[实用新型]一种轻型励磁摩擦式离合助力外骨骼装置

摘要

本实用新型公开了一种轻型励磁摩擦式离合助力外骨骼装置，可以模拟人体运动，在人体运动或背负重物时提供支撑力，并对关节提供一定的保护。本实用新型中外骨骼装置单条腿的髋、膝关节分别提供一个自由度，踝关节提供两个自由度；采用励磁式摩擦离合器控制关节的运动，通过脚面的传感器提供控制离合器所需要的信号，控制方便且传感硬件要求低，控制便于实现。本实用新型利用现有商用励磁摩擦式离合器，结构简单可靠，集成度高，控制简便，有利于提高人机工效，同时与人体较好的配合，便于穿戴，提高穿戴者的负重能力，有效降低人体负重运动的疲劳感。

主权项

1.一种轻型励磁摩擦式离合助力外骨骼装置，其特征在于，包括背架(1)、髋关节结构(2)、膝关节结构(3)、踝关节结构(4)和控制系统，所述背架(1)、髋关节结构(2)、膝关节结构(3)和踝关节结构(4)从上到下依次固连，所述髋关节结构(2)包括髋关节限位板(201)、髋关节上侧连接件(202)、髋关节输出齿轮轴承(203)、第一髋关节中间齿轮轴承(204)、髋关节输入齿轮轴承(205)、髋关节中间齿轮套筒(206)、髋关节输入齿轮套筒(207)、髋关节输出齿轮套筒(208)、髋关节输出齿轮(209)、髋关节中间齿轮(210)、髋关节输入齿轮(211)、髋关节挡板(212)、髋关节下侧连接件(213)、髋关节单向轴承(214)、髋关节励磁摩擦式离合器(215)、第二髋关节中间齿轮轴承(216)，髋关节限位板(201)与髋关节下侧连接件(213)通过螺钉固连，髋关节限位板(201)侧面的圆形突起嵌入髋关节上侧连接件(202)的下圆孔，髋关节输出齿轮轴承(203)、第一髋关节中间齿轮轴承(204)和髋关节输入齿轮轴承(205)从上至下依次配合安装在髋关节上侧连接件(202)上对应的圆孔中，第二髋关节中间齿轮轴承(216)配合安装在髋关节挡板(212)上，髋关节中间齿轮套筒(206)安装在髋关节中间齿轮(210)和第一髋关节中间齿轮轴承(204)之间，髋关节输出齿轮套筒(208)安装于髋关节输出齿轮(209)和髋关节输出齿轮轴承(203)之间，髋关节输入齿轮套筒(207)安装于髋关节输入齿轮(211)和髋关节输入齿轮轴承(205)之间，髋关节输入齿轮(211)与髋关节单向轴承(214)固连，髋关节输出齿轮(209)与髋关节励磁摩擦式离合器(215)固连，髋关节挡板(212)与髋关节下侧连接件(213)之间通过键槽相配合，髋关节励磁摩擦式离合器(215)与髋关节挡板(212)固连，髋关节单向轴承(214)与髋关节下侧连接件(213)固连，髋关节上侧连接件(202)与髋关节挡板(212)通过螺钉固连，所述膝关节结构(3)包括膝关节励磁摩擦式离合器(301)、膝关节单向轴承(302)、膝关节下侧连接件(303)、第一膝关节中间齿轮轴承(304)、膝关节挡板(305)、膝关节中间齿轮(306)、膝关节输入齿轮(308)、膝关节输出齿轮(307)、膝关节输入齿轮套筒(309)、膝关节输出齿轮套筒(310)、膝关节输出齿轮轴承(312)、第二膝关节中间齿轮轴承(311)、膝关节中间齿轮套筒(313)、膝关节上侧连接件(314)、膝关节输入齿轮轴承(315)、膝关节定位板(316)，膝关节定位板(316)与膝关节下侧连接件(303)通过螺钉固连，膝关节定位板(316)的侧面圆形突起嵌入膝关节上侧连接件(314)的下圆孔，膝关节输出齿轮轴承(312)、第二膝关节中间齿轮轴承(311)、膝关节输入齿轮轴承(315)从上至下依次配合安装在膝关节上侧连接件(314)上对应的圆孔中，第一膝关节中间齿轮轴承(304)配合安装在膝关节挡板(305)上，膝关节中间齿轮套筒(313)安装在膝关节中间齿轮(306)和第二膝关节中间齿轮轴承(311)之间，膝关节输出齿轮套筒(310)安装于膝关节输出齿轮(307)和膝关节输出齿轮轴承(312)之间，膝关节输入齿轮套筒(309)安装于膝关节输入齿轮(308)和膝关节输入齿轮轴承(315)之间，膝关节输入齿轮(308)与膝关节单向轴承(302)固连，膝关节输出齿轮(307)与膝关节励磁摩擦式离合器(301)固连，膝关节挡板(305)与膝关节下侧连接件(303)之间通过键槽相配合，膝关节励磁摩擦式离合器(301)与膝关节挡板(305)固连，膝关节单向轴承(302)与膝关节下侧连接件(303)固连，膝关节上侧连接件(314)与膝关节挡板(305)通过螺钉固连，所述踝关节结构(4)包括踝关节上连接件(401)、踝关节支撑件(402)、第一踝关节弹簧座(403)、第二踝关节弹簧座(405)、踝关节弹簧(404)、踝关节轴销(406)、脚背挡板(407)及脚背压力传感器(408)，踝关节上连接件(401)与位于其下部的踝关节支撑件(402)旋转连接，踝关节支撑件(402)与脚背挡板(407)通过轴销(406)连接，踝关节弹簧(404)通过第一踝关节弹簧座(403)和第二踝关节弹簧座(405)安装在踝关节支撑件(402)和脚背挡板(407)之间，脚背压力传感器(408)安装于脚背挡板(407)前部内侧，所述控制系统与髋关节励磁摩擦式离合器(215)、膝关节励磁摩擦式离合器(301)、和脚背压力传感器(408)连接。