[發明專利]一種盤式電機外骨骼結構設計

在審

• 申請號: 201811203335.8
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109262590A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 李健;黃煜;趙世峰;劉歡;苗明達;吳青鴻
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J19/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 寧霞光

本發明公開了一種盤式電機外骨骼結構設計，由腰部支撐架、髖關節盤式電機、上股骨桿、膝關節盤式電機、下股骨桿、腳踝軸承、減震彈簧、腳掌板構成，除腰部支撐架外，其它部件為左右兩邊鏡像對稱，本發明的使用更加的靈活，高功率且體積小，具有普遍適用性，應用場合更加廣泛。

技術領域

本發明涉及一種盤式電機外骨骼結構設計。

背景技術

對于機械外骨骼機器人的研究，國內外都有機械外骨骼的復雜機構,穿戴復雜不實用,現階段大多數使用的是電動缸驅動,電動缸沉重,這樣不僅增加患者行走難度,還給穿戴帶來困難,功率的利用率也相對較低。其次，傳統電機的機械外形設計較為龐大，不適合簡易、方便、輕巧的穿戴，傳統的電機散熱也是一大問題，因為緊貼著人體所以安全隱患也必須值得重視。并且，現在的設計缺少模塊化，或者說模塊化設計極低、一體式設計的產品，給維修及更換部件增加困難。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種盤式電機外骨骼結構設計，為了避免給穿戴者增加不必要的負擔，該設計不做取代腿部運動的設計，僅為運動輔助設備，為穿戴者下半身運動提供助力，這樣可以減少穿戴者的不適應感，回避讓機械外骨骼運動符合不同人的步態不同的問題，增加了模塊化設計可以加減或者更換各個模塊，當發生零件損壞亦可跟換對應模塊，減少維修時間。同時，根據需要增加輔助模塊，如防護、攀爬、電子設備集成等，可以根據需求在原有的基礎上追加功能，此設計增加了電機的機械效率，使外骨骼穿戴起來更為簡易，此設計中的散熱問題得到很好解決，不會對人體造成任何的危害。

本發明采用的具體技術方案是：

一種盤式電機外骨骼結構設計，由腰部支撐架、髖關節盤式電機、上股骨桿、膝關節盤式電機、下股骨桿、腳踝軸承、減震彈簧、腳掌板構成，除腰部支撐架外，其它部件為左右兩邊鏡像對稱，所述腰部支撐架由硬橡膠塑腹帶、臀部寬度調節機構、支撐架構成，左、右髖關節盤式電機分別連接腰部支撐架的左右兩邊的支撐架，硬橡膠塑腹帶可以緊緊裹住腹部，臀部寬度調節機構根據胯寬拉開或者縮小結構；所述髖關節盤式電機由機座a、新型盤式電機a構成，機座a與腰部支撐架焊接，新型盤式電機a與上股骨桿上部連接，帶動上股骨桿運動；所述膝關節盤式電機由機座b、新型盤式電機b構成,上股骨下部與機座b連接，新型盤式電機b與下股骨桿上部的連接，帶動下股骨桿運動；所述下股骨桿與腳掌板通過腳踝軸承和減震彈簧連接，腳踝軸承連接確定可懂范圍，減震彈簧防止反人體運動；所述腳踝軸承左右兩側安裝有軸承端蓋，對腳踝軸承進行限位。

優選地，所述髖關節盤式電機通過螺絲將機座a和新型盤式電機a連接，方便維修與更換；所述新型盤式電機a與上股骨桿上部采用螺絲連接，方便更換。

優選地，所述上股骨桿分為兩部分柔性連接，中間有調節機構和緩沖機構，所述調節機構根據不同人大腿長度的不同，調劑高度，增加適用范圍；所述緩沖機構在運動中會產生振動，通過緩沖機構后，將減少振動對人體產生的各種影響。

優選地，所述膝關節盤式電機，通過螺絲將機座b和新型盤式電機b連接，方便維修與更換；所述機座b與上股骨桿上部采用螺絲連接，方便跟換與維修；新型盤式電機b與下股骨桿采用螺絲夾緊連接方式連接，帶動下股骨桿運動，在滿足強度的前提下增加可更換性。

優選地，所述腳掌板面上安裝有減震塊。

優選地，在腰部支撐架搭載電子集成，以完成不同功能需求的后續升級能力。

優選地，在腰部支撐座加裝防護設施，增強防護能力。

優選地，在腰部支撐座加裝攀爬設備，為穿戴者在攀爬時提供助力。

優選地，所述盤式電機外骨骼結構設計采用新式鋁合金材料，減少了設備的重量。

與現有技術相比較，本發明的具有以下有益效果：