一种可穿戴式下肢步行外骨骼装置.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CN106239484A(43)申请公布日2016.12.21(21)申请号201610842619.6(22)申请日2016.09.23(71)申请人北京灵铱科技有限公司地址100016北京市朝阳区酒仙桥路甲12号16层1601室(72)发明人王彦君刘少东(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种可穿戴式下肢步行外骨骼装置(57)摘要本发明属于机械结构控制领域，涉及一种可穿戴式下肢步行外骨骼装置。包括腰部背带、伺服电机减速模块、圆柱齿轮一、圆柱齿轮二、端盖、大腿护套、小腿护套、脚部护套、销轴等部件。本发明结构紧凑，运动自由度分配合理，动力上采用了伺服电机，配合三级减速装置，具有控制精度高，响应速度快，负载大的优点，在部件选材上选用强度高，质量轻的复合材料，穿戴舒适、操作灵活、最大限度地拓展了人的活动范围。CN106239484ACN106239484A权利要求书1/2页1.一种可穿戴式下肢步行外骨骼装置，其特征在于：包括腰部背带（101）、伺服电机减速模块（102）、圆柱齿轮一（103）、圆柱齿轮二（104）、端盖（105）、大腿护套（106）、小腿护套（107）、脚部护套（108）、销轴（109）、腰部背带固定孔（201）、腰部背带轴承孔（202）、固定座（301）、圆柱齿轮三（302）、键轴（303）、圆柱齿轮四（304）、联轴器（305）、伺服电机（306）、大腿护套固定孔（401）、大腿护套固定板（402）、大腿护套轴承孔（403）、圆柱齿轮二柱销（501）；其中，所述腰部背带（101）为组合件，共1件，其主体采用高强度复合材料，其腰带部分采用皮质，主体上有腰部背带固定孔（201）和腰部背带轴承孔（202）；所述伺服电机减速模块（102）为组合件，共4件，内部包含固定座（301），固定座侧边开有安装孔；所述圆柱齿轮三（302）与所述键轴（303）、所述圆柱齿轮四（304）、所述联轴器（305）、所述伺服电机（306）组合形成一个二级齿轮减速机构；所述圆柱齿轮一（103）、所述圆柱齿轮二（104）、所述端盖（105）各有4件；所述大腿护套（106）共2件，上边有所述大腿护套固定孔（401）、所述大腿护套固定板（402）、所述大腿护套轴承孔（403）；所述小腿护套（107）、所述脚部护套（108）、所述销轴（109）各有2件。2.根据权利要求1所述的一种可穿戴式下肢步行外骨骼装置，其连接关系在于：由于装置左右两条腿结构相同，互为镜向，此处以左腿为例说明连接关系，腰部背带（101）作为整体结构的基件存在，所述伺服电机减速模块（102）通过所述固定座（301）与所述腰部背带（101）上面所述腰部背带固定孔（201）连接；所述大腿护套（106）与所述腰部背带（101）通过所述腰部背带轴承孔（202）用所述销轴（109）连接在一起，所述圆柱齿轮二（104）先嵌套到所述销轴（109）上，再通过所述圆柱齿轮二柱销（501）与所述大腿护套（106）上的所述大腿护套固定孔（401）紧固在一起，形成一体运动，同时所述圆柱齿轮二（104）与所述圆柱齿轮一（103）形成齿轮配合，所述圆柱齿轮一（103）的运动可以传递给所述圆柱齿轮二（104）,所述大腿护套（106）上的所述大腿护套固定板（402）上边安置另外一个所述伺服电机减速模块（102），该所述伺服电机减速模块（102）和所述键轴（303）上安置另外一个所述圆柱齿轮一（103），所述小腿护套（107）通过自身的销轴与所述大腿护套（106）及所述大腿护套轴承孔（403）装配，另外一个所述圆柱齿轮二（104）先装配到所述小腿护套（107）的销轴上，再通过所述圆柱齿轮二柱销（501）与所述小腿护套（107）紧固，形成一体运动，同时此处的所述圆柱齿轮二（104）与所述圆柱齿轮一（103）形成齿轮配合，实现运动传递，所述脚部护套（108）装配到所述小腿护套（107）上。3.根据权利要求1或2所述的一种可穿戴式下肢步行外骨骼装置，其特征在于：所述伺服电机减速模块（102）自身为二级齿轮减速机构，配合所述圆柱齿轮一（103）与所述圆柱齿轮二（104）形成了三级减速增力机构，缩小了所需电机的功率，减小了电机体积，从而减小了装置的重量。4.根据权利要求1或2所述的一种可穿戴式下肢步行外骨骼装置，其特征在于：所述伺服电机减速模块（102）分别放置在左右所述腿腰部背带（101）与所述大腿护套（106）连接处和所述大腿护套（106）与所述小腿护套（107）连接处，彼此运动独立，可单独控制，大大提高了装备的整体活动范围，由于采用的是伺服电机，在断电的情况下会形成自锁，在突然断