[发明专利]一种无驱动穿戴式助力机器人

权利要求书

1.一种无驱动穿戴式助力机器人，包括上肢模块、背部模块，上肢模块位于背部模块的两侧；

其特征在于：所述上肢模块包括肩部平抬关节模块、肩部摆动关节模块、肘部弯曲关节模块；肩部平台关节模块与肩部摆动关节模块之间连接有滑动副；肩部摆动关节模块与肘部弯曲关节模块之间连接有上连接杆；

肩部平抬关节模块、肩部摆动关节模块、肘部弯曲关节模块为棘轮关节单元或扭簧关节单元其中之一；

所述棘轮关节单元包括相互转动的第一棘轮关节部分及第二棘轮关节部分，第一棘轮关节部分外侧固定有棘轮单元上端盖，第二棘轮关节部分外侧固定有棘轮单元下端盖；棘轮关节单元内包括内齿轮、不完全齿轮、棘爪、中心转轴、不完整棘轮、与不完整棘轮配合的拨片；内齿轮与第一棘轮关节部分内部连接；棘爪与拨片通过中心转轴与第二棘轮关节部分内部连接；内齿轮与不完全齿轮在同一平面啮合，不完全齿轮与拨片、棘爪通过周向定位固定在同一根中心转轴上，不完整棘轮上装有一对扭簧，当不完全齿轮与内齿轮完全脱离时，扭簧将棘爪压向不完整棘轮从而使内齿轮与不完全齿轮重新啮合；

所述扭簧关节单元包括主轴、第一扭簧关节部分、与第一扭簧关节部分相互转动的第二扭簧关节部分，第一扭簧关节部分外侧固定有扭簧单元上端盖、第二扭簧关节部分外侧固定有扭簧单元下端盖；主轴固定于第二扭簧关节部分内部并相对第一扭簧关节部分转动；第一扭簧关节内部设有螺钉，第二扭簧关节内部设有调档机构，该调档机构包括向内或向外滑动的两个挡块，主轴上缠绕有第一扭簧、第二扭簧，第一扭簧的一侧扭臂及第二扭簧的一侧扭臂均被所述螺钉挡住；第一扭簧的另一侧扭臂及第二扭簧的另一侧扭臂分别与所述挡块配合，与第一扭簧配合的挡块向内滑动而挡住第一扭簧的另一侧扭臂，向外滑动则与第一扭簧的另一侧扭臂脱离；与第二扭簧配合的挡块向内滑动而挡住第二扭簧的另一侧扭臂，向外滑动则与第二扭簧的另一侧扭臂脱离；所述第一扭簧与第二扭簧的刚度不同且旋向相反。

2.根据权利要求1所述的助力机器人，其特征在于：所述肩部摆动关节模块为棘轮关节单元，肘部弯曲关节模块为扭簧关节单元。

3.根据权利要求1所述的助力机器人，其特征在于：肩部平抬关节模块为扭簧关节单元；肩部摆动关节模块及肘部弯曲关节模块均为棘轮关节单元。

4.根据权利要求1或2或3所述的助力机器人，其特征在于：还包括腰部模块、下肢模块；所述背部模块连接于腰部模块上方；下肢模块连接于腰部模块下方；所述下肢模块包括胯部平抬关节模块、大腿摆动关节模块、膝部弯曲关节模块；所述胯部平抬关节模块与大腿摆动关节模块之间连接有合页摆动件；所述大腿摆动关节模块与膝部弯曲关节模块之间连接有下连接杆；胯部平抬关节模块、大腿摆动关节模块、膝部弯曲关节模块为棘轮关节单元或扭簧关节单元其中之一。

5.根据权利要求4所述的助力机器人，其特征在于：胯部平抬关节模块、大腿摆动关节模块、膝部弯曲关节模块全部为扭簧关节单元。

6.根据权利要求5所述的助力机器人，其特征在于：大腿摆动关节模块及膝部弯曲关节模块为棘轮关节单元，胯部平抬关节模块为扭簧关节单元。

7.根据权利要求4所述的助力机器人，其特征在于：所述背部模块设有向两侧延伸的翼板，并通过翼板上的翼板轴承座与上肢模块的肩部外摆内收关节相连使背部模块与上肢模块耦合；两个翼板轴承座对称固定在翼板两侧，背板两侧及下方有绑带连接杆，绑带连接杆上设有绑带。

8.根据权利要求4所述的助力机器人，其特征在于：背部模块中间位置向下延伸有背板主轴，下肢模块上方设有臀部连接板，腰部模块上端设有背部连接杆与背部模块的背板主轴相连，腰部模块下端设有腰部连接板与下肢模块的臀部连接板相连而使背部模块、腰部模块以及下肢模块的耦合连接；腰部连接杆的端部连接有杆端关节轴承，腰部连接杆与背部连接杆之间连接有中部连接块，中部连接块上固定有弹簧固定板，在杆端关节轴承的两侧对称布置两个刚度相同的拉伸弹簧A和拉伸弹簧B，拉伸弹簧A、拉伸弹簧B的一端均挂在弹簧固定板上，另一端与腰部连接板连接；中部连接块与背部连接杆之间连接有拉伸弹簧C。