[實用新型]外骨骼機器人三自由度踝關節裝置

有效

• 申請號: 201720584673.5
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN207614018U
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 李民智;梁哲;東人;辛小康
• 申請（專利權）人: 深圳市奇諾動力科技有限公司
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00;B25J9/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 余哲瑋

本實用新型涉及一種外骨骼機器人三自由度踝關節裝置，包括腿部連接件、第一擺動組件、第二擺動組件、第三擺動組件和腳部支撐件。第一擺動組件包括第一連接件和第一轉軸，第一轉軸沿第一方向延伸，第一轉軸與腿部連接件轉動連接；第二擺動組件包括第二連接件和第二轉軸，第二轉軸沿第二方向延伸，第二轉軸與第一連接件轉動連接；第三擺動組件，包括第三連接件和第三轉軸，第三轉軸沿第三方向延伸，第三轉軸與第二連接件轉動連接；腳部支撐件與第三連接件固定連接。上述外骨骼機器人三自由度踝關節裝置，結構簡單緊湊，能夠有效地模擬人體踝關節的三個自由度，從而能更好地適應人體的運動，使得穿戴者活動靈便。

技術領域

本實用新型涉及外骨骼機器人技術領域，特別是涉及一種外骨骼機器人三自由度踝關節裝置。

背景技術

踝關節是人體下肢部分的重要關節，也是人體距離地面最近的負重關節。在行走過程中，踝關節能夠協調腿部和腳部的運動以實現人體重心的轉移，地面對腳部的作用力也需要經由踝關節傳遞至腿部。由于踝關節常處于負重狀態，因此容易出現扭傷，在軍事或醫療領域常采用機械踝關節裝置對踝關節予以保護或進行康復治療。機械踝關節裝置作為輔助器械，一般穿戴在人體外部，以對人體提供保護、支撐、助力和運動輔助功能。

人體的踝關節具有三個轉動自由度，分別為趾屈背伸自由度、內外翻自由度和內外擺自由度，上述三個轉動自由度相互關聯，保證了人體運動的靈活性。一般的機械踝關節裝置受限于機械結構，難以實現對上述三個轉動自由度的模擬，穿戴上機械踝關節裝置后，易造成活動不靈便，且常規的機械踝關節裝置，只能滿足簡單的行走輔助功能，功能單一。

實用新型內容

基于此，有必要針對一般的機械踝關節裝置活動不靈便、功能單一的問題，提供一種外骨骼機器人三自由度踝關節裝置。

一種外骨骼機器人三自由度踝關節裝置，包括：

腿部連接件；

第一擺動組件，包括第一連接件和第一轉軸，所述第一轉軸沿第一方向延伸，所述第一連接件和所述第一轉軸固定連接，所述腿部連接件套設于所述第一轉軸上，所述第一轉軸與所述腿部連接件轉動連接；

第二擺動組件，包括第二連接件和第二轉軸，所述第二轉軸沿第二方向延伸，所述第二連接件和所述第二轉軸固定連接，所述第一連接件套設于所述第二轉軸上，所述第二轉軸與所述第一連接件轉動連接；

第三擺動組件，包括第三連接件和第三轉軸，所述第三轉軸沿第三方向延伸，所述第三連接件和所述第三轉軸固定連接，所述第二連接件套設于所述第三轉軸上，所述第三轉軸與所述第二連接件轉動連接；及

腳部支撐件，與所述第三連接件固定連接。

在其中一個實施例中，所述第二擺動組件還包括蓄能組件，所述蓄能組件的一端與所述第一連接件轉動連接，所述蓄能組件的另一端與所述第二連接件轉動連接；所述蓄能組件用于帶動所述第二連接件復位。

在其中一個實施例中，所述蓄能組件包括連桿、彈性件和桿套，所述連桿的一端與所述第一連接件轉動連接，所述連桿的另一端與所述彈性件固定連接；所述桿套的一端套設于所述連桿上，所述桿套的另一端與所述第二連接件轉動連接；所述彈性件收容于所述桿套內。

在其中一個實施例中，所述彈性件包括第一彈簧和第二彈簧，所述第一彈簧套設于所述連桿上，且所述第一彈簧的一端與所述連桿抵接，所述第一彈簧的另一端與所述桿套的靠近腿部連接件的一端抵接；所述第二彈簧的一端與所述連桿抵接，所述第二彈簧的另一端與所述桿套的遠離所述腿部連接件的一端抵接。

在其中一個實施例中，所述第二連接件上設有第一限位面和第二限位面，當所述第二轉軸轉動時，所述第一限位面與所述第一連接件抵接，以限制所述第二轉軸的轉動范圍；當所述第三轉軸轉動時，所述第二限位面與所述第三連接件抵接，以限制所述第三轉軸的轉動范圍。