[發明專利]一種穿戴式下肢助力外骨骼

有效

• 申請號: 201310262919.3
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103315834A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 姚燕安;武建昫
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: A61F4/00
• 分類號: A61F4/00;A61H3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種穿戴式下肢助力外骨骼，具體的講是涉及一種能夠提高負重行走能力，可用于下肢康復和單兵作戰助力的外骨骼機器人裝置。

背景技術

隨著科學技術的進步和發展，軍隊在武器裝備的信息化、快速化和精良化的需求在單兵作戰方面體現的尤為明顯，與此同時，單兵裝備在滿足多手段、多用途和多任務需要的同時最大限度的保證士兵安全。穿戴式下肢助力外骨骼通過耦合至人體，有效的解決戰場上士兵體力過大消耗而降低持續作戰能力的問題，同時避免了適應性體能訓練導致的疲勞現象和裝備過重造成的肌肉拉傷和關節損傷。

中國專利公告號101589983公開了一種“穿戴式下肢外骨骼裝置”，該外骨骼裝置雙下肢共十二個轉動自由度，單下肢各六個自由度，分別為髖部關節二個自由度、膝部關節一個自由度、踝關節三個自由度，該裝置可用來增強穿戴者的行走能力。但是限于該裝置單側腿為串聯六自由度結構，具有累積誤差，控制算法復雜，易由于慣性、腳力失衡等因素而導致機器人失穩，同時限制了相同自重下步行機器人的負載能力。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種可實現單側腿單自由度的穿戴式下肢助力外骨骼裝置。

本發明的技術方案：

一種穿戴式下肢助力外骨骼裝置,該裝置包括左側腿、右側腿、載物架。

載物架包括插桿、支撐架、卡帶和背包架。

支撐架與插桿通過支撐架邊緣的卡具與插桿的桿部固接，背包架與支撐架固接，卡帶與背包架固接，用于固定穿戴式下肢助力外骨骼所裝載重物。

左側腿為單自由度連桿機構，左側腿上的左第一連接桿和載物架上的插桿通過左第一連接桿端部插槽和插桿的左插頭配合固接，左側腿上布置左大腿綁帶、左小腿綁帶和左足綁帶連接人體下肢。左側腿上安裝有左電機，驅動左第六連接桿，帶動左側腿運動。

右側腿為單自由度連桿機構，右側腿上的右第一連接桿和載物架上的插桿通過右第一連接桿端部插槽和插桿的右插頭配合固接，右側腿上布置右大腿綁帶、右小腿綁帶和右足綁帶連接人體下肢，右側腿上安裝有右電機，驅動右第六連接桿，帶動右側腿運動。

通過上述連接，完成穿戴式下肢外骨骼機構組裝，左側腿上的左電機、右側腿上安裝右電機分別帶動左第六連接桿、右第六連接桿，實現穿戴式下肢外骨骼機構步行。

所述的左側腿包括左第一到左第九連接桿、左傳動齒輪、左第一到左第六銷軸、左大腿綁帶、左小腿綁帶、左足綁帶、左電機。

左第一連接桿由一個L型桿件和一個Y型桿件固連而成，L型桿件短端布置插槽，L型折彎處與長端端部各開有一個安裝孔，Y型桿件的Y型端作為卡具與L型桿件固連，另一端布置電機安裝孔與電機輸出軸孔（圖略）。

左第二連接桿為鈍角三角形桿件，左第二連接桿的鈍角頂點處布置齒輪安裝槽與齒輪安裝孔，左第二連接桿的兩個銳角頂點處布置安裝孔。

左第三連接桿為鈍角三角形桿件，左第三連接桿的鈍角頂點處布置齒輪安裝槽與齒輪安裝孔，左第三連接桿的兩個銳角頂點處布置安裝孔。

左第四、五連接桿為等腰三角形桿件，左第四、五連接桿的頂角頂點和兩個底角頂點分別布置安裝孔。

左第六、八連接桿為二副桿件，左第六、八連接桿兩端各開有一個安裝孔。其中，左第六連接桿為曲柄。

左第七連接桿由L型直角桿部與弧形桿部組成，L型直角桿部直角頂點處、短直角邊端部、長直角邊端部各開有一個安裝孔。

左第九連接桿為足端踏板，左第九連接桿中部和端部分別開有一個安裝孔。