[實用新型]一種基于柔性關(guān)節(jié)驅(qū)動器的老人助行機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922078459.4
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN210968877U
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慧娟;趙江海;葉曉東;王容川;陳淑艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J17/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陳問渠;何梅生

本實用新型提供了一種基于柔性關(guān)節(jié)驅(qū)動器的老人助行機(jī)器人，以腰部穿戴裝置穿戴于用戶的腰部，后背部設(shè)有所述背包裝置，所述背包裝置的背包中內(nèi)置供電裝置與控制裝置；一對大腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)呈左右對稱分設(shè)于腰部穿戴裝置的左右側(cè)；所述大腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用隨用戶下肢同步運(yùn)動的下連桿作為輸入端，通過在驅(qū)動輸出端與執(zhí)行端之間串聯(lián)雙向扭簧，實現(xiàn)關(guān)節(jié)扭矩的柔性輸出。本實用新型能夠提高老年用戶的使用舒適度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及外骨骼機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是一種基于柔性關(guān)節(jié)驅(qū)動器的老人助行機(jī)器人。

背景技術(shù)

隨著年齡的增加，老年人腿部肌肉強(qiáng)度下降，行走速度減慢，步幅減小。老人助行機(jī)器人就是通過給人體提供額外的輔助力矩，以彌補(bǔ)老年人由于年齡增加而喪失的那部分力矩，實現(xiàn)助行運(yùn)動。但是，現(xiàn)有老人助行機(jī)器人機(jī)構(gòu)的傳動剛性強(qiáng)，抗沖擊性小，容易對老年人身體造成傷害。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題。為此，本實用新型提出一種基于柔性關(guān)節(jié)驅(qū)動器的老人助行機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)節(jié)扭矩的柔性輸出，提高老年用戶的使用舒適度。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種基于柔性關(guān)節(jié)驅(qū)動器的老人助行機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)特點是：機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)包括背包裝置、腰部穿戴裝置和大腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

所述腰部穿戴裝置穿戴于用戶的腰部，后背部設(shè)有所述背包裝置，所述背包裝置的背包中內(nèi)置供電裝置與控制裝置；

一對大腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)呈左右對稱分設(shè)于腰部穿戴裝置的左右側(cè)；所述大腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)是在罩殼殼中內(nèi)置動力部件，所述動力部件的輸出軸軸端露出于罩殼外，扭矩傳感器通過傳感器支撐軸套同軸套裝于動力部件輸出軸的軸端，在所述扭矩傳感器上沿徑向自內(nèi)向外依次同軸安裝有內(nèi)軸承套、軸承、外軸承套，所述軸承夾緊于內(nèi)軸承套與外軸承套之間，以內(nèi)圈與內(nèi)軸承套固連，以外圈與外軸承套固連；下連桿以上端部的安裝孔同軸套裝于所述外軸承套上，并于軸向緊固相連，與所述外軸承套共同組成下連桿同步回轉(zhuǎn)組件，下連桿的下桿端通過綁帶綁附于用戶的大腿外側(cè)；所述內(nèi)軸承套沿軸向夾緊并固連于扭矩傳感器與法蘭盤之間，法蘭盤與內(nèi)軸承套共軸設(shè)置，朝外的盤面中部沿徑向外凸形成圓柱狀凸出部，上連桿依靠下端部的短套筒套裝于法蘭盤上，與法蘭盤形成徑向限位；雙向扭簧套裝于凸出部上，兩端分別固定并張緊于上連桿的短套筒內(nèi)壁與法蘭盤盤面之間，所述上連桿的上桿端固設(shè)于腰部穿戴裝置上，作用于用戶的髖部；所述上連桿能夠由動力部件提供驅(qū)動力，在法蘭盤經(jīng)由雙向扭簧的柔性輸出帶動下，繞法蘭盤的中軸線擺動；

以所述下連桿為輸入端，以上連桿為執(zhí)行端，通過所述扭矩傳感器檢測輸入端運(yùn)動時的扭矩信號，并傳輸至控制裝置，由所述控制裝置接收扭矩信號進(jìn)行分析處理后，向動力部件發(fā)送驅(qū)動指令。

本實用新型的結(jié)構(gòu)特點也在于：

所述上連桿的短套筒沿軸向朝外的端面上設(shè)有順著周向開設(shè)的兩段弧形導(dǎo)向孔，兩段導(dǎo)向孔以法蘭盤凸出部為中心對稱布置，所述法蘭盤盤面上對應(yīng)于兩段導(dǎo)向孔對應(yīng)設(shè)有沿軸向凸出的兩個限位螺釘，所述限位螺釘穿設(shè)于對應(yīng)的導(dǎo)向孔中，與所述導(dǎo)向孔配合，形成對上連桿轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向。

所述動力部件是由電機(jī)提供動力，經(jīng)減速器輸出，由聯(lián)接于減速器輸出軸的錐齒輪副傳動，所述錐齒輪副的輸出軸軸端露出于罩殼外。

所述腰部穿戴裝置上預(yù)留有繃帶安裝孔。

與已有技術(shù)相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在：

本實用新型是針對老年人由于年齡增加而導(dǎo)致肌肉強(qiáng)度下降而提出的用于下肢助行的機(jī)器人，利用隨用戶下肢同步運(yùn)動的下連桿作為輸入端，通過在驅(qū)動輸出端與執(zhí)行端之間串聯(lián)雙向扭簧，實現(xiàn)關(guān)節(jié)扭矩的柔性輸出，可以很好地降低電機(jī)啟動帶來的沖擊，使輸出柔順化，避免對老年人身體造成傷害，具有容易穿戴、操作簡單的有點，適用于老年人助行運(yùn)動。

附圖說明