CN107595555A - 一种外骨骼机器人及其脚部支撑部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种外骨骼机器人及其脚部支撑部件，该脚部支撑部件包括脚部承载组件及弹性缓冲件，脚部承载组件与弹性缓冲件连接以用于共同包裹人体脚部，弹性缓冲件在包裹人体脚部时，与人体脚部相匹配，以在人体脚部进行落地动作时，对人体脚部进行弹性缓冲。通过这种脚部支撑部件，本发明使得人体脚部在落地时，与脚部支撑部件弹性接触，进而降低了人体脚部在落地时，脚部支撑部件对人体脚部的震动及撞击而导致的伤害。

Description

一种外骨骼机器人及其脚部支撑部件

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种外骨骼机器人及其脚部支撑部件。

背景技术

作为可穿戴设备，外骨骼机器人需要特别注意的是不仅要保证人机运动同步又要避免对人体压迫力过大，因此只在必要的位置设置刚性交互，其他地方尽量用绑带等柔性交互方式，比如在大腿、小腿等位置。但是当人体在行走时，由于脚部支撑部件需要承载人体重量，因此一般设计为刚性，但是这种刚性的脚部支撑部件在人体脚部行走时，容易对人体脚部造成磨损、撞击等伤害。

发明内容

本发明主要是提供一种外骨骼机器人及其脚部支撑部件，旨在解决刚性的脚部支撑部件对人体脚部落地时对人体脚部造成伤害。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种外骨骼机器人的脚部支撑部件，所述脚部支撑部件包括脚部承载组件及弹性缓冲件，所述脚部承载组件与所述弹性缓冲件连接以用于共同包裹人体脚部，所述弹性缓冲件在所述包裹人体脚部时，与所述人体脚部相匹配，以在所述人体脚部进行落地动作时，对所述人体脚部进行弹性缓冲。

其中，所述弹性缓冲件为条形件绕制而成。

其中，所述弹性缓冲件包括踝关节匹配部及支撑部，踝关节匹配部与所述支撑部倾斜弯折连接，以产生与所述踝关节匹配部的弯折方向相反的第一弹力，进而使得所述踝关节匹配部在与所述人体脚部的踝关节匹配时，通过所述第一弹力对所述踝关节进行弹性缓冲。

其中，所述支撑部的数量为两个，所述弹性缓冲件进一步包括跟腱匹配部，所述跟腱匹配部的两端分别与所述两个支撑部倾斜弯折连接，以用于包裹所述人体脚部的跟腱，并产生与所述跟腱匹配部的弯折方向相反的第二弹力，以在所述跟腱匹配部与所述跟腱匹配时，通过所述第二弹力对所述跟腱进行弹性缓冲。

其中，所述弹性缓冲件进一步包括与所述踝关节匹配部连接第一连接部，所述第一连接部呈钩状，用于连接所述外骨骼机器人的其他部件。

其中，所述弹性缓冲件上设有第一绷带，所述第一绷带的两端连接于所述弹性缓冲件以与所述弹性缓冲件共同包裹所述人体脚部的后脚部。

其中，所述弹性缓冲件进一步包括第二连接部，所述第二连接部与所述支撑部垂直连接，所述脚部承载组件包括底板，所述底板与所述第二连接部相对固定，以承载所述人体脚部。

其中，所述底板上设有第二绷带，所述第二绷带的两端连接于所述底板，以与所述底板共同包裹所述人体脚部的前脚部。

其中，所述底板远离所述第二绷带的一侧还设有衬垫，所述衬垫用于在与地面接触时，增加与所述地面的摩擦力。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种外骨骼机器人，所述外骨骼机器人包括上述的脚部支撑部件。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过脚部支撑部件的脚部承载组件及弹性缓冲件连接以用于共同包裹人体脚部，且在包裹人体脚部时，弹性缓冲件与人体脚部相匹配，以在人体脚部进行落地动作时，对人体脚部进行弹性缓冲的方法，使得人体脚部在落地时，与脚部支撑部件弹性接触，进而降低了人体脚部在落地时，脚部支撑部件对人体脚部的震动及撞击等而导致的伤害。

