[發明專利]一種穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人及其助力方法

在審

• 申請號: 201710983007.3
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN109693223A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 劉連慶;李寧;楊鐵;常俊玲;趙亮;于鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10;B25J9/12
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人，其特征在于：包括順序連接的控制系統、拉力線和結點；

結點，設于人體骨骼肌端點對應的皮膚處；

拉力線，用于模擬人體骨骼肌，實現控制系統與結點間的連接；

控制系統，用于帶動拉力線，實現模擬骨骼肌收縮產生運動。

2.根據權利要求1所述的一種穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人，其特征在于所述控制系統包括控制器、電機驅動器、電機；所述控制器通過電機驅動器連接電機；

控制器，用于發送控制命令給電機驅動器，通過電機驅動器驅動電機工作。

3.根據權利要求1所述的穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人，其特征在于：兩個結點構成結點對；結點A、結點B的位置分別對應人體某骨骼肌的兩個端點；結點對中，距離肢體連接處近的結點為結點A，距離肢體連接處遠的結點為結點B；結點A、結點B處分別設有固定于人體上的連接擋塊、結構件；控制系統中電機輸出端的繞線輪纏繞的拉力線經連接擋塊與結構件連接。

4.根據權利要求1所述的穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人，其特征在于所述拉力線在電機輸出端的繞線輪與連接擋塊之間的部分套有套索；所述套索為中空管，使拉力線通過其中空部分。

5.根據權利要求3所述的穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人，其特征在于所述連接擋塊為階梯孔結構，距離肢體連接處較遠一端開孔B直徑小于距離肢體連接處較近一端開孔A直徑，使套索從開孔A插入孔內，且無法從開孔B穿出，同時使拉力線貫穿開孔A和開孔B。

6.根據權利要求3所述的穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人，其特征在于所述結構件為非彈性結構件。

7.根據權利要求1所述的穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人，其特征在于所述連接擋塊、結構件通過魔術貼設于人體。

8.根據權利要求7所述的穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人，其特征在于：所述魔術貼與人體皮膚之間設有彈性結構件，用于對人體進行保護。

9.根據權利要求1所述的一種穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人，其特征在于所述控制系統設置于背包內，且通過綁帶穿戴于人體上。

10.一種穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人的助力方法，其特征在于包括以下步驟：

在人體骨骼肌兩個端點對應的皮膚處分別設置結點A、結點B；

控制系統中的控制器發送控制命令至電機驅動器，通過電機驅動器驅動電機工作；

電機通過繞線輪纏繞拉力線產生拉力，模擬人體骨骼肌收縮；

拉力線穿過設于結點A的連接擋塊、帶動設于結點B的結構件，進而拉動該結構件所對應的肢體，模擬骨骼肌收縮時產生的運動，驅動關節旋轉，實現仿生柔性外骨骼機器人的助力。