[发明专利]一种可轮腿两用的下肢外骨骼有效

专利信息
申请号: 201910582953.6 申请日: 2019-07-01
公开(公告)号: CN110393656B 公开(公告)日: 2021-05-11
发明(设计)人: 王兴松;程伟;杜峰坡 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: A61H3/00 分类号: A61H3/00;A61H3/04
代理公司: 南京众联专利代理有限公司 32206 代理人: 许小莉
地址: 210096 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 可轮腿 两用 下肢 骨骼
【说明书】:

发明公开了一种可轮腿两用的下肢外骨骼。本发明包括轴对称设置的两组外骨骼机构,所述两组外骨骼机构通过设于中间的髋板连接,所述每组外骨骼机构均包括髋关节机构、连接于所述髋关节机构下端的膝关节机构、连接于所述膝关节机构下端的踝关节机构,所述髋板上安装有轮腿双传机构和膝关节驱动装置,所述膝关节机构的小腿杆上安装有前轮机构,所述前轮机构通过悬架机构进行安装。本发明的轮腿外骨骼的传动设计能够实现外骨骼运动和轮式运动两种状态。

技术领域

本发明属于外骨骼技术领域,具体涉及一种可轮腿两用的下肢外骨骼。

背景技术

穿戴下肢外骨骼是机器人的一种典型的外骨骼助力装置,穿戴在使用者下肢外部,通过电机驱动各关节,加之以角度传感器以及力矩传感器,为使用者提供诸如助力、助行、保护、身体支撑等功能,同时又融合传感、控制、信息获取等机器人技术,使得外骨骼在操作者的无意识控制下完成助力行走等功能,是典型人机一体化系统。

下肢助力外骨骼是助力外骨骼的一种,实质上是一种以人为主、机械为辅的人机结合可穿戴设备,具有人的智能和机械的速度、耐力等,它不仅可以提高人的体力、耐力,还可以保护人体并支持人体结构。下肢助力外骨骼作为外骨骼机器人一种,具有十分明显的针对性,其目的是扩展人体下肢运动的能力,无论是在军事、民用还是医疗领域都有非常广阔应用前景。

目前,下肢外骨骼的发展迅速,主要集中在助力和康复两个方向。可穿戴下肢外骨骼是一种帮助人体扩展下肢运动能力的助力装置,能够使人在负重或长时间行走的情况下,降低运动强度,为穿戴者提供充足的力量和耐力来增强长距离行走和负重等能力。

随着外骨骼技术的发展,为下肢外骨骼加入轮式运动的研究开始展开,将外骨骼与轮式机器人的优点相结合,在不同的状况下以不同的状态使用,以更好的适应各种的状况,充分发挥外骨骼性能,为外骨骼的研究提供了一个新的方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种可轮腿两用的下肢外骨骼,使用套索驱动外骨骼的髋关节,通过带传动系统驱动后轮,通过运动切换盘实现两种运动的切换,结构简单轻巧,便于生产和大范围推广。

上述的目的通过以下技术方案实现:

一种可轮腿两用的下肢外骨骼,包括轴对称设置的两组外骨骼机构,所述两组外骨骼机构通过设于中间的髋板连接,所述每组外骨骼机构均包括髋关节机构、连接于所述髋关节机构下端的膝关节机构、连接于所述膝关节机构下端的踝关节机构,所述髋板上安装有轮腿双传机构和膝关节驱动装置,所述膝关节机构的小腿杆上安装有前轮机构,所述前轮机构通过悬架机构进行安装。

进一步地,所述轮腿双传机构包括髋关节电机驱动组件、电机输出轴、套索盘、运动切换盘、插销、滚针轴承、滑键、带传动系统、后轮、套索,所述髋关节电机驱动组件通过螺栓与髋板固定连接,所述电机输出轴与电机驱动组件通过螺栓固定连接,所述套索盘通过滚针轴承与电机输出轴配合,所述运动切换盘两面安装有插销,所述运动切换盘通过滑键与电机输出轴配合,所述带传动系统的大带轮通过滚针轴承与电机输出轴配合,所述后轮通过螺栓与带传动系统的小带轮连接。

进一步地,所述套索盘其面上打有一圈的通孔。

进一步地,所述套索盘上面固定安装两根套索,所述套索另一端与髋关节机构固定连接。

进一步地,所述带传动系统的大带轮上打有一圈的通孔。

进一步地,所述运动切换盘可在电机输出轴上滑动。

进一步地,所述运动切换盘滑向套索盘端,插销插入套索盘的圆孔,轮腿外骨骼处于外骨骼运动状态,所述运动切换盘滑向带传动系统端,插销插入大带轮的圆孔,轮腿外骨骼处于轮式运动状态。

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