附图说明

图1是本发明提供的外骨骼机器人的脚部支撑部件实施例的分解示意图；

图2是本发明提供的外骨骼机器人实施例的结构示意图；

图3是图2中髋关节部件的分解示意图；

图4是图3中的髋关节电机机构的分解示意图；

图5是图3中髋关节减速器机构、髋关节轴承机构及髋关节摩擦轮的分解示意图；

图6是图3中各机构的装配截面示意图；

图7是图6中A部分的放大示意图；

图8是图3中髋关节传动组件及髋关节摩擦轮的分解示意图；

图9是图2中大腿支撑机构的结构示意图；

图10是图2中膝关节部件的分解示意图；

图11是图10中的膝关节电机机构的分解示意图；

图12是图10中膝关节减速器机构、膝关节轴承机构及膝关节摩擦轮的分解示意图；

图13是图10中各机构的装配截面示意图；

图14是图13中B部分的放大示意图；

图15是图10中膝关节传动组件及膝关节摩擦轮的分解示意图；

图16是图2中小腿支撑部件的结构示意图；

图17是图2中小腿挡板部件的结构示意图；

图18是图17中第二连接件的结构示意图；

图19是图17中挡板组件处于扣合状态的俯视示意图；

图20是图2中腰部支撑部件的分解示意图；

图21是图20中控制盒与其他结构电连接的示意框图；

图22是图2中外骨骼机器人与人体的站立示意图；

图23是图2中外骨骼机器人与人体的坐姿示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种外骨骼机器人及其脚部支撑部件做进一步详细描述。

参阅图1，本发明提供的脚部支撑部件10实施例包括弹性缓冲件11及脚部承载组件12。

可选的，弹性缓冲件11为条形件绕制而成。

其中，弹性缓冲件11包括踝关节匹配部111及支撑部112，踝关节匹配部111与支撑部112倾斜弯折连接，以产生与踝关节匹配部111的弯折方向相反的第一弹力。

在本实施例中，踝关节匹配部111为呈扭簧型。

进一步地，支撑部112的数量为两个，弹性缓冲件11还包括跟腱匹配部113，该跟腱匹配部113的两端分别与两个支撑部112倾斜弯折连接，以用于包裹人体脚部的跟腱，并产生与跟腱匹配部113的弯折方向相反的第二弹力。

可选的，两个支撑部112相互平行或呈八字形。

进一步地，弹性缓冲件11还包括与踝关节匹配部111连接的第一连接部114，该第一连接部114用于连接外骨骼机器人的其他部件，在本实施例中，第一连接部114通过连接套13与外骨骼机器人的其他部件连接。

其中，第一连接部114呈钩状，呈钩状的第一连接部114通过螺栓与连接套13固定连接，能够防止第一连接部114在连接套13内转动或滑动，增强结构稳定性。

进一步地，弹性缓冲件11还包括的第二连接部115，第二连接部115与支撑部112垂直连接。

进一步地，弹性缓冲件11上设有第一绷带116，第一绷带116的两端连接于弹性缓冲件11以与弹性缓冲件11通过包裹人体脚部的后脚部。

在本实施例中，第一绷带116通过绷带板117与弹性缓冲件11连接，绷带板117的一端与弹性缓冲件11固定连接，另一端与第一绷带116的一端连接，第一绷带116的另一端与弹性缓冲件11连接。

脚部承载组件12与弹性缓冲件11连接以用于共同包裹人体脚部。

具体地，脚部承载组件12包括底板121，底板121上设有第二绷带122，第二绷带122的两端连接于底板121以与底板121共同包裹人体脚部的前脚部，再结合上述的弹性缓冲件11与第一绷带116共同包裹人体脚部的后脚部，进而包裹人体脚部。

其中，底板121与弹性缓冲件11的第二连接部116相对固定，以用于承载人体脚部，在本实施例中，底板121通过底板连接板123与第二连接部116固定连接。

具体地，底板连接板123的数量为两个，两个底板连接板123共同夹持第一连接部116以及支撑部112，并通过螺栓固定连接，使得底板连接板123与第二连接部116相对固定，然后再通过螺栓将底板121与底板连接板123固定连接。

其中，底板121可以是与人体脚掌形状吻合的形状，以更好的与人体脚部贴合，同时，底板121的前端还可以呈倾斜状，以使得人体脚部在行走时，对人体脚部起到更好的支持作用。

