[發明專利]一種步進電機驅動和渦輪蝸桿傳動的下肢外骨骼機器人

在審

• 申請號: 201911122851.2
• 申請日: 2019-11-16
• 公開（公告）號: CN110833495A
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發明（設計）人: 朱愛斌;武鑫雨;毛涵
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;B25J9/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

1.一種步進電機驅動和渦輪蝸桿傳動的下肢外骨骼機器人，其特征在于，包括腰部-髖關節裝置(1)、大小腿調節裝置(2)和踝關節-足部裝置(3)，腰部-髖關節裝置(1)兩側下方分別設置有大小腿調節裝置(2)，大小腿調節裝置(2)下方設置有踝關節-足部裝置(3)。

2.根據權利要求1所述的一種步進電機驅動和渦輪蝸桿傳動的下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述的腰部-髖關節裝置(1)包括腰部結構和髖關節結構兩個部分，腰部結構包括腰連接件(4)，腰連接件(4)的兩端分別與兩個呈L型的腰彎板件(5)固定連接。

3.根據權利要求2所述的一種步進電機驅動和渦輪蝸桿傳動的下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述腰連接件(4)和腰彎板件(5)上面均設有按照線性陣列方式布置的安裝孔，二者通過安裝孔配合連接。

4.根據權利要求2所述的一種步進電機驅動和渦輪蝸桿傳動的下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述的腰部-髖關節裝置(1)包括中腰部結構下端和中腰部結構上端，中腰部結構下端包括髖關節電機連接板(14)為圓弧狀結構，所述的髖關節電機連接板(14)頂端圓弧狀左右內側分別有用于安裝髖關節下端軸承(12)的軸承孔，髖關節下端軸承(12)和軸承孔過盈連接，髖關節下端軸承(12)與髖關節旋轉連接件(10)內側設置有軸承孔相連，所述的髖關節旋轉連接件(10)和髖關節電機連接板(14)的軸承孔置于同一中心線上，髖關節旋轉軸(13)沿著中心線進行安裝；

所述的中腰部結構上端包括髖關節固定件(6)，髖關節固定件(6)底部設置有與髖關節上端軸承(9)過盈連接的軸承孔，髖關節固定件(6)上端內部分別設計有不同直徑的梯形孔，梯形孔自下向上分別安裝髖關節上端軸承(9)、微型平面推力球軸承(8)、髖關節軸承端蓋(7)，髖關節固定件(6)與腰彎板件(5)，且通過螺栓固定連接。

5.根據權利要求4所述的一種步進電機驅動和渦輪蝸桿傳動的下肢外骨骼機器人，其特征在于，腰部-髖關節裝置(1)通過髖關節旋轉連接件(10)，與髖關節電機連接板(14)相連接，髖關節電機連接板(14)與髖關節支撐板一(15)由電機輸出軸連接在一起，髖關節支撐板二(20)和髖關節支撐板一(15)構成大小腿調節裝置(2)，大小腿調節裝置(2)通過踝銷軸(24)，與踝關節-足部裝置(3)連接在一起，左右兩側各連接方式相同。

6.根據權利要求4所述的一種步進電機驅動和渦輪蝸桿傳動的下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述的髖關節旋轉軸(13)兩端分別與髖關節旋轉連接件(10)和髖關節電機連接板(14)左右兩側內部的髖關節下端軸承(12)過盈連接，髖關節旋轉軸(13)的一端繪制溝槽，溝槽用于安裝卡簧來固定位于髖關節電機連接板(14)左右兩側內部的髖關節下端軸承(12)，所述的髖關節結構側面軸承端蓋(11)上設置有圓周陣列的螺紋孔，同時髖關節旋轉連接件(10)左右兩側內部也設計有圓周陣列的螺紋孔，通過螺栓將兩者固定連接。

7.根據權利要求2所述的一種步進電機驅動和渦輪蝸桿傳動的下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述的腰部-髖關節裝置(1)中髖關節結構上端包括髖關節電機連接板(14)，髖關節電機連接板(14)為圓弧型結構，所述的髖關節電機連接板(14)圓弧端有圓周陣列分布的內螺紋孔，螺紋孔與髖關節電機連接法蘭(16)外層圓周陣列的螺紋孔相配合，髖關節電機連接板(14)圓端陣列的螺紋孔通過螺紋固定連接諧波減速機(17)外圍圓周陣列的螺紋孔，蝸輪蝸桿減速器(17)下側設置正方形四角的螺紋孔，蝸輪蝸桿減速器(17)下側正方形四角的螺紋孔通過螺栓固定連接步進電機(19)，蝸輪蝸桿減速器(17)中心部分設置有連接軸，連接軸穿過髖關節電機連接板(14)，將動力傳給關節支撐板一(15)和電機連接法蘭(16)。

8.根據權利要求1所述的一種步進電機驅動和渦輪蝸桿傳動的下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述的大小腿調節裝置(2)包括大腿調節結構和小腿調節結構兩個部分，大腿調節機構和小腿調節機構結構相同，分別由兩塊板狀結構組成，由螺栓固定連接。

9.根據權利要求1所述的一種步進電機驅動和渦輪蝸桿傳動的下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述的踝關節-足部裝置(3)包括腳墊(23)，腳墊(23)左側設置有帶孔薄片，帶孔薄片通過踝銷軸(24)和兩個六角螺栓(22)固定在膝關節支撐板(21)上，所述的腳墊(23)繞踝銷軸(24)旋轉，腳墊(23)左右兩側分別設置安裝孔。