[发明专利]一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构

说明书

本发明提出一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构，所述打滑机构包括：波珠螺丝、打滑连接环、内轴承、外轴承；波珠螺丝固定于外骨骼支架上；打滑连接环的表面设置凹槽，凹槽设计成一边高一边低，凹槽的位置对应波珠螺丝的弹珠；在旋转动力部件的旋转电机正常工作时，弹珠卡接于凹槽使波珠螺丝连接打滑连接环；通过波珠螺丝带动打滑连接环绕着外骨骼支架对应的人体髋关节的旋转轴进行圆周运动，提供行走过程中的助力；在旋转动力部件的旋转电机过载时波珠螺丝的弹簧发生伸缩形变，波珠螺丝的弹珠收入波珠螺丝的腔体内时，使外骨骼支架和旋转动力部件之间处于打滑状态；打滑连接环的内圈连接内轴承的外圈，打滑连接环的外圈连接外轴承的内圈。

技术领域

本发明涉及一种下肢外骨骼机器人，具体地，涉及一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构。

背景技术

目前助行类和脑卒中康复类下肢外骨骼机器人与人体连接依靠关节电机提供扭矩输出，连接刚性太大，当扭矩过大会产生旋转电机过载发热，目前还没有一种很有效的下肢外骨骼机器人具备过扭矩打滑的功能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种下肢外骨骼机器人的过载打滑机构，解决了现有的助行类和脑卒中康复类下肢外骨骼机器人与人体连接的关节电机会扭矩过大，从而过载发热的问题。

根据本发明提供所述打滑机构连接所述下肢外骨骼机器人的控制部件、旋转动力部件和外骨骼支架，所述旋转动力部件设有用于输出旋转力的旋转电机，带动大腿支撑部件给人体大腿提供助力，其特征在于，所述打滑机构包括：波珠螺丝、打滑连接环、内轴承、外轴承；

所述波珠螺丝固定于所述外骨骼支架上；

所述打滑连接环的表面设置凹槽，所述凹槽设计成一边高一边低，形成具有坡度凹槽，所述凹槽的位置对应所述波珠螺丝的弹珠；在所述旋转动力部件的所述旋转电机正常工作时，所述弹珠卡接于所述凹槽使所述波珠螺丝连接所述打滑连接环；通过所述波珠螺丝带动所述打滑连接环绕着所述外骨骼支架对应的人体髋关节的旋转轴进行圆周运动，提供行走过程中的助力；在所述旋转动力部件的所述旋转电机过载时所述波珠螺丝的弹簧发生伸缩形变，所述波珠螺丝的弹珠收入所述波珠螺丝的腔体内时，使所述外骨骼支架和所述旋转动力部件之间处于打滑状态；

所述打滑连接环的内圈连接所述内轴承的外圈，所述打滑连接环的外圈连接所述外轴承的内圈。

所述凹槽设计成一边高一边低，形成具有坡度所述凹槽。便于所述弹珠进/出所述凹槽，更容易实现所述波珠螺丝与所述打滑连接环的连接与断开。

上述的过载打滑机构通过波珠螺丝、打滑连接环的配合，能够巧妙实现旋转打滑状态、圆周运动之间的控制，实现保护电机以及增加和人体运动之间的柔性。

优选地，所述波珠螺丝还包括壳体和弹簧，所述壳体的腔体内设置弹簧和弹珠，所述壳体端部设有一缺口，所述弹珠通过所述缺口能部分外露出所述腔体；所述弹簧顶住所述弹珠，并根据外部对所述弹珠的施加力量产生所述弹簧的伸缩形变，使所述弹珠通过该缺口能收入所述腔体内。

优选地，所述打滑机构包括若干个所述波珠螺丝，所述打滑连接环的表面设置若干个所述凹槽，若干个所述凹槽分别对应所述波珠螺丝的所述弹珠。更加优选地，在所述外骨骼支架上绕人体髋关节旋转轴均匀设置四个所述波珠螺丝，并在所述打滑连接环的表面设置对应数量的凹槽，当所述弹珠在所述凹槽内时，使所述波珠螺丝更好的带动所述打滑连接环绕着人体髋关节的旋转轴进行旋转。

优选地，所述旋转动力部件还包括：减速器和编码器，所述减速器的一端连接所述旋转电机，另一端连接所述大腿支撑部件；所述编码器用于检测所述旋转电机的旋转速度，并传给所述控制部件。

本发明进一步设置为，所述过载打滑机构还包括测量部件，所述测量部件设置于所述打滑连接环，用于测量所述大腿支撑部件和人体大腿之间的扭矩值，并将所述扭矩值传递给所述控制部件。