[發(fā)明專利]一種柔性可穿戴下肢助力外骨骼服

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611211864.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN106726359B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭士杰;馬如;戴士杰;李軍強(qiáng);李洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H3/00
• 分類號(hào): A61H3/00;A61H1/02;B25J9/00
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟(jì)群;付長(zhǎng)杰

本發(fā)明一種柔性可穿戴下肢助力外骨骼服，其特征在于該外骨骼服包括高腰短褲、護(hù)膝、鞋、控制器、牽引帶和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，所述高腰短褲在左右髖關(guān)節(jié)和骶骨處均安裝有陀螺儀傳感器，在高腰短褲的腰間位置上固定有可調(diào)節(jié)腰帶，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置左右對(duì)稱安裝在高腰短褲正面的可調(diào)節(jié)腰帶上，每個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置均與一個(gè)牽引帶的上端連接，牽引帶的下端穿過護(hù)膝，并與鞋連接，每個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置用以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)側(cè)的踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；三個(gè)陀螺儀傳感器和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置均與控制器連接；控制器用來處理三個(gè)陀螺儀傳感器的數(shù)據(jù)，并控制驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力元件運(yùn)動(dòng)，所述護(hù)膝位于膝關(guān)節(jié)處，護(hù)膝上設(shè)有長(zhǎng)短不等的多個(gè)粘貼魔術(shù)貼點(diǎn)，護(hù)膝上設(shè)有膝蓋窩。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可穿戴柔性下肢外骨骼服。

背景技術(shù)

如今人口老齡化嚴(yán)重，給社會(huì)與家庭帶來了很大負(fù)擔(dān)。獨(dú)居老人缺少陪護(hù)，不便外出行走。目前，已有的外骨骼多為剛性結(jié)構(gòu)，使人穿戴不便，行走困難，體積較大，動(dòng)作笨拙，與操作者的預(yù)期動(dòng)作不吻合。不能靈活適應(yīng)不同的操作者。

申請(qǐng)?zhí)枮?01510574501.5的中國(guó)專利公開了一種氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)的仿生柔性下肢外骨骼服，存在不足：柔性繩與鞋鉸接方式由于力矩過小起不到腳背屈效果，柔性捆綁帶均在大腿小腿處，會(huì)因關(guān)節(jié)處彎曲時(shí)，柔性捆綁帶跨過關(guān)節(jié)易左右偏移而傳力不均勻，而圓柱形的剛性驅(qū)動(dòng)裝置直接與大腿小腿接觸，影響行走柔順性；且下肢外骨骼服關(guān)聯(lián)上肢的剛性懸吊背心，增大外骨骼服重量；此外，氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式穩(wěn)定性差，不利于控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種柔性可穿戴下肢助力外骨骼服。該外骨骼服能夠解決下肢外骨骼機(jī)器人柔性差，質(zhì)量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穿戴不便，難以適用于日常生活的問題，該外骨骼服穿戴簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，老年人可自行穿戴使用，為下肢提供助力防止摔倒，并對(duì)其運(yùn)動(dòng)功能的維持甚至提高有重要作用。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：提供一種柔性可穿戴下肢助力外骨骼服，其特征在于該外骨骼服包括高腰短褲、護(hù)膝、鞋、控制器、牽引帶和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，所述高腰短褲在左右髖關(guān)節(jié)和骶骨處均安裝有陀螺儀傳感器，在高腰短褲的腰間位置上固定有可調(diào)節(jié)腰帶，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置左右對(duì)稱安裝在高腰短褲正面的可調(diào)節(jié)腰帶上，每個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置均與一個(gè)牽引帶的上端連接，牽引帶的下端穿過護(hù)膝，并與鞋連接，每個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置用以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)側(cè)的踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；三個(gè)陀螺儀傳感器和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置均與控制器連接；控制器用來處理三個(gè)陀螺儀傳感器的數(shù)據(jù)，并控制驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力元件運(yùn)動(dòng)，

所述護(hù)膝位于膝關(guān)節(jié)處，護(hù)膝上設(shè)有長(zhǎng)短不等的多個(gè)粘貼魔術(shù)貼點(diǎn)，護(hù)膝上設(shè)有膝蓋窩；以膝蓋窩為中心左右對(duì)稱布置有彈簧，上下對(duì)稱布置有牽引帶軌道，每個(gè)牽引帶軌道的左右兩端縫制于護(hù)膝內(nèi)側(cè)，上下開口，牽引帶下端依次穿過上下兩個(gè)牽引帶軌道與鞋連接；

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括減速電機(jī)、底板、小齒輪、大齒輪、卷筒和外殼；

所述減速電機(jī)通過電機(jī)座固定在底板上，減速電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與小齒輪的軸的一端連接，小齒輪的一端通過配套軸承與第三軸承座固定，小齒輪另一端通過軸套、軸承固定在第一軸承座上；所述卷筒通過軸承座固定在底板上，且卷筒的長(zhǎng)度方向與減速電機(jī)的傳送方向平行，卷筒的一端固定大齒輪，大齒輪與小齒輪相嚙合，大齒輪通過階梯軸套、軸承固定在第四軸承座上；卷筒的軸的另一端通過配套軸承固定在第二軸承座上，減速電機(jī)、大齒輪、小齒輪、卷筒均置于外殼內(nèi)，外殼下表面與底板固定連接，在靠近卷筒的外殼側(cè)面上開有牽引帶帶口，牽引帶通過牽引帶帶口與卷筒連接；所述底板與可調(diào)節(jié)腰帶連接；減速電機(jī)與控制器連接；所有軸承座均固定在底板上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：