一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节

文档序号:26097723发布日期:2021-07-30 18:07阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节,其特征在于:

包括膝关节驱动和传动组件(1)、大腿杆自适应腿部绑缚组件(2)和小腿杆自适应腿部绑缚组件(3);

所述膝关节驱动和传动组件(1)包括大腿杆(11)、小腿杆(19)、屈伸传动杆(15)、膝关节固定座(17),

大腿杆(11)、小腿杆(19)之间通过大小腿固定铰链(18)连接,膝关节驱动单元(12)设置在大腿杆(11)上靠近髋关节位置,

膝关节驱动单元(12)的动力输出端为屈伸运动输出端盖(13),屈伸运动输出端盖(13)的输出端与屈伸传动杆(15)的一端铰接,屈伸传动杆(15)的另一端与膝关节固定座(17)的一端铰接,膝关节固定座(17)的另一端固定在小腿杆(19)上。

2.根据权利要求1所述的一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节,其特征在于:

所述屈伸运动输出端盖(13)的输出端通过主动端铰链(14)与屈伸传动杆(15)的一端铰接。

3.根据权利要求2所述的一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节,其特征在于:

所述屈伸传动杆(15)的另一端通过从动端铰链(16)与膝关节固定座(17)的一端铰接。

4.根据权利要求3所述的一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节,其特征在于:

所述大腿杆自适应腿部绑缚组件(2)包括上下移动补偿机构、前后移动补偿机构、左右移动补偿机构以及转动补偿功能机构;转动补偿功能机构包括大腿支撑板(220),

上下移动补偿机构固定在外骨骼大腿杆(11)上,上下移动补偿机构用于对大腿支撑板(220)实现在垂直方向的上下移动补偿,前后移动补偿机构用于对大腿支撑板(220)实现径向方向的前后移动补偿,左右移动补偿机构用于对大腿支撑板(220)实现水平方向的左右移动补偿,转动补偿功能机构用于对大腿支撑板(220)实现绕径向移动轴的转动补偿。

5.根据权利要求4所述的一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节,其特征在于:

所述上下移动补偿机构包括垂直向导杆、垂直向移动滑块(28)以及用于固定垂直向导杆的两个固定端,所述垂直向移动滑块(28)可沿垂直向导杆移动,所述垂直向移动滑块(28)两侧均设有阻尼弹簧;

前后移动补偿机构包括前后径向导杆,前后径向导杆的一端固定在垂直向移动滑块(28)上,前后径向导杆上设有前后径向移动滑块(214),前后径向移动滑块(214)两侧均设有阻尼弹簧;

左右移动补偿机构包括水平向导杆、径向移动滑块端盖(217),径向移动滑块端盖(217)固定在前后径向移动滑块(214)上,前后径向移动滑块(214)内设有滑动腔;水平向导杆的部分位于滑动腔内,水平向导杆一端并穿过前后径向移动滑块(214),水平向圆柱导杆(215)中间设有轴肩,水平向圆柱导杆(215)的轴肩两侧分别设有阻尼弹簧;水平向圆柱导杆(215)可在前后径向移动滑块(214)形成的滑动腔内移动;

转动补偿功能机构包括大腿支撑板固定座铰链销(218)、大腿支撑板固定座(219);大腿支撑板固定座(219)通过大腿支撑板固定座铰链销(218)铰接在水平向圆柱导杆(215)上,大腿支撑板(220)固定在大腿支撑板固定座(219)上。

6.根据权利要求5所述的一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节,其特征在于:

所述小腿杆自适应腿部绑缚组件(3)包括小腿支撑板(310)、左右移动补偿机构、转动补偿机构和上下移动补偿机构;

左右移动补偿机构用于对小腿支撑板(310)实现水平方向的左右移动补偿,转动补偿机构用于对小腿支撑板(310)实现绕水平移动轴的转动补偿,上下移动补偿机构用于对小腿支撑板(310)实现垂直方向的上下移动补偿功能。

7.根据权利要求6所述的一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节,其特征在于:

所述左右移动补偿机构包括小腿支撑板固定座(36)、小腿支撑板支架(34),小腿支撑板固定座(36)可沿小腿支撑板支架(34)进行移动,小腿支撑板固定座(36)的两侧设有阻尼弹簧;

所述小腿支撑板固定座(36)还可绕小腿支撑板支架(34)转动,构成转动补偿机构;

上下移动补偿机构包括设置在小腿支撑板(310)上的滑槽,所述小腿支撑板固定座(36)可沿滑槽上下移动。

8.根据权利要求7所述的一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节,其特征在于:

所述小腿支撑板(310)上的滑槽上设有限位螺钉(39)。

9.根据权利要求7所述的一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节,其特征在于:

所述小腿支撑板支架(34)的一端通过支架铰链销(32)与小腿支架固定座(31)铰接,小腿支撑板支架(34)与小腿支架固定座(31)还通过拉环弹簧销(33)进行固定;小腿支架固定座(31)固定在小腿杆(19)上。


技术总结
本发明属于机器人技术领域,涉及一种带有自适应绑缚的外骨骼机器人膝关节,包括膝关节驱动和传动组件、大腿杆自适应腿部绑缚组件和小腿杆自适应腿部绑缚组件;膝关节驱动和传动组件包括大腿杆、小腿杆、屈伸传动杆、膝关节固定座,大腿杆、小腿杆之间通过大小腿固定铰链连接,膝关节驱动单元设置在大腿杆上靠近髋关节位置,膝关节驱动单元的动力输出端为屈伸运动输出端盖,屈伸运动输出端盖的输出端与屈伸传动杆的一端铰接,屈伸传动杆的另一端与膝关节固定座的一端铰接,膝关节固定座的另一端固定在小腿杆上。本发明具有较大的力传递能力和较小的腿部惯量,提高外骨骼与穿戴者的运动相容性及其穿戴舒适性、便捷性和安全性。

技术研发人员:吴新宇;刘静帅;何勇;李金科;马跃;李锋;孙健铨;曹武警;王大帅;董遥
受保护的技术使用者:中国科学院深圳先进技术研究院
技术研发日:2021.04.23
技术公布日:2021.07.30
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