CN211639974U - 外骨骼机器人踝关节结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及外骨骼机器人踝关节结构，足支腿杆，足支腿杆的上端通过缓冲机构与小腿杆相连，其下端通过惯性传感器与穿戴鞋相连；足支腿杆上设置有水平转向机构、前后弯曲机构。本实用新型达到的有益效果是：结构简单、便于灵活活动、适用于复杂地形。

Description

外骨骼机器人踝关节结构

技术领域

本实用新型涉及人机工程学技术领域，特别是外骨骼机器人踝关节结构。

背景技术

近些年，随着科技的发展，针对工程、勘察、医疗等不同领域，设计有不同的外骨骼服。这些领域的外骨骼服，虽然具有相应的用处，但不够灵活，远远无法满足军事上的需求。

国内的虽然已经设计出了应用于军事上的外骨骼，但都比较死板，而且大多是量身定制的，无法根据人不同体型、身高进行灵活调节。并且外骨骼的各关节处的转动范围未明确设计，有时转动会过度，有时转动达不到要求，没法进行调节，穿戴后非常不舒服。

并且足关节处也不够灵活。

为此，申请人设计一款外骨骼机器人踝关节结构，满足人足关节处的自由活动，并且在复杂地形活动时具有缓冲。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供结构简单、便于灵活活动、适用于复杂地形的外骨骼机器人踝关节结构。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：外骨骼机器人踝关节结构，包括足支腿杆，足支腿杆的上端通过缓冲机构与小腿杆相连，其下端通过惯性传感器壳体与穿戴鞋相连；

所述的足支腿杆上设置有水平转向机构、前后弯曲机构。

所述的缓冲机构包括导向柱、导向套和弹簧，导向柱固定设置在小腿杆的下端，导向套固定设置在足支腿杆的上端，导向柱插入导向套内；

所述导向柱上设置有一体的安装台A，导向套上设置有一体的安装台B，弹簧套在导向柱和导向套外且其两端分别抵在安装台A和安装台B上。

所述的安装台A位于导向柱的上端，安装台B位于导向套的下端；

小腿杆的下端插入安装台A内且通过锁紧螺钉锁紧，足支腿杆的上端插入安装台B内且通过锁紧螺钉锁紧。

所述的足支腿杆包括从上至下依次设置的足支腿杆A、足支腿杆B和足支腿杆C；

前后弯曲机构设置在足支腿杆A和足支腿杆B之间；

水平转向机构设置在足支腿杆B和足支腿杆C之间。

所述的前后弯曲机构包括跖屈轴，足支腿杆A和足支腿杆B通过跖屈轴铰接设置且两者只能沿前后方向活动。

所述的水平转向机构包括止推轴承，足支腿杆B和足支腿杆C通过止推轴承相连。

所述的惯性传感器设置在足支腿杆C的下端处，穿戴鞋设置在其内侧；

惯性传感器还与控制面板电连接。

本实用新型具有以下优点：（1）通过设置水平转向机构和前后弯曲机构，满足人足关节处的活动，灵活性该；（2）相比于一般的刚性连接，缓冲机构的设置，使得人能够在复杂地形中行走；（3）整个踝关节的结构简单、便于加工制造。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为缓冲机构处的结构示意图；

图中：1-足支腿杆，101-足支腿杆A，102-足支腿杆B，103-足支腿杆C，104-跖屈轴，105-止推轴承，2-小腿杆，3-安装惯性传感器的壳体，4-穿戴鞋，501-导向柱，502-导向套，503-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1 和图2所示，外骨骼机器人踝关节结构，包括足支腿杆1，足支腿杆1的上端通过缓冲机构与小腿杆2相连，足支腿杆1的下端固定连接有安装惯性传感器的壳体3，安装惯性传感器壳体3的内侧固定设置有穿戴鞋4，惯性传感器还与控制面板电连接。

