[实用新型]用于可穿戴外骨骼的自适应膝关节机构及装置

说明书

本实用新型提供一种用于可穿戴外骨骼的自适应膝关节机构及装置，其中，可穿戴外骨骼的自适应膝关节机构包括：大腿杆、小腿杆、柔性膝关节、膝鲍登线、膝鲍登线卷筒、膝关节驱动电机；所述大腿杆的一端通过所述柔性膝关节与所述小腿杆的一端传动连接，所述膝鲍登线一端缠绕于所述膝鲍登线卷筒上，另一端延伸至所述柔性膝关节处，且所述膝鲍登线与大腿杆之间通过锚点固定连接，所述膝关节驱动电机驱动所述膝鲍登线卷筒进行轴向自转，所述柔性膝关节包括至少两个铰链结构，至少两个铰链结构依次连接形成所述柔性膝关节。本实用新型提供一种体积小，重量轻的具有自适应性的自适应膝关节结构，方便不同体型穿戴者调节外骨骼。

技术领域

本实用新型涉及一种膝关节机构，尤其涉及一种用于可穿戴外骨骼的自适应膝关节机构及装置。

背景技术

外骨骼机器人是指一类模仿人体运动状态、加强人体运动能力的、集仿生学与人机工效学的机械装置，穿戴于人体肢体外侧，可以提高人们在行走耐久性、负重能力等特定方面的能力。由于外骨骼机器人涉及人机工效学，这就要求其要较强适应性，不仅要适用不同体型穿戴者，同时也要对人体关节进行危险防护，防止穿戴过程中造成人体损伤。

现有技术中，外骨骼机器人很多膝关节无自适应性，在无法从外部确定人体关节的准确位置时，会造成的外骨骼与人体关节错位，使佩戴者感到不适，长期使用时甚至会引起膝关节病发症，而拥有自适应性的结构往往结构较尺寸及重量较大。本实用新型所要解决的问题是提供一种体积小，重量轻的具有自适应性的自适应膝关节结构，方便不同体型穿戴者调节外骨骼。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于可穿戴外骨骼的自适应膝关节机构及装置，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种用于可穿戴外骨骼的自适应膝关节机构，其包括：大腿杆、小腿杆、柔性膝关节、膝鲍登线、膝鲍登线卷筒、膝关节驱动电机；

所述大腿杆的一端通过所述柔性膝关节与所述小腿杆的一端传动连接，所述膝鲍登线一端缠绕于所述膝鲍登线卷筒上，另一端延伸至所述柔性膝关节处，且所述膝鲍登线与大腿杆之间通过锚点固定连接，所述膝关节驱动电机驱动所述膝鲍登线卷筒进行轴向自转，所述柔性膝关节包括至少两个铰链结构，至少两个铰链结构依次连接形成所述柔性膝关节。

作为本实用新型的自适应膝关节机构的改进，所述膝鲍登线包括：钢绳以及套装于所述钢绳上的套管。

作为本实用新型的自适应膝关节机构的改进，所述膝鲍登线通过分布于所述大腿杆两端以及中间的三个锚点与大腿杆相连接。

作为本实用新型的自适应膝关节机构的改进，任一铰链结构包括：连接片组件、钢绳滑轮、限位片；

所述连接片组件包括：相对设置的左片和右片、位于左片和右片之间的骨片，所述骨片为一矩形片，其一端上边缘形成上接触面，下边缘形成下接触面，所述上接触面和下接触面为逐渐靠拢的弧形面，所述左片和右片一端的上边缘为向上凸伸的弧形面，下边缘为向上凹陷的与所述弧形面相仿型的凹形面，所述钢绳滑轮通过所述限位片枢转连接于所述左片和右另一端，所述左片和右片向上凸伸的部分通过一定位销相连接

作为本实用新型的自适应膝关节机构的改进，任一铰链结构中，所述骨片上还开设有弧形的滑槽，相邻铰链结构的左片和右片之间的定位销贯穿所述滑槽，并在变力矩柔性膝关节结构弯曲时，沿所述滑槽进行滑动。

作为本实用新型的自适应膝关节机构的改进，所述柔性膝关节还包括：顶片和底片，所述顶片连接于最上方铰链结构的上部，所述底片连接于最下方铰链结构的下部。

作为本实用新型的自适应膝关节机构的改进，所述底片上还设置有拉力传感器，延伸至所述柔性膝关节处的膝鲍登线的端部与所述拉力传感器相连接。

作为本实用新型的自适应膝关节机构的改进，所述大腿杆上还设置有用于固定锚点的绑缚板。