[发明专利]一种基于钢丝驱动下肢穿戴增强型外骨骼机器人

说明书

本发明公开了一种基于钢丝驱动下肢穿戴增强型外骨骼机器人，包括背板基座、电池、髋关节驱动器和膝关节驱动器，所述背板基座一侧设置有电池。有益效果在于：本发明通过钢丝传动技术将整个动力机构缩小并集成到使用者的背部，缩小了关节处的结构，减小腿部机构的整体厚度，减小运动偏转惯量，同时取消了传统外骨骼设备在关节处安装的电机和减速单元，所有的动力通过钢丝传动技术到达各个驱动关节，从而使得设备小型化，轻量化，并提供更好的助力和跟随特性，使用者感受不到机器对人体的干扰，能够实时在步行，搬运过程中感受到外骨骼带来的助力效果，减少使用者的工作强度，改善工作舒适性和工作效率。

技术领域

本发明涉及工业自动化技术领域，本发明涉及一种基于钢丝驱动下肢穿戴增强型外骨骼机器人。

背景技术

在现如今的工业生产作业中，许多工人每天需要使用重型的工具或者物流行业中对一些物品进行搬运操作，弯腰操作等，长时间的重复和高强度的运动会导致工人疲劳，肌肉损伤等一系列安全和效率问题，目前同类企业一般采用伺服电机关节直接驱动的方法来完成外骨骼的设计，电机和减速器直接组合安装在关节处，导致腿部的外骨骼无法贴合使用者，结构厚度较大，运动偏转惯量很大，无法很好的实现力跟随和助力放大，影响外骨骼的运动性能，同时宽大的结构件导致使用者的体积增大，无法在狭小的空间内操作，无法进入常规的建筑物和工业环境。外骨骼的灵活性较差，另有一些产品采用气动动力设计，这样的设备需要压缩机提供起源，设备噪音较大，而且压缩机体积巨大，移动能力有限，较大的限制了外骨骼的机动性，气动系统的操作精度较低，管路布局较为宽松，不紧凑，空间占用体积较大，影响外骨骼的穿戴效果。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于钢丝驱动下肢穿戴增强型外骨骼机器人。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于钢丝驱动下肢穿戴增强型外骨骼机器人，包括背板基座、电池、髋关节驱动器和膝关节驱动器，所述背板基座一侧设置有电池，所述电池下方设置有所述髋关节驱动器，所述髋关节驱动器一侧设置有所述膝关节驱动器，所述髋关节驱动器下方设置有髋关节绝对位置单元，所述膝关节驱动器下方设置有膝关节绝对位置单元，所述背板基座下方设置有盆骨调整基座，所述盆骨调整基座下方设置有盆骨宽度调节锁定把手，所述盆骨宽度调节锁定把手下方设置有盆骨软包，所述髋关节驱动器和所述膝关节驱动器两侧均设置有转向滑轮一，所述转向滑轮一一侧设置有转向滑轮二，所述转向滑轮一之间设置有髋关节钢丝驱动链，所述转向滑轮二之间设置有钢丝转向结构件，所述转向滑轮二一侧设置有外侧滑轮二，所述外侧滑轮二一侧设置有髋关节外展内收转轴，所述外侧滑轮二下方设置有外侧滑轮一，所述外侧滑轮一一侧设置有髋关节屈伸伸展转轴，所述髋关节屈伸伸展转轴外围设置有膝关节驱动转向滑轮，所述膝关节驱动转向滑轮一侧设置有髋关节驱动定滑轮，所述髋关节驱动定滑轮一侧设置有髋关节外展内收结构，所述膝关节驱动转向滑轮上设置有膝关节驱动钢丝，所述膝关节驱动转向滑轮另一侧设置有髋关节，所述髋关节上设置有固定绑带二，所述固定绑带二上设置有髋关节力传感器，所述髋关节下端设置有膝关节，所述膝关节与所述髋关节之间设置有膝关节转轴，所述膝关节下方设置有小腿，所述小腿上设置有固定绑带一，所述固定绑带一上设置有膝关节力传感器，所述小腿侧壁上设置有膝关节定滑轮，所述膝关节定滑轮下方设置有脚踝固定器，所述脚踝固定器与所述小腿之间设置有踝关节弯曲伸展转轴，所述踝关节弯曲伸展转轴下方设置有踝关节内外翻转轴，所述脚踝固定器下方设置有足底效应器。

进一步的，所述髋关节驱动器以及所述膝关节驱动器与所述背板基座均通过螺钉连接，所述髋关节驱动器的型号为SRS-545SH，所述膝关节驱动器的型号为SRS-545SH。

进一步的，所述电池与所述背板基座通过卡槽连接，所述髋关节绝对位置单元以及所述膝关节绝对位置单元与所述背板基座均通过螺钉连接。

进一步的，所述盆骨调整基座与所述背板基座通过螺栓连接，所述盆骨宽度调节锁定把手与所述盆骨调整基座通过螺纹连接，所述盆骨软包与所述盆骨调整基座通过螺钉连接。