[發明專利]一種生物耦合式髖關節助力外骨骼

有效

• 申請號: 202110356926.4
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113183120B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 劉福才;徐繼龍;邢濟湲
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 何圣斐;李洪福

1.一種生物耦合式髖關節助力外骨骼，其特征在于：所述外骨骼包括外骨骼主體、腿部綁帶組件、腰部綁帶和電控背包；所述腿部綁帶組件分別連接在外骨骼主體下端的左右兩側，所述腰部綁帶一端與外骨骼主體的上端內側連接，另一端通過公母扣與電控背包連接；

所述外骨骼主體包括上罩、安裝板、下罩、支鏈組件、連接板、電機、減速器、蝸桿和護板；所述電機和減速器裝配后分別對稱設置在安裝板上部的左右兩側，所述蝸桿分別連接在減速器的輸出軸上，所述支鏈組件分別對稱設置在安裝板下部的左右兩側，且所述支鏈組件的頂部分別與蝸桿對應傳動連接，所述上罩和下罩分別罩設在安裝板的上方和下方，所述連接板分別對稱設置在兩側支鏈組件的底部，所述腿部綁帶組件分別對稱連接在兩側連接板的內側；所述護板連接在上罩的內側外表面；

所述支鏈組件由三條RRPS支鏈組成，其中，R為轉動副，P為移動副，S為球副，且第一個R副為驅動副，三條支鏈頂部的安裝位置分別位于等腰三角形的三個頂點處，依次為內側支鏈、中間支鏈和外側支鏈，所述內側支鏈與外側支鏈關于等腰三角形頂角的角平分線對稱布置；

所述內側支鏈的第一條轉動軸線與等腰三角形的底邊重合，第二條轉動軸線與第一條轉動軸線垂直且平行于等腰三角形的對稱面，P副的運動軸線與第二條轉動軸線垂直且過S副的中心；中間支鏈的第一條轉動軸線與等腰三角形頂角的角平分線重合，第二條轉動軸線與第一條轉動軸線垂直且平行于等腰三角形的底邊，且中間支鏈P副的運動軸線與第二條轉動軸線垂直且過S副的中心；

所述支鏈包括軸承座、渦輪、主動軸、L型連桿、U型架、從動軸、一級導套、二級導套、導桿、萬向鉸鏈和轉軸；所述主動軸通過軸承安裝在軸承座中，所述軸承座與安裝板下部固定連接，所述渦輪通過頂絲安裝在主動軸中較長的一段臺階軸處，并通過螺母進行固定；所述L型連桿一端通過頂絲安裝在主動軸中較短的一段臺階軸處，另一端通過從動軸與U型架連接；所述一級導套通過頂絲安裝在U型架的外端面底部，所述二級導套置于一級導套內部且僅在其內部來回移動，所述導桿置于二級導套內部且僅在其內部來回移動；所述萬向鉸鏈一端與導桿底端相連接，另一端與轉軸相連接。

2.根據權利要求1所述的一種生物耦合式髖關節助力外骨骼，其特征在于：所述腿部綁帶組件包括六維力傳感器、弧形架、慣性測量單元、腿部柔性墊、腿部綁帶和安裝架；所述六維力傳感器一端安裝在弧形架的前端上側，另一端與連接板相連接，所述慣性測量單元安裝在弧形架外側面上，且該外側面與六維力傳感器的安裝面成90°夾角，所述腿部柔性墊設置在弧形架的內弧形面上，所述腿部綁帶的兩端分別與弧形架的兩端連接，所述安裝架設置在弧形架的前端下側位置。

3.根據權利要求1所述的一種生物耦合式髖關節助力外骨骼，其特征在于：所述上罩的內側設置為弧形面，所述護板的外側設置為與上罩內側對應的弧形面，且所述護板的內側還連接有腰部柔性墊，所述腰部柔性墊外側設置為與護板內側對應的弧形面。