[发明专利]长度可调节的外骨骼腿部结构

说明书

本发明提供了一种长度可调节的外骨骼腿部结构，包括加长杆、套杆以及小腿转接杆，所述套杆作为外骨骼腿部结构的骨架，具有承载作用，所述加长杆的一端为自由端，另一端穿过所述套杆的顶部并与安装在所述套杆上的调节机构连接，小腿转接杆可转动的安装在所述套杆的底部并能够在驱动机构的驱使下相对于套杆转动，本发明中的外骨骼腿部长度调节机构，可适应不同身高穿戴者，能够通过手动的方式实现快速调节，同时通过同步轮传动机构，可减小穿戴者腿部惯量，具有适用性广，调节方便，性能可靠的优点。

技术领域

本发明涉及外骨骼结构设计及传动技术领域，具体地，涉及一种长度可调节的外骨骼腿部结构。

背景技术

在外骨骼技术中，为使外骨骼与大多数用户的身高体型实现匹配，需要通过长度调节的机构实现这一目标，传统的长度调节方式在结构形式与调节过程方面过于繁琐，无法满足调节快速性的要求；同时，膝关节助力作为外骨骼关节助力的关键一环，目前的助力方式多采用直接驱动式，即膝关节部位直接布置驱动电机以及拉索间接驱动式，直接驱动式可明显增加穿戴者腿部惯量，增加其新陈代谢，拉索间接驱动式则响应较低且可靠性较低，对外骨骼的性能有较大的影响。

专利文献CN111347399A公开了一种腿部的外骨骼装置和腿部的外骨骼机器人，该腿部的外骨骼装置包括上主板、下主板、主连接板、驱动组件、驱动连杆和气缸，其中，上主板，为与大腿对应的穿戴部分；下主板，为与小腿对应的穿戴部分；主连接板，分别与上主板和下主板转动连接，主连接板绕下主板的旋转与上主板绕主连接板的旋转联动；驱动组件的一端与主连接板固定连接，另一端与驱动连杆转动连接；驱动连杆与气缸的出轴固定连接；气缸与下主板固定连接，但该设计结构复杂，价格贵。

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长度可调节的外骨骼腿部结构。

根据本发明提供的一种长度可调节的外骨骼腿部结构，包括：

套杆，作为外骨骼腿部结构的骨架，具有承载作用；

加长杆，一端为自由端，另一端穿过所述套杆的顶部并与安装在所述套杆上的调节机构连接；

小腿转接杆，可转动的安装在所述套杆的底部并能够在驱动机构的驱使下相对于套杆转动。

优选地，所述驱动机构包括电机、膝关节同步轮、电机同步轮以及传送带；

所述电机安装在所述套杆上，所述传送带的一端套装在所述电机同步轮上，所述膝关节同步轮可转动的安装在套杆的底部，所述传送带的另一端套装在所述膝关节同步轮上；

所述电机能够驱使所述电机同步轮通过所述传送带带动膝关节同步轮转动，进而使所述小腿转接杆绕所述膝关节同步轮的轴心转动。

优选地，所述套杆上设置有张紧轮，所述张紧轮与所述传送带周向的外侧张紧转动配合。

优选地，所述电机安装在所述套杆顶部并位于人体的髋部。

优选地，所述膝关节同步轮、电机同步轮上分别沿周向设置有同步轮凹槽，所述传动带嵌套的两端分别嵌套于所述同步轮凹槽内。

优选地，所述电机通过电机座安装在所述套杆上。

优选地，所述小腿转接杆与所述膝关节同步轮焊接或螺接。

优选地，所述调节机构包括压条以及压紧座；

所述压紧座安装在所述套杆上，所述压条可转动的安装在所述压紧座上并能够在松开状态和压紧状态之间切换，当压条处于松开状态时，所述加长杆能够通过手动方式沿所述套杆的长度方向运动，当压条处于压紧状态时，所述加长杆被固定在所述套杆上。

优选地，所述压条与所述加长杆接触的一端为偏心凸轮结构。