一种穿戴式髋膝主动驱动的下肢负重助力外骨骼机器人.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CN114260879A(43)申请公布日2022.04.01(21)申请号202111572586.5(22)申请日2021.12.21(71)申请人迈宝智能科技（苏州）有限公司地址215000江苏省苏州市相城区高铁新城环秀湖大厦（原怡诚园艺）南三楼D306室(72)发明人魏巍林西川张海峰(74)专利代理机构南京九致知识产权代理事务所(普通合伙)32307代理人杨橘(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J9/16(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图6页(54)发明名称一种穿戴式髋膝主动驱动的下肢负重助力外骨骼机器人(57)摘要本发明提供的穿戴式髋膝主动驱动的下肢负重助力外骨骼机器人，涉及机器人领域，包括背部支撑装置、连接于背部支撑装置下端的髋关节、连接于髋关节的髋关节驱动模块、上端连接于髋关节驱动模块的大腿部、小腿部、在小腿部下端依次连接的踝关节和足底装置、设置在大腿部上、可调节连接于小腿部的膝关节驱动模块，以及控制模块；其中，大腿部设置有膝关节内侧装置，小腿部设置有膝关节外侧装置，膝关节内侧装置连接于膝关节外侧装置构成膝关节；控制模块通过控制膝关节驱动模块助力下肢，通过弹性元件的形变在提供有效的支撑及助力下不影响膝关节活动，实现行走助力。CN114260879ACN114260879A权利要求书1/3页1.一种穿戴式髋膝主动驱动的下肢负重助力外骨骼机器人，其特征在于，包括背部支撑装置、髋关节、髋关节驱动模块、两个膝关节驱动模块、两个大腿部、两个小腿部、两个踝关节、两个足底装置和控制模块：所述背部支撑装置下端连接于髋关节，所述髋关节驱动模块驱动连接于髋关节；所述大腿部上端连接于髋关节驱动模块，其内设置有膝关节内侧装置；所述小腿部下端依次连接于踝关节和足底装置，其内设置有膝关节外侧装置；所述膝关节内侧装置连接于膝关节外侧装置构成膝关节；所述膝关节驱动模块设置在大腿部上，可调节连接于小腿部；所述控制模块分别连接于髋关节驱动模块和膝关节驱动模块，通过控制膝关节驱动模块调节小腿部，实现行走助力。2.根据权利要求1所述的穿戴式髋膝主动驱动的下肢负重助力外骨骼机器人，其特征在于，所述背部支撑装置包括支撑模块、一体式背带、一体化腰垫和髋连接件；所述支撑模块沿竖直方向布置，其底部经第一连接部连接于髋连接件；所述一体式背带固连于支撑模块，所述一体化腰垫固连于髋连接件，并且一体式背带和一体化腰垫同侧布置；所述支撑模块包括内支撑杆、外支撑杆、第一尺寸调节模块和背包支架；所述内支撑杆插设于外支撑杆中，所述第一尺寸调节模块固连外支撑杆和内支撑杆，并且第一尺寸调节模块通过调节外支撑杆和内支撑杆的固定位置调节支撑模块沿竖直方向的长度；所述背包支架对应固连于所述一体式背带。3.根据权利要求2所述的穿戴式髋膝主动驱动的下肢负重助力外骨骼机器人，其特征在于，定义人体的前后左右方向为所述下肢负重助力外骨骼机器人的前后左右方向；所述髋关节连接于髋连接件，包括对称设置在髋连接件左右侧的两根腰杆、两个腰深调节单元、两个第二连接部和若干第二尺寸调节模块；所述腰杆靠近髋连接件的端部插设于髋连接件，所述髋连接件与两根腰杆连接处分别设置有一第二尺寸调节模块，该第二尺寸调节模块用于调节腰杆与髋连接件固定的相对位置，进而调节腰杆与髋连接件围成的腰部宽度；所述腰深调节单元包括腰深调节块和旋转块；所述腰深调节块一端插设于腰杆远离髋连接件的端部，另一端经圆柱销连接于所述旋转块；所述旋转块底部经第二连接部连接于髋关节驱动模块；所述两根腰杆上与腰深调节块的连接处分别设置有一第二尺寸调节模块，该第二尺寸调节模块用于调节腰杆与腰深调节块固定的相对位置，进而调节腰杆与腰深调节块围成的腰部深度。4.根据权利要求3所述的穿戴式髋膝主动驱动的下肢负重助力外骨骼机器人，其特征在于，所述髋关节驱动模块包括自内向外依次连接的电机内壳、第一电机架和电机架外罩，以及连接设置在所述第一电机架和电机架外罩之间的第一驱动电机，所述第一驱动电机靠近电机内壳的一侧转动连接于第二连接部。5.根据权利要求4所述的穿戴式髋膝主动驱动的下肢负重助力外骨骼机器人，其特征在于，所述两个大腿部沿左右方向对称设置，均还包括大腿外壳、大腿内壳、大腿杆、大腿绑缚板和两个第三尺寸调节模块；所述大腿杆竖向设置，其上端插接于第一电机架、下端铰接于膝关节内侧装置，并且大腿杆与第一电机架的连接处设置有一第三尺寸调节模块，该第三尺寸调节模块用于调节大腿杆与第一电机架固定的相对位置，进而调节大腿部沿竖直方向的长度；所述大腿绑缚板设置在大腿杆靠近人体侧，用于与人体的大腿部绑缚连接；2CN114260879A权利要求书2/3页所述大腿内壳固接于大腿杆