[实用新型]一种柔性连续体驱动型外骨骼机器人

说明书

本实用新型提供了一种柔性连续体驱动型外骨骼机器人，包括行走平台、以吊臂悬吊于所述行走平台上方的减重支架以及外骨骼本体机构，所述减重支架的悬臂将一对吊钩垂吊于行走平台的上方，所述外骨骼本体机构包括髋关节穿戴组件、一对膝关节穿戴组件和背包组件；髋关节穿戴组件的髋关节柔性执行器及膝关节穿戴组件的膝关节柔性执行器分别由对应的上、下支撑环与弹性气管束组构成，通过气压伺服阀调节管中气压的大小，进而在管束中产生压差，实现连续体柔性关节的2自由度弯曲运动。本实用新型的机器人与穿戴者之间完全为柔顺接触，有效提高了机器人穿戴舒适性和安全性。

技术领域

本实用新型涉及外骨骼康复机器人技术领域，更具体地说是一种柔性连续体驱动型外骨骼机器人。

背景技术

脑卒中或脊髓损伤会给患者造成永久性的运动功能障碍。临床研究表明，外骨骼康复机器人辅助治疗能很好地促进脑卒中和脊髓损伤患者下肢的运动功能恢复。通过外骨骼康复机器人技术恢复两类患者的运动能力，对于有效缓解老龄与残障人群的社会服务压力及加快培育新兴产业具有重要的战略意义。但是，现有外骨骼机器人机构与传动刚性强，材料抗冲击性小，结构笨重与穿戴不便，限制了穿戴者运动的舒适性和灵活性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，为脑卒中和脊髓损伤引致的神经性肢体损伤患者进行下肢运动功能恢复提供一种结构轻便、穿戴舒适的柔性连续体驱动型外骨骼机器人。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种柔性连续体驱动型外骨骼机器人，其结构特点是：

包括行走平台、以吊臂悬吊于所述行走平台上方的减重支架以及外骨骼本体机构，所述减重支架的悬臂将一对吊环垂吊于行走平台的上方，所述外骨骼本体机构包括髋关节穿戴组件、一对膝关节穿戴组件和背包组件；

所述髋关节穿戴组件穿戴于用户的髋部，以髋关节弹性布料层紧密包覆于髋关节柔性执行器外，所述髋关节柔性执行器的四组髋关节弹性气管束组以两两前后相对形成一对，并以两对髋关节弹性气管束组呈左右对称布置于髋部左右端；每组髋关节弹性气管束组的多支髋关节弹性气管均是竖直地贴靠于髋部，向下延伸至下肢上端部，且沿周向等间距分布，两管端分别于髋关节穿戴组件的顶端及底端露出，对应作为髋关节进气孔与出气孔；每组髋关节弹性气管束组的多个髋关节进气孔经对应的各髋关节进气支管汇聚形成一个髋关节主进气口，多个髋关节出气孔经对应的各髋关节出气支管汇聚形成一个髋关节主出气口；

一对膝关节穿戴组件穿戴于用户的一对膝部，所述膝关节穿戴组件是以膝关节弹性布料层包覆于膝关节柔性执行器外，所述膝关节柔性执行器以两组膝关节弹性气管束组呈前后对称地贴靠于膝部的前后侧，所述膝关节弹性气管束组的多支膝关节弹性气管竖直且沿周向等间距分布，两管端分别于膝关节穿戴组件的顶端及底端露出，对应作为膝关节进气孔与出气孔；每组膝关节弹性气管束组的多个膝关节进气孔经对应的各膝关节进气支管汇聚形成一个膝关节主进气口，多个膝关节出气孔经对应的各膝关节出气支管汇聚形成一个膝关节主出气口；

所述背包组件包括背包及内置于背包中的控制模块、分别相连且受控于所述控制模块的气压源、单向阀、气动三联件、截止阀、八个气压伺服阀，以及进气管组、出气管组与消声器，由气压源提供气源、经进气管组的主进气管输出，并由进气管组的八个支进气管分别通过八个气压伺服阀向四组髋关节主进气口与四组膝关节主进气口输入，经四组髋关节主出气口与四组膝关节主出气口输出的气流分别通过八个气压伺服阀输出，经出气管组的八个支出气管汇流至出气管组的主出气管，由所述主出气管经所述消声器输出。

本实用新型的结构特点也在于：

所述髋关节柔性执行器是以长圆形第一上支撑环与呈左右对称分处于所述第一上支撑环两侧半圆环段正下方的一对圆形第一下支撑环为支撑框架，任一第一下支撑环与第一上支撑环之间均是通过呈前后对称布置的两组所述髋关节弹性气管束组相连通，于所述第一上支撑环及所述第一下支撑环上对应形成各髋关节进气孔及出气孔；