进一步地，底板121远离第二绷带122的一侧还设有衬垫124，该衬垫124用于在与地面接触时，增加与地面的摩擦力。

可选的，衬垫124的材料为橡胶材料。

进一步地，当弹性缓冲件11与脚部承载组件12共同包裹人体脚部时，弹性缓冲件11与人体脚部相匹配，以在人体脚部进行落地动作时，对人体脚部进行弹性缓冲。

具体地，当包裹人体脚部时，踝关节匹配部111与人体脚部的踝关节相匹配，并在上述的第一弹力作用下，通过该第一弹力对踝关节进行弹性缓冲；跟腱匹配部113与人体脚部的跟腱相匹配，并在上述的第二弹力作用下，通过该第二弹力对跟腱进行弹性缓冲，以使得在人体脚部进行落地动作时，起到缓冲减震的作用。

此外，由于在本实施例中，踝关节匹配部111呈扭簧状，因此，当与踝关节匹配时，还能够在垂直于踝关节的方向上对踝关节进行弹性缓冲，避免踝关节在该方向上遭到剧烈冲击，有利于保护踝关节。

参阅图2，本发明提供的外骨骼机器人实施例包括上述的脚部支撑部件10，进一步包括髋关节部件20、大腿支撑部件30、膝关节部件40及小腿支撑部件50。

参阅图3，髋关节部件20包括髋关节驱动组件21及髋关节传动组件22。

其中，髋关节驱动组件21包括髋关节电机机构211、髋关节减速器机构212、髋关节轴承机构213及髋关节摩擦轮214。

参阅图4，髋关节电机机构211包括髋关节驱动电机211a、髋关节第一连接板211b、髋关节支撑座211c、髋关节隔离板211d及髋关节连接器211e。

其中，髋关节支撑座211c设置有通孔2111，进一步地，髋关节支撑座211c还设有髋关节第一限位部2112，可选的，该髋关节第一限位部2112为限位槽，且的数量为两个。

进一步地，髋关节第一连接板211b与髋关节支撑座211c，可选的，髋关节第一连接板211b与髋关节支撑座211c通过螺栓固定连接；髋关节驱动电机211a的驱动轴2113从髋关节支撑座211c靠近髋关节第一连接板211b的一侧穿过髋关节支撑座211c的通孔2111，并与髋关节支撑座211c固定连接，在本实施例中，通过平头螺栓从髋关节支撑座211c远离髋关节第一连接板211b的一侧固定连接髋关节驱动电机211a与髋关节支撑座211c；髋关节隔离板211d从髋关节支撑座211c远离髋关节第一连接板211b的一侧套设于髋关节驱动电机211a的驱动轴2113上，在本实施例中，髋关节隔离板211d还盖设于用于固定连接髋关节驱动电机211a与髋关节支撑座211c平头螺栓上，以防止平头螺栓松动导致髋关节驱动电机211a与髋关节支撑座211c分离；髋关节连接器211e套设于髋关节驱动电机211a的驱动轴2113且压设于髋关节隔离板211d上，进一步地，髋关节连接器211e与髋关节驱动电机211a的驱动轴2113固定连接，以使得髋关节连接器211e在髋关节驱动电机211a的驱动轴2113的驱动下转动，可选的，髋关节连接器211e为十字联轴器，通过螺栓在十字联轴器的十字轴处与髋关节驱动电机211a的驱动轴2113固定连接。

共同参阅图4及图5，髋关节减速器机构212包括外轮212a及内轮212b，内轮212b可相对于外轮212a转动。

具体地，外轮212a可通过螺栓与髋关节支撑座211c固定连接，内轮212b设有与髋关节连接器211e配合的卡槽(图中未示出)，内轮212b套设于髋关节驱动电机211a的驱动轴2113，且内轮212b的卡槽与髋关节连接器211e卡合，以使得内轮212b与髋关节驱动电机211a的驱动轴2113相对固定，进而使得内轮212b在髋关节驱动电机211a的驱动轴2113的驱动下相对于外轮212a转动。

进一步地，髋关节减速器机构212的内轮212b远离髋关节连接器211e的一侧设有定位柱2121。

髋关节轴承机构213包括外圈213a及内圈213b，内圈213b可相对于外圈213a转动。

具体地，外圈213a在髋关节减速器机构212的内轮212b设有定位柱2121的一侧与髋关节支撑座211c固定连接，在本实施例中，在外圈213a的侧面通过螺栓与髋关节支撑座211c固定连接；内圈213b套设于髋关节驱动电机211a的驱动轴2113并与髋关节减速器机构212的内轮212b上的定位柱2121定位配合，以使得内圈213b在髋关节驱动电机211a的驱动轴2113的轴向上与髋关节减速器机构212的内轮212b相对固定，进而跟随髋关节减速器机构212的内轮212b的转动而转动。

