一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人的制作方法

文档序号:12332362阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人,其特征在于:包括背架(1)、髋关节(4)、大腿组件(5)、小腿组件(7)、膝关节套(9)、踝关节(11)和鞋底(12),背架(1)的前侧对称设置有髋关节护板(3),每块髋关节护板(3)的两侧均安装有髋关节(4),所述大腿组件(5)的上端与髋关节(4)连接,下端通过膝关节套(9)与小腿组件(7)的上端连接,小腿组件(7)的下端与踝关节(11)连接,踝关节(11)固定在鞋底(12)的外侧,所述髋关节(4)与大腿组件(5)的前侧之间安装有髋关节液压油缸(6),所述大腿组件(5)的后侧与小腿组件(7)的后侧之间安装有膝关节液压油缸(8),所述小腿组件(7)的前侧与鞋底(12)之间安装有脚部液压油缸(10),髋关节液压油缸(6)、膝关节液压油缸(8)和脚部液压油缸(10)由液压控制系统控制其伸缩。

2.根据权利要求1所述一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人,其特征在于:所述背架(1)的后侧固定有箱体(2),所述液压控制系统固定在箱体(2)内侧。

3.根据权利要求1所述一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人,其特征在于:所述髋关节护板(3)为L形结构,L形结构的一边固定在背架(1)上,另一边的外侧安装有髋关节座(13),所述髋关节(4)为具有两个自由度的球关节,球关节配合安装在髋关节座(13)内。

4.根据权利要求1所述一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人,其特征在于:所述大腿组件(5)包括大腿上部杆(14)和大腿下部杆(15),大腿上部杆(14)的上端与髋关节(4)铰接,下端沿其长度方向开有多个大腿上部销孔(16),大腿下部杆(15)为空心结构,大腿下部杆(15)的上端沿其长度方向开有多个大腿下部销孔(17),大腿上部杆(14)的下端插入大腿下部杆(15)内,并由大腿销钉(18)分别穿过大腿上部销孔(16)和大腿下部销孔(17)固定。

5.根据权利要求4所述一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人,其特征在于:所述大腿下部杆(15)的前侧设置有髋关节液压油缸座(19),后侧设置有膝关节液压油缸座(20),所述髋关节液压油缸(6)的缸体尾部固定在髋关节液压油缸座(19)上,所述髋关节液压油缸(6)的伸缩杆头部固定在髋关节护板(3)上,所述膝关节液压油缸(8)的缸体尾部固定在膝关节液压油缸座(20)上。

6.根据权利要求4所述一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人,其特征在于:所述大腿下部杆(15)内设有阶梯孔,大腿上部杆(14)插入该阶梯孔内,并在阶梯孔底部与大腿上部杆(14)的端面之间设有弹簧(21)。

7.根据权利要求4所述一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人,其特征在于:所述小腿组件(7)包括小腿上部杆(22)和小腿下部杆(23),所述小腿上部杆(22)的上端与大腿下部杆(15)的下端铰接,所述小腿上部杆(22)的下端沿其长度方向设有小腿上部销孔(24),所述小腿下部杆(23)为中空结构,且小腿下部杆(23)的上端沿其长度方向设有多个小腿下部销孔(25),小腿上部杆(22)的下端插入小腿下部杆(23)内,并由螺栓穿过小腿上部销孔(24)和小腿下部销孔(25)实现固定。

8.根据权利要求7所述一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人,其特征在于:所述小腿上部杆(22)的后侧设有膝关节液压油缸连接板(26),膝关节液压油缸(8)的伸缩端头部铰接在膝关节液压油缸连接板(26)上,所述小腿下部杆(23)的前侧设有脚部液压油缸连接板(27),脚部液压油缸(10)的伸缩端头部铰接在脚部液压油缸连接板(27)上。

9.根据权利要求1所述一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人,其特征在于:所述液压控制系统包括油箱(28)、液压泵(31)和冷却器(40),油箱(28)的出口与液压泵(31)的入口连接,液压泵(31)的出口分别与第一伺服阀(34)的第一连接口、第二伺服阀(35)的第一连接口和第三伺服阀(36)第一连接口连接,液压泵(31)的出口处还设置有溢流阀(32),溢流阀(32)与油箱(28)连通,液压泵(31)由电动机(30)驱动,第一伺服阀(34)的第二连接口与髋关节液压油缸(6)的无杆腔连通,第二伺服阀(35)的第二连接口与膝关节液压油缸(8)的无杆腔连通,第三伺服阀(36)的第二连接口与脚部液压油缸(10)的无杆腔连通,髋关节液压油缸(6)的有杆腔与第一伺服阀(34)的第三连接口之间设置有第一电磁阀(37),膝关节液压油缸(8)的有杆腔与第二伺服阀(35)的第三连接口之间设置有第二电磁阀(38),脚部液压油缸(10)的有杆腔与第三伺服阀(36)的第三连接口之间设置有第三电磁阀(39),第一伺服阀(34)的第四连接口、第二伺服阀(35)的第四连接口和第三伺服阀(36)的第四连接口均与冷却器(40)的入口连接,冷却器(40)的出口与油箱(28)连通。

10.根据权利要求9所述一种可穿戴下肢外骨骼助力机器人,其特征在于:所述油箱(28)与液压泵(31)之间的管路上设置有进油过滤器(29),所述液压泵(31)的出口处设置有过压报警灯(33),第一电磁阀(37)、第二电磁阀(38)和第三电磁阀(39)均为两位三通电磁阀,所述冷却器(40)与油箱(28)之间的管路上还设置有回油过滤器(41)。

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