CN106726362A - 用于外骨骼机器人的髋膝一体化关节装置及外骨骼机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于外骨骼机器人的髋膝一体化关节装置及外骨骼机器人,包括作为人体大腿的大腿连杆,大腿连杆上端通过髋关节驱动单元转动连接有一个髋关节连接杆,大腿连杆下端通过膝关节驱动单元转动连接有一个小腿连接杆；髋关节驱动单元包括第一减速电机,膝关节驱动单元包括第二减速电机,第一减速电机和第二减速电机分别固定在大腿连杆上端和下端,髋关节连接杆的下端固定在第一减速电机的转动法兰面上,小腿连接杆的上端固定在第二减速电机的转动法兰面上；大腿连杆、髋关节驱动单元、髋关节连接杆、膝关节驱动单元及小腿连接杆形成一体化关节。本发明相比现有技术具有以下优点：实现了外骨骼机器人产品的模块化、通用化。

Description

用于外骨骼机器人的髋膝一体化关节装置及外骨骼机器人
技术领域
本发明涉及一种外骨骼机器人，尤其涉及的是一种用于外骨骼机器人的髋膝一体化关节装置及外骨骼机器人。
背景技术
我国肢体残疾人数庞大，且人数每年仍在递增。现有的外骨骼机器人结构复杂、体积和重量均较大，且很多走线裸露在外非常不利于行走，通用性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种于外骨骼机器人的髋膝一体化关节装置及外骨骼机器人，以期实现外骨骼机器人产品的模块化、通用化。
本发明是通过以下技术方案实现的：
用于外骨骼机器人的髋膝一体化关节装置,包括作为人体大腿的大腿连杆,所述大腿连杆上端通过髋关节驱动单元转动连接有一个髋关节连接杆,通过所述髋关节连接杆与机器人的腰部支撑装置连接,所述大腿连杆下端通过膝关节驱动单元转动连接有一个小腿连接杆,通过所述小腿连接杆与机器人的小腿连杆连接；所述髋关节驱动单元包括第一减速电机,所述膝关节驱动单元包括第二减速电机,所述第一减速电机和第二减速电机均为盘式电机,所述第一减速电机和第二减速电机分别固定在所述大腿连杆上端和下端,所述髋关节连接杆的下端固定在所述第一减速电机的转动法兰面上,所述小腿连接杆的上端固定在所述第二减速电机的转动法兰面上；所述大腿连杆、髋关节驱动单元、髋关节连接杆、膝关节驱动单元及小腿连接杆形成一体化关节。
外骨骼机器人，包括电控柜包、腰部支撑装置、髋膝一体化关节装置、小腿连杆、踝关节装置、足底鞋,所述髋膝一体化关节装置为如上所述的用于外骨骼机器人的髋膝一体化关节装置,所述腰部支撑装置与所述髋膝一体化关节装置之间通过所述髋关节连接杆相连接，所述电控柜包连接在所述腰部支撑装置背部，所述小腿连杆与所述髋膝一体化关节装置之间通过所述小腿连接杆相连接，所述小腿连杆下端通过所述踝关节装置连接所述足底鞋。
作为上述外骨骼机器人的优选实施方式，所述外骨骼机器人还包括固定带附件，所述固定带附件设置在所述大腿连杆和小腿连杆上。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的一种用于外骨骼机器人的髋膝一体化关节装置,其将髋关节和膝关节集成为一体化关节，使用的零部件少，便于加工，结构简单，布局紧凑，体积小重量轻，在外部无多余走线，使用轻便灵活；且在安装时作为一个模块来使用，便于与其他各种不同规格的部件相连接，通用性强，真正实现模块化及批量生产，大大降低了外骨骼机器人的生产成本。
附图说明
图1是本发明的髋膝一体化关节装置的结构示意图。
图2是本发明的外骨骼机器人的结构示意图。