髋关节摩擦轮214在髋关节轴承机构213远离髋关节减速器机构212的一侧与髋关节轴承机构213的内圈213b固定连接。

具体地，髋关节摩擦轮214与髋关节减速器机构212的内轮212b上的定位柱2121定位配合，以使得髋关节摩擦轮214与髋关节轴承机构213的内圈213b在髋关节驱动电机211a的驱动轴2113的轴向上相对固定，进一步可通过螺栓将髋关节摩擦轮214髋关节轴承机构213的内圈213b固定连接，进而使得髋关节摩擦轮214跟随髋关节轴承机构213的内圈213b转动而转动。

进一步地，髋关节摩擦轮214还设有髋关节第一缓冲部2141，可选的，该髋关节第一缓冲部2141为设置于髋关节摩擦轮214外边侧的凸齿。

进一步参阅图3，髋关节驱动组件21还包括髋关节电机防护罩215，髋关节电机防护罩215罩设于髋关节驱动电机211a以对髋关节驱动电机211a起保护作用。

髋关节传动组件22与髋关节驱动组件21联动以在踝关节驱动组件21的驱动下转动。

具体地，髋关节传动组件22与髋关节摩擦轮214摩擦连接，以在髋关节摩擦轮214的摩擦驱动下转动。

共同参阅图6及图7，髋关节传动组件22包括髋关节第一传动件221及髋关节第二传动件222，髋关节第一传动件221与髋关节摩擦轮214面向髋关节电机机构211的一侧之间设置有髋关节弹性件223，该髋关节弹性件223产生在髋关节电机机构211轴向上的弹力，髋关节第二传动件222在髋关节摩擦轮214的另一侧与髋关节第一传动件221通过螺栓固定连接，以使得髋关节第二传动件222在该弹力作用下紧贴于髋关节摩擦轮214，进而与髋关节摩擦轮214摩擦连接，以使得髋关节摩擦轮214在转动时，摩擦驱动髋关节第二传动件222。

进一步地，髋关节弹性件223与髋关节摩擦轮214面向髋关节电机机构211的一侧之间还设有依次贴设的髋关节摩擦片224及髋关节钢片225，髋关节弹性件223的一端抵接于髋关节第一传动件221，另一端抵接于髋关节钢片225，以使得髋关节摩擦片224紧贴于髋关节摩擦轮114，进而使得髋关节第一传动件221通过髋关节摩擦片224与髋关节摩擦轮膜层连接，以在髋关节摩擦轮214转动时，摩擦驱动髋关节摩擦片224，以通过髋关节摩擦片224摩擦驱动髋关节第一传动件221。

可选的，髋关节弹性件223为圆柱形弹簧。

参阅图8，髋关节第一传动件221设有髋关节第二限位部2211，在通过上述的髋关节摩擦轮214摩擦驱动髋关节传动组件22转动时，髋关节第二限位部2211与髋关节第一限位部2112配合，以限制髋关节传动组件22的转动自由度。

可选的，该髋关节第二限位部2211为与髋关节第一限位部2112的限位槽配合的限位柱，该转动自由度可根据实际所需进行设置，在此不做限制。

进一步地，髋关节第二传动件222设有髋关节第二缓冲部2221，在髋关节摩擦轮214与髋关节第二传动件222紧贴时，该髋关节第二缓冲部2221与髋关节摩擦轮214的髋关节第一缓冲部2141间隙设置，以在通过上述的髋关节摩擦轮214摩擦驱动髋关节传动组件22转动的过程中遇到速度突变时，起到缓冲作用。

进一步参阅图3，髋关节部件20还包括髋关节第二连接板23，该髋关节第二连接板23与髋关节第一连接板211b通过螺栓固定连接，其中，髋关节第二连接板23上设有挂板231。

大腿支撑部件30的一端与髋关节传动组件22连接，以跟随髋关节传动组件22的转动而摆动。

参阅图9，大腿支撑部件30包括大腿支撑板31及大腿绷带器32，大腿支撑板31的一端与髋关节第二传动件222通过螺栓固定连接，以跟随髋关节第二传动件222的转动而摆动，大腿绷带器32通过螺栓固定设置于大腿支撑板31上，用于连接大腿绷带，以固定大腿。

