[發明專利]一種剛性助力下肢外骨骼機器人結構

在審

• 申請號: 202110687360.3
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113352298A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 李釗;桂劍;馬斌;于朱庭;江海岳;朱大鵬;趙婷
• 申請（專利權）人: 上海中研久弋科技有限公司;上海前瞻創新研究院有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J17/02;A61H1/02;A61H3/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李治東

1.一種剛性助力下肢外骨骼機器人結構，其特征在于，所述結構包括：

關節助力驅動與支撐機構，可供用戶下肢穿戴；其由多個關節節點模塊構成，以對關節提供助力驅動和/或對部位提供支撐；

背包單元，可供用戶穿戴；其與一或多個所述關節節點模塊通信組網，可獲取實時運動數據或發送控制指令，并提供供電電源和外部數據傳輸結構；

髖部調節單元，樞接所述背包單元與所述關節助力驅動與支撐機構，在穿戴時提供橫向和/或縱向的調節。

2.根據權利要求1所述的剛性助力下肢外骨骼機器人結構，其特征在于，所述背包單元包括：網絡運動控制器、控制模塊、接口模塊、腰部電池模塊、腰部轉動連接軸、腰部綁帶、及儲物格中任意一種或多種組合；其中，

所述網絡運動控制器，用于與各關節節點模塊通信組網，以實時傳輸運動數據或控制指令；

所述控制模塊，用于處理實時產生的運動數據，以及生成控制指令；

所述接口模塊，用于提供外部數據的輸入與輸出接口；

所述腰部轉動連接軸，用于連接所述髖部橫向/縱向伸縮調節單元，可根據轉動角度獲取扭轉運動數據。

3.根據權利要求1所述的剛性助力下肢外骨骼機器人結構，其特征在于，所述髖部調節單元包括：

兩個縱向設置的軸承組件，其由軸承和交叉滾子組成；其中，所述軸承組件的一端設有雙插孔；所述軸承組件用于與所述關節助力驅動與支撐機構適配固定連接，可使所述關節助力驅動與支撐機構相對所述髖部調節單元縱向移動，從而提供縱向的調節；

鉸接件，其一側設有雙插軸，通過插入所述雙插孔與所述軸承組件固定連接；其另一側設有雙鉸接軸，用于另一倒置的鉸接件鉸接，可使兩個固定連接有軸承組件的鉸接件相對水平旋轉運動，從而提供橫向的調節。

4.根據權利要求3所述的剛性助力下肢外骨骼機器人結構，其特征在于，所述背包單元包括腰部轉動連接軸；所述雙鉸接軸上分別設有穿孔，通過插入所述腰部轉動連接軸，以連接所述髖部調節單元與所述背包單元。

5.根據權利要求1所述的剛性助力下肢外骨骼機器人結構，其特征在于，所述關節助力驅動與支撐機構中的關節節點模塊包括：髖關節助力驅動模塊、大腿支撐模塊、膝關節助力驅動模塊、小腿支撐模塊、踝關節助力驅動模塊、及足底支撐模塊。

6.根據權利要求5所述的剛性助力下肢外骨骼機器人結構，其特征在于，所述髖關節助力驅動模塊包括：

髖關節殼體，包含相對垂直設置的第一部分和第二部分；

其中，第一部分包括第一驅動控制模塊、及設于端部的第一伺服電機；第二部分的端部設有軸承連接件，用于橫向固定連接于所述髖部調節單元的一端；

所述第一伺服電機，用于縱向與大腿支撐模塊的頂部固定連接；

所述第一驅動控制模塊，用于根據接收的控制指令第一驅動伺服電機，以供助力驅動所述大腿支撐模塊的轉動。

7.根據權利要求5所述的剛性助力下肢外骨骼機器人結構，其特征在于，所述大腿支撐模塊包括：

大腿雙連接鋁桿，用于連接膝關節助力驅動模塊；

設于所述大腿雙連接鋁桿外的大腿護板，用于遮蓋所述大腿雙連接鋁桿；

髖關節前屈后伸輸出件，其一端連接所述大腿雙連接鋁桿，另一端為中空環形，用于適配連接所述髖關節助力驅動模塊。

8.根據權利要求5所述的剛性助力下肢外骨骼機器人結構，其特征在于，所述膝關節助力驅動模塊包括：

膝關節外殼；所述膝關節外殼內設有具有彈性的大腿坐管夾、第二伺服電機、及第二驅動控制模塊；

所述大腿坐管夾，用于與所述大腿支撐模塊的底部適配連接，并可調節插入長度；

所述第二伺服電機，用于縱向與小腿支撐模塊的頂部固定連接；

所述第二驅動控制模塊，用于根據接收的控制指令驅動第二伺服電機，以供助力驅動所述小腿支撐模塊的轉動；

設于膝關節殼體一側的綁帶，用于套入用戶膝關節。