[实用新型]一种下肢外骨骼机器人

摘要

本实用新型为一种下肢外骨骼机器人。该机器人所述股部支撑部分与胫部支撑部分连接；所述胫部支撑部分与足部支撑部连接；所述动力室固定于胫部支撑部分的侧部；所述股部支持部分包括股前侧支撑板、股后侧支撑板、股部框架、股部陀螺仪和加速度传感器，以及四个股部连杆、四个股部压力传感器；所述动力室由动力室底板、动力室壳体、控制舱、能量释放装置、电机驱动装置和膝关节从动体构成。本实用新型的机器人能对穿戴者行走过程中的能量进行回收，并传递给能量释放装置，后者与电机驱动装置一起为穿戴者的行走提供辅助，从而达到节约能源的目的。

主权项

1.一种下肢外骨骼机器人，其特征为该机器人包括股部支撑部分、胫部支撑部分、足部支撑部分和动力室；所述股部支撑部分与胫部支撑部分连接；所述胫部支撑部分与足部支撑部连接；所述动力室固定于胫部支撑部分的侧部；所述股部支持部分包括股前侧支撑板、股后侧支撑板、股部框架、股部陀螺仪和加速度传感器，以及四个股部连杆、四个股部压力传感器；所述股部框架主体为环形，股前侧支撑板和股后侧支撑板分别位于其环状结构的内的前、后两侧；股部框架前侧有向上、下方伸出的支架，每个支架末端分别与两个股部连杆的一端连接，两个股部连杆的另一端分别与股前侧支撑板上下部连接；同理，股部框架后侧有向上、下方伸出的支架，支架末端设有安装轴孔，分别与两个股部连杆的一端连接，股部连杆的另一端分别与股后侧支撑板上下部连接；股部框架的中部两侧均有向下方伸出的第一支撑臂；股前侧支撑板与股后侧支撑板的内侧，各安装有两个股部压力传感器，分别沿股前侧支撑板与股后侧支撑板中轴线上、下布置；股部框架第一支撑臂外侧安装有股部陀螺仪和加速度传感器；所述胫部支撑部分包括胫前侧支撑板、胫后侧支撑板、胫部框架、胫部陀螺仪和加速度传感器，以及四个胫部连杆、四个胫部压力传感器；所述胫部框架主体为环形，胫前侧支撑板和胫后侧支撑板位于其环状结构的内的前、后两侧；胫部框架前侧有向上、下方伸出的支架，支架末端分别与两个胫部连杆的一端连接，两个胫部连杆的另一端分别与胫前侧支撑板上下部连接；同理，胫部框架后侧有向上、下方伸出的支架，支架末端分别与两个胫部连杆的一端连接，两个胫部连杆的另一端分别与胫后侧支撑板上、下部连接；胫部框架的内外两侧均有向上方伸出的第二支撑臂，其末端与股部框架的第一支撑臂轴连接，并构成外骨骼膝关节；胫部框架的外侧有一个向下伸出的第三支撑臂，与足部支撑部分所包含的足部固定架连接，第三支撑臂固定有动力室；胫前侧支撑板与胫后侧支撑板的内侧，各安装有两个胫部压力传感器，分别沿胫前侧支撑板与胫后侧支撑板中轴线布置；胫部框架第三支撑臂外侧安装有胫部陀螺仪和加速度计；所述足部支撑部分包括足部固定架、能量回收装置和足底压力传感器；所述足部固定架通过其上侧的安装轴孔与胫部框架铰接，足部固定架内侧带有一个环形扣带，用来在使用时对穿戴者足部进行固定，足部固定架外侧为竖直平面，固定有能量回收装置；能量回收装置分为与地面接触的压力块与传动系统，压力块与地面接触；所述动力室由动力室底板、动力室壳体、控制舱、能量释放装置、电机驱动装置和膝关节从动体构成；其中能量释放装置由卷簧盒、棘轮、棘爪和电磁推杆构成；电机驱动装置由直流电机、减速器和主动齿轮构成；动力室底板为竖板，固定在胫部框架外侧的第三支撑臂上，能量释放装置和电机驱动装置固定在动力室底板上，膝关节从动体为等轴布置的齿轮和绕线盘，与外骨骼膝关节同轴，并固定在股部框架的第二支撑臂上，动力室壳体固定在股部框架的第二支撑臂上，与动力室底板扣合，控制舱附着在动力室壳体内侧；能量释放装置、电机驱动装置和膝关节从动体均位于动力室壳体内部中轴线上；所述的棘轮外侧带有绕线盘，其上的棘齿分别与储能钢索上端和释能钢索下端相连，释能钢索的上端与膝关节从动体的绕线盘部分固定；卷簧盒与棘轮同轴安装于所述动力室底板下侧；棘爪的尾端通过轴安装在动力室底板上，棘爪的顶端的下部与棘轮啮合；电磁推杆通过一个连杆与棘爪的顶端的上部相连；直流电机的输出轴与减速器的输入轴连接，主动齿轮固定于减速器的输出轴，与所述膝关节从动体的齿轮部分啮合。