[发明专利]一种具备过载打滑功能的下肢外骨骼机器人

说明书

本发明提供一种具备过载打滑功能的下肢外骨骼机器人，其中：大腿支撑部件，一端连接旋转动力部件，另一端固定在人体大腿后侧，将人体大腿进行固定；旋转动力部件，其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；过载打滑部件带动大腿支撑部件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，或实现旋转动力部件和外骨骼支架之间进行旋转打滑运动；控制部件，根据过载打滑部件输出的扭矩值控制旋转动力部件的工作。本发明可以为人体行走进行助力功能，也可以为脑卒中康复进行康复训练，并进行一定扭矩的髋关节力量辅助，当扭矩超出一定值的时候则将髋关节部分进行打滑处理以保护电机并增加和人体运动之间的柔性。

技术领域

本发明涉及一种下肢外骨骼机器人，具体地，涉及一种具备过载打滑功能的下肢外骨骼机器人。

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。

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具备过载打滑功能的下肢外骨骼机器人，当扭矩超出一定值的时候则可将髋关节部分进行打滑处理以保护电机并增加和人体运动之间的柔性，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。

为实现以上目的，本发明提供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。

本发明进一步设置为，所述旋转动力部件还包括：减速器、编码器，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。通过编码器的信号采集，使得控制部件对旋转电机工作进行控制。

本发明进一步设置为，所述过载打滑部件包括：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的弹珠，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，所述波珠螺丝的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。

本发明进一步设置为，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。

上述的过载打滑部件通过波珠螺丝、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。