[實用新型]一種輔助支撐下肢外骨骼機器人

有效

• 申請號: 201920768981.2
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN210061126U
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 張建軍;劉承磊;戚開誠;劉旭升;劉秀瑩;曹益
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 12210 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王瑞

1.一種輔助支撐下肢外骨骼機器人，其特征在于該外骨骼包括腰腹倚靠板、左腿和右腿；所述左腿和右腿結構相同，對稱地安裝在腰腹倚靠板上；所述左腿包括大腿支撐部分、小腿支撐部分、髖關節部分、膝關節部分、踝關節部分和足底鎖死裝置；

所述大腿支撐部分包括大腿桿、大腿桿夾板、髖關節一級傳動連桿、髖關節一級傳動連桿軸套、髖關節一級傳動連桿軸和大腿倚靠板；所述小腿支撐部分包括小腿桿、小腿桿夾板、髖關節二級傳動連桿、膝關節一級傳動方軸、髖關節二級傳動連桿軸套和小腿倚靠板；所述髖關節部分包括髖關節虎克鉸上連桿、髖關節一級一號球面連桿、髖關節虎克鉸十字連接軸、髖關節球面連桿一號對心軸、髖關節球面連桿二號對心軸、髖關節大腿桿和髖關節一級二號球面連桿；所述膝關節部分包括膝關節一級傳動部分和髖關節二級傳動部分；膝關節一級傳動部分包括膝關節一號球面連桿、膝關節二號球面連桿、膝關節一號對心軸、膝關節一級傳遞軸軸鍵、膝關節二號對心軸、膝關節大腿桿、膝關節主軸、膝關節小腿桿和膝關節一級傳遞軸；髖關節二級傳動部分包括髖關節二級一號球面連桿、髖關節二級一號對心軸、髖關節二級二號對心軸、髖關節二級三號對心軸、髖關節二級二號球面連桿和髖關節二級三號球面連桿；踝關節部分包括膝關節二級傳動部分、髖關節三級傳動部分和踝關節傳動部分；膝關節二級傳動部分包括膝關節二級虎克鉸上連桿軸、膝關節二級虎克鉸十字連接軸、膝關節二級虎克鉸下連桿軸、膝關節運動二級傳遞軸軸鍵、膝關節末端摩擦板和膝關節二級傳遞軸；髖關節三級傳動部分包括髖關節三級一號對心軸、髖關節三級一號球面連桿、髖關節三級二號對心軸、髖關節三級二號球面連桿、髖關節末端摩擦板和髖關節三級三號球面連桿；踝關節傳動部分包括踝關節十字連接軸、踝關節一號球面連桿、踝關節一號對心軸、踝關節雙頭球面連桿、踝關節二號對心軸、踝關節二號球面連桿、踝關節末端摩擦板和踝關節小腿桿；足底鎖死裝置包括腳尖套環和腳底板；

所述腰腹倚靠板與人體腰腹部固定連接，用于支撐人體；腰腹倚靠板與髖關節虎克鉸上連桿的上端固定連接；髖關節虎克鉸上連桿的下端通過髖關節虎克鉸十字連接軸與髖關節大腿桿的上端配合連接形成虎克鉸，通過髖關節虎克鉸十字連接軸的長軸部分與髖關節一級一號球面連桿的上端配合連接形成轉動副；髖關節一級一號球面連桿的下端通過髖關節球面連桿一號對心軸與髖關節一級二號球面連桿的上端配合連接形成轉動副；髖關節一級二號球面連桿的上側邊通過髖關節球面連桿二號對心軸與髖關節大腿桿的上側邊配合連接形成轉動副；髖關節虎克鉸十字連接軸的長軸的軸心線、髖關節球面連桿一號對心軸的軸心線、髖關節球面連桿二號對心軸的軸心線相交于髖關節虎克鉸十字連接軸的十字中心；

所述髖關節大腿桿的下端固定在大腿桿和大腿桿夾板的上端之間；大腿桿、大腿桿夾板與膝關節大腿桿均設置有腰形孔，膝關節大腿桿的上端連接在大腿桿和大腿桿夾板的下端之間，通過腰形孔調節大腿長度；髖關節一級二號球面連桿的下側邊通過髖關節一級傳動連桿軸與髖關節大腿桿的下側邊配合連接形成轉動副；髖關節一級傳動連桿軸套固定嵌套在髖關節大腿桿外側，同時嵌套在髖關節一級傳動連桿軸與髖關節球面連桿二號對心軸外側；髖關節一級二號球面連桿的下端與髖關節一級傳動連桿的上端固定連接；髖關節一級傳動連桿的下端與髖關節二級二號球面連桿的上端均設置有腰形孔；髖關節一級傳動連桿的下端與髖關節二級二號球面連桿的上端連接，通過腰形孔調節大腿長度；大腿倚靠板與髖關節大腿桿固定連接；大腿依靠板負責支撐人體大腿部分；