共同参阅图2及图10，膝关节部件40与大腿支撑机构20的另一端连接，包括膝关节驱动组件41及膝关节传动组件42。

其中，膝关节驱动组件41包括膝关节电机机构411、膝关节减速器机构412、膝关节轴承机构413及膝关节摩擦轮414。

参阅图11，膝关节电机机构411包括膝关节驱动电机411a、膝关节第一连接板411b、膝关节支撑座411c、膝关节隔离板411d及膝关节连接器411e。

其中，膝关节支撑座411c设置有通孔4111，进一步地，膝关节支撑座411c还设有膝关节第一限位部4112，可选的，该膝关节第一限位部4112为限位槽，且的数量为两个。

进一步地，膝关节第一连接板411b与膝关节支撑座411c固定连接，可选的，膝关节第一连接板411b与膝关节支撑座411c通过螺栓固定连接；膝关节驱动电机411a的驱动轴4113从膝关节支撑座411c靠近膝关节第一连接板411b的一侧穿过膝关节支撑座411c的通孔4111，并与膝关节支撑座411c固定连接，在本实施例中，通过平头螺栓从膝关节支撑座411c远离膝关节第一连接板411b的一侧固定连接膝关节驱动电机411a与膝关节支撑座411c；膝关节隔离板411d从膝关节支撑座411c远离膝关节第一连接板411b的一侧套设于膝关节驱动电机411a的驱动轴4113上，在本实施例中，膝关节隔离板411d还盖设于用于固定连接膝关节驱动电机411a与膝关节支撑座411c平头螺栓上，以防止平头螺栓松动导致膝关节驱动电机411a与膝关节支撑座411c分离；膝关节连接器411e套设于膝关节驱动电机411a的驱动轴4113且压设于膝关节隔离板411d上，进一步地，膝关节连接器411e与膝关节驱动电机411a的驱动轴4113固定连接，以使得膝关节连接器411e在膝关节驱动电机411a的驱动轴4113的驱动下转动，可选的，膝关节连接器411e为十字联轴器，通过螺栓在十字联轴器的十字轴处与膝关节驱动电机411a的驱动轴4113固定连接。

共同参阅图11及图12，膝关节减速器机构412包括外轮412a及内轮412b，内轮412b可相对于外轮412a转动。

具体地，外轮412a可通过螺栓与膝关节支撑座411c固定连接，内轮412b设有与膝关节连接器411e配合的卡槽(图中未示出)，内轮412b套设于膝关节驱动电机411a的驱动轴4113，且内轮412b的卡槽与膝关节连接器411e卡合，以使得内轮412b与膝关节驱动电机411a的驱动轴4113相对固定，进而使得内轮412b在膝关节驱动电机411a的驱动轴4113的驱动下相对于外轮412a转动。

进一步地，膝关节减速器机构412的内轮412b远离膝关节连接器411e的一侧设有定位柱4121。

膝关节轴承机构413包括外圈413a及内圈413b，内圈413b可相对于外圈413a转动。

具体地，外圈413a在膝关节减速器机构412的内轮412b设有定位柱4121的一侧与膝关节支撑座411c固定连接，在本实施例中，在外圈413a的侧面通过螺栓与膝关节支撑座411c固定连接；内圈413b套设于膝关节驱动电机411a的驱动轴4113并与膝关节减速器机构412的内轮412b上的定位柱4121定位配合，以使得内圈413b在膝关节驱动电机411a的驱动轴4113的轴向上与膝关节减速器机构412的内轮412b相对固定，进而跟随膝关节减速器机构412的内轮412b的转动而转动。

膝关节摩擦轮414在膝关节轴承机构413远离膝关节减速器机构412的一侧与膝关节轴承机构413的内圈113b固定连接。

具体地，膝关节摩擦轮414与膝关节减速器机构412的内轮412b上的定位柱4121定位配合，以使得膝关节摩擦轮414与膝关节轴承机构413的内圈413b在膝关节驱动电机411a的驱动轴4113的轴向上相对固定，进一步可通过螺栓将膝关节摩擦轮414膝关节轴承机构413的内圈413b固定连接，进而使得膝关节摩擦轮414跟随膝关节轴承机构413的内圈413b转动而转动。

