[实用新型]一种基于柔性关节驱动器的老人助行机器人

说明书

本实用新型提供了一种基于柔性关节驱动器的老人助行机器人，以腰部穿戴装置穿戴于用户的腰部，后背部设有所述背包装置，所述背包装置的背包中内置供电装置与控制装置；一对大腿执行机构呈左右对称分设于腰部穿戴装置的左右侧；所述大腿执行机构利用随用户下肢同步运动的下连杆作为输入端，通过在驱动输出端与执行端之间串联双向扭簧，实现关节扭矩的柔性输出。本实用新型能够提高老年用户的使用舒适度。

技术领域

本实用新型涉及外骨骼机器人技术领域，更具体地说是一种基于柔性关节驱动器的老人助行机器人。

背景技术

随着年龄的增加，老年人腿部肌肉强度下降，行走速度减慢，步幅减小。老人助行机器人就是通过给人体提供额外的辅助力矩，以弥补老年人由于年龄增加而丧失的那部分力矩，实现助行运动。但是，现有老人助行机器人机构的传动刚性强，抗冲击性小，容易对老年人身体造成伤害。

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。为此，本实用新型提出一种基于柔性关节驱动器的老人助行机器人，能够实现关节扭矩的柔性输出，提高老年用户的使用舒适度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于柔性关节驱动器的老人助行机器人，其结构特点是：机器人本体结构包括背包装置、腰部穿戴装置和大腿执行机构；

所述腰部穿戴装置穿戴于用户的腰部，后背部设有所述背包装置，所述背包装置的背包中内置供电装置与控制装置；

一对大腿执行机构呈左右对称分设于腰部穿戴装置的左右侧；所述大腿执行机构是在罩壳壳中内置动力部件，所述动力部件的输出轴轴端露出于罩壳外，扭矩传感器通过传感器支撑轴套同轴套装于动力部件输出轴的轴端，在所述扭矩传感器上沿径向自内向外依次同轴安装有内轴承套、轴承、外轴承套，所述轴承夹紧于内轴承套与外轴承套之间，以内圈与内轴承套固连，以外圈与外轴承套固连；下连杆以上端部的安装孔同轴套装于所述外轴承套上，并于轴向紧固相连，与所述外轴承套共同组成下连杆同步回转组件，下连杆的下杆端通过绑带绑附于用户的大腿外侧；所述内轴承套沿轴向夹紧并固连于扭矩传感器与法兰盘之间，法兰盘与内轴承套共轴设置，朝外的盘面中部沿径向外凸形成圆柱状凸出部，上连杆依靠下端部的短套筒套装于法兰盘上，与法兰盘形成径向限位；双向扭簧套装于凸出部上，两端分别固定并张紧于上连杆的短套筒内壁与法兰盘盘面之间，所述上连杆的上杆端固设于腰部穿戴装置上，作用于用户的髋部；所述上连杆能够由动力部件提供驱动力，在法兰盘经由双向扭簧的柔性输出带动下，绕法兰盘的中轴线摆动；

以所述下连杆为输入端，以上连杆为执行端，通过所述扭矩传感器检测输入端运动时的扭矩信号，并传输至控制装置，由所述控制装置接收扭矩信号进行分析处理后，向动力部件发送驱动指令。

本实用新型的结构特点也在于：

所述上连杆的短套筒沿轴向朝外的端面上设有顺着周向开设的两段弧形导向孔，两段导向孔以法兰盘凸出部为中心对称布置，所述法兰盘盘面上对应于两段导向孔对应设有沿轴向凸出的两个限位螺钉，所述限位螺钉穿设于对应的导向孔中，与所述导向孔配合，形成对上连杆转动的导向。

所述动力部件是由电机提供动力，经减速器输出，由联接于减速器输出轴的锥齿轮副传动，所述锥齿轮副的输出轴轴端露出于罩壳外。

所述腰部穿戴装置上预留有绷带安装孔。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

本实用新型是针对老年人由于年龄增加而导致肌肉强度下降而提出的用于下肢助行的机器人，利用随用户下肢同步运动的下连杆作为输入端，通过在驱动输出端与执行端之间串联双向扭簧，实现关节扭矩的柔性输出，可以很好地降低电机启动带来的冲击，使输出柔顺化，避免对老年人身体造成伤害，具有容易穿戴、操作简单的有点，适用于老年人助行运动。

附图说明