膝關節大腿桿的下端與膝關節小腿桿的上端通過膝關節主軸配合連接形成轉動副；膝關節大腿桿的側邊與膝關節一號球面連桿的上端通過膝關節一號對心軸配合連接形成轉動副；膝關節一號球面連桿的下端與膝關節二號球面連桿的上端通過膝關節二號對心軸配合連接形成轉動副；膝關節二號球面連桿的下端與膝關節小腿桿的側邊通過膝關節一級傳遞軸配合連接形成轉動副；膝關節二號球面連桿的下端與膝關節一級傳遞軸通過膝關節一級傳遞軸軸鍵連接；髖關節二級二號球面連桿的側邊與膝關節大腿桿的側邊通過髖關節二級三號對心軸配合連接形成轉動副；髖關節二級二號球面連桿的下端與髖關節二級一號球面連桿的上端通過髖關節二級一號對心軸配合連接形成轉動副；髖關節二級一號球面連桿的下端與髖關節二級三號球面連桿的上端通過髖關節二級二號對心軸配合連接形成轉動副；膝關節小腿桿的側邊與髖關節二級三號球面連桿的側邊通過膝關節一級傳遞軸配合連接形成轉動副；膝關節一號對心軸、膝關節二號對心軸、膝關節主軸、膝關節一級傳遞軸、髖關節二級一號對心軸、髖關節二級二號對心軸和髖關節二級三號對心軸七個軸軸線對心；

所述膝關節小腿桿的下端固定在小腿桿和小腿桿夾板的上端之間；小腿桿、小腿桿夾板與踝關節小腿桿均設置有腰形孔，踝關節小腿桿的上端連接在小腿桿和小腿桿夾板的下端之間，通過腰形孔調節小腿長度；髖關節二級傳動連桿軸套固定嵌套在膝關節小腿桿外側，同時嵌套在膝關節一級傳遞軸外側；所述髖關節二級三號球面連桿的下端與髖關節二級傳動連桿的上端固定連接；髖關節二級傳動連桿的下端與髖關節三級三號球面連桿的上端均設置有腰形孔，髖關節二級傳動連桿的下端與髖關節三級三號球面連桿的上端連接，通過腰形孔調節小腿長度；小腿倚靠板與膝關節小腿桿固定連接；小腿依靠板負責支撐人體小腿部分；膝關節一級傳動方軸的上端與膝關節一級傳遞軸的下端方孔配合連接，下端與膝關節二級傳遞軸的上端方孔配合連接；

踝關節小腿桿的下端與踝關節一號球面連桿的上端通過踝關節十字連接軸配合連接形成虎克鉸；踝關節一號球面連桿的下端與踝關節雙頭球面連桿的上端通過踝關節一號對心軸配合連接形成轉動副，且踝關節一號對心軸與踝關節十字連接軸的長軸部分軸線對心；踝關節雙頭球面連桿的下端與踝關節二號球面連桿的上端通過踝關節二號對心軸配合連接形成轉動副；踝關節二號球面連桿下端的圓柱軸與腳底板前軸套配合連接形成圓柱副，且圓柱副的回轉中心軸與踝關節二號對心軸的軸線對心；踝關節末端摩擦板與踝關節二號球面連桿固定連接；踝關節末端摩擦板的上表面與腳底板的下表面配合連接形成平面摩擦副；髖關節三級三號球面連桿的側邊與踝關節小腿桿的側邊通過膝關節二級傳遞軸配合連接形成轉動副；髖關節三級三號球面連桿的下端與髖關節三級一號球面連桿的上端通過髖關節三級一號對心軸配合連接形成轉動副；髖關節三級一號球面連桿的下端與髖關節三級二號球面連桿的上端通過髖關節三級二號對心軸配合連接形成轉動副；髖關節三級二號球面連桿下端的圓柱套外側與腳底板后軸套配合連接形成圓柱副；髖關節末端摩擦板與髖關節三級二號球面連桿固定連接；髖關節末端摩擦板的上表面與腳底板的下表面形成平面摩擦副；膝關節二級傳遞軸與膝關節二級虎克鉸上連桿軸的上端通過膝關節運動二級傳遞軸軸鍵連接；膝關節二級虎克鉸上連桿軸的下端與膝關節二級虎克鉸下連桿軸的上端通過膝關節二級虎克鉸十字連接軸配合連接形成虎克鉸；膝關節二級虎克鉸下連桿軸的下端軸與髖關節三級二號球面連桿下端的圓柱套內側配合連接形成轉動副；膝關節二級虎克鉸下連桿軸的下端與軸膝關節末端摩擦板固定連接；膝關節末端摩擦板的上表面與腳底板的下表面形成平面摩擦副；膝關節二級傳遞軸的軸心線、髖關節三級一號對心軸的軸心線、髖關節三級二號對心軸的軸心線、膝關節二級虎克鉸下連桿軸的下端軸的軸心線相交于膝關節二級虎克鉸十字連接軸的十字中心；腳尖套環固定于腳底板上。