[发明专利]一种串并混联的下肢助力外骨骼

说明书

本发明涉及机构学领域，特别涉及一种串并混联的下肢助力外骨骼的设计。而本外骨骼发明的目的在于助力，以期望帮助力量弱的老年人实现长久的行走和站立。本发明采用了串并混联以及主动驱动和被动助力相结合的方法，在外骨骼构型上和驱动方式上进行了创新。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种串并混联的下肢助力外骨骼的设计。

背景技术

我国的老龄化呈现出基数大，增速快等特点，而老年群体面临着生理机能衰退和四肢灵活性下降等诸多问题，四肢力量衰退将对老年人的行走耐力以及速度造成不容忽视的影响。相比于残疾人，老年人具有完整的运动能力，目前市面上的外骨骼绝大部分针对丧失运动能力的人群，采用预编程控制电机转动，而本外骨骼发明的目的在于助力，以期望帮助力量弱的老年人实现长久的行走和站立。本发明采用了串并混联以及主动驱动和被动助力相结合的方法，在外骨骼构型上和驱动方式上进行了创新。

发明内容

本发明要解决的问题是研制一种串并混联的下肢助力外骨骼。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一款串并混联的下肢助力外骨骼，其包括三大部分：腰部平台，右下肢外骨骼组，左下肢外骨骼组。

其中，腰部平台由腰撑、滑槽和第一、第二滑块组成。腰撑上的滑动圆柱A和B穿过滑槽中部的两个通孔A和B，调节到合适位置后固定。第一滑块与右下肢外骨骼组的第一固定架固定连接，第二滑块与左下肢外骨骼组的第二固定架固定连接，它们共同可相对于滑槽滑动以适应人体髋部的宽窄。

右下肢外骨骼组的组成构件为：并联部分组件，自适应部分组件；其中并联部分组件的组成构件为：第一固定架，第一、第二液压上缸，第一第二液压下缸，护腿，第一、第二螺纹套，第一、第二螺纹杆，护腿平台。

并联部分组件的组成方式为：第一固定架与第一、第二液压上缸的一端通过虎克铰连接，第一、第二液压上缸的另一端分别与第一、第二液压下缸构成液压驱动系统；第一、第二液压下缸的底部为球铰，与护腿平台连接；护腿平台一侧的A、B、C孔分别与护腿的A、B、C孔通过螺钉固定连接，另一侧的D、E孔分别与第一、第二螺纹套的一端的A孔通过销连接；第一、第二螺纹套的另一端有螺纹孔B，分别与第一、第二螺纹杆的螺纹柱端形成螺纹连接，第一、第二螺纹杆的有孔端同心并同时穿过连接轴，护腿平台、第一第二螺纹套，第一第二螺纹杆共同构成稳定的三角形结构。

自适应部分组件的组成构件为：小腿滑道，第一、第二外套筒，脚底板，弹簧板，调节柱，扭簧，连杆，支撑弹簧，内管壁，棘轮，滑轮，第一、第二连杆，恒力弹簧，滑块，推拉杆，横向滑道，连接轴，第一、第二小滑块，连接销，支撑板，辨识弹簧，棘爪。

自适应部分组件与并联部分组件通过连接轴连接，连接轴采用键限制其自由转动；自适应部分组件的内部构成方式为：棘轮和滑轮通过连接轴同心连接，采用半圆键保持相对轴连接轴的固定，滑轮采用螺钉穿过其上的4个通孔固定在棘轮上；恒力弹簧有孔端固定在支撑板的圆柱凸起上，弹簧末端与滑轮固定连接；支撑板用螺栓螺母固定在横向滑道上；小腿滑道嵌入在横向滑道的中部方型凹槽中并用螺栓螺母穿过凹槽的A、B孔将两个零件固定；横向滑道在滑道两侧分别有第一、第二小滑块，第一小滑块与第二连杆的一端通过销连接，第二小滑块与第一连杆的一端通过销连接；第一连杆与第二连杆的另一端通过连接销同心连接安装到滑块的A孔上；第一、第二小滑块分别连接辨识弹簧两端；棘爪与小腿滑道顶部的孔通过销连接。