[发明专利]一种外骨骼机器人

说明书

本申请涉及关节助力技术领域，公开了一种外骨骼机器人。该外骨骼机器人包括：髋关节绑缚件；分别对称设置在髋关节绑缚件两侧且结构相同的两组驱动系统；控制器，分别连接两组驱动系统，控制器用于获取两组驱动系统的拉力信息和人体的姿态信息，并根据拉力信息和人体的姿态信息控制相应驱动系统的工作状态，其中，在人体的左下肢运动时，控制器用于控制左侧的驱动系统为人体的左下肢提供助力，右侧的驱动系统处于自由活动状态；在人体的右下肢运动时，控制器用于控制右侧的驱动系统为人体的右下肢提供助力，左侧的驱动系统处于自由活动状态。通过上述方式，可以达到在不妨碍穿戴者自由行走状态下保证助力效果。

技术领域

本申请涉及用于关节助力技术领域，特别是涉及一种外骨骼机器人。

背景技术

在具有正常的肢体行动的正常人在工作的时候，经常会需要搬动很重的东西进行作业，此时非常需要外力的配合减轻体力的负担。或在医疗康复领域，患者需要外力辅助进行康复训练。现行常采用外骨骼机器人解决上述问题。

但目前市面上的外骨骼机器人采用液压或者气压驱动，导致外骨骼机器人本身重量较大，不利于人体穿戴。

发明内容

本申请提供一种便携、实用的外骨骼机器人，以至少解决上述所提到的部分问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提出一种外骨骼机器人，该外骨骼机器人包括：髋关节绑缚件，可穿戴于人体的腰部；分别对称设置在髋关节绑缚件两侧且结构相同的两组驱动系统；控制器，分别连接两组驱动系统，控制器用于获取两组驱动系统的拉力信息和人体的姿态信息，并根据拉力信息和人体的姿态信息控制相应驱动系统的工作状态，其中，在人体的左下肢运动时，控制器用于控制左侧的驱动系统为人体的左下肢提供助力，右侧的驱动系统处于自由活动状态；在人体的右下肢运动时，控制器用于控制右侧的驱动系统为人体的右下肢提供助力，左侧的驱动系统处于自由活动状态；其中，驱动系统包括：下肢绑缚件、柔性绳索以及驱动单元，驱动单元设置在髋关节绑缚件上，下肢绑缚件可穿戴于人体的下肢，柔性绳索的一端连接驱动单元，另一端连接下肢绑缚件，其中，通过两侧的驱动单元交替转动，从而分别拉动两侧的柔性绳索交替收紧，以交替为人体的左下肢、右下肢提供助力。

其中，驱动系统还包括：传感魔术贴和拉力传感器，传感魔术贴可穿戴于人体的臀部后侧，拉力传感器可固定到人体的大腿后侧，拉力传感器用于实时测量柔性绳索的拉力信息；柔性绳索包括绳索内芯和绳索管套，绳索管套的两端分别与传感魔术贴、拉力传感器固定连接，绳索内芯的一端连接驱动单元，绳索内芯的另一端自绳索管套靠近传感魔术贴的一端穿入，并自绳索管套靠近拉力传感器的一端穿出后，与下肢绑缚件连接。

其中，驱动系统还包括：惯性传感器，惯性传感器设置在下肢绑缚件上，惯性传感器用于实时检测人体的姿态信息；其中，控制器分别与两组驱动系统的拉力传感器、惯性传感器通讯连接，且控制器分别与两组驱动系统的驱动单元通讯连接，控制器用于获取拉力信息和人体的姿态信息，并根据拉力信息和人体的姿态信息控制相应驱动单元的工作状态，以为人体的下肢提供助力。

其中，驱动单元包括：电机支架、电机以及绕线盘，电机支架固定在髋关节绑缚件上，电机支架、电机以及绕线盘，电机支架设置在电机一侧，且电机支架用于支撑电机；电机支架固定在髋关节绑缚件上，电机支架与绕线盘可拆卸连接，绕线盘缠绕有柔性绳索，电机支架上开设有第一安装孔，绕线盘上开设有第二安装孔，第一安装孔与第二安装孔贯通；电机包括输出轴，输出轴穿过第一安装孔和第二安装孔并位于第二安装孔内部，电机用于输出动力以驱动绕线盘旋转。

其中，电机支架与绕线盘上分别开设有第一连接通孔和第二连接通孔；驱动单元还包括：连接件，连接件穿设于第一连接通孔和第二连接通孔中，绕线盘通过第二连接通孔、第一连接通孔和连接件可拆卸安装在电机支架上。