[实用新型]下肢外骨骼机器人

说明书

本实用新型涉及机器人行走技术领域，尤其涉及用于老年人穿戴助行的下肢外骨骼机器人。本实用新型包括：腰部固定装置、背箱以及两套行走装置；背箱内装有控制系统及供电装置，装于腰部固定装置的后部；腰部固定装置的两侧各装有一套对称设计的行走装置；行走装置的髋关节组件装于腰部固定装置的侧部，并与背箱相连接；大腿连杆的上部与髋关节组件相连接，下部和膝关节上部相连接；小腿连杆的上部与膝关节组件的下部相连接；踝关节连杆的上部与小腿连杆的下部相连接，下部与脚部固定装置相连接。本实用新型的技术方案提供足够的力量辅助老年人实现站立和行走，摆脱轮椅，避免常年卧床，恢复老年人的运动能力和生活能力，减轻家庭和社会的负担。

技术领域

本实用新型涉及机器人行走技术领域，尤其涉及用于老年人穿戴助行的下肢外骨骼机器人。

背景技术

我国是全世界老年人口最多的国家，2019年6月，国家统计局公布，65岁及以上的老年人达到1.57亿，占全国总人口10.69％。随着年龄的增长，老年人的身体机能逐渐衰退，不同程度地丧失了运动能力和生活能力，无法提供足够的力量完成身体的各种动作，这些老年人大多数依靠轮椅进行运动，瘫痪严重的老年人需要常年卧床，在身心方面造成严重的伤害，给家庭和社会带来巨大的负担。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的下肢外骨骼机器人，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

本实用新型提供一种下肢外骨骼机器人穿戴在老年人的腿上，提供足够的力量辅助老年人实现站立和行走，摆脱轮椅，避免常年卧床，恢复老年人的运动能力和生活能力，减轻家庭和社会的负担。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种下肢外骨骼机器人，包括：腰部固定装置、背箱以及两套行走装置；背箱内装有控制系统及供电装置，装于腰部固定装置的后部；腰部固定装置的两侧各装有一套对称设计的行走装置；行走装置包括：髋关节组件、大腿连杆、膝关节组件、小腿连杆、踝关节连杆及脚部固定装置；髋关节组件装于腰部固定装置的侧部，并与背箱相连接；大腿连杆的上部通过大腿连杆螺栓和大腿连杆螺母与髋关节组件相连接，下部通过膝关节上部紧固螺栓和膝关节上部紧固螺母与膝关节组件的上部相连接；小腿连杆的上部通过膝关节下部紧固螺栓和膝关节下部紧固螺母与膝关节组件的下部相连接；踝关节连杆的上部通过小腿连杆螺栓和小腿连杆螺母与小腿连杆的下部相连接，下部通过踝关节螺栓和踝关节螺母与脚部固定装置相连接。

进一步地，腰部固定装置包括：背带、腰带、腰架；腰架为具有一定刚性的弧形带状结构，其弧形与腰部弧度相同；腰带两端通过尼龙锁扣与腰架相连接；背带为两根，每根背带的前端与腰带相连接，后端与固定在腰架后部的背箱固定连接。

进一步地，髋关节组件包括：髋关节部件连接线、髋关节部件、髋关节连杆；行走髋关节部件对称装于腰架的左右两侧，髋关节连杆的上部与髋关节部件相连接，下部通过大腿连杆螺栓和大腿连杆螺母与大腿连杆相连接；髋关节部件通过髋关节部件连接线与背箱内的控制系统相连接。

进一步地，膝关节组件包括：膝关节电机连接线、膝关节电机连接板、膝关节电机螺栓、膝关节电机螺母、膝关节电机、膝关节上部紧固螺栓、膝关节上部紧固螺母、膝关节部件、膝关节部件螺栓、膝关节部件螺母、膝关节下部紧固螺栓、膝关节下部紧固螺母；膝关节部件的上部通过膝关节上部紧固螺栓及膝关节上部紧固螺母与大腿连杆相连接，下部通过膝关节下部紧固螺栓和膝关节下部紧固螺母与小腿连杆相连接；膝关节电机采用瑞士Maxon公司的RE40系列直流电机，膝关节电机的一端通过膝关节电机螺栓和膝关节电机螺母与固定在髋关节连杆上的膝关节电机连接板相连接，另一端通过膝关节部件螺栓和膝关节部件螺母与膝关节部件相连接；膝关节电机通过膝关节电机连接线与背箱内的控制系统相连接。