[发明专利]一种穿戴式柔性下肢助力外骨骼机器人

权利要求书

1.一种穿戴式柔性下肢助力外骨骼机器人，其特征在于：包括背部组件、髋关节部件、大腿部件、膝关节部件、小腿部件、足部部件、踝关节部件、浮动绑缚装置和传动-驱动系统，所述背部组件位于髋关节部件上方，所述大腿部件、膝关节部件、小腿部件、踝关节部件和足部部件依次连接于髋关节部件下方，所述浮动绑缚装置位于大腿部件和小腿部件内侧，所述传动-驱动系统位于髋关节部件后方，外骨骼整体为左右对称结构。

2.根据权利要求1所述的一种穿戴式柔性下肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述背部组件包括背带、背板、背部连接板、背架、铰链轴和扭簧，所述背带固定在背板前端面左右两侧，所述背架安装在背板后部用于承载重物，所述背架边缘设有通孔用于穿过绳索捆扎重物，所述背板下部设有两排螺纹孔，所述背部连接板设有四列通孔，所述背板与所述背部连接板通过螺栓连接，所述背部连接板与髋关节基座通过铰链轴连接，所述扭簧套于铰链轴上，所述扭簧两收口端分别卡在背部连接板与髋关节基座卡槽内，所述背部连接板下部与髋关节基座上部为凸台结构，所述背部连接板凸台设有通孔，所述髋关节基座凸台设有螺纹孔，二者可通过螺栓锁定，所述背部连接板、髋关节基座、铰链轴和扭簧构成异型弹簧铰链结构。

3.根据权利要求1所述的一种穿戴式柔性下肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述髋关节部件主要包括髋关节基座、宽度调整版、外展/内敛模块、外旋/内旋模块、长度调整板基座、长调整板和屈曲/伸展模块；

所述外展/内敛模块主要包括，轴承端盖一、宽度调整板末端、滚动轴承一、髋关节限位板一、髋关节限位弹簧一、髋关节连接轴一和髋关节夹板二，所述髋关节夹板二中心设有通孔，内侧设有弧形凸起，内外两侧设有圆形凹槽，凹槽外围设有弧形通孔，所述宽度调整板末端为圆形结构，中心设有通孔，内外两侧设有圆形凹槽，内侧凹槽与髋关节夹板二内侧凹槽等直径，凹槽外围设有弧形通孔，所述髋关节限位板一首端为圆形结构，中心设有通孔，两侧设有与髋关节夹板二内侧凹槽等直径凹槽，凹槽外围一侧设有弧形通孔，一侧在对称位置设有限位柱，所述髋关节限位板一两侧分别与髋关节夹板二内侧和宽度调整板末端内侧贴合，所述髋关节夹板二与宽度调整板末端通过螺栓锁定，所述滚动轴承一有两个，分别与髋关节限位板一两侧凹槽、髋关节夹板二内侧凹槽和宽度调整板末端内侧凹槽过盈配合，所述髋关节限位板一两限位柱分别在髋关节夹板二弧形通孔和宽度调整板末端弧形通孔内滑动，所述髋关节夹板二弧形凸起在髋关节限位板一弧形通孔内滑动，所述髋关节限位弹簧一有两个，安装在髋关节限位板一弧形通孔内，在髋关节夹板二弧形凸起两侧受压，所述轴承端盖一分别安装在髋关节夹板二外侧凹槽和宽度调整板末端外侧凹槽内，所述髋关节夹板二、髋关节限位板一、宽度调整板末端的通孔和滚动轴承一内径为同轴心等直径圆，通过髋关节连接轴一连接；

所述髋关节限位板一限位柱在髋关节夹板二弧形通孔和宽度调整板末端弧形通孔内滑动到极限角度，与髋关节夹板二和宽度调整板末端发生干涉，从而限制髋关节转动，髋关节在外展/内敛自由度上发生正负两个方向的运动；

所述外旋/内旋模块主要包括髋关节夹板一和髋关节限位板一末端，所述髋关节限位板一末端设有连接柱，所述髋关节夹板一为两块对称结构，通过螺栓连接，前端为弧形凸起结构，该凸起结构由一劣弧端面和和两个与劣弧端面相割的水平端面构成，所述髋关节夹板一中心设有与髋关节限位板一末端连接柱等直径的通孔，所述髋关节夹板一通过通孔与所述髋关节限位板一连接，所述通孔与所述连接柱为间隙配合，所述髋关节夹板一绕连接柱转动，前端弧形突起结构起限位作用；

所述屈曲/伸展模块结构与外展/内敛模块结构相似，包括轴承端盖二、髋关节夹板三、滚动轴承二、髋关节限位板二、髋关节限位弹簧二、轴承端盖三、髋关节连接轴二和连接键一，所述髋关节夹板三中心设有通孔，内侧设有弧形凸起，内外两侧设有圆形凹槽，凹槽外围上端设有弧形通孔，所述长度调整板末端为圆形结构，中心设有通孔，通孔顶部设有键槽，两侧设有圆形凹槽，内侧凹槽与髋关节夹板三内侧凹槽等直径，所述髋关节限位板二中心设有通孔，内外两侧设有与髋关节夹板三内侧等直径凹槽，凹槽外围下端设有弧形通孔，贴近腿杆侧设有限位柱，所述髋关节限位板二两侧分别与髋关节夹板三内侧和长度调整板末端内侧贴合，所述髋关节夹板三与长度调整板末端通过螺栓连接，所述滚动轴承二有两个，分别与髋关节限位板二两侧凹槽、髋关节夹板三内侧凹槽和长度调整板末端内侧凹槽过盈配合，所述髋关节限位板二限位柱在髋关节夹板三弧形通孔内滑动，所述髋关节夹板三弧形凸起在髋关节限位板二弧形通孔内滑动，所述髋关节限位弹簧二有两，安装在髋关节限位板二弧形通孔内，在髋关节夹板三凸起两侧受压，所述轴承端盖二安装在髋关节夹板三外侧凹槽内，所述轴承端盖三中心设有通孔，安装在长度调整板末端外侧凹槽内，所述髋关节连接轴二为一端设有键，一端设有键槽结构，所述轴承端盖三、长度调整板末端、髋关节限位板二、髋关节夹板三的通孔和滚动轴承二内径为同轴心等直径圆，通过髋关节连接轴二连接，所述髋关节连接轴二设有键的一端与髋关节限位板二键槽卡合，设有键槽的一端通过连接键一与髋关节索盘卡合；

所述髋关节限位板二限位柱在所述髋关节夹板三弧形通孔内滑动到极限角度，与髋关节夹板三发生干涉，限制髋关节转动，从而阻止大腿部件的摆动，髋关节在屈曲/伸展自由度上发生正负两个方向的运动。