图中标号：1-髋关节连接杆，2-第一减速电机，3-大腿连杆，4-第二减速电机，5-小腿连接杆，6-电控柜包，7-腰部支撑装置，8-髋膝一体化关节装置，9-固定带附件，10-小腿连杆，11-足底鞋。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见图1、图2，本实施例公开了一种外骨骼机器人，该外骨骼机器人包括电控柜包6、腰部支撑装置7、髋膝一体化关节装置8、小腿连杆10、踝关节装置、足底鞋11及固定带附件9。
该髋膝一体化关节装置8包括作为人体大腿的大腿连杆3,大腿连杆3上端通过髋关节驱动单元转动连接有一个髋关节连接杆1,通过髋关节连接杆1与机器人的腰部支撑装置7连接,大腿连杆3下端通过膝关节驱动单元转动连接有一个小腿连接杆5,通过小腿连接杆5与机器人的小腿连杆10连接；髋关节驱动单元包括第一减速电机2,膝关节驱动单元包括第二减速电机4,第一减速电机2和第二减速电机4均为盘式电机,第一减速电机2和第二减速电机4分别固定在大腿连杆3上端和下端,髋关节连接杆1的下端固定在第一减速电机2的转动法兰面上,小腿连接杆5的上端固定在第二减速电机4的转动法兰面上；大腿连杆3、髋关节驱动单元、髋关节连接杆1、膝关节驱动单元及小腿连接杆5形成一体化关节。
该外骨骼机器人安装时，其腰部支撑装置7与髋膝一体化关节装置8之间通过髋关节连接杆1相连接，电控柜包6连接在腰部支撑装置7背部，小腿连杆10与髋膝一体化关节装置8之间通过小腿连接杆5相连接，小腿连杆10下端通过踝关节装置连接足底鞋11，固定带附件9设置在大腿连杆3和小腿连杆10上。
本实施例提供的髋膝一体化关节装置8，其将髋关节和膝关节分别设置在大腿连杆3的两端，将两个关节于大腿连杆3集成为一体化关节，形成一个模块化部件，便于批量生产，且结构简单紧凑，无多余走线裸露在外。再将该模块化的髋膝一体化关节装置8与外骨骼机器人的其他部件相连接，当需要更换其他部件时，将更换的部件再与该髋膝一体化关节装置8相连接，该髋膝一体化关节装置8可重复使用，通用性强，大大降低了外骨骼机器人的生产成本。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.用于外骨骼机器人的髋膝一体化关节装置,包括作为人体大腿的大腿连杆,其特征在于:所述大腿连杆上端通过髋关节驱动单元转动连接有一个髋关节连接杆,通过所述髋关节连接杆与机器人的腰部支撑装置连接,所述大腿连杆下端通过膝关节驱动单元转动连接有一个小腿连接杆,通过所述小腿连接杆与机器人的小腿连杆连接；所述髋关节驱动单元包括第一减速电机,所述膝关节驱动单元包括第二减速电机,所述第一减速电机和第二减速电机均为盘式电机,所述第一减速电机和第二减速电机分别固定在所述大腿连杆上端和下端,所述髋关节连接杆的下端固定在所述第一减速电机的转动法兰面上,所述小腿连接杆的上端固定在所述第二减速电机的转动法兰面上；所述大腿连杆、髋关节驱动单元、髋关节连接杆、膝关节驱动单元及小腿连接杆形成一体化关节。
2.外骨骼机器人，包括电控柜包、腰部支撑装置、髋膝一体化关节装置、小腿连杆、踝关节装置、足底鞋,其特征在于：所述髋膝一体化关节装置为如权利要求1所述的用于外骨骼机器人的髋膝一体化关节装置,所述腰部支撑装置与所述髋膝一体化关节装置之间通过所述髋关节连接杆相连接，所述电控柜包连接在所述腰部支撑装置背部，所述小腿连杆与所述髋膝一体化关节装置之间通过所述小腿连接杆相连接，所述小腿连杆下端通过所述踝关节装置连接所述足底鞋。
3.如权利要求1所述的外骨骼机器人，其特征在于：所述外骨骼机器人还包括固定带附件，所述固定带附件设置在所述大腿连杆和小腿连杆上。
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