负重外骨骼机器人的制作方法

本发明属于工业机器人的技术领域，具体为一种负重外骨骼机器人。

背景技术：

目前国内外在下肢外骨骼助力装置方面进行了大量的研究，尤其是专用于行动不便的病人、残疾人的康复机器人、医疗辅助器械等领域的研究比较普遍，这些装置普遍具有机械强度不大、与人体的契合度和舒适性不高、需要量身定做和成本较高的特点，而对于可以在室外环境下，辅助人体运动的负重型助力机器人则研究较少。因此，在复杂地理环境和恶劣工况下，物资的搬运要靠人来完成，但由于人在搬运时体力有限，工作效率低。

机器人成本高，帮助人们完成重体力劳动。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种负重外骨骼机器人，成本低，帮助人们完成重体力劳动。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种负重外骨骼机器人，包括上体背部、左腿和右腿，左腿和右腿分别包括髋部驱动系统、大腿驱动系统和小腿驱动系统，其中：

所述上体背部包括t形柱、背部支架、背部腰带和侧板，所述侧板固定在背部支架两侧，所述背部腰带连接在侧板上，t型柱铰接在背部支架底部，左右摆动；

所述髋部驱动系统包括l形连接杆、气缸，l形连接杆的短边铰接在t形柱底部一侧，气缸固定在t形柱上，活塞端与l形连接杆的短边铰接；

大腿驱动系统包括两根连接杆、两个气缸，两根连接杆铰接，其中一根连接杆与l形连接杆的长边铰接，两个气缸分别固定在另一根连接杆两侧，两个气缸的活塞端分别向上和向下设置，向上设置活塞端与l形连接杆长边连接，向下设置的活塞端与小腿驱动系统铰接；

小腿驱动系统包括安装块、连接杆、气缸、足底和固定带，安装块铰接在大腿驱动系统的底部，固定在小腿驱动系统的连接杆顶部，足底与连接杆底部铰接，气缸固定在连接杆上，活塞端固定在足底，固定带安装在连接杆上。

进一步的，所述大腿驱动系统设置有固定带。

进一步的，在所述背部支架背面还设置有电力系统和控制系统，所述电力系统包括太阳能电池板、蓄电池、控制器和逆变器，所述太阳能电池板吸收光能，通过逆变器将电源输送至蓄电池，所述控制器控制整个充放电过程，所述控制系统包括cpu、角度传感器、加速度传感器、气缸控制器，所述角度传感器安装在安装块上，将安装块的转动角度传动至cpu，所述加速度传感器安装在背部支架上，与cpu连接，气缸控制器安装在气缸上，并且接受cpu控制。

进一步的，所述背部支架内设置有安装腔，电力系统和控制系统均埋设在安装腔内，并且利用螺钉定位固定，所述太阳能电池板封闭安装腔。

本发明的有益效果是：

结构简单，使用方便，成本低，帮助人们完成重体力劳动。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为本发明背部支架示意图。

图3为本发明控制系统控制原理示意图。

图4为本发明电力系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如附图所示，一种负重外骨骼机器人，包括上体背部1、左腿2和右腿3，左腿2和右腿3分别包括髋部驱动系统4、大腿驱动系统5和小腿驱动系统6，其中：

上体背部1包括t形柱10、背部支架11、背部腰带12和侧板13，侧板固定13在背部支架11两侧，背部腰带12连接在侧板13上，t型柱10铰接在背部支架11底部，左右摆动。

髋部驱动系统4包括l形连接杆40、气缸7，l形连接杆40的短边铰接在t形柱10底部一侧，气缸7固定在t形柱40上，活塞端与l形连接杆40的短边铰接。

大腿驱动系统5包括两根连接杆50、两个气缸7，两根连接杆50铰接，其中一根连接杆50与l形连接杆40的长边铰接，两个气缸7分别固定在另一根连接杆50两侧，两个气缸7的活塞端分别向上和向下设置，向上设置活塞端与l形连接杆40长边连接，向下设置的活塞端与小腿驱动系统6铰接。

小腿驱动系统6包括安装块60、连接杆61、气缸7、足底62和固定带63，安装块60铰接在大腿驱动系统5的底部，固定在小腿驱动系统6的连接杆61顶部，足底62与连接杆61底部铰接，气缸7固定在连接杆61上，活塞端固定在足底62，固定带63安装在连接杆61上。

大腿驱动系统5设置有固定带63。

在背部支架11背面还设置有电力系统8和控制系统9，电力系统8包括太阳能电池板80、蓄电池81、控制器82和逆变器83，太阳能电池板80吸收光能，通过逆变器83将电源输送至蓄电池81，控制器82控制整个充放电过程，控制系统9包括cpu90、角度传感器91、加速度传感器92，角度传感器91安装在安装块60上，将安装块60的转动角度传动至cpu90，加速度传感器92安装在背部支架11上，与cpu90连接，背部支架11内设置有安装腔14，电力系统8和控制系统9均埋设在安装腔14内，并且利用螺钉定位固定，太阳能电池板80封闭安装腔14。

气缸控制器93与各气缸7连接，分别控制每个气缸7的开启与停止，根据人体移动动作，其中cpu90与气缸控制器93连接，控制气缸7的动作，完成运动操作，控制系统控制气缸7为人体移动提供助力，节省人体体力。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定,任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种负重外骨骼机器人，包括上体背部、左腿和右腿，左腿和右腿分别包括髋部驱动系统、大腿驱动系统和小腿驱动系统，所述上体背部包括T形柱、背部支架、背部腰带和侧板，所述侧板固定在背部支架两侧，所述背部腰带连接在侧板上，T型柱铰接在背部支架底部，左右摆动，本发明，结构简单，使用方便，成本低，帮助人们完成重体力劳动。

技术研发人员：杨昊;张帆;计勇;张倩倩
受保护的技术使用者：安徽新华学院
技术研发日：2017.07.21
技术公布日：2017.10.13