详细地，本方案中，足支腿杆1包括从上至下依次设置的足支腿杆A101、足支腿杆B102和足支腿杆C103。足支腿杆A101和足支腿杆B102之间设置有前后弯曲机构；足支腿杆B102和足支腿杆C103之间设置有水平转向机构。

为了简化结构，本实施例中，缓冲机构的设计为：包括导向柱501、导向套502和弹簧503，导向柱501固定设置在小腿杆2的下端，导向套502固定设置在足支腿杆1的上端，导向柱501插入导向套502内且两者可以上下活动；导向柱501的上端固定有安装台A，导向套502的下端固定有安装台B，安装台A和安装台B均开有安装插孔，小腿杆2、足支腿杆A101对应地插入安装台A和安装台B的安装插孔中实现配合安装，在实现固定连接时，可以是锁紧销，即锁紧销穿过对应安装台抵在相应小腿杆2或足支腿杆A101的柱面上，或者还可以用锁紧螺栓，锁紧螺栓贯穿对应安装台和相应的小腿杆2或足支腿杆A101。在安装台A和安装台B之间设置有弹簧503，弹簧503的两端抵在对应安装台上，且弹簧503套在导向柱501和导向套502上。

为了进一步简化结构，本实施例中，前后弯曲机构包括跖屈轴104，足支腿杆A101和足支腿杆B102通过跖屈轴104铰接设置且两者只能沿前后方向活动。水平转向机构包括止推轴承105，足支腿杆B102和足支腿杆C103通过止推轴承105相连。

Claims (7)

1.外骨骼机器人踝关节结构，其特征在于：包括足支腿杆（1），足支腿杆（1）的上端通过缓冲机构与小腿杆（2）相连，其下端通过安装惯性传感器壳体（3）与穿戴鞋（4）相连；

所述的足支腿杆（1）上设置有水平转向机构、前后弯曲机构。

2.根据权利要求1所述的外骨骼机器人踝关节结构，其特征在于：所述的缓冲机构包括导向柱（501）、导向套（502）和弹簧（503），导向柱（501）固定设置在小腿杆（2）的下端，导向套（502）固定设置在足支腿杆（1）的上端，导向柱（501）插入导向套（502）内；

所述导向柱（501）上设置有一体的安装台A，导向套（502）上设置有一体的安装台B，弹簧（503）套在导向柱（501）和导向套（502）外且其两端分别抵在安装台A和安装台B上。

3.根据权利要求2所述的外骨骼机器人踝关节结构，其特征在于：所述的安装台A位于导向柱（501）的上端，安装台B位于导向套（502）的下端；

小腿杆（2）的下端插入安装台A内且通过锁紧螺钉锁紧，足支腿杆（1）的上端插入安装台B内且通过锁紧螺钉锁紧。

4.根据权利要求2所述的外骨骼机器人踝关节结构，其特征在于：所述的足支腿杆（1）包括从上至下依次设置的足支腿杆A（101）、足支腿杆B（102）和足支腿杆C（103）；

前后弯曲机构设置在足支腿杆A（101）和足支腿杆B（102）之间；

水平转向机构设置在足支腿杆B（102）和足支腿杆C（103）之间。

5.根据权利要求4所述的外骨骼机器人踝关节结构，其特征在于：所述的前后弯曲机构包括跖屈轴（104），足支腿杆A（101）和足支腿杆B（102）通过跖屈轴（104）铰接设置且两者只能沿前后方向活动。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的外骨骼机器人踝关节结构，其特征在于：所述的水平转向机构包括止推轴承（105），足支腿杆B（102）和足支腿杆C（103）通过止推轴承（105）相连。

7.根据权利要求6所述的外骨骼机器人踝关节结构，其特征在于：所述的安装惯性传感器壳体（3）设置在足支腿杆C（103）的下端处，穿戴鞋（4）设置在其内侧；

惯性传感器还与控制面板电连接。

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