块铰接，滑块下方固结有弹簧限位块，滑块和弹簧限位块套在导杆上并与其滑动连接，弹簧限位块的固定连接压缩弹簧的一端，压缩弹簧的另一端固定在下固定块上，下固定块与底板固定连接，长直杆的一端与下固定块固定连接，长直杆的另一端与顶腿装置相连；

所述顶腿装置包括竖直拐杆，竖直拐杆的一端与长直杆固定连接，竖直拐杆的另一端与水平拐杆固定连接，水平拐杆与水平直杆固定连接，水平直杆固定在与人体大腿曲面相适应的腿部支撑块上。

所述背部伸缩内杆与背部伸缩外杆上均设有螺孔，背部伸缩内杆与背部伸缩外杆之间通过螺栓或者卡扣调节固结位置。

所述背板上固定有背垫。

所述髋部伸缩外杆与髋部伸缩内杆上均设有螺孔，髋部伸缩外杆与髋部伸缩内杆之间通过螺栓或者卡扣来调节固结位置。

所述外侧板与内侧板之间固定连接有用于增强结构稳定性的顶柱。

所述外侧板与内侧板之间固定连接有用于增强结构稳定性的支撑块。

所述底板固定连接有用于限制导杆的运动的上固定块。