[发明专利]一种外骨骼助力装置

权利要求书

1.一种外骨骼助力装置，其特征在于：包括身体配戴件、控制系统以及两个执行器件，两个执行器件通过身体配戴件连接起来，执行器件包括牵引索、动力部、旋转关节以及支点部件，动力部包括机架以及动力气缸，旋转关节包括上关节部和下关节部，上关节部上部与机架固定连接，上关节部下部与下关节部上部相铰接，上关节部中设置有导向轮和副绕线轮，副绕线轮设置于上关节部与下关节部的铰接处上，下关节部中设置有张紧轮以及主缠线轮，支点部件固定于主缠线轮上，牵引索两端分别固定到动力气缸和主缠线轮上，牵引索中部从上往下依次与导向轮、副绕线轮以及张紧轮绕设；

控制系统包括控制器、电气比例阀、触发传感器以及角度传感器，电气比例阀与动力气缸连接；

触发传感器与控制器连接，当触发传感器被触发时触发传感器向控制器发送启动信号；

所述角度传感器设置于旋转关节上，角度传感器与控制器连接，用于检测上关节部与下关节部之间和/或下关节部与支点部件之间的角度变化并将检测到的角度数据发送至控制器；

控制器与电气比例阀连接，用于根据接收到的启动信号和角度数据控制电气比例阀的开关和流量；

所述导向轮包括导向轮铰轴、导向轮铰轴螺钉、导向轮主体、导向轮轴承以及两个导向轮套筒，两个导向轮套筒对应于导向轮轴承内圈的两侧设置，导向轮轴承外圈固定于导向轮主体中，导向轮铰轴依次穿过一导向轮套筒、导向轮轴承以及另一导向轮套筒且导向轮铰轴两端伸出于上关节部，导向轮铰轴螺钉锁紧于导向轮铰轴末端的螺孔上使导向轮套筒将导向轮轴承夹紧于导向轮主体中；

所述动力气缸包括气动装置以及牵引索收紧机构，牵引索收紧机构包括拉板、锁紧块、内衬套、弹簧、拉板立柱以及导向柱，气动装置和导向柱分别固定于机架上，拉板两端与导向柱连接，牵引索从下往上穿过拉板、拉板立柱、弹簧以及内衬套后固定于锁紧块上，内衬套顶部边缘凸出有凸缘，弹簧套接于拉板立柱和内衬套上，弹簧一端与拉板接触，另一端与凸缘接触，气动装置动力输出端连接到拉板上；

角度传感器包括第一角度传感器和第二角度传感器，第一角度传感器与控制器连接，用于检测上关节部与下关节部之间的角度变化并将检测到的角度数据发送至控制器；

第二角度传感器与控制器连接，用于检测下关节部与支点部件之间的角度变化并将检测到的角度数据发送至控制器；

控制器根据第一角度传感器和第二角度传感器检测到的角度值之和控制电气比例阀的流量；

触发传感器为肌电传感器或位移传感器，当触发传感器为位移传感器时，位移传感器用于检测牵引索的位移变化并将位移数据发送至控制器。

2.根据权利要求1所述的外骨骼助力装置，其特征在于：所述副绕线轮包括副绕线轮铰轴、副绕线轮主体、副绕线轮轴承、两个副绕线轮套筒以及两个法兰轴承，两法兰轴承外圈分别穿接于上关节部两侧壁上，两个副绕线轮套筒相对的两端面分别对应于副绕线轮轴承的内圈两侧设置，两个副绕线轮套筒另外两端面分别对应于两法兰轴承内圈设置，副绕线轮铰轴依次穿过一法兰轴承、一副绕线轮套筒、副绕线轮轴承、另一副绕线轮套筒以及另一法兰轴承且副绕线轮铰轴两端伸出于上关节部，下关节部铰接于副绕线轮铰轴上。

3.根据权利要求1所述的外骨骼助力装置，其特征在于：下关节部上还设置有用于限制上关节部顺时针转动范围的上关节限位杆以及用于限制支点部件逆时针转动的支点部件限位杆，上关节限位杆设置于上关节部顺时针转动的路径上，支点部件限位杆设置于支点部件逆时针转动的路径上。

4.根据权利要求1所述的外骨骼助力装置，其特征在于：所述张紧轮包括张紧轮铰轴、张紧轮铰轴螺钉、张紧轮主体、张紧轮轴承以及两个张紧轮套筒，张紧轮轴承外圈固定于张紧轮主体中，两个张紧轮套筒对应于张紧轮轴承内圈的两侧设置，张紧轮铰轴依次穿过一张紧轮套筒、张紧轮轴承以及另一张紧轮套筒且张紧轮铰轴两端伸出于下关节部，张紧轮铰轴螺钉锁紧于张紧轮铰轴末端的螺孔上使张紧轮套筒将张紧轮轴承夹紧于张紧轮主体中。