[发明专利]仿生机械外骨骼穿戴装置

权利要求书

1.一种仿生机械外骨骼穿戴装置，其特征在于：包括与人体左、右腿配合使用的两个下肢助力外骨骼、连接于下肢助力外骨骼上端并与人体躯干实现配合的背负系统以及连接于下肢助力外骨骼上用于将下肢助力外骨骼与人体腿部固定连接的绑缚系统；

所述下肢助力外骨骼包括机体、与人体大腿相适配的大腿连杆以及与人体小腿相适配的小腿连杆、用于驱动大腿连杆和小腿连杆摆动的行动连杆以及用于为行动连杆提供动力的驱动组件；所述大腿连杆上端与机体通过转动副配合连接，所述大腿连杆下端以及行动连杆下端分别与小腿连杆上端通过转动副配合连接并形成两个转动副，所述驱动组件与行动连杆上端驱动配合用于驱动行动连杆摆动从而驱动大腿连杆和小腿连杆相对摆动实现跨步运动；

所述驱动组件包括转动配合安装于机体上的转动轮副、驱动转动轮副转动的驱动装置，所述行动连杆上端与转动轮副偏心转动配合；

所述转动轮副包括与机体通过转动副配合的主动齿轮以及从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合形成齿轮副传动，所述行动连杆上端与从动齿轮偏心转动配合，所述主动齿轮与驱动装置传动配合；

所述驱动组件还包括摇臂组件，所述摇臂组件两端分别通过转动副配合于机体以及行动连杆上端，所述摇臂组件与行动连杆形成的转动副位于转动轮副与行动连杆形成的转动副上方；

所述摇臂组件包括与行动连杆上端通过转动副配合的摇臂以及通过转动副配合连接于机体上并使得动力输出端摆动的调节机构，所述调节机构的动力输出端与摇臂自由端相对，所述调节机构动力输出端与摇臂自由端通过单自由度滑动副配合连接并且二者之间具有约束相对滑动的力。

2.根据权利要求1所述的仿生机械外骨骼穿戴装置，其特征在于：仿生机械外骨骼穿戴装置还包括设置于下肢助力外骨骼上端并将下肢助力外骨骼与背负系统固定连接的胯关节系统，所述胯关节系统至少包括三个自由度，即包括以Z轴为中心轴的转动实现背负系统相对下肢助力外骨骼转动用于实现扭腰动作、以X轴为中心轴的转动实现背负系统相对下肢助力外骨骼转动用于实现弯腰动作、以Y轴为中心轴的转动实现背负系统相对下肢助力外骨骼转动用于实现侧腰动作。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的仿生机械外骨骼穿戴装置，其特征在于：仿生机械外骨骼穿戴装置还包括连接于小腿连杆下端用于与人体脚部配合使用的脚部组件，所述脚部组件包括与小腿连杆底部通过转动副连接的足部侧围以及固定连接于足部侧围底部的足底踏板。

4.根据权利要求3所述的仿生机械外骨骼穿戴装置，其特征在于：所述小腿连杆下端通过滑动副配合连接有可沿小腿连杆长度方向滑动的伸缩节，所述伸缩节与小腿连杆之间通过缓冲件连接。

5.根据权利要求3所述的仿生机械外骨骼穿戴装置，其特征在于：所述脚部组件还包括跟腱组件，所述跟腱组件包括通过转动副连接于小腿连杆上和足底踏板后部的两个连接结以及连接于两个连接结之间用于改变两个连接结之间距离的伸缩机构。

6.根据权利要求5所述的仿生机械外骨骼穿戴装置，其特征在于：所述行动连杆为伸缩式结构。

7.根据权利要求1所述的仿生机械外骨骼穿戴装置，其特征在于：所述行动连杆下端与大腿连杆下端有相对靠近的限位凸块，当大腿连杆与小腿连杆共线时，两个限位凸块相互约束并限制小腿连杆与大腿连杆相对转动而导致的关节外翻。