一种柔性可穿戴下肢助力外骨骼服.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106726359A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611211864.3(22)申请日2016.12.25(71)申请人河北工业大学地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学东院330#(72)发明人郭士杰马如戴士杰李军强李洋(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人李济群付长杰(51)Int.Cl.A61H3/00(2006.01)A61H1/02(2006.01)B25J9/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种柔性可穿戴下肢助力外骨骼服(57)摘要本发明一种柔性可穿戴下肢助力外骨骼服，其特征在于该外骨骼服包括高腰短裤、护膝、鞋、控制器、牵引带和两个驱动装置，所述高腰短裤在左右髋关节和骶骨处均安装有陀螺仪传感器，在高腰短裤的腰间位置上固定有可调节腰带，所述两个驱动装置左右对称安装在高腰短裤正面的可调节腰带上，每个驱动装置均与一个牵引带的上端连接，牵引带的下端穿过护膝，并与鞋连接，每个驱动装置用以驱动相应侧的踝关节运动；三个陀螺仪传感器和两个驱动装置均与控制器连接；控制器用来处理三个陀螺仪传感器的数据，并控制驱动装置的动力元件运动，所述护膝位于膝关节处，护膝上设有长短不等的多个粘贴魔术贴点，护膝上设有膝盖窝。CN106726359ACN106726359A权利要求书1/1页1.一种柔性可穿戴下肢助力外骨骼服，其特征在于该外骨骼服包括高腰短裤、护膝、鞋、控制器、牵引带和两个驱动装置，所述高腰短裤在左右髋关节和骶骨处均安装有陀螺仪传感器，在高腰短裤的腰间位置上固定有可调节腰带，所述两个驱动装置左右对称安装在高腰短裤正面的可调节腰带上，每个驱动装置均与一个牵引带的上端连接，牵引带的下端穿过护膝，并与鞋连接，每个驱动装置用以驱动相应侧的踝关节运动；三个陀螺仪传感器和两个驱动装置均与控制器连接；控制器用来处理三个陀螺仪传感器的数据，并控制驱动装置的动力元件运动；所述护膝位于膝关节处，护膝上设有长短不等的多个粘贴魔术贴点，护膝上设有膝盖窝；以膝盖窝为中心左右对称布置有弹簧，上下对称布置有牵引带轨道，每个牵引带轨道的左右两端缝制于护膝内侧，上下开口，牵引带下端依次穿过上下两个牵引带轨道与鞋连接；所述驱动装置包括减速电机、底板、小齿轮、大齿轮、卷筒和外壳；所述减速电机通过电机座固定在底板上，减速电机的输出轴通过联轴器与小齿轮的轴的一端连接，小齿轮的一端通过配套轴承与第三轴承座固定，小齿轮另一端通过轴套、轴承固定在第一轴承座上；所述卷筒通过轴承座固定在底板上，且卷筒的长度方向与减速电机的传送方向平行，卷筒的一端固定大齿轮，大齿轮与小齿轮相啮合，大齿轮通过阶梯轴套、轴承固定在第四轴承座上；卷筒的轴的另一端通过配套轴承固定在第二轴承座上，减速电机、大齿轮、小齿轮、卷筒均置于外壳内，外壳下表面与底板固定连接，在靠近卷筒的外壳侧面上开有牵引带带口，牵引带通过牵引带带口与卷筒连接；所述底板与可调节腰带连接；减速电机与控制器连接；所有轴承座均固定在底板上。2.根据权利要求1所述的柔性可穿戴下肢助力外骨骼服，其特征在于所述第三轴承座和第四轴承座与底板为3D打印一体成型。3.根据权利要求1所述的柔性可穿戴下肢助力外骨骼服，其特征在于所述减速电机的型号为maxonmotor531178，大齿轮的直径为20mm，小齿轮的直径为9mm。4.根据权利要求1所述的柔性可穿戴下肢助力外骨骼服，其特征在于所述控制器采用NI公司的myrio-1900控制器。5.根据权利要求1所述的柔性可穿戴下肢助力外骨骼服，其特征在于鞋子与牵引带下端通过粘扣、挂钩或系带的形式连接。6.根据权利要求1所述的柔性可穿戴下肢助力外骨骼服，其特征在于高腰短裤与可调节腰带的连接方式为通过背对背魔术贴扎带连接。7.根据权利要求1所述的柔性可穿戴下肢助力外骨骼服，其特征在于所述牵引带为尼龙带。2CN106726359A说明书1/5页一种柔性可穿戴下肢助力外骨骼服技术领域[0001]本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种可穿戴柔性下肢外骨骼服。背景技术[0002]如今人口老龄化严重，给社会与家庭带来了很大负担。独居老人缺少陪护，不便外出行走。目前，已有的外骨骼多为刚性结构，使人穿戴不便，行走困难，体积较大，动作笨拙，与操作者的预期动作不吻合。不能灵活适应不同的操作者。[0003]申请号为201510574501.5的中国专利公开了一种气动人工肌肉驱动的仿生柔性下肢外骨骼服，存在不足：柔性绳与鞋铰接方式由于力矩过小起不到脚背屈效果，柔性捆绑带均在大腿小腿处，会因关节处弯曲时，柔性捆绑带跨过关节易左右偏移而传力不均匀，而圆柱