[发明专利]一种辅助下肢残障人及负重人员行走的外骨骼机器人

权利要求书

1. 一种辅助下肢残障人及负重人员行走的外骨骼机器人，包括胸部硬护板合页（1），胸部后背硬护板（2），腹部后背硬护板（4），腹部硬护板合页（5），胯关节电磁铁（6），胯关节限位锥孔（6-1），胯关节销轴（7），胯关节销轴轴承（8），第一开关（10-1），胯关节电机（11），胯关节电机齿轮（11-1），大腿外骨骼支撑板绑带（12），第二开关（15-1），膝关节销轴轴承（16），膝关节销轴（17），胸部后背硬护板球头轴承（18），膝关节电磁铁 （19），膝关节限位锥孔（19-1），膝关节电机（20），膝关节电机齿轮（20-1），小腿外骨骼支撑板绑带（22），外骨骼鞋上的球头轴承（24），外骨骼鞋（25），胸部前面软绑带（26），腹部前面软绑带（27），胯关节圆弧内齿轮把手（28），外骨骼鞋上的扭簧（29），胯关节坐下触碰开关（30），膝关节坐下触碰开关（31）；大腿外骨骼支撑板调节板（32），小腿外骨骼支撑板调节板（33），外骨骼鞋底压力触碰开关（34），触碰开关（35-1），胯关节退步触碰开关（36），腹部后背硬护板球头轴承（37），控制板，其特征是：

胸部后背硬护板（2）和腹部后背硬护板（4）的两端安装有对称的胸腹支撑板（3）；

胸部后背硬护板（2）和腹部后背硬护板（4）的前端分别设有胸部前面软绑带（26）、腹部前面软绑带（27）；

胸部后背硬护板（2）通过胸部硬护板合页（1）与胸腹支撑板（3）连接在一起；

腹部后背硬护板（4）通过腹部硬护板合页（5）与胸腹支撑板（3）连接在一起；

胸部后背硬护板（2）的中间断开，由胸部后背硬护板球头轴承（18）将两端连接起来；

腹部后背硬护板（4）的中间断开，由腹部后背硬护板球头轴承（37）将两端连接起来；

胸腹支撑板（3）的下端固定有胯关节圆弧内齿轮（9），胯关节圆弧内齿轮（9）上有与之啮合的胯关节电机齿轮（11-1），胯关节电机（11）固定在大腿外骨骼支撑板（13）的前面；

胯关节圆弧内齿轮（9）的外侧面固定有胯关节电磁铁行走限位块（10）和第一开关（10-1），所述胯关节电磁铁行走限位块（10）和第一开关（10-1）在以胯关节销轴（7）孔中心为中心，使用人行走时向上向前抬起大腿外骨骼支撑板（13）时的中心线与胸腹支撑板（3）中心线的延长线夹角a不低于20°到40°的位置上，并可调节；

胯关节圆弧内齿轮（9）的齿面上端设有胯关节坐下触碰开关（30），胯关节坐下触碰开关（30）在以胯关节销轴（7）孔的中心为中心，使用人坐下时，向上向前抬起大腿外骨骼支撑板（13）时的中心线与胸腹支撑板（3）中心线的延长线夹角c为，不低于90°的位置上；

胯关节圆弧内齿轮（9）下端外侧面设有胯关节电磁铁站立限位块（35）和触碰开关（35-1），所述胯关节电磁铁站立限位块（35）和触碰开关（35-1）在以胯关节销轴（7）孔的中心为中心，且使用人在站立时，即胸腹支撑板（3）和大腿外骨骼支撑板（13）垂直中心线重合并成直线站立状态的位置上；

胯关节电磁铁（6）安装在胯关节U型弯头（13-1）外侧；胸腹支撑板（3）的下端即胯关节圆弧内齿轮（9）插入胯关节U型弯头（13-1）内，通过胯关节销轴（7）和胯关节销轴轴承（8）连接在一起；胯关节U型弯头（13-1）外侧胯关节销轴（7）下端设有胯关节电磁铁（6），胸腹支撑板（3）下端即胯关节圆弧内齿轮（9）上的靠外侧，对应胯关节电磁铁（6）的位置，有胯关节限位锥孔（6-1）；

所述胯关节退步触碰开关（36）在胯关节圆弧内齿轮齿面上，以胯关节销轴（7）孔中心为中心，使用人退步时，向后向上抬起大腿外骨骼支撑板（13）的中心线与胸腹支撑板（3）中心线的延长线夹角e不低于20°~40°的位置上；

