[發(fā)明專利]腰部外骨骼機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811484414.0
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109318215B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 朱愛斌;沈皇;申志濤;宋紀元;屠堯;鄭威豪
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 61215
• 代理人: 劉國智

腰部外骨骼機器人，包括背部支撐裝置、髖部連接裝置、腿部儲能裝置及頂腿裝置，背部支撐裝置與髖部連接裝置中部固定連接，髖部連接裝置的兩端部與腿部儲能裝置固定連接，腿部儲能裝置與頂腿裝置固定連接，背部支撐裝置可貼合地穿戴于人體的背部，極大地改善了人體穿戴的舒適性，穿戴步驟簡單，操作簡單快捷，腿部儲能裝置采用曲柄滑塊機構(gòu)結(jié)合彈簧的設計方式，完成對用戶穿戴外骨骼彎腰時的能量儲存后，當人體從彎腰狀態(tài)向站立狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，彈簧儲存的能量能夠逆向地經(jīng)過曲柄滑塊機構(gòu)傳遞到背部支撐裝置，結(jié)構(gòu)簡單且助力效果佳，頂腿裝置可以很好地貼合于人體的大腿，保證用戶穿戴的舒適性，具有結(jié)構(gòu)精簡、靈活性高的特點。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于機器人技術(shù)領域，特別涉及一種腰部外骨骼機器人。

背景技術(shù)

外骨骼機器人是一種仿人體的生理構(gòu)造、可穿戴，且協(xié)同穿戴者運動的同時輔助穿戴者的機械裝置。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，外骨骼機器人在軍事和民用等領域有著更加廣闊的應用前景，已經(jīng)成為當前各國在機器人領域的研究重點。

現(xiàn)有的腰部外骨骼機器人采用胸部支撐裝置的形式，即將支撐裝置放置在人體的胸前，這種設計方式導致用戶穿戴腰部外骨骼工作時，胸部受到較大的擠壓力，穿戴的舒適性較差，運動的靈活性較低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種腰部外骨骼機器人，能夠很大程度地改善人體穿戴外骨骼后的舒適性，提高運動的靈活性，具有結(jié)構(gòu)精簡、靈活性高、穿戴舒適且簡單快捷的特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

腰部外骨骼機器人，包括背部支撐裝置、髖部連接裝置、腿部儲能裝置及頂腿裝置，背部支撐裝置與髖部連接裝置中部固定連接，髖部連接裝置的兩端部與腿部儲能裝置鉸接，腿部儲能裝置與頂腿裝置固定連接；

所述背部支撐裝置包括符合人體工學的背板，兩根背帶的端部分別固定在背板的內(nèi)側(cè)面，兩根背帶之間固定連接有帶卡扣的腰帶，背板的外側(cè)面下部固定有背部伸縮外桿固定塊，背部伸縮外桿穿過背部伸縮外桿固定塊內(nèi)部固定，可伸縮的背部伸縮內(nèi)桿的一端插入背部伸縮外桿內(nèi)，另一端與髖部連接裝置的髖部上接頭固定連接；

所述髖部連接裝置包括髖部上接頭，髖部上接頭與髖部伸縮內(nèi)桿固定連接，髖部伸縮外桿套在髖部伸縮內(nèi)桿上，髖部伸縮外桿與髖部下接頭的一端固定連接，髖部下接頭的另一端與腿部儲能裝置的腿部連接桿鉸接；

所述腿部儲能裝置包括綁帶，綁帶的兩端固定在內(nèi)側(cè)板上形成筒狀，內(nèi)側(cè)板、外側(cè)板、底板、外殼上、外殼下固定連接構(gòu)成盒體，腿部連接桿與位于盒體內(nèi)的曲柄固定連接，曲柄與圓柱銷、連桿鉸接，圓柱銷的兩端分別與外側(cè)板、內(nèi)側(cè)板連接，連桿與滑塊鉸接，滑塊下方固結(jié)有彈簧限位塊，滑塊和彈簧限位塊套在導桿上并與其滑動連接，彈簧限位塊的固定連接壓縮彈簧的一端，壓縮彈簧的另一端固定在下固定塊上，下固定塊與底板固定連接，長直桿的一端與下固定塊固定連接，長直桿的另一端與頂腿裝置相連；

所述頂腿裝置包括豎直拐桿，豎直拐桿的一端與長直桿固定連接，豎直拐桿的另一端與水平拐桿固定連接，水平拐桿與水平直桿固定連接，水平直桿固定在與人體大腿曲面相適應的腿部支撐塊上。

所述背部伸縮內(nèi)桿與背部伸縮外桿上均設有螺孔，背部伸縮內(nèi)桿與背部伸縮外桿之間通過螺栓或者卡扣調(diào)節(jié)固結(jié)位置。

所述背板上固定有背墊。

所述髖部伸縮外桿與髖部伸縮內(nèi)桿上均設有螺孔，髖部伸縮外桿與髖部伸縮內(nèi)桿之間通過螺栓或者卡扣來調(diào)節(jié)固結(jié)位置。

所述外側(cè)板與內(nèi)側(cè)板之間固定連接有用于增強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的頂柱。

所述外側(cè)板與內(nèi)側(cè)板之間固定連接有用于增強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的支撐塊。

所述底板固定連接有用于限制導桿的運動的上固定塊。