[实用新型]外骨骼机器人关节结构

权利要求书

1.外骨骼机器人关节结构，其特征在于：包括髋关节结构和膝关节结构；

所述的髋关节结构包括腰环（1）、髋关节执行机构（2），腰环（1）与竖直设置的背架（3）相连，腰环（1）的两侧各设置有一个髋关节执行机构（2），每侧髋关节执行机构（2）与同侧下方的大腿杆（4）相连；

所述的膝关节结构包括膝关节执行机构（5），膝关节执行机构（5）与上方的大腿杆（4）相连且还与下方的小腿杆（6）相连。

2.根据权利要求1所述的外骨骼机器人关节结构，其特征在于：所述的腰环（1）呈水平设置的U型，髋关节执行机构（2）设置在腰环（1）的两端头。

3.根据权利要求2所述的外骨骼机器人关节结构，其特征在于：所述的髋关节执行机构（2）包括髋关节电机编码器（201）、髋关节盘式电机和谐波减速器A（202），髋关节电机编码器（201）固定在髋关节盘式电机和谐波减速器A（202）的外侧，髋关节盘式电机和谐波减速器A（202）安装在腰环（1）的端头，大腿杆（4）安装在髋关节盘式电机和谐波减速器A（202）的减速器输出轴上，可将髋关节盘式电机和谐波减速器A（202）的转动传递给大腿杆（4）；关节负载编码器（19）安装在大腿杆（4）外侧；

所述膝关节执行机构（5）包括膝关节电机编码器（501）、膝关节盘式电机和谐波减速器B（502），膝关节盘式电机和谐波减速器B（502）安装在大腿杆（4）的下端头，小腿杆A（601）安装在膝关节盘式电机和谐波减速器B（502）的减速器输出轴上，可将膝关节盘式电机和谐波减速器B（502）的转动传递给小腿杆A（601）；关节负载编码器（19）安装在小腿杆A（601）外侧。

4.根据权利要求3所述的外骨骼机器人关节结构，其特征在于：所述的大腿杆（4）包括从上至下依次设置的大腿杆A（401）、大腿杆B（402）和大腿杆C（403）；

所述大腿杆A（401）的上端与腰环（1）铰接，其下端通过止推轴承（7）与大腿杆B（402）相连；

所述大腿杆B（402）和大腿杆C（403）之间通过能调节长度的螺纹套筒A（8）相连；

所述大腿杆C（403）与膝关节执行机构（5）相连。

5.根据权利要求4所述的外骨骼机器人关节结构，其特征在于：所述的小腿杆（6）包括从上至下依次设置的小腿杆A（601）和小腿杆B（602），小腿杆A（601）和小腿杆B（602）之间通过能调节长度的螺纹套筒B（9）相连。

6.根据权利要求4所述的外骨骼机器人关节结构，其特征在于：所述的大腿杆A（401）的上部安装有弹性机械限位（10），腰环（1）上固定有限位块（11），当腰环（1）沿着人后仰的方向转动且当大腿杆A（401）和腰环（1）的夹角为50°时，限位块（11）与弹性机械限位（10）接触。

7.根据权利要求5或6任意一项所述的外骨骼机器人关节结构，其特征在于：所述的髋关节执行机构（2）中，腰环（1）两端头固定有外环体（12），外环体（12）内设置有转动轴承（13）；

所述外环体（12）的一侧固定有盘式电机和谐波减速器A（202），盘式电机和谐波减速器A（202）的输出轴与连接轴（14）的一个端面通过螺钉固定相连，连接轴（14）呈柱形，连接轴（14）的外柱面与转动轴承（13）的内圈过盈配合安装；

所述大腿杆A（401）的上端固定有连接盘（15），连接盘（15）与连接轴（14）的另一端面螺钉固定相连。

8.根据权利要求7所述的外骨骼机器人关节结构，其特征在于：所述的膝关节执行机构（5）的结构与髋关节执行机构（2）相似，大腿杆C（403）的下端两端头固定有相应的外环体（12），通过膝关节盘式电机和谐波减速器B（502）与相应的连接轴（14）、小腿杆A（601）上端的连接盘（15）配合安装。

9.根据权利要求8所述的外骨骼机器人关节结构，其特征在于：所述的腰环（1）分为左右两部分，左右两部分腰环（1）沿竖直面内能转动地铰接在背架（3）上，背架（3）和左右两部分腰环之间分别铰接相连有弹簧（16）。