[发明专利]一种用于辅助搬运的全身外骨骼助力机器人

摘要

本发明公开了一种辅助搬运的全身外骨骼助力机器人，涉及助力机器人研究领域，包括背部支架、中央控制器、动力装置、上肢部件与下肢部件，中央控制器固定连接在背部支架的后侧；两个结构相同的上肢部件分别安装在背部支架的两侧,所述动力装置安装在外骨骼助力机器人的第一肩关节、第二肩关节、肘关节处，为外骨骼的运动提供助力；外骨骼下肢部件安装在背部支架两侧的下方，当人穿戴好外骨骼助力机器人来搬运重物时，重物的重力通过外骨骼的下肢部件传递给地面。所述动力装置由传动装置、谐波减速器、盘式电机与角度传感器，角度传感器用以测量关节处的角度值，根据测得的角度值由中央控制装置制相应关节的运动。

主权项

1.一种用于辅助搬运的全身外骨骼助力机器人，其特征在于，包括背部支架(1)、上肢部件、动力装置、下肢部件和中央控制器(10)；所述中央控制器(10)置于背部支架(1)上；所述背部支架(1)上端两侧对称开设有竖直第一肩关节孔(35)，下端设置有U型连接架；所述U型连接架两端对称设置有髋关节连接装置(40)；所述髋关节连接装置(40)两侧均安装有下肢部件中的髋关节轴承(39)；所述第一肩关节孔(35)安装有上肢部件中的肩部连接装置(16)；所述上肢部件包括外骨骼上臂(2)、外骨骼下臂(3)、肩部连接装置(16)、上臂绑带(17)、下臂绑带(18)、第一肩关节轴承(15‑1)、第二肩关节轴承(15‑2)和肘关节轴承(15‑3)；所述肩部连接装置(16)为L型结构，且一端通过第一肩关节轴承(15‑1)安装在第一肩关节孔(35)内，另一端通过第二肩关节轴承(15‑2)安装在外骨骼上臂(2)上开设的第二肩关节孔(32)内；所述外骨骼上臂(2)两端分别开设有第二肩关节孔(32)和肘关节孔(33)，肘关节孔(33)与外骨骼下臂孔(34)通过肘关节轴承(15‑3)连接；所述外骨骼下臂孔(34)开设在外骨骼下臂(3)上；所述外骨骼上臂(2)与外骨骼下臂(3)上分别设置有上臂绑带(17)与下臂绑带(18)；所述动力装置包括传动装置(20)、谐波减速器(21)、盘式电机(22)与角度传感器(24)；所述盘式电机(22)外侧上安装有角度传感器(24)；所述盘式电机(22)的输出轴上依次安装有谐波减速器(21)和传动装置(20)；所述传动装置(20)外侧面上设置有传动装置输出轴(19)；所述传动装置输出轴(19)分别安装在第一肩关节轴承(15‑1)、第二肩关节轴承(15‑2)和肘关节轴承(15‑3)上；所述盘式电机(22)、谐波减速器(21)和传动装置(20)通过螺栓(23)连接；所述下肢部件包括外骨骼髋关节、外骨骼大腿伸缩装置(4)、外骨骼大腿(5)；所述外骨骼髋关节包括髋关节轴承支撑架(38)、髋关节轴承(39)、髋关节轴承盖(37)、髋关节连接装置(40)和第一螺钉(29)；所述髋关节轴承支撑架(38)上端开设有孔，下端有凸起；所述髋关节轴承支撑架(38)孔内安装有外骨骼下肢髋关节轴承(39)；所述外骨骼下肢髋关节轴承(39)安装在髋关节连接装置(40)上；所述髋关节轴承支撑架(38)通过第二螺钉(41)与髋关节轴承盖(37)连接；所述髋关节轴承支撑架(38)下端凸起上开设有孔，该孔通过销钉与外骨骼大腿伸缩装置(4)一端相连接，所述外骨骼大腿伸缩装置(4)为中间粗两端细的结构；外骨骼大腿伸缩装置(4)另一端置于外骨骼大腿(5)内部；所述外骨骼大腿(5)为空心管；所述外骨骼大腿伸缩装置(4)与外骨骼大腿(5)通过置于外骨骼大腿(5)外侧的外骨骼大腿伸缩固定装置(13‑2)固定；所述外骨骼大腿伸缩固定装置(13‑2)为圆环形；所述外骨骼大腿(5)另一端设置有外骨骼小腿连接装置(36)；所述外骨骼小腿连接装置(36)两侧分别安装有外骨骼下肢膝关节轴承(26)；所述外骨骼下肢膝关节轴承(26)外圈安装在膝关节轴承支撑架(25)上；所述膝关节轴承支撑架(25)上开设有孔，下端有凸起；所述膝关节轴承支撑架(25)外侧端通过第一螺钉(29)连接与膝关节轴承盖(28)密封；所述膝关节轴承支撑架(25)开设的孔，该孔通过销钉与外骨骼小腿伸缩装置(27)相连接；所述外骨骼小腿伸缩装置(27)置于外骨骼小腿(8)内部；所述外骨骼小腿(8)为空心管；所述外骨骼小腿伸缩装置(27)与外骨骼小腿(8)通过外骨骼小腿伸缩固定装置(13‑1)固定；所述外骨骼小腿伸缩固定装置(13‑1)为圆环形；所述外骨骼小腿(8)下端安装有外骨骼鞋连接装置(44)；所述外骨骼鞋连接装置(44)通过外骨骼鞋两侧凸起(45)与外骨骼鞋(6)相固定；所述外骨骼鞋(6)外设置有鞋部绑带(7)；所述中央控制器(10)输入端通过导线与角度传感器(24)相连接，输出端通过导线与盘式电机(22)相连接。