进一步地，膝关节摩擦轮414还设有膝关节第一缓冲部4141，可选的，该膝关节第一缓冲部4141为设置于膝关节摩擦轮414外边侧的凸齿。

进一步参阅图10，膝关节驱动组件41还包括膝关节电机防护罩415，膝关节电机防护罩415罩设于膝关节驱动电机411a以对膝关节驱动电机411a起保护作用。

膝关节传动组件42与膝关节驱动组件41联动以在踝关节驱动组件41的驱动下转动。

具体地，膝关节传动组件42与膝关节摩擦轮414摩擦连接，以在膝关节摩擦轮414的摩擦驱动下转动。

共同参阅图13及图14，膝关节传动组件42包括膝关节第一传动件421及膝关节第二传动件422，膝关节第一传动件421与膝关节摩擦轮414面向膝关节电机机构411的一侧之间设置有膝关节弹性件423，该膝关节弹性件423产生在膝关节电机机构411轴向上的弹力，膝关节第二传动件422在膝关节摩擦轮414的另一侧与膝关节第一传动件421通过螺栓固定连接，以使得膝关节第二传动件422在该弹力作用下紧贴于膝关节摩擦轮414，进而与膝关节摩擦轮414摩擦连接，以使得膝关节摩擦轮414在转动时，摩擦驱动膝关节第二传动件422。

进一步地，膝关节弹性件423与膝关节摩擦轮414面向膝关节电机机构411的一侧之间还设有依次贴设的膝关节摩擦片424及膝关节钢片425，膝关节弹性件423的一端抵接于膝关节第一传动件421，另一端抵接于膝关节钢片425，以使得膝关节摩擦片424紧贴于膝关节摩擦轮414，进而使得膝关节第一传动件421通过膝关节摩擦片424与膝关节摩擦轮膜层连接，以在膝关节摩擦轮414转动时，摩擦驱动膝关节摩擦片424，以通过膝关节摩擦片424摩擦驱动膝关节第一传动件421。

可选的，膝关节弹性件423为圆柱形弹簧。

参阅图15，膝关节第一传动件421设有膝关节第二限位部4211，在通过上述的膝关节摩擦轮414摩擦驱动膝关节传动组件42转动时，膝关节第二限位部4211与膝关节第一限位部4112配合，以限制膝关节传动组件42的转动自由度。

可选的，该膝关节第二限位部4211为与膝关节第一限位部4112的限位槽配合的限位柱，该转动自由度可根据实际所需进行设置，在此不做限制。

进一步地，膝关节第二传动件422设有膝关节第二缓冲部4221，在膝关节摩擦轮414与膝关节第二传动件422紧贴时，该膝关节第二缓冲部4221与膝关节摩擦轮414的膝关节第一缓冲部4141间隙设置，以在通过上述的膝关节摩擦轮414摩擦驱动膝关节传动组件42转动的过程中遇到速度突变时，起到缓冲作用。

在其他实施例中，本实施例中的髋关节部件20和膝关节部件40中也可以只有一个采用上述的摩擦轮摩擦驱动传动组件的方式，另一个可采用其他驱动方式，比如液压驱动或连杆驱动等。

小腿支撑部件50与膝关节传动组件42连接，以跟随膝关节传动组件42的转动而摆动，并与脚部支撑部件10连接，以带动脚部支撑部件10移动。

参阅图16，小腿支撑部件50包括首首尾相连的小腿第一支撑板51及小腿第二支撑板52，小腿第一支撑板51的一端与膝关节传动组件42的膝关节第二传动件422通过螺栓固定连接，以跟随膝关节第二传动件422的转动而摆动，另一端与小腿第二支撑板52通过螺栓固定连接。

进一步参阅图2，本实施例还包括小腿挡板部件60及腰部支撑部件70。

参阅图17，小腿挡板部件60包括固定座61、挡板组件62及连杆机构63。

固定座61用于连接本实施例中外骨骼机器人的其他部件，在本实施例中，固定座61与连接小腿第一支撑板52连接。

其中，固定座61上设有定位槽611，可通过螺栓穿过定位槽611固定连接固定座61及小腿第一支撑板62，并在定位槽611的长度方向上调节连接位置。

挡板组件62枢接于固定座61，以相对于固定座61呈打开和扣合的状态。

具体地，挡板组件62包括小腿绷带臂621及小腿挡板622，小腿绷带臂621与固定座61枢接，以使得小腿绷带臂621可相对于固定座61转动，可选的，可通过圆柱销串接小腿绷带臂621及固定座，然后在圆柱销的两端安装开口挡圈；小腿挡板622与小腿绷带臂621连接以用于与人体小腿贴合，在贴合过程中，小腿挡板622跟随小腿绷带臂621的转动而靠近人体小腿，以在与人体小腿贴合时，呈扣合状态，在与人体小腿分离时，呈打开状态。

