[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

本實用新型公開了一種輔助支撐下肢外骨骼機器人，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。本外骨骼利用足底支撐反力實現髖關節、膝關節和踝關節的無極鎖死，外骨骼整體成為一個剛體，無需驅動，能夠實現使用者下肢任意姿態的穩定支撐。各個關節的運動互不影響。采用多級球面連桿機構可以使控制踝、膝、髖關節鎖死的摩擦板均可設置在足底，通過平面摩擦副實現外骨骼的鎖死和解鎖，操作簡便。方便穿戴，大腿支撐板與小腿支撐板均不與人體固定連接即可為使用者提供任意姿態下的穩定支撐。

技術領域

本實用新型涉及助力機器人領域，具體是一種輔助支撐下肢外骨骼機器人。

背景技術

近年來，為減輕廣大體力勞動者的工作負擔，國內外學者不斷致力于各類輔助型外骨骼機器人的研究。如今，國內外關于負重外骨骼、助力外骨骼、醫療康健外骨骼等研究已有顯著成果。而針對醫療手術工作者、精密儀器修理師、大型機械裝配人員等勞動人群的輔助設備還有待研發。

在大型精密設備修理或裝配過程中，操作人員需要長時間保持某一費力姿態，極易產生疲勞。工作人員長時間工作產生疲勞時，不僅會影響裝配精度，降低工作效率，更增加了危險事故發生的機率。相對于人體上肢，人體下肢不僅要克服人體自身重力，同時還需要承擔工作負載。現有的傳統無驅動下肢外骨骼機器人難以在復雜條件下為使用者提供任意姿態的穩定支撐，而有驅動外骨骼機器人又存在成本高、蓄電不方便、控制復雜等問題。故設計一款輔助下肢任意姿態穩定支撐下肢的外骨骼機器人迫在眉睫。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型擬解決的技術問題是，提供一種輔助支撐下肢外骨骼機器人。

本實用新型解決所述技術問題的技術方案是，提供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；