[發明專利]一種多自由度仿生外骨骼本體結構

在審

• 申請號: 202210093949.5
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114469646A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 梁成盼;李勇強;繆豐東;趙薇薇;萬春利;邸霈;楊金宇;張宇婷;蘇彬;陳芳
• 申請（專利權）人: 無錫市精神衛生中心;江蘇省人民醫院（南京醫科大學第一附屬醫院）;無錫美安雷克斯醫療機器人有限公司
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61H3/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 何磊

本發明公開了一種多自由度仿生外骨骼本體結構，包括髖部支撐機構、髖關節屈伸電機、大腿機構、小腿機構、腳底板、電池控制盒，髖部支撐機構下端一側設有髖關節外展電機安裝件，髖關節外展電機安裝件通過轉軸與旋轉連接件連接，轉軸與髖關節外展電機安裝件之間安裝有襯套軸承；通過髖部外展電機、髖關節屈伸電機、膝關節屈伸電機、踝側直線電機以及踝后直線電機的配合使用，實現多自由度訓練的效果，進而能夠實現靈活多樣的康復動作，從而大幅提高康復效率，且整個使用過程用戶通過用戶輸入端進行指令輸入，主控器將用戶的指令下發給對應電機，從而完成相應的動作，使得整個操作過程簡單便捷，便于相關用戶進行使用。

技術領域

本發明涉及骨骼機器人技術領域，具體涉及一種多自由度仿生外骨骼本體結構。

背景技術

外骨骼機器人技術是融合傳感、控制、信息、融合、移動計算，為作為操作者的人提供一種可穿戴的機械機構的綜合技術；目前國內外均處于研發階段，均致力于研發出功能強大且實用的外骨骼機器人，而在醫療領域中，外骨骼機器人的使用也越來越廣泛，常用于患者的康復訓練。

目前問世的外骨骼機器人，一部分自由度較少，其只針對個別關節進行設計，實現少量的踏步抬腿等動作，無法對使用者的整個下肢進行輔助和鍛煉，具有較大的使用局限性；另一部分可輔助多關節的外骨骼機器人，并不具備大腿外展或原地轉彎等功能，康復動作單一，無法實現機器人的獨立行走，距離實現仿生步態有較大差距。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多自由度仿生外骨骼本體結構，通過設置髖部外展電機、髖關節屈伸電機、膝關節屈伸電機、踝側直線電機以及踝后直線電機；以解決上述背景技術中提出的現有的外骨骼機器人具有較大的使用局限性以及距離實現仿生步態有較大差距的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種多自由度仿生外骨骼本體結構，包括髖部支撐機構、髖關節屈伸電機、大腿機構、小腿機構、腳底板、電池控制盒、控制手柄以及護具綁帶，所述髖部支撐機構下端一側設有髖關節外展電機安裝件，所述髖關節外展電機安裝件通過轉軸與旋轉連接件連接，所述轉軸與髖關節外展電機安裝件之間安裝有襯套軸承，所述轉軸與襯套軸承間通過鎖緊螺絲連接，所述旋轉連接件通過固定銷與轉軸固定連接；

所述髖部支撐機構下端另一側設有髖部外展電機，所述髖部外展電機通過螺釘固定在髖關節外展電機安裝件外部一側，所述髖部外展電機輸出軸一端通過聯軸器與轉軸連接。

優選的，所述髖關節屈伸電機位于旋轉連接件上端，所述髖關節屈伸電機輸出軸一端用過聯軸器與大腿機構內部連接。

優選的，所述大腿機構下端設有膝關節屈伸電機，所述膝關節屈伸電機輸出軸一端通過聯軸器與小腿機構內部連接。

優選的，所述腳底板固定安裝于踝關節部件下端，所述踝關節部件與小腿機構通過十字軸套連接。

優選的，所述踝關節部件一側設有踝側直線電機，所述踝關節部件另一側設有踝后直線電機。

優選的，所述踝后直線電機上端連接有十字節，所述踝后直線電機通過第一銷軸固定安裝于小腿機構另一側，所述踝后直線電機下端設有球形軸承，所述踝關節部件內部開設有安裝孔，所述球形軸承與安裝孔匹配設置。

優選的，所述踝側直線電機通過第二銷軸固定安裝于小腿機構外部一側，所述踝側直線電機下端設有軸承，所述軸承與踝關節轉軸一端連接。

優選的，所述電池控制盒固定安裝于髖部支撐機構外部一側，所述髖部支撐機構外部另一側設有控制手柄，所述控制手柄上端分別設有操縱桿以及顯示屏。

優選的，所述護具綁帶部分包括髖部護具以及腿部護具，所述髖部護具覆蓋于髖部支撐機構內表面，所述髖部護具外部兩側設有髖部綁帶，所述大腿機構內表面以及小腿機構內表面均覆蓋有腿部護具，所述腿部護具兩側設有腿部綁帶。