[发明专利]一种柔性穿戴式的下肢外骨骼机器人

摘要

本发明公开了一种柔性穿戴式的下肢外骨骼机器人，由腰部调节组件1、髋关节驱动组件2、髋关节组件3、膝关节驱动组件4、膝关节组件5、第一伸缩结构6、第二伸缩结构7、可调节柔性穿戴式结构8、足部调节结构9九大部分组成，本发明的下肢外骨骼机器人，其可以很好的嵌入到下肢康复外骨骼的结构装置中，满足不同身高使用者的需求。下肢康复外骨骼机器人在穿戴者坐下/起立过程中稳定性与适应性好，在不增加穿戴者本身负重的情况下，提高效率并维持重心的稳定性、提高穿戴者安全性，同时，也减少下肢外骨骼机器人本身的能耗。

主权项

1.一种柔性穿戴式的下肢外骨骼机器人，其特征在于由腰部调节组件1、髋关节驱动组件2、髋关节组件3、膝关节驱动组件4、膝关节组件5、第一伸缩结构6、第二伸缩结构7、可调节柔性穿戴式结构8、足部调节结构9九大部分组成，其中：所述腰部调节组件1由后腰板1‑1、侧腰杆1‑2、平动滑块1‑3、调节滑块1‑4四部分构成，其中后腰板1‑1由后腰板板筋1‑1‑1、板筋滑槽1‑1‑2、固接滑道块1‑1‑3组成，目的是实现在后腰板1‑1上的宽度调节；其中侧腰杆1‑2由腰杆连接头1‑2‑1、腰杆连接槽1‑2‑2、腰杆1‑2‑3组成，目的是实现与后腰板1‑1的连接与调节；平动滑块1‑3铆接在侧腰杆1‑2一端部且与后腰板1‑1可实现左右滑移、上下限定移动，所述侧腰杆1‑2另一端部为活动铰链座结构，调节滑块1‑4的一侧靠螺栓铰接平动滑块1‑3上；所述髋关节驱动组件2由箱体2‑1、伺服电机2‑2、缸体2‑3、丝杆2‑4、活动铰链座2‑5五部分构成，其中箱体2‑1、伺服电机2‑2、缸体2‑3、丝杆2‑4构成电动缸，箱体2‑1一侧与调节滑块1‑4的另一侧固定连接；伺服电机2‑2、缸体2‑3与箱体2‑1螺钉连接，且伺服电机2‑2可上下放置；丝杆2‑4的端螺纹与活动铰链座2‑5的铰链孔连接；所述髋关节组件3由侧接头3‑1、转骨件3‑2构成，其中侧接头3‑1与活动铰链座2‑5螺栓连接，转骨件3‑2与侧腰杆1‑2端部的活动铰链座结构螺栓连接；所述膝关节驱动组件4由固定铰链座4‑1、调节滑块4‑2、箱体4‑3、伺服电机4‑4、缸体4‑5、丝杠4‑6构成，其中箱体4‑3、伺服电机4‑4、缸体4‑5、丝杆4‑6构成电动缸，箱体4‑3一侧与调节滑块4‑2固接；伺服电机4‑4、缸体4‑5与箱体4‑3螺钉连接，且伺服电机4‑4可上下放置；所述第一伸缩机构6由股骨件6‑1、伸缩杆a6‑2构成，第二伸缩机构7由胫骨件7‑1、伸缩杆b7‑2、踝骨件7‑3构成；其中伸缩杆a6‑2的一端内嵌在转骨件3‑2内，并通过螺钉固定连接，另一侧内嵌在股骨件6‑1内，通过手柄旋转螺纹杆固紧伸缩杆a6‑2，可实现伸缩杆a6‑2的无极伸缩调节，所述股骨件6‑1上端与固定铰链座4‑1固定连接，所述股骨件6‑1下端为活动铰链座结构；伸缩杆b7‑2一端内嵌在胫骨件7‑1内，通过手柄旋转螺纹杆固紧伸缩杆b7‑2，可实现伸缩杆b7‑2的无极伸缩调节，另一端与踝骨件7‑3固定连接；所述胫骨件7‑1与股骨件6‑1下端的活动铰链座结构螺栓连接；所述的膝关节组件5由活动铰链座5‑1、髌骨件5‑2构成，活动铰链座5‑1的螺纹孔与丝杆4‑6的端螺纹连接且另一侧与髌骨件5‑2的端接头螺栓连接；髌骨件5‑2的外形设计为镰刀形，防止与膝关节摆动时产生干涉，同时，实现与膝关节的同步摆动；髌骨件5‑2侧端与胫骨件7‑1铆钉连接或铰链连接；所述可调节柔性穿戴式结构8由柔性带8‑1、调节杆一8‑2、调节杆二8‑3、固连拉杆8‑4、支撑块8‑5、固连凸形块8‑6构成，其中，柔性带8‑1为实现对腿部的捆绑，柔性带8‑1的背侧中间处与支撑块8‑5粘接连接；支撑块8‑5与调节杆一8‑2通过螺钉连接，调节杆一8‑2插于固连凸形块8‑6内可实现左右的滑移，并通过手柄旋转螺纹杆固紧调节杆一8‑1；并通过手柄旋转螺纹杆固紧调节杆二8‑3；固连拉杆8‑4两端都有螺纹，一端与固连凸形块8‑6的螺纹孔螺纹连接，另一端与调节杆二8‑3的螺纹孔螺纹连接；所述可调节柔性穿戴式结构8每侧腿为三个，两个分别通过调节杆二8‑3插于股骨件6‑1、胫骨件7‑1的侧块中可实现前后的滑移，另外一个通过调节杆二8‑3与踝骨件7‑3固定连接；所述足部调节结构9由横梁杆9‑1、足部调节杆9‑2、弹簧绳索9‑3构成，其中横梁杆9‑1端侧与胫骨件7‑1通过螺栓连接，另一端通过侧端头与足部调节杆9‑2经行连接，并可实现足部调节杆9‑2的向上旋转；所述弹簧绳索9‑3一端与足部矫正器相连接，另一端与足部调节杆9‑2经行卡扣绑定连接。