[发明专利]下肢外骨骼机器人

说明书

本发明中公开了一种下肢外骨骼机器人，包括辅助部件和下肢部件；所述辅助部件包括可穿戴的辅助平衡机构和第一驱动件，所述辅助平衡机构用于对人体躯干形成支撑，通过所述第一驱动件可调节所述辅助平衡机构相对于人体冠状面的倾斜角度，并带动人体躯干运动，改变人体躯干的倾斜角度；所述下肢部件包括两个腿部助力机构，分别用于为左腿、右腿提供支撑和助力，所述腿部助力机构分别与所述辅助部件之间连接。本发明采用可主动调节的辅助部件与能够助力行走的下肢部件配合，在助力行走的同时能够主动调节人体躯干的倾斜角度，在为行走机能缺失的人群提供辅助行走功能的同时，可很好地防止在行走过程中发生摔倒。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种可助力行走的下肢外骨骼机器人。

背景技术

目前，外骨骼助力装置的研究逐渐兴起，具有广泛的应用前景，如助老助残、医疗康复、工业生产、地震救援、单兵作战等领域。一般的助力外骨骼具有以下特点：可以检测人体的运动意图和人体类似的关节自由度和关节转动空间；具有必要的关节主动驱动以辅助出力；自带控制系统和能源系统；具有一定的安全防护机制。

助力外骨骼按照动力传递的目的，可分为两种情况：外骨骼带动人体运动和人体带动外骨骼运动。对于助老助残或医疗康复领域，外骨骼的目的是辅助人体自身肌肉的运动，以达到帮助老人抬腿，或帮助病人做肌肉功能恢复训练等目的。需要外骨骼设定好各关节的运动规划，或检测人体的肌电信号、肢体运动方向等判断人体的运动意图，带动穿戴者运动。

由于人体运动时动作的复杂性，助力外骨骼在模拟人体运动时需要在各个关节部位实现多自由度的动作，导致外骨骼助力装置结构比较复杂，各动作部件之间容易发生干涉，影响装置的正常运作。同时，现有的助力外骨骼装置在对人体下肢提供辅助动力，帮助人体行走时，如果仅仅依靠对下肢的支撑和助力作用，往往容易在行走过程中发生倾倒；因此，往往通常需要借助于其它的辅助器件如拐杖等对人体躯干进行辅助支撑，限制了外骨骼助力装置的使用性能。

发明内容

本发明针对现有相关技术中的外骨骼助力装置在助力行走、助残的应用中，不能控制人体行走过程中的平衡的问题，提供一种下肢外骨骼机器人，可在助力行走的同时能够对人体的平衡进行控制，防止使用者在行走过程中发生摔倒。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种下肢外骨骼机器人，包括辅助部件和下肢部件；

所述辅助部件包括可穿戴的辅助平衡机构和第一驱动件，所述辅助平衡机构用于对人体躯干形成支撑，通过所述第一驱动件可调节所述辅助平衡机构相对于人体冠状面的倾斜角度，并带动人体躯干运动，改变人体躯干的倾斜角度；

所述下肢部件包括两个腿部助力机构，分别用于为左腿、右腿提供支撑和助力，所述腿部助力机构分别与所述辅助部件之间连接。

上述技术方案中，进一步地，所述辅助平衡机构包括第一结构件、第一传动件和可穿戴的辅助支撑件，所述第一传动件与所述第一结构件之间转动连接，所述辅助支撑件连接在所述第一传动件的转动端；

所述第一驱动件驱动第一传动件相对人体冠状轴转动。

上述技术方案中，进一步地，所述第一驱动件包括设置在第一结构件上的第一电机、连接第一电机的第一主动轴和第一从动轴，所述第一主动轴和第一从动轴之间传动连接，所述第一传动件连接在第一从动轴上。

上述技术方案中，进一步地，还包括有座椅部件，所述座椅部件连接在辅助部件上，并可相对辅助部件转动；

在人体处于坐姿状态时，所述座椅部件可转动至水平状态，且所述座椅部件的一部分可展开并支撑到地面上，用于对人体进行支撑。

上述技术方案中，进一步地，所述座椅部件包括座椅构件和第二驱动件，所述座椅构件与所述第一结构件之间转动连接；