大腿外骨骼支撑板（13）的上端为胯关节U型弯头（13-1），胯关节U型弯头（13-1）靠内侧竖直边的延长部分为大腿外骨骼支撑板（13）下端，大腿外骨骼支撑板（13）下端底部固定有膝关节圆弧内齿轮（14）；

膝关节圆弧内齿轮（14）下端齿面上固定有膝关节站立触碰开关（21），所述膝关节站立触碰开关（21）的位置在以膝关节销轴（17）孔中心为中心，使用人在站立时，大腿外骨骼支撑板（13）和小腿外骨骼支撑板（23）中心线重合并成直线站立状态的位置上；

膝关节圆弧内齿轮（14）上有与之啮合的膝关节电机齿轮（20-1），膝关节电机（20）固定在小腿外骨骼支撑板（23）的后面；

膝关节圆弧内齿轮（14）的外侧面固定有膝关节电磁铁行走限位块（15）和第二开关（15-1），所述膝关节电磁铁行走限位块（15）和第二开关（15-1）的位置，在以膝关节销轴（17）孔中心为中心，使用人行走时，向后抬起小腿外骨骼支撑板（23）的中心线和大腿外骨骼支撑板（13）中心线的延长线夹角b不低于20°~40°的位置上；

膝关节圆弧内齿轮（14）的齿面上端设有膝关节坐下触碰开关（31），所述膝关节坐下触碰开关（31）在以膝关节销轴（17）孔中心为中心，使用人坐下时，向后抬起小腿外骨骼支撑板（23）的中心线和大腿外骨骼支撑板（13）中心线的延长线的夹角d大于90°的位置上；

大腿外骨骼支撑板（13）的下端为膝关节圆弧内齿轮（14），上端为胯关节U型弯头（13-1），大腿外骨骼支撑板（13）的中部为断开状态，通过大腿外骨骼支撑板调节板（32）将大腿外骨骼支撑板（13）上下两部分通过螺栓连接在一起；

大腿外骨骼支撑板（13）的下端即膝关节圆弧内齿轮（14）插入膝关节U型弯头（23-1）内，通过膝关节销轴（17）和膝关节销轴轴承（16）连接在一起，膝关节U型弯头（23-1）外侧膝关节销轴（17）下端设有膝关节电磁铁19；

大腿外骨骼支撑板（13）下端即膝关节圆弧内齿轮（14）上的靠外侧对应膝关节电磁铁19的位置，有膝关节限位锥孔（19-1）；

在大腿外骨骼支撑板（13）和小腿外骨骼支撑板（23）上的中部设有大腿外骨骼支撑板绑带（12）和小腿外骨骼支撑板绑带（22）；

小腿外骨骼支撑板（23）的上端为膝关节U型弯头（23-1），膝关节U型弯头（23-1）靠内侧竖直边的延长部分为小腿外骨骼支撑板（23）下端；

小腿外骨骼支撑板（23）的中部为断开状态，通过小腿外骨骼支撑板调节板（33）将小腿外骨骼支撑板（23）上下两部分通过螺栓连接在一起；

小腿外骨骼支撑板（23）下端为球头轴承（24），球头轴承（24）的一端固定在小腿外骨骼支撑板（23）的下方，另一端固定在外骨骼鞋（25）上；

在外骨骼鞋（25）的底部，设有外骨骼鞋底压力触碰开关（34）；扭簧29为90度形状，其两端分别固定在小腿外骨骼支撑板（23）的下端前面和外骨骼鞋（25）上；

大腿外骨骼支撑板（13）是由上部胯关节U型弯头（13-1）和下部的膝关节圆弧内齿轮（14）通过大腿外骨骼支撑板调节板（32）连接在一起；小腿外骨骼支撑板（23）是由上部膝关节U型弯头（23-1）和下部的长方体支撑板通过小腿外骨骼支撑板调节板（33）连接在一起；胸腹支撑板（3）是由胯关节上部的长方体支撑板和下部的胯关节圆弧内齿轮（9）固定在一起的；

所述控制板上设有站立状态的电路控制模块、行走状态的电路控制模块、坐下状态的电路控制模块、站起状态的电路控制模块、后退状态的电路控制模块、转弯状态的电路控制模块、上楼梯或上坡状态的电路控制模块、下楼梯或下坡状态的电路控制模块。