[發明專利]一種下肢外骨骼機器人

在審

• 申請號: 202110949040.0
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113730180A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 蔡世波;韋威;都明宇;鮑官軍;何必磊;姚藝赟;王傳浚
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61H3/00;B25J9/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述下肢外骨骼機器人包括左腿外骨骼、右腿外骨骼和髖寬可調組件；所述左腿外骨骼、右腿外骨骼分別對稱安裝在髖寬可調組件左右兩側，所述左腿外骨骼、右腿外骨骼都包括大腿桿件、小腿桿件、髖關節作動器和膝關節作動器，所述大腿桿件與髖關節作動器聯動，所述膝關節作動器安裝在大腿桿件末端，所述小腿桿件固定安裝在膝關節作動器上，小腿桿件與膝關節作動器的旋轉輸出聯動。

2.如權利要求1所述的一種下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述髖寬可調組件包括髖寬移動導軌、髖寬調節滑塊組和髖寬調距螺桿，所述髖寬調節滑塊組可在髖寬移動導軌上滑動，所述左腿外骨骼、右腿外骨骼分別安裝在髖寬調節滑塊組的不同髖寬調節滑塊上，所述髖寬調距螺桿以中點為界螺紋方向相反，通過驅動髖寬調距螺桿旋轉可推動左腿外骨骼、右腿外骨骼做相對運動實現髖寬調節。

3.如權利要求1或2所述的一種下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述大腿桿件擺動于人體大腿兩側且與大腿無綁縛；所述膝關節作動器與大腿桿件垂直安裝，隨大腿桿件擺動且橫置于人腿腘窩后面并施力于腘窩部位；所述小腿桿件豎置于人體小腿后面并施力于小腿腓腸肌、脛骨和髕骨，與膝關節作動器旋轉輸出聯動的同時也隨膝關節作動器擺動；所述左、右腿外骨骼的膝關節作動器之間、小腿桿件之間的間距與人體正常行走時的腿間距相同且互不干涉。

4.如權利要求2所述的一種下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述髖寬可調組件還包括調寬組件框架、調寬組件軸承座、髖寬調距手輪、髖寬調距螺桿支撐架和螺紋襯套，所述髖寬移動導軌安裝在調寬組件框架上，所述髖寬調距螺桿一端通過調寬組件軸承座安裝于調寬組件框架上，所述髖寬調距手輪安裝于髖寬調距螺桿另一端，所述螺紋襯套安裝在髖寬調距螺桿支撐架上，所述髖寬調距螺桿與螺紋襯套螺紋配合，所述髖寬調距螺桿支撐架與髖關節作動器固連，所述髖關節作動器固定安裝在髖寬調節滑塊上。

5.如權利要求1～3之一所述的一種下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述髖關節作動器包括髖關節作動器安裝基座組件、髖關節電機及減速器組件、髖關節減速同步帶、髖關節小帶輪、髖關節大帶輪、髖關節扭矩傳感器、連接法蘭、髖關節同步帶、髖關節下端帶輪、髖關節上端帶輪、髖關節連桿基座、髖關節軸承座、髖關節限位桿固定塊、髖關節限位螺桿、大腿桿件轉軸，所述髖關節電機及減速器組件輸出軸與所述髖關節小帶輪通過鍵連接，所述髖關節減速同步帶將髖關節電機及減速器輸出轉矩傳遞到髖關節大帶輪，所述髖關節大帶輪與連接法蘭通過鍵連接，所述髖關節扭矩傳感器一端與連接法蘭固連，另一端通過聯軸器與帶輪連接軸連接，所述帶輪連接軸經由髖關節軸承座與髖關節下端帶輪通過鍵連接，所述髖關節同步帶將經髖關節減速同步帶增大后的轉矩傳遞到髖關節上端帶輪，所述髖關節上端帶輪與大腿桿件轉軸通過鍵連接，從而驅動大腿桿件轉動，實現人體大腿屈伸運動；所述髖關節軸承座安裝在髖關節連桿基座上，用于支撐大腿桿件轉軸做相對轉動，所述髖關節限位桿固定塊安裝在髖關節連桿基座上，所述髖關節限位螺桿可從下向上旋入髖關節限位桿固定塊的螺孔內，通過露出髖關節限位桿固定塊上方的高度來限制大腿桿件轉動范圍。

6.如權利要求1～3之一所述的一種下肢外骨骼機器人，其特征在于，所述左腿外骨骼、右腿外骨骼都還包括大腿桿件外罩，所述大腿桿件外罩與大腿桿件固連，所述大腿桿件外罩用于將人體與大腿桿件上的剛性傳動部件隔開以防止肢體接觸發生意外。