[发明专利]一种轻型化主被动结合的下肢助力外骨骼机器人

摘要

一种轻型化主被动结合的下肢助力外骨骼机器人，背部与腰部上下设置，腰部上的腰部捆绑连接件与背部上的背部支撑件连接，髋关节上的髋关节转轴与腰部上的腰髋连接件铰接，髋关节上的弹簧上压板与弹簧调节板连接，弹簧调节板位于背部支撑件的上端，弹簧调节板与背部支撑件连接，导向滑轮座与腰部上的腰部固定板固连；大腿的上端通过腿髋连接轴与髋关节上的连接板铰接，髋关节上的钢丝固定件固装在大腿的外壁上，大腿的下端通过膝关节连接轴与膝关节支撑壳体的上端铰接，膝关节中的电机编码器、电机、减速器、联轴器和丝杠由上至下依次设置在大腿内部，小腿的上端与膝关节支撑壳体连接，小腿的下端通过足部关节轴承与足部铰接。本发明用于军用负重。

主权项

一种轻型化主被动结合的下肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述机器人包括背部(A)、腰部(B)、弹簧调节板(J)、两个髋关节(C)、两个膝关节(D)、两个大腿(E)、两个小腿(F)、两个足部关节轴承(G)、两个足部(H)、两个腿髋连接轴(I)、两个膝关节连接轴(K)和两个绑腿塑料板(L)；每个髋关节(C)包括髋关节转轴座(C1)、上滑轮轴(C2)、下滑轮轴(C3)、上滑轮(C4)、下滑轮(C5)、钢丝(C6)、导向滑轮(C7)、钢丝固定件(C8)、导向滑轮座(C9)、弹簧下压板(C10)、一组平衡弹簧(C11)和弹簧上压板(C12)，髋关节转轴座(C1)包括髋关节转轴(C1‑1)和两个连接板(C1‑2)，每个连接板(C1‑2)的上方设有两个滑轮轴孔(C1‑2‑1)，每个连接板(C1‑2)的下方设有一个腿髋连接轴孔(C1‑2‑2)，两个连接板(C1‑2)平行设置，两个连接板(C1‑2)对称设置在髋关节转轴(C1‑1)的两侧，且两个连接板(C1‑2)与髋关节转轴(C1‑1)制成一体，上滑轮轴(C2)与下滑轮轴(C3)上下平行设置在两个连接板(C1‑2)之间，上滑轮轴(C2)和下滑轮轴(C3)分别固装在相应的滑轮轴孔(C1‑2‑1)中，上滑轮(C4)通过轴承安装在上滑轮轴(C2)上，下滑轮(C5)通过轴承安装在下滑轮轴(C3)上，钢丝(C6)的下端先绕过下滑轮(C5)再绕过上滑轮(C4)后与钢丝固定件(C8)连接，钢丝(C6)的上端绕过导向滑轮(C7)后与弹簧下压板(C10)连接，一组平衡弹簧(C11)的下端与弹簧下压板(C10)连接，一组平衡弹簧(C11)的上端与弹簧上压板(C12)连接，导向滑轮(C7)固装在导向滑轮座(C9)中；每个膝关节(D)包括连杆轴(D0)、膝关节支撑壳体(D1)、电机编码器(D2)、电机(D3)、减速器(D4)、联轴器(D5)、丝杠(D6)、螺母传动部件(D7)、两个轴承座(D8)、两个导轨(D9)和两个弹性连杆(D10)，螺母传动部件(D7)包括丝杠螺母(D71)、滑块连接件(D72)、两个动力传动连接件(D73)和两个滑块(D74)，滑块连接件(D72)与丝杠螺母(D71)平行且同轴设置，两个动力传动连接件(D73)设置在丝杠螺母(D71)与滑块连接件(D72)之间，两个动力传动连接件(D73)以丝杠(D6)的轴线为基准对称设置，每个动力传动连接件(D73)的外侧设有连杆销(D731)，两个滑块(D74)对称设置在动力传动连接件(D73)的两侧；电机(D3)与电机编码器(D2)连接，减速器(D4)与电机(D3)连接，丝杠(D6)的输入端通过联轴器(D5)与减速器(D4)连接，丝杠(D6)的两端分别支撑在相应的轴承座(D8)中，螺母传动部件(D7)套装在丝杠(D6)上，且丝杠螺母(D71)与丝杠(D6)螺纹连接，两个导轨(D9)与两个滑块(D74)一一对应，且滑块(D74)与导轨(D9)滑动连接，两个弹性连杆(D10)与两个连杆销(D731)一一对应，弹性连杆(D10)的一端与连杆销(D731)铰接，弹性连杆(D10)的另一端通过连杆轴(D0)与膝关节支撑壳体(D1)中部铰接；背部(A)与腰部(B)上下设置，且腰部(B)上的腰部捆绑连接件(B1)与背部(A)上的背部支撑件(A1)连接，两个髋关节(C)与腰部(B)上的两个腰髋连接件(B4)一一对应，髋关节(C)上的髋关节转轴(C1‑1)与腰部(B)上的腰髋连接件(B4)铰接，髋关节(C)上的弹簧上压板(C12)与弹簧调节板(J)连接，弹簧调节板(J)位于背部支撑件(A1)的上端，弹簧调节板(J)与背部支撑件(A1)连接，导向滑轮座(C9)与腰部(B)上的腰部固定板(B2)固连；两个大腿(E)与两个髋关节(C)一一对应，大腿(E)的上端通过腿髋连接轴(I)与髋关节(C)上的连接板(C1‑2)铰接，髋关节(C)上的钢丝固定件(C8)固装在大腿(E)的外壁上，两个膝关节(D)与两个大腿(E)一一对应，大腿(E)的下端通过膝关节连接轴(K)与膝关节支撑壳体(D1)的上端铰接，膝关节(D)中的电机编码器(D2)、电机(D3)、减速器(D4)、联轴器(D5)和丝杠(D6)由上至下依次设置在大腿(E)内部，两个小腿(F)与两个膝关节(D)一一对应，两个足部(H)与两个小腿(F)一一对应，小腿(F)的上端与膝关节支撑壳体(D1)连接，小腿(F)的下端通过足部关节轴承(G)与足部(H)铰接，两个绑腿塑料板(L)与两个大腿(E)一一对应，绑腿塑料板(L)与大腿(E)连接。