[发明专利]刚柔混合外骨骼

说明书

本发明提供一种刚柔混合外骨骼，其包括：背部支撑模块、悬浮背架模块、髋关节、驱动模块、腿部、柔性膝关节和踝关节模块；所述悬浮背架模块通过所述背部支撑模块与所述髋关节相连接，所述驱动模块与所述髋关节一端相连接，所述腿部包括大腿杆和小腿杆，所述大腿杆的一端与所述髋关节的另一端相连接，所述大腿杆的一端和小腿杆的一端之间通过所述柔性膝关节相连接，所述小腿杆的另一端与所述踝关节模相连接。本发明的刚柔混合外骨骼具有柔性的膝关节，其可随着人体的动作发生弯曲，可贴合地穿戴于不同体形用户的身体上，增加了穿戴的舒适性。同时，本发明的刚柔混合外骨骼能够提供可靠的支撑和助力，且具有结构精简、轻便的优点。

技术领域

本发明涉及穿戴技术领域，尤其涉及一种刚柔混合外骨骼。

背景技术

外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算，为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术。外骨骼机器人用于为人体提供助力，在增强人体技能、辅助运动方面有着突出的发展前景，日益成为机器人领域的研究重点。然而，现有的外骨骼机器人的膝关节在弯曲时无法与人体膝关节匹配，会造成膝关节弯曲时外骨骼腿部与人体腿部错位。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刚柔混合外骨骼，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提供一种刚柔混合外骨骼，其包括：背部支撑模块、悬浮背架模块、髋关节、驱动模块、腿部、柔性膝关节和踝关节模块；

所述悬浮背架模块通过所述背部支撑模块与所述髋关节相连接，所述驱动模块与所述髋关节一端相连接，所述腿部包括大腿杆和小腿杆，所述大腿杆的一端与所述髋关节的另一端相连接，所述大腿杆的一端和小腿杆的一端之间通过所述柔性膝关节相连接，所述小腿杆的另一端与所述踝关节模相连接。

作为本发明的刚柔混合外骨骼的改进，所述柔性膝关节包括：大腿杆连接片、至少一个中间连接片、小腿杆连接片，所述大腿杆连接片与所述大腿杆的另一端相连接，所述大腿杆连接片与所述中间连接片通过定位销相连接，所述中间连接片与所述小腿杆连接片通过定位销相连接，所述小腿杆连接片与所述小腿杆的一端相连接，所述中间连接片为多个时，相邻的中间连接片之间通过定位销相连接，且各连接片上设置有适于柔性膝关节弯曲时定位销滑动的滑槽，所述小腿杆的另一端与所述踝关节模块相连接。

作为本发明的刚柔混合外骨骼的改进，任一连接片具有上凹面和下凸面，相邻连接片之间通过所述上凹面和下凸面相啮合，且所述上凹面和下凸面对应的直径保持一致。

作为本发明的刚柔混合外骨骼的改进，所述柔性膝关节还包括：拉力传感器、钢绳堵头、钢绳滑轮，所述拉力传感器与所述小腿杆相连接，所述钢绳堵头一端与一钢绳连接，另一端与所述拉力传感器相连接。

作为本发明的刚柔混合外骨骼的改进，所述背部支撑模块包括：背部支撑、连接杆、髋连接件，所述背部支撑与所述连接杆一端枢转连接，所述髋连接件与所述连接杆另一端枢转连接。

作为本发明的刚柔混合外骨骼的改进，所述刚柔混合外骨骼还包括：一体化腰垫，其包括腰垫和腰垫连接板，所述腰垫与腰垫连接板的绑缚接口相连接，所述腰垫连接板与髋连接件相连接，所述腰垫的连接带与所述髋关节相连接。

作为本发明的刚柔混合外骨骼的改进，所述悬浮背架模块包括：背架、横梁、上滑杆固定块、滑块、滑轨、弹簧、弹簧帽、下滑杆固定块，所述横梁固定于所述背架上，所述滑块固定于所述横梁上，所述上滑杆固定块通过所述滑轨与所述滑杆固定块相连接，所述滑块固定于所述滑轨的上端，所述弹簧套装于所述滑轨上，且所述弹簧的两端抵靠于套装于所述滑轨上的弹簧帽上。

作为本发明的刚柔混合外骨骼的改进，所述髋关节包括：腰杆、髋上连接杆、髋中间连接杆、髋下连接杆、大腿杆转接；