其中，小腿挡板622与小腿绷带臂621转动连接，以在与人体小腿贴合时，跟随人体小腿的运动而相对于小腿绷带臂621转动。

具体地，挡板组件62进一步包括第一连接件623及第二连接件624，第一连接件623与小腿挡板622固定连接，且中间呈弧形设置，参阅图18，第二连接件624包括光轴部6241，第二连接件624穿过第一连接件623与小腿绷带臂621连接，且使得呈弧形设置的部分与光轴部6241贴合，以使得第一连接件623可相对于光轴部6241转动，进而使得小腿挡板622可相对于小腿绷带臂621转动，

进一步地，小腿挡板622与小腿绷带臂621可拆卸连接。

具体地，第二连接件624还包括螺纹部6242，在上述的第二连接件624穿过第一连接件623与小腿绷带臂621连接时，通过螺纹部6242与小腿绷带臂621螺纹连接，以使得第二连接件624与小腿绷带臂621可拆卸连接，进而使得小腿挡板622与小腿绷带臂621可拆卸连接。

可选的，小腿挡板622呈弧形设置，且上端的尺寸大于下端的尺寸，使得小腿挡板622的形状能够与人体小腿的形状吻合，以适合穿戴，进一步地，小腿挡板622的材料为柔性材料，具有弹性，使得在于人体小腿贴合时，与人体小腿柔性贴合，增加舒适感，避免在刚性贴合时，对人体小腿的磨损伤害；小腿绷带臂621呈弧形设置，能够与人体小腿的形状吻合，且在远离小腿挡板622的延伸方向上的尺寸逐渐变大，能够节省材料、降低成本，并减轻整体重量。

进一步地，小腿挡板622上设有小腿绷带6221，以在与人体小腿贴合时，绑缚人体小腿。

杆体机构63包括首位枢接的第一杆体631及第二杆体632，第一杆体631与第二杆体632分别枢接于固定座61及挡板组件62，以随动于挡板组件62。

其中，当挡板组件62相对于固定座61呈扣合状态时，第一杆体631与第二杆体632相对于第一杆体631和第二杆体632的枢转中心6311呈直线设置，以锁定挡板组件62。

参阅图19，当挡板组件62相对于固定座61呈扣合状态时，由于第一杆体631与第二杆体632相对于第一杆体631和第二杆体632的枢转中心6311呈直线设置，则若需要将挡板组件62脱离扣合状态，则需要在图示中的箭头方向旋转挡板组件62，此时，呈直线设置的第一杆体631与第二杆体632同时在该方向上抵顶小腿绷带臂621与固定座61，从而导致挡板组件62不能在该方向上旋转，进而锁定挡板组件62，在挡板组件62在于人体小腿贴合时，降低了与人体小腿脱离的概率，提高了使用的可靠性。

进一步地，当挡板组件62相对于固定座61呈打开状态时，第一杆体631与第二杆体632相对于第一杆体631与第二杆体632的枢转中心6311呈夹角设置。

可选的，连杆组件63进一步包括第三杆体633，第三杆体633与第一杆体631或第二杆体632连接，以在外力作用下推动第一杆体631或第二杆体632，使得第一杆体631或第二杆体632从直线设置变为夹角设置。

在本实施例中，第三杆体633与第一杆体631连接，当第一杆体631与第二杆体632处于上述的直线设置时，只需要手动给第三杆体633施加外力，使得第一杆体631相对于固定座61转动，即可使得第一杆体631与第二杆体632从直线设置变为夹角设置，此时，挡板组件62即可处于非锁定状态，进而从扣合状态变为打开状态。

可选的，第三杆体633与第一杆体631或第二杆体632呈夹角设置。

共同参阅图2及参阅图20，腰部支撑部件70与髋关节部件20连接，以用于与人体腰部贴合，进而支撑人体腰部，包括腰部第一连接件71、腰部第一支撑板72、腰部第二连接件73及腰部第二支撑板74。

