[发明专利]一种可穿戴式人体外骨骼机器人

说明书

本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种可穿戴式人体外骨骼机器人，包括背架，所述背架包括互相垂直连接在一起的背板和安装板，所述安装板上安装有控制箱，所述安装板底部靠近背板一侧的两边对称设有两个L型支架；在大、小腿处均采用柔性绑带连接，允许人和外骨骼之间具有一定的运动位置误差，且可以维持人机间合适的连接刚度；设有调节宽度和高度的定位孔，且通过螺栓连接，可以满足不同体格的使用者使用且调节方便；设有角度传感器和力传感器可以对使用者的运动状态进行数据采集。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种可穿戴式人体外骨骼机器人。

背景技术

随着中国社会逐渐进入人口老龄化阶段，越来越多的中老年人受关节功能退化、骨质疏松、腿部肌肉劳损等各种因素的影响出现了下肢酸软乏力等症状，严重影响了行走及上下楼梯等基本日常活动，为了解决这类问题，保证中老年人群的正常机体运动，除了采取传统的体育锻炼、中医保健治疗、医疗器械辅助等常规性办法之外，开发研制助力机器人技术成为当前最有效的新型智能化护理措施，其中穿戴式人体外骨骼机器人技术是与人体关系最为密切的一类。目前国内外已有数家研究机构开展了对穿戴型下肢助力机器人技术的研究，个别研究成果甚至已经转化为产品上市销售，如美国加州大学伯克利分校研制出的助力机械服BLEEX以及日本筑波大学Cybernics实验室研制出的外骨骼机器人HAL，但是由于机构复杂且装置笨重，而且与人体的协调性较差，难以普及推广。

本发明针对此类机器人使用不便的缺点，提出一种新式的穿戴式人体外骨骼机器人。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在使用不便的缺点，而提出的一种可穿戴式人体外骨骼机器人。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种可穿戴式人体外骨骼机器人，包括背架，所述背架包括互相垂直连接在一起的背板和安装板，所述安装板上安装有控制箱，所述安装板底部靠近背板一侧的两边对称设有两个L型支架；

所述L型支架上连接有大腿骨骼，所述大腿骨骼上靠近L型支架的一端设有安装座，所述安装座上安装有驱动机构，所述大腿骨骼上固定有上绑带，所述大腿骨骼的另一端设有连接孔；

所述连接孔内设有转轴，转轴连接有小腿骨骼，所述小腿骨骼侧面设有一段凸起，凸起上设有过线孔，所述小腿骨骼上固定有下绑带，所述小腿骨骼远离大腿骨骼的一端设有连接杆；

所述连接杆上安装有足部骨骼，所述足部骨骼包括平板和垂直设在平板上的连接管，所述连接管套装在连接杆上；

所述驱动机构包括外壳，所述外壳固定在安装座上，所述外壳上设有减速器和电机，所述电机的输出端与减速器连接，所述外壳内通过轴承安装有中轴，所述减速器的输出端与中轴连接，所述中轴上固定有滑轮，所述滑轮上缠绕有提拉丝，所述外壳底部设有出线孔，所述提拉丝从出线孔穿出且端部固定在过线孔上；

所述控制箱内设有控制器和电源，所述足部骨骼底部设有力传感器，所述连接孔处设有角度传感器，所述控制器通过导线与电源连接，所述力传感器和角度传感器与控制器电连接，所述电机与控制器电连接。

优选的，所述安装板上靠近背板的一侧设有等距排列的第一调节孔，所述L型支架通过两个螺栓固定在其中两个第一调节孔上。

优选的，所述L型支架的垂直边上等距排列有第二调节孔，大腿骨骼的端部设有不少于一个安装孔，所述安装孔通过定位螺栓安装在第二调节孔上。

优选的，所述连接杆上等距设有定位孔，所述连接管通过定位螺栓安装在定位孔上。

优选的，所述减速器包括壳体，壳体内通过轴承固定有驱动轴，驱动轴上固定有驱动齿轮，所述电机的端部设有传动齿轮，所述驱动齿轮与传动齿轮啮合，所述驱动轴的延伸到外壳内且端部固定有副轮，所述中轴上固定有从动齿轮，所述从动齿轮与副轮啮合。