一种主被动结合的下肢助力外骨骼机器人.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CN110575366A(43)申请公布日2019.12.17(21)申请号201910888828.8(22)申请日2019.09.19(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人朱延河巨浩天李洪武赵思恺赵杰(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人牟永林(51)Int.Cl.A61H3/00(2006.01)A61H1/02(2006.01)B25J9/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图6页(54)发明名称一种主被动结合的下肢助力外骨骼机器人(57)摘要一种主被动结合的下肢助力外骨骼机器人，它涉及一种机器人，它包括背部、腰部、腿部和脚部；腿部分为左腿和右腿，左腿和右腿均包括大腿和小腿；它还包括悬浮背包和柔性驱动装置，所述悬浮背包包括背包连接板、弹性绳、背部滑轮组、肩部滑轮组和肩部支架；背部的背板上端安装有两个肩部支架，背包连接板设置在背板背面的滑轨上，背包连接板上安装有两组背部滑轮组，两个肩部支架和两组背部滑轮组对应设置，每个肩部支架上沿前后方向安装有一排肩部滑轮组，弹性绳的两端固定于安装在大腿上的大腿绑绳构件上，每个肩部支架上安装有两个柔性驱动装置。本发明能减少负载对机器人造成冲击，运动灵活，助力效果好。CN110575366ACN110575366A权利要求书1/2页1.一种主被动结合的下肢助力外骨骼机器人，它包括背部、腰部、腿部和脚部(4)；腿部分为左腿和右腿，左腿和右腿均包括大腿(31)和小腿(32)；背部和腰部连接，腰部和大腿(31)通过髋关节(A)连接，大腿(31)和小腿(32)通过膝关节(B)连接，小腿(32)和脚部(4)通过踝关节(C)连接；其特征在于：它还包括悬浮背包(5)和柔性驱动装置(6)，所述悬浮背包(5)包括背包连接板(51)、弹性绳(52)、背部滑轮组(53)、肩部滑轮组(54)和肩部支架(55)；背部的背板(11)上端安装有两个肩部支架(55)，背包连接板(51)设置在背板(11)背面的滑轨(12)上，且背包连接板(51)能在滑轨(12)上上下滑动，背包连接板(51)上安装有两组背部滑轮组(53)，两个肩部支架(55)和两组背部滑轮组(53)对应设置，每个肩部支架(55)上沿前后方向安装有一排肩部滑轮组(54)，弹性绳(52)的两端固定于安装在大腿(31)上的大腿绑绳构件(33)上，弹性绳(52)依次搭设在一排肩部滑轮组(54)、一组背部滑轮组(53)、再经另一组背部滑轮组(53)和另一排肩部滑轮组(54)上并能滑动，每个肩部支架(55)上安装有两个柔性驱动装置(6)，每两个柔性驱动装置(6)分别能驱动对应腿的膝关节(B)和踝关节(C)以助力大腿(31)和脚部(4)运动。2.根据权利要求1所述一种主被动结合的下肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述柔性驱动装置(6)包括电机(61)、支撑连接架(63)、连接轴(64)、外壳(65)、柔性绳圈(66)、导向件(67)、钢丝绳(68)和端盖(69)；电机(61)与支撑连接架(63)连接，电机(61)的输出轴与转动安装在支撑连接架(63)内的连接轴(64)连接，支撑连接架(63)与端盖(69)之间布置有与二者连接的外壳(65)，外壳(65)内布置有柔性绳圈(66)，导向件(67)和连接轴(64)之间布置有与二者连接的柔性绳圈(66)，外壳(65)上沿连接轴(4)的轴向还开设有导向槽(65-1)，导向件(67)能沿导向槽(65-1)往复移动，钢丝绳(68)滑动穿过端盖(69)，钢丝绳(68)的一端与导向件(67)连接，钢丝绳(68)的另一端与膝关节(B)或踝关节(C)连接。3.根据权利要求2所述一种主被动结合的下肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述导向件(67)包括中心环(67-1)和做在中心环(67-1)上的凸棱(67-2)，连接轴(64)上做有闭环，柔性绳圈(66)绕过闭环和中心环(67-1)套接在一起，凸棱(67-2)设在导向槽(65-1)内。4.根据权利要求2或3所述一种主被动结合的下肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述髋关节(A)包括连接杆(A1)和两个连接座(A2)，两个连接座(A2)分别与腰部的腰杆(21)和大腿(31)上端固接，连接杆(A1)两端分别与两个连接座(A2)铰接，所述铰接的两个铰接轴相互垂直，大腿(31)能前后和左右摆动。5.根据权利要求4所述一种主被动结合的下肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述膝关节(B)包括上连接件(B1)和下连接件(B2)；上连接件(B1)和下连接件(B2)分别安装在大腿(31)和小腿(32)上，且上连接件(B1)和下连接件(B2)铰接，柔性驱