腰部第一连接件71的一端与髋关节第二连接板23连接，数量为两个，且呈镂空设置，能够节省材料、降低成本，实现结构的轻巧化。

其中，腰部第一连接件71呈弯折设置。

腰部第一支撑板72与腰部第一连接件71的另一端连接，且呈镂空设置，能够节省材料、降低成本，实现结构的轻巧化。

其中，腰部第一支撑板72的形状与人体腰部的形状吻合，以与人体腰部贴合。

腰部第二连接件73的一端与腰部第一支撑板72。

腰部第二支撑板74与腰部第二连接件73的另一端连接，且呈镂空设置，能够节省材料、降低成本，实现结构的轻巧化。

进一步地，本实施例中的腰部支撑部件70还包括控制盒75，控制盒75与腰部第二支撑板74连接。

参阅图21，控制盒75包括电连接的电源751及控制器752，控制器752与髋关节驱动电机211a及膝关节驱动电机411a电连接，以控制髋关节驱动电机211a及膝关节驱动电机411a的工作状态。

共同参阅图22及图23，在实际应用场景中，本实施例中的外骨骼机器人实施例支撑于人体80以使得人体能够保持如图22所示的站立状态，当需要呈现其他状态，髋关节部件20和/或膝关节部件40中的驱动组件通过摩擦轮摩擦驱动传动组件，以带动人体80的髋关节及膝关节运动，能够呈现如图23的坐姿状态，当然本实施例中仅对上述的两种状态进行说明，在其他实施例中，外骨骼机器人还能够使得人体80呈现其他状态，比如行走中的状态。

区别于现有技术的情况，本发明通过脚部支撑部件的脚部承载组件及弹性缓冲件连接以用于共同包裹人体脚部，且在包裹人体脚部时，弹性缓冲件与人体脚部相匹配，以在人体脚部进行落地动作时，对人体脚部进行弹性缓冲的方法，使得人体脚部在落地时，与脚部支撑部件弹性接触，进而降低了人体脚部在落地时，脚部支撑部件对人体脚部的震动及撞击而导致的伤害。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种外骨骼机器人的脚部支撑部件，其特征在于，所述脚部支撑部件包括脚部承载组件及弹性缓冲件，所述脚部承载组件与所述弹性缓冲件连接以用于共同包裹人体脚部，所述弹性缓冲件在所述包裹人体脚部时，与所述人体脚部相匹配，以在所述人体脚部进行落地动作时，对所述人体脚部进行弹性缓冲。

2.根据权利要求1所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述弹性缓冲件为条形件绕制而成。

3.根据权利要求2所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述弹性缓冲件包括踝关节匹配部及支撑部，踝关节匹配部与所述支撑部倾斜弯折连接，以产生与所述踝关节匹配部的弯折方向相反的第一弹力，进而使得所述踝关节匹配部在与所述人体脚部的踝关节匹配时，通过所述第一弹力对所述踝关节进行弹性缓冲。

4.根据权利要求3所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述支撑部的数量为两个，所述弹性缓冲件进一步包括跟腱匹配部，所述跟腱匹配部的两端分别与所述两个支撑部倾斜弯折连接，以用于包裹所述人体脚部的跟腱，并产生与所述跟腱匹配部的弯折方向相反的第二弹力，以在所述跟腱匹配部与所述跟腱匹配时，通过所述第二弹力对所述跟腱进行弹性缓冲。

5.根据权利要求3所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述弹性缓冲件进一步包括与所述踝关节匹配部连接第一连接部，所述第一连接部呈钩状，用于连接所述外骨骼机器人的其他部件。

6.根据权利要求4所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述弹性缓冲件上设有第一绷带，所述第一绷带的两端连接于所述弹性缓冲件以与所述弹性缓冲件共同包裹所述人体脚部的后脚部。

7.根据权利要求4所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述弹性缓冲件进一步包括第二连接部，所述第二连接部与所述支撑部垂直连接，所述脚部承载组件包括底板，所述底板与所述第二连接部相对固定，以承载所述人体脚部。

8.根据权利要求7所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述底板上设有第二绷带，所述第二绷带的两端连接于所述底板，以与所述底板共同包裹所述人体脚部的前脚部。

9.根据权利要求8所述的脚部支撑部件，其特征在于，所述底板远离所述第二绷带的一侧还设有衬垫，所述衬垫用于在与地面接触时，增加与所述地面的摩擦力。

10.一种外骨骼机器人，其特征在于，所述外骨骼机器人包括权利要求1～9任一所述的脚部支撑部件。