[发明专利]一种穿戴式下肢助力外骨骼

说明书

技术领域

本发明涉及一种穿戴式下肢助力外骨骼，具体的讲是涉及一种能够提高负重行走能力，可用于下肢康复和单兵作战助力的外骨骼机器人装置。

背景技术

随着科学技术的进步和发展，军队在武器装备的信息化、快速化和精良化的需求在单兵作战方面体现的尤为明显，与此同时，单兵装备在满足多手段、多用途和多任务需要的同时最大限度的保证士兵安全。穿戴式下肢助力外骨骼通过耦合至人体，有效的解决战场上士兵体力过大消耗而降低持续作战能力的问题，同时避免了适应性体能训练导致的疲劳现象和装备过重造成的肌肉拉伤和关节损伤。

中国专利公告号101589983公开了一种“穿戴式下肢外骨骼装置”，该外骨骼装置双下肢共十二个转动自由度，单下肢各六个自由度，分别为髋部关节二个自由度、膝部关节一个自由度、踝关节三个自由度，该装置可用来增强穿戴者的行走能力。但是限于该装置单侧腿为串联六自由度结构，具有累积误差，控制算法复杂，易由于惯性、脚力失衡等因素而导致机器人失稳，同时限制了相同自重下步行机器人的负载能力。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种可实现单侧腿单自由度的穿戴式下肢助力外骨骼装置。

本发明的技术方案：

一种穿戴式下肢助力外骨骼装置,该装置包括左侧腿、右侧腿、载物架。

载物架包括插杆、支撑架、卡带和背包架。

支撑架与插杆通过支撑架边缘的卡具与插杆的杆部固接，背包架与支撑架固接，卡带与背包架固接，用于固定穿戴式下肢助力外骨骼所装载重物。

左侧腿为单自由度连杆机构，左侧腿上的左第一连接杆和载物架上的插杆通过左第一连接杆端部插槽和插杆的左插头配合固接，左侧腿上布置左大腿绑带、左小腿绑带和左足绑带连接人体下肢。左侧腿上安装有左电机，驱动左第六连接杆，带动左侧腿运动。

右侧腿为单自由度连杆机构，右侧腿上的右第一连接杆和载物架上的插杆通过右第一连接杆端部插槽和插杆的右插头配合固接，右侧腿上布置右大腿绑带、右小腿绑带和右足绑带连接人体下肢，右侧腿上安装有右电机，驱动右第六连接杆，带动右侧腿运动。

通过上述连接，完成穿戴式下肢外骨骼机构组装，左侧腿上的左电机、右侧腿上安装右电机分别带动左第六连接杆、右第六连接杆，实现穿戴式下肢外骨骼机构步行。

所述的左侧腿包括左第一到左第九连接杆、左传动齿轮、左第一到左第六销轴、左大腿绑带、左小腿绑带、左足绑带、左电机。

左第一连接杆由一个L型杆件和一个Y型杆件固连而成，L型杆件短端布置插槽，L型折弯处与长端端部各开有一个安装孔，Y型杆件的Y型端作为卡具与L型杆件固连，另一端布置电机安装孔与电机输出轴孔（图略）。

左第二连接杆为钝角三角形杆件，左第二连接杆的钝角顶点处布置齿轮安装槽与齿轮安装孔，左第二连接杆的两个锐角顶点处布置安装孔。

左第三连接杆为钝角三角形杆件，左第三连接杆的钝角顶点处布置齿轮安装槽与齿轮安装孔，左第三连接杆的两个锐角顶点处布置安装孔。

左第四、五连接杆为等腰三角形杆件，左第四、五连接杆的顶角顶点和两个底角顶点分别布置安装孔。

左第六、八连接杆为二副杆件，左第六、八连接杆两端各开有一个安装孔。其中，左第六连接杆为曲柄。

左第七连接杆由L型直角杆部与弧形杆部组成，L型直角杆部直角顶点处、短直角边端部、长直角边端部各开有一个安装孔。

左第九连接杆为足端踏板，左第九连接杆中部和端部分别开有一个安装孔。