[发明专利]多自由度的人体肢臂助力外骨骼

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械外骨骼，尤其涉及一种多自由度的人体肢臂助力外骨骼。

背景技术

对于一些残疾人或肢体机能受到损伤需要引导恢复的病人来说，使用机械外骨骼支架辅助行动作用非常大，其不仅可以使残疾人或病人的生活能够自理，还可以用于引导病人进行功能恢复训练，因此，外骨骼机器人对残疾人及病人是至关重要的。

现有的机械外骨骼是通过模仿人体的骨骼及关节设计而成的，由于肢体运动动作的多变性及复杂性，要完全模仿实现就需要具有多个自由度，然而，现有的人体肢臂助力外骨骼，例如下肢外骨骼，其大腿及小腿通常只有大腿关节、膝盖关节，两个关节分别只能控制大腿及小腿向前迈开脚步，不能再控制其他方向的运动，因引，现有的外骨骼结构简单、自由度少，不够灵活，模仿程度不够高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多个自由度、运动灵活、模仿程度高的多自由度的人体肢臂助力外骨骼。

为了实现上述目的，本发明提供的多自由度的人体肢臂助力外骨骼包括第一关节、连接于所述第一关节的第一支撑、连接于所述第一支撑的第二关节及连接于所述第二关节的第二支撑；所述第一支撑与所述第一关节之间枢接。

与现有技术相比，由于本发明通过将所述第一支撑与所述第一关节之间呈枢接地连接，因此，使得所述第一支撑能沿两者的枢接中心轴转动，进而为所述第一支撑提供一转动的自由度，从而使模拟肢体的动作更加真实、灵活。

较佳地，所述第一支撑与所述第一关节枢接的枢接中心轴沿所述第一支撑的长度方向设置。这样可为所述第一支撑提供一自转的自由度，该自由度可模拟肢体的扭转动作。

较佳地，所述第一支撑与所述第一关节枢接的枢接中心轴与所述第一支撑的中心轴同轴。

较佳地，所述第一支撑与所述第一关节之间设有驱动装置，所述驱动装置驱动所述第一支撑转动。

具体地，所述驱动装置包括驱动电机、齿轮及扇形齿轮，所述扇形齿轮固定于所述第一支撑，所述驱动电机固定于所述第一关节的支臂，所述齿轮与所述驱动电机的输出端连接并且所述齿轮与所述扇形齿轮啮合。利用所述驱动电机驱动齿轮及扇形齿轮实现所述第一支撑的自转，控制简单，传动稳定可靠。

较佳地，所述第一关节的支臂上开设有弧形孔，所述第一支撑上设有限位销钉，所述限位销钉滑动地插接于所述弧形孔。设置所述弧形孔及所述限位销钉，可防止所述第一支撑转动角度过大。

较佳地，所述多自由度的人体肢臂助力外骨骼还包括连接所述第二支撑的第三关节以及连接于所述第三关节的掌部。

较佳地，所述多自由度的人体肢臂助力外骨骼还包括连接所述第一关节的支架。

具体地，所述支架与所述第一关节之间设有使所述第一关节、第一支撑、第二关节及第二支撑整体外张的外张关节。

附图说明

图1是本发明下肢外骨骼机器人的结构图。

图2是本发明下肢外骨骼机器人的另一角度的结构图。

图3是本发明下肢外骨骼机器人中的机械外骨骼关节的结构图。

图4是图2中A部分的放大图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1、图2所示，本发明多自由度的人体肢臂助力外骨骼以下肢为例，当然也可以用于上肢；如图所示，图中展示了下肢外骨骼机器人100包括支架1及设置所述支架1两侧的下肢2，所述下肢2包括连接于所述支架1的大腿关节21即第一关节、连接于所述大腿关节21的大腿支撑22即第一支撑、连接于所述大腿支撑22下端的膝盖关节23即第二关节、连接于所述膝盖关节23的小腿支撑24即第二关节、连接所述小腿支撑24下端的脚踝关节25即第三关节以及连接于所述脚踝关节25的脚掌26；所述大腿关节21控制所述大腿支撑22在前后方向抬起及下降，所述膝盖关节23控制所述小腿支撑24在前后方向抬起及下降，所述脚踝关节25控制所述脚掌26在前后方向抬起及下降，所述大腿关节21、膝盖关节23及脚踝关节25均为机械外骨骼关节。