[發(fā)明專利]一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710124992.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN106625617B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳淑艷;趙江海;王美玲;葉曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J19/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 孫琴;何梅生

本發(fā)明公開了一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu),機(jī)器人包括第一連桿、第二連桿，防摔自鎖機(jī)構(gòu)包括電磁鐵、棘爪、棘輪、彈簧，棘輪固定設(shè)置在第二連桿上端，電磁鐵固定設(shè)置在第一連桿上，電磁鐵底部設(shè)有一個(gè)向下的伸縮桿，伸縮桿與電磁鐵的觸頭連接，伸縮桿下端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有棘爪，第一連桿上固定設(shè)置有第一銷軸，棘爪的末端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在第一銷軸上，棘爪的前端與棘輪配合，彈簧的上下兩端分別與棘爪和棘輪相連接，在彈簧的拉動(dòng)作用下，棘爪與棘輪保持貼合；通過電磁鐵的通電或斷電實(shí)現(xiàn)伸縮桿的伸縮，從而帶動(dòng)棘爪脫離或貼合棘輪。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：采用棘輪棘爪的自鎖方式，在斷電能夠單向自鎖，使人腿往直立方向運(yùn)動(dòng)，安全可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

我國(guó)肢體殘疾人數(shù)龐大，且人數(shù)每年仍在遞增。目前我國(guó)現(xiàn)有外骨骼康復(fù)機(jī)器卻是供需嚴(yán)重失衡，并且現(xiàn)有外骨骼康復(fù)機(jī)器大多功能單一，穿戴者需要有正常人全程陪護(hù)，斷電、故障時(shí)均沒有機(jī)構(gòu)自鎖防摔保護(hù)措施，需要至少一位正常人來輔助。現(xiàn)有外骨骼機(jī)器人不具備自鎖防摔，安全可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu)，以達(dá)到對(duì)外骨骼機(jī)器人穿戴者的安全保護(hù)的目的。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu),所述機(jī)器人包括作為大腿的第一連桿、作為小腿的第二連桿，所述第一連桿和第二連桿之間通過膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)單元轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述防摔自鎖機(jī)構(gòu)包括電磁鐵、棘爪、棘輪、彈簧，所述棘輪固定設(shè)置在所述第二連桿上端，所述電磁鐵固定設(shè)置在所述第一連桿上，所述電磁鐵底部設(shè)有一個(gè)向下的伸縮桿，所述伸縮桿與所述電磁鐵的觸頭連接，所述伸縮桿下端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有所述棘爪，所述第一連桿上固定設(shè)置有第一銷軸，所述棘爪的末端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述第一銷軸上，所述棘爪的前端與所述棘輪配合，所述彈簧的上下兩端分別與所述棘爪和棘輪相連接，在所述彈簧的拉動(dòng)作用下，所述棘爪與所述棘輪保持貼合；通過電磁鐵的通電或斷電實(shí)現(xiàn)所述伸縮桿的伸縮，從而帶動(dòng)所述棘爪脫離或貼合所述棘輪，當(dāng)所述棘爪貼合所述棘輪時(shí)，能實(shí)現(xiàn)所述第二連桿相對(duì)所述第一連桿的單向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電磁鐵的通電或斷電的控制是與所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)單元同步的。

所述電磁鐵的伸縮桿下端通過第三銷軸與所述棘爪轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

所述彈簧的上端通過第四銷軸與所述棘爪連接、下端通過第二銷軸與所述棘輪連接。

所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)單元包括盤式電機(jī)，所述盤式電機(jī)固定在所述第一連桿下端，所述盤式電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)法蘭面與所述第一連桿上端固定連接，通過所述盤式電機(jī)來驅(qū)動(dòng)所述第一連桿和第二連桿的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu),其通過電磁鐵的通電或斷電實(shí)現(xiàn)所述伸縮桿的伸縮，進(jìn)而帶動(dòng)棘爪脫離或貼合所述棘輪。當(dāng)外骨骼機(jī)器人正常工作時(shí)，棘爪自動(dòng)從棘輪上脫離，不影響外骨骼機(jī)器人的正常工作，滿足外骨骼機(jī)器人在通電時(shí)的自由度需求及靈活性；當(dāng)外骨骼機(jī)器人突然斷電時(shí)，伸縮桿推動(dòng)棘爪向棘輪貼合，此時(shí)由于棘爪與棘輪相嚙合，進(jìn)行單向自鎖，限制了外骨骼機(jī)器人的大腿和小腿只能朝人站立的方向進(jìn)行單向轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能朝相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，防止外骨骼機(jī)器人摔倒，能夠滿足外骨骼機(jī)器人穿戴者的斷電防摔，極大的保護(hù)了人的安全。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布局緊湊，成本低廉、使用方便、容易加工、裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的主視圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1-電磁鐵，2-第一銷軸,3-棘輪，4-彈簧，5-第二銷軸,6-第二連桿，7-第一連桿，8-第三銷軸，9-第四銷軸,10-棘爪，11-盤式電機(jī)，12-伸縮桿。

具體實(shí)施方式