髋膝双关节助行外骨骼.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CN111449915A(43)申请公布日2020.07.28(21)申请号202010337669.5(22)申请日2020.04.26(71)申请人南方科技大学地址518055广东省深圳市南山区西丽学苑大道1088号(72)发明人付成龙周志洁朱家乐韦青茂顾宇平冷雨泉黄冠马亮(74)专利代理机构深圳中一联合知识产权代理有限公司44414代理人袁哲(51)Int.Cl.A61H3/00(2006.01)B25J9/00(2006.01)B25J9/10(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图8页(54)发明名称髋膝双关节助行外骨骼(57)摘要本申请提供了一种髋膝双关节助行外骨骼，髋膝双关节助行外骨骼包括驱动装置、第一滑轮、第二滑轮、腰部穿戴件和膝关节助力器，膝关节助力器包括大腿穿戴件、小腿穿戴件和拉动结构，第一滑轮与腰部穿戴件相连，第二滑轮与大腿穿戴件相连，拉动结构包括绕设于第一滑轮和第二滑轮上的线绳，线绳的两端分别与小腿穿戴件和驱动装置的输出端相连。则在使用时，可通过驱动装置驱动拉动结构，拉动结构的线绳拉动小腿穿戴件以使小腿穿戴件相对大腿穿戴件运动，在拉动结构的线绳拉动小腿穿戴件的同时，张紧的线绳使得第一滑轮与第二滑轮相互靠近，可较好地辅助膝关节和髋关节的运动耦合，对髋关节和膝关节同时进行有效助力，使用户保持自然步态行走。CN111449915ACN111449915A权利要求书1/2页1.一种髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，包括：第一滑轮；腰部穿戴件，用于将所述第一滑轮固定于用户的腰部；膝关节助力器，用于对用户膝关节的伸展运动提供助力，所述膝关节助力器包括大腿穿戴件、小腿穿戴件和拉动所述小腿穿戴件以使所述小腿穿戴件相对所述大腿穿戴件运动的拉动结构；驱动装置，用于驱动所述拉动结构；以及第二滑轮，固定于所述大腿穿戴件上；其中，所述拉动结构包括绕设于所述第一滑轮和所述第二滑轮上的线绳，所述线绳的一端与所述小腿穿戴件相连，所述线绳的另一端与所述驱动装置的输出端相连。2.如权利要求1所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述拉动结构还包括引导所述线绳拉伸的导绳套，所述导绳套设于所述大腿穿戴件上。3.如权利要求1所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述膝关节助力器还包括支撑并定位所述线绳的膝部垫高件和用于将所述膝部垫高件固定于用户的膝盖上的膝部穿戴件，所述膝部垫高件上开设有供所述线绳穿过的第一穿过孔。4.如权利要求3所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述膝关节助力器还包括引导所述线绳拉伸的套管，所述套管置于所述第一穿过孔中，所述线绳贯穿设置于所述套管中。5.如权利要求1所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括用于将所述驱动装置固定于用户背部的背部穿戴件。6.如权利要求5所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述驱动装置包括与所述背部穿戴件相连的电机和与所述电机的输出轴相连的绞盘，所述线绳的远离所述小腿穿戴件的一端固定于所述绞盘上。7.如权利要求6所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括用于将所述线绳限定于所述绞盘上的限位件，所述限位件与所述背部穿戴件相连，所述限位件上开设有供所述线绳穿过的第二穿过孔。8.如权利要求1至7任一项所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括：惯性测量单元，用于监测并反馈所述用户步态相位；以及控制器，用于接收所述惯性测量单元反馈的步态相位信息，并发送控制指令控制所述驱动装置工作。9.如权利要求8所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述惯性测量单元包括：第一惯性传感器，用于布置于用户足部；第二惯性传感器，用于布置于用户小腿前侧；以及第三惯性传感器，用于布置于用户大腿前侧。10.如权利要求1至7任一项所述的髋膝双关节助行外骨骼，其特征在于，所述髋膝双关节助行外骨骼还包括：足底压力检测器，用于获取用户足底压力大小与分布；以及控制器，用于接收所述足底压力检测器反馈的压力信息，并发送控制指令控制所述驱2CN111449915A权利要求书2/2页动装置工作。3CN111449915A说明书1/8页髋膝双关节助行外骨骼技术领域[0001]本申请属于穿戴式外骨骼技术领域，更具体地说，是涉及一种髋膝双关节助行外骨骼。背景技术[0002]穿戴式外骨骼是一种辅助人体行走的可穿戴式外骨骼机器人，可广泛地应用于军事、医疗和助老等领域。穿戴式外骨骼大多是以液压驱动的刚性驱动外骨骼，但是刚性驱动外骨骼存在重量大、与人体关节耦合度差、难穿戴等缺陷，与人体关节运动的协调性较差。柔性驱动的外骨骼能够较好地克服刚性驱动外骨骼的不足，可使人体下肢保持自然步态行走。