[发明专利]一种外骨骼机器人

说明书

本发明提供了一种外骨骼机器人，包括：电源系统、控制系统、躯干束缚系统、髋部回转系统、下肢束缚系统、减震助力鞋及拐杖；电源系统包括：主电源系统及备用电源系统；所述髋部回转系统包括：腰部支撑板、腰部连接板、髋关节回转装置、相对于髋关节回转装置在水平方向中实现枢转运动的回转板，所述拐杖与回转板固定连接。通过本发明，简化了外骨骼机器人的产品结构，降低了制造成本，并实现了断电后保持人体姿态，提高了使用的安全性与可靠性。

技术领域

本发明涉及可穿戴设备技术领域，尤其涉及一种外骨骼机器人。

背景技术

近年来，针对老年人和下肢有运动障碍的病人进行康复训练的外骨骼机器人得到了应用和推广，它突破传统康复训练方法，将机器人主动控制技术和假肢“助走”功能结合，佩戴于肢体残疾人身上进行步态康复训练。传统的外骨骼机器人通常用于对身体存在残疾或者骨折病人的康复训练，存在使用功能单一的缺陷。

公开号为CN102670377A的中国发明专利公开了“一种外骨骼可穿戴式下肢康复训练机器人装置”，其仅仅是一种人体腰部以下的部位进行康复训练的医疗康复装置，且脚踏板无法适应人体在行走过程中脚掌与脚跟会形成周期性的扭转的特性，从而导致患者使用非常不舒适且存在康复效果不佳的问题；同时也存在结构复杂笨重的缺陷。授权公告号为CN101810533B的中国发明专利公开了“助行外骨骼康复机器人”，其虽然能够实现辅助行走的功能，但是同样存在机构复杂，制造成本较高的缺陷。

上述现有技术为了保持人体平衡，通常在需要依靠支架或者体积较大的辅助装置来实现平衡。显然这种技术路线也无法适应室内室外的灵活使用。如果病人需要外出散步，则需要多人将穿着上述可穿戴设备的病人移动至室外，从而同样存在使用不方便的缺陷。

此外，现有技术中类似的外骨骼机器人通常为残疾人或者骨折病人设计，其应用场所与应用人群有很大的限制。现有技术中并为公开为健康人群所定制的具有外骨骼机器人。

最后，目前上文所述的可穿戴的外骨骼机器人在断电后会出现无法控制人体姿态的问题。穿戴者可能会出现倾倒的危险。

有鉴于此，有必要对现有技术中的外骨骼机器人予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于揭示一种外骨骼机器人，用以实现简化结构，降低制造成本，并实现断电后保持人体姿态，提高使用的安全性与可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了一种外骨骼机器人，包括：电源系统、控制系统、躯干束缚系统、髋部回转系统、下肢束缚系统、减震助力鞋及拐杖；

所述电源系统包括：主电源系统及备用电源系统；

所述髋部回转系统包括：腰部支撑板、腰部连接板、髋关节回转装置、相对于髋关节回转装置在水平方向中实现枢转运动的回转板，所述拐杖与回转板固定连接；

所述躯干束缚系统包括：背部支撑板、胸部束缚带、肩部束缚带及背部连接板；所述背部支撑板及背部连接板为一体式结构，并与背包连接；所述肩部束缚带的一端连接背部连接板，另一端连接胸部束缚带；所述背部支撑板与腰部支撑板连接，所述背包中内置电源系统；

所述下肢束缚系统包括：若干相互分离的支撑杆、活动连接在支撑杆关节部的自锁关节以及与支撑杆连接的若干腿部束缚带，所述减震助力鞋与支撑杆垂直固定连接；

所述减震助力鞋包括：护板、上鞋底板、下鞋底板、防滑层及助力机构；所述下鞋底板由可相对枢转的脚掌部与脚跟部铰接而成；所述助力机构包括对称布置的两个电机、输出齿轮及固定电机的盒体，所述盒体嵌入上鞋底板中，所述脚掌部设置第一合页部，所述脚跟部设置第二合页部，所述第一合页部与第二合页部开设同轴配置的孔部，所述第一合页部的孔部设有与输出齿轮啮合的内齿轮，所述电机内置角度传感器，所述控制系统接收角度传感器发送的检测信号，控制电机间歇性地输出扭力，以驱动脚跟部相对于脚掌部枢转。