[发明专利]多功能助行机器人

权利要求书

1.一种多功能助行机器人，其特征在于：包括穿戴在人体腿部的连接护具和安装在连接护具上的辅助行走模块，所述辅助行走模块包括固定板、行走电机、曲柄杆、连杆机构和辅助脚掌，所述固定板固定安装在连接护具上，用于支撑整个辅助行走模块，所述行走电机安装在固定板上，所述曲柄杆的一端固定安装在行走电机的输出轴上，另一端通过连杆机构与辅助脚掌相连，行走电机转动过程中通过连杆机构带动辅助脚掌进行上下运动，模拟人走路动作，所述连杆机构包括辅助三脚架、后腿三脚架、大腿摆杆、小腿摆杆、第一辅助连杆和第二辅助连杆，所述第一辅助连杆的一端和大腿摆杆顶部通过同一根轴铰接曲柄杆的另一端，第一辅助连杆的另一端与辅助三脚架顶部的顶点铰接相连，所述小腿摆杆顶端以及第二辅助连杆的一端通过同一根轴铰接在大腿摆杆下端，第二辅助连杆的另一端与辅助三脚架中部的顶点铰接相连并通过第一销轴铰接在连接护具上部，所述后腿三脚架顶部的顶点与所述辅助三脚架底部的顶点铰接相连，所述小腿摆杆的底端与后腿三脚架中部的顶点铰接相连并通过第二销轴铰接安装在连接护具下部，在辅助三脚架的一个边、后腿三脚架的一个边、小腿摆杆以及第二辅助连杆之间形成平行四边形机构，所述辅助脚掌固定安装在后腿三脚架底部的顶点，用于在辅助行走模块行走时作为辅助支撑与地面接触；

所述连接护具包括腰部护具和设于腰部护具两侧的两个腿部护具，所述腿部护具包括大腿外骨骼和小腿外骨骼，所述大腿外骨骼通过大腿关节安装在腰部护具两侧，大腿外骨骼与小腿外骨骼之间通过膝关节相连，第一销轴与大腿外骨骼上端的大腿关节的关节轴同轴固定相连，膝关节的关节轴与第二销轴同轴固定相连。

2.如权利要求1所述的多功能助行机器人，其特征在于：所述辅助脚掌通过扭簧和销轴与后腿三脚架底部的顶点相连，通过扭簧保持辅助脚掌接触地面的柔性传递。

3.如权利要求2所述的多功能助行机器人，其特征在于：所述辅助脚掌包括脚底板和多个柔性爪，所述柔性爪安装在脚底板四周并向外延伸，柔性爪向外延伸的端部低于脚底板高度，使得辅助脚掌着地时柔性爪先于脚底板着地。

4.如权利要求3所述的多功能助行机器人，其特征在于：所述柔性爪通过扭簧和设有限位装置的销轴与脚底板相连。

5.如权利要求1所述的多功能助行机器人，其特征在于：所述小腿摆杆上设有防止人前倾摔倒的辅助支撑架。

6.如权利要求1至5任意一项所述的多功能助行机器人，其特征在于：所述腿部护具还包括脚部护具，腰部护具两侧分别设有一个弧形的腰部固定架，所述辅助行走模块的固定板固定安装在腰部固定架上，所述大腿外骨骼通过大腿关节安装在腰部固定架上，小腿外骨骼与脚部护具之间通过踝关节相连，所述大腿外骨骼由上大腿骨与下大腿骨铰接组成，在上大腿骨与下大腿骨铰接处的铰接轴上设有大腿穿戴护具，所述小腿外骨骼上设有小腿穿戴护具。

7.如权利要求6所述的多功能助行机器人，其特征在于：所述脚部护具、大腿穿戴护具和小腿穿戴护具均由尼龙塑料制成。

8.如权利要求6所述的多功能助行机器人，其特征在于：该多功能助行机器人还包括控制模块和检测模块，所述控制模块与控制行走电机动作，所述检测模块主要由听觉信息感知模块和无线通讯模块组成，听觉信息感知模块包括音频信号采集与处理两部分，所述音频信号采集为多路麦克风阵列，利用其中一路麦克风作为基准麦克风，音频信号处理部分包括对接收到的信号行有效语音检测处理，提取出所需的语音信号，对声音进行语音识别及与数据库匹配，进而反应应答，再由控制模块发出相应执行指令，使机器人的行走电机执行对应动作。

9.如权利要求8所述的多功能助行机器人，其特征在于：所述控制模块采用Android 单片机，用于控制机器人的运动方式，并对检测模块的检测信息进行收集与处理，根据处理结果对各模块进行反馈。

10.如权利要求6所述的多功能助行机器人，其特征在于：所述辅助行走模块有两个，两个辅助行走模块对称分布在连接护具两侧。