[發(fā)明專利]柔性助行外骨骼

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010107114.1
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111388279A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付成龍;馬亮;冷雨泉;黃冠;張穩(wěn)
• 申請（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00;A61H1/02;B25J9/00
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 徐漢華

本申請?zhí)峁┝艘环N柔性助行外骨骼，包括動力裝置、膝關(guān)節(jié)助力器、踝關(guān)節(jié)助力器、第二拉動結(jié)構(gòu)和助力切換裝置，膝關(guān)節(jié)助力器用于對用戶膝關(guān)節(jié)的伸展運(yùn)動提供助力，膝關(guān)節(jié)助力器包括大腿穿戴件、小腿穿戴件和用于拉動小腿穿戴件與大腿穿戴件發(fā)生相對運(yùn)動的第一拉動結(jié)構(gòu)；第二拉動結(jié)構(gòu)用于驅(qū)動踝關(guān)節(jié)助力器，助力切換裝置包括支撐板、滑動設(shè)置于支撐板上的移動支座和將移動支座鎖定于支撐板上的靜電吸附組件。本申請?zhí)峁┑娜嵝灾型夤趋溃ㄟ^設(shè)置助力切換裝置，便可通過助力切換裝置的靜電吸附組件控制移動支座在支撐板上的位置移動狀態(tài)，克服柔性驅(qū)動的外骨骼僅能進(jìn)行特定關(guān)節(jié)助力的的不足，能夠在地形多變的復(fù)雜環(huán)境中對用戶進(jìn)行有效助行。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于穿戴式外骨骼技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種柔性助行外骨骼。

背景技術(shù)

穿戴式外骨骼是將步態(tài)分析、機(jī)電一體化、生物力學(xué)等諸多領(lǐng)域融合而成的新型可穿戴機(jī)器人，可廣泛地應(yīng)用于軍事、醫(yī)療和助老等領(lǐng)域。穿戴式外骨骼大多是以液壓驅(qū)動的剛性驅(qū)動外骨骼，剛性驅(qū)動外骨骼通常與人體柔性軀體之間的協(xié)調(diào)性較差。因此，穿戴式外骨骼逐漸采用柔性驅(qū)動的外骨骼設(shè)計，以在不影響人體自然狀態(tài)運(yùn)動學(xué)的情況下對人體施加助力，使人體下肢保持自然步態(tài)行走。

然而，當(dāng)前采用柔性驅(qū)動的外骨骼，通常是通過驅(qū)動裝置驅(qū)動柔性輸出纜線對人體施加助力，僅能夠?qū)τ脩舻孽钻P(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)或膝關(guān)節(jié)進(jìn)行特定關(guān)節(jié)助力，在復(fù)雜地形上，提供助力有限。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實(shí)施例的目的在于提供一種柔性助行外骨骼，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的柔性驅(qū)動的外骨骼僅能進(jìn)行特定關(guān)節(jié)助力的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請采用的技術(shù)方案是：提供一種柔性助行外骨骼，包括：

動力裝置；

膝關(guān)節(jié)助力器，用于對用戶膝關(guān)節(jié)的伸展運(yùn)動提供助力，所述膝關(guān)節(jié)助力器包括大腿穿戴件、小腿穿戴件和用于拉動所述小腿穿戴件與所述大腿穿戴件發(fā)生相對運(yùn)動的第一拉動結(jié)構(gòu)；

踝關(guān)節(jié)助力器，用于對用戶踝關(guān)節(jié)的跖屈運(yùn)動提供助力；

第二拉動結(jié)構(gòu)，用于驅(qū)動所述踝關(guān)節(jié)助力器；以及

助力切換裝置，包括支撐板、滑動設(shè)置于所述支撐板上的移動支座和將所述移動支座鎖定于所述支撐板上的靜電吸附組件；

所述靜電吸附組件設(shè)置于所述支撐板上，所述支撐板固定于所述小腿穿戴件上，所述第一拉動結(jié)構(gòu)分別與所述移動支座和所述動力裝置的輸出端相連，所述第二拉動結(jié)構(gòu)分別與所述移動支座和所述踝關(guān)節(jié)助力器相連。

可選地，所述靜電吸附組件包括第一靜電吸附板、與所述第一靜電吸附板靜電吸附配合的第二靜電吸附板和控制所述第一靜電吸附板與所述第二靜電吸附板之間靜電吸附力大小的控制器，所述第一靜電吸附板與所述支撐板相連，所述第二靜電吸附板與所述移動支座相連。

可選地，所述靜電吸附組件還包括兩個支撐塊，各所述支撐塊固定于所述支撐板上，所述第一靜電吸附板與各所述支撐塊固定相連。

可選地，所述第二靜電吸附板上開設(shè)有供所述第一靜電吸附板穿過的間隙。

可選地，所述第二靜電吸附板包括平行并間隔設(shè)置的兩塊板體，兩塊所述板體之間形成供所述第一靜電吸附板穿過的間隙。

可選地，所述靜電吸附組件還包括用于分別調(diào)節(jié)各所述板體與所述第一靜電吸附板之間壓緊力的夾板和用于固定兩塊所述夾板的緊固件，各所述板體遠(yuǎn)離所述第一靜電吸附板的一面支撐于相應(yīng)所述夾板上，各所述夾板與所述移動支座相連。

可選地，所述助力切換裝置還包括連接所述移動支座與所述支撐板的彈性元件。

可選地，所述穿戴組件還包括用于將所述動力裝置固定于用戶腰部的腰部穿戴件。