[发明专利]一种具备过载打滑功能的下肢外骨骼机器人

权利要求书

1.一种具备过载打滑功能的下肢外骨骼机器人，包括：用于包裹人体躯体的外骨骼支架，其特征在于，还包括过载打滑部件、旋转动力部件、大腿支撑部件和控制部件；

所述大腿支撑部件，一端连接所述旋转动力部件，另一端固定在人体大腿后侧，将人体大腿进行固定；

所述旋转动力部件，其设有用于输出旋转力的旋转电机，带动所述大腿支撑部件给人体大腿提供助力；

所述过载打滑部件，连接所述控制部件、所述旋转动力部件和所述外骨骼支架，所述过载打滑部件带动所述大腿支撑部件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；或者，所述过载打滑部件在所述旋转动力部件的所述旋转电机过载时，实现所述旋转动力部件和所述外骨骼支架之间进行旋转打滑运动；

所述控制部件，与所述过载打滑部件、所述旋转动力部件连接，根据所述过载打滑部件输出的扭矩值控制所述旋转动力部件的工作；

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；所述过载打滑部件还测量大腿支撑部件和人体大腿之间的扭矩值，所述控制部件根据所述过载打滑部件输出的扭矩值控制所述旋转电机的工作；

所述过载打滑部件包括：至少一个波珠螺丝、打滑连接环，其中，

所述打滑连接环的表面设有至少一个凹槽，每个所述凹槽内设置一个所述波珠螺丝，所述凹槽均设计成一边高一边低；所述波珠螺丝带动所述打滑连接环绕着人体髋关节的旋转轴进行圆周运动，或者，所述波珠螺丝包括弹珠，所述弹珠收入所述波珠螺丝的腔体内，所述外骨骼支架和所述旋转动力部件之间处于旋转打滑状态；

所述过载打滑部件还包括内轴承、外轴承和减速器连接支架；

所述打滑连接环的内圈和所述内轴承的外圈连接，所述内轴承的内圈和所述外骨骼支架上的髋关节旋转轴外圈连接；所述打滑连接环的外圈与所述外轴承的内圈连接，所述外轴承的外圈与所述减速器连接支架的内圈形成过盈配合连接，使得所述打滑连接环和所述减速器连接支架之间能旋转滑动；

所述减速器连接支架的内圈与所述旋转动力部件的输出端连接，所述减速器连接支架的旋转轴的轴心和所述旋转动力部件的旋转轴的轴心重合。

2.根据权利要求1所述的一种具备过载打滑功能的下肢外骨骼机器人，其特征在于，所述波珠螺丝还包括弹簧和壳体，所述壳体的外螺纹连接在所述外骨骼支架上，所述壳体端部设有一缺口，所述弹珠通过该缺口能部分外露出所述腔体；所述壳体内设有一腔体，该腔体内部设有所述弹簧，所述弹簧顶住所述弹珠，外部对所述弹珠施加力时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。

3.根据权利要求1所述的一种具备过载打滑功能的下肢外骨骼机器人，其特征在于，所述过载打滑部件还包括：压力传感器安装槽和压力传感器，其中：

所述打滑连接环外圆周面设置至少一个第一凸起，所述第一凸起上设有压力传感器安装槽，所述压力传感器安装槽位于所述打滑连接环的外周，用于放置所述压力传感器；

所述减速器连接支架外圆周面设置至少一个第二凸起，所述减速器连接支架的第二凸起与所述打滑连接环的第一凸起接触，并与所述打滑连接环内的所述压力传感器接触；

所述压力传感器感应所述打滑连接环的切线方向的压力，从而得到所述大腿支撑部件和人体大腿之间的扭矩值，将压力转换成扭矩信号传